પરંપરાગત ઇલેક્ટ્રિક ઉત્તેજના મોટર્સની તુલનામાં, કાયમી ચુંબક મોટર્સ, ખાસ કરીને દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનેન્ટ મેગ્નેટ મોટર્સ, સરળ માળખું અને વિશ્વસનીય કામગીરી ધરાવે છે.નાના વોલ્યુમ અને ઓછા વજન;ઓછી નુકશાન અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા;મોટરનો આકાર અને કદ લવચીક અને વૈવિધ્યસભર હોઈ શકે છે.તેથી, એપ્લિકેશન શ્રેણી અત્યંત વિશાળ છે, લગભગ તમામ એરોસ્પેસ, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ, ઔદ્યોગિક અને કૃષિ ઉત્પાદન અને દૈનિક જીવનના ક્ષેત્રોમાં.કેટલાક લાક્ષણિક કાયમી ચુંબક મોટર્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ અને એપ્લિકેશનો નીચે રજૂ કરવામાં આવી છે.
1. પરંપરાગત જનરેટરની સરખામણીમાં, રેર અર્થ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રનસ જનરેટર્સને સ્લિપ રિંગ્સ અને બ્રશ ડિવાઇસની જરૂર હોતી નથી, જેમાં સરળ માળખું અને ઘટાડો નિષ્ફળતા દર હોય છે.દુર્લભ પૃથ્વીનું કાયમી ચુંબક હવાના અંતરને ચુંબકીય ઘનતામાં પણ વધારો કરી શકે છે, મોટરની ગતિને શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય સુધી વધારી શકે છે અને પાવર-ટુ-માસ રેશિયોમાં સુધારો કરી શકે છે.રેર અર્થ કાયમી ચુંબક જનરેટર લગભગ તમામ સમકાલીન ઉડ્ડયન અને એરોસ્પેસ જનરેટરમાં વપરાય છે.તેના વિશિષ્ટ ઉત્પાદનો 150 kVA 14-પોલ 12 000 r/min ~ 21 000 r/min અને 100 kVA 60 000 r/min રેર અર્થ કોબાલ્ટ કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ જનરેટર છે જે અમેરિકાની જનરલ ઇલેક્ટ્રિક કંપની દ્વારા ઉત્પાદિત છે.ચીનમાં વિકસિત પ્રથમ દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર 3 kW 20 000 r/min નું કાયમી મેગ્નેટ જનરેટર છે.
કાયમી ચુંબક જનરેટરનો ઉપયોગ મોટા ટર્બો-જનરેટર માટે સહાયક ઉત્તેજક તરીકે પણ થાય છે.1980ના દાયકામાં, ચીને 40 kVA～160 kVA ની ક્ષમતા સાથે વિશ્વનું સૌથી મોટું દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનન્ટ મેગ્નેટ એક્સીલેટર સફળતાપૂર્વક વિકસાવ્યું અને 200 MW ~ 600 MW ટર્બો-જનરેટરથી સજ્જ કર્યું, જેણે પાવર સ્ટેશનની કામગીરીની વિશ્વસનીયતામાં ઘણો સુધારો કર્યો.
હાલમાં, આંતરિક કમ્બશન એન્જિનો દ્વારા સંચાલિત નાના જનરેટર, વાહનો માટે કાયમી ચુંબક જનરેટર અને પવનના પૈડાં દ્વારા સીધા ચાલતા નાના કાયમી ચુંબક પવન જનરેટર ધીમે ધીમે લોકપ્રિય થઈ રહ્યા છે.
2. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટર ઇન્ડક્શન મોટરની તુલનામાં, કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટરને પ્રતિક્રિયાશીલ ઉત્તેજના પ્રવાહની જરૂર નથી, જે પાવર ફેક્ટર (1 અથવા તો કેપેસિટીવ સુધી) નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે, સ્ટેટર વર્તમાન અને સ્ટેટર પ્રતિકાર નુકશાન ઘટાડે છે, અને સ્થિર કામગીરી દરમિયાન રોટર કોપરનું નુકશાન થતું નથી, આમ પંખો (નાની ક્ષમતાવાળી મોટર પંખાને પણ દૂર કરી શકે છે) અને અનુરૂપ પવન ઘર્ષણમાં ઘટાડો કરે છે.સમાન સ્પષ્ટીકરણની ઇન્ડક્શન મોટરની તુલનામાં, કાર્યક્ષમતા 2 ~ 8 ટકાથી વધારી શકાય છે.વધુમાં, કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર 25% ~ 120% ની રેટેડ લોડ રેન્જમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને પાવર ફેક્ટર રાખી શકે છે, જે હળવા લોડ હેઠળ ચાલતી વખતે ઊર્જા બચત અસરને વધુ નોંધપાત્ર બનાવે છે.સામાન્ય રીતે, આ પ્રકારની મોટર રોટર પર પ્રારંભિક વિન્ડિંગથી સજ્જ છે, જે ચોક્કસ આવર્તન અને વોલ્ટેજ પર સીધી શરૂ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.હાલમાં, તે મુખ્યત્વે તેલ ક્ષેત્રો, કાપડ અને રાસાયણિક ફાઇબર ઉદ્યોગો, સિરામિક અને કાચ ઉદ્યોગો, ચાહકો અને લાંબા વાર્ષિક ઓપરેશન સમય સાથે પંપ વગેરેમાં વપરાય છે.
આપણા દેશ દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઉચ્ચ પ્રારંભિક ટોર્ક સાથેની NdFeB કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર ઓઇલફિલ્ડ એપ્લિકેશનમાં "મોટા ઘોડાથી દોરેલા કાર્ટ" ની સમસ્યાને હલ કરી શકે છે.પ્રારંભિક ટોર્ક ઇન્ડક્શન મોટર કરતા 50% ~ 100% મોટો છે, જે ઇન્ડક્શન મોટરને મોટા આધાર નંબર સાથે બદલી શકે છે, અને પાવર સેવિંગ રેટ લગભગ 20% છે.
કાપડ ઉદ્યોગમાં, જડતાના ભારની ક્ષણ મોટી છે, જેને ઉચ્ચ ટ્રેક્શન ટોર્કની જરૂર છે.નો-લોડ લિકેજ ગુણાંક, મુખ્ય ધ્રુવ ગુણોત્તર, રોટર પ્રતિકાર, કાયમી ચુંબક કદ અને કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગ વળાંકની વાજબી ડિઝાઇન કાયમી ચુંબક મોટરના ટ્રેક્શન પ્રભાવને સુધારી શકે છે અને નવા કાપડ અને રાસાયણિક ફાઇબર ઉદ્યોગોમાં તેના ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.
મોટા પાયે પાવર સ્ટેશન, ખાણો, પેટ્રોલિયમ, કેમિકલ અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વપરાતા પંખા અને પંપ મોટા ઉર્જા ઉપભોક્તા છે, પરંતુ હાલમાં વપરાતી મોટરોની કાર્યક્ષમતા અને પાવર ફેક્ટર ઓછી છે.NdFeB કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ માત્ર કાર્યક્ષમતા અને શક્તિ પરિબળને સુધારે છે, ઊર્જા બચાવે છે, પણ બ્રશ વિનાનું માળખું પણ ધરાવે છે, જે કામગીરીની વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરે છે.હાલમાં, 1 120kW ની પરમેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર એ વિશ્વની સૌથી શક્તિશાળી અસિંક્રોનસ શરૂ થતી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા રેર અર્થ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર છે.તેની કાર્યક્ષમતા 96.5% કરતા વધારે છે (સમાન સ્પષ્ટીકરણ મોટર કાર્યક્ષમતા 95% છે), અને તેનું પાવર ફેક્ટર 0.94 છે, જે સામાન્ય મોટરને તેના કરતા મોટા 1 ~ 2 પાવર ગ્રેડ સાથે બદલી શકે છે.
3. એસી સર્વો પરમેનેન્ટ મેગ્નેટ મોટર અને બ્રશલેસ ડીસી પરમેનેન્ટ મેગ્નેટ મોટર હવે વધુને વધુ ચલ ફ્રીક્વન્સી પાવર સપ્લાય અને એસી મોટરનો ઉપયોગ ડીસી મોટર સ્પીડ કંટ્રોલ સિસ્ટમને બદલે એસી સ્પીડ કંટ્રોલ સિસ્ટમ બનાવવા માટે કરે છે.એસી મોટર્સમાં, સ્થાયી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટરની ગતિ સ્થિર કામગીરી દરમિયાન પાવર સપ્લાયની આવર્તન સાથે સતત સંબંધ રાખે છે, જેથી તેનો સીધો ઉપયોગ ઓપન-લૂપ વેરીએબલ ફ્રીક્વન્સી સ્પીડ કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં થઈ શકે.આ પ્રકારની મોટર સામાન્ય રીતે ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટરની આવર્તનના ધીમે ધીમે વધારો દ્વારા શરૂ થાય છે.રોટર પર પ્રારંભિક વિન્ડિંગ સેટ કરવું જરૂરી નથી, અને બ્રશ અને કમ્યુટેટર અવગણવામાં આવે છે, તેથી જાળવણી અનુકૂળ છે.
સ્વ-સિંક્રનસ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર અને રોટર પોઝિશનની ક્લોઝ્ડ-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમથી બનેલી છે, જે માત્ર ઇલેક્ટ્રિકલી એક્સાઇટેડ ડીસી મોટરનું ઉત્તમ સ્પીડ રેગ્યુલેશન પર્ફોર્મન્સ જ નથી, પરંતુ બ્રશલેસ પણ અનુભવે છે.તે મુખ્યત્વે ઉડ્ડયન, એરોસ્પેસ, CNC મશીન ટૂલ્સ, મશીનિંગ કેન્દ્રો, રોબોટ્સ, ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, કમ્પ્યુટર પેરિફેરલ્સ વગેરે જેવા ઉચ્ચ નિયંત્રણ ચોકસાઈ અને વિશ્વસનીયતા સાથેના પ્રસંગોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.
હાલમાં, NdFeB સ્થાયી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર અને ડ્રાઇવ સિસ્ટમ વિશાળ સ્પીડ રેન્જ અને ગાઓ હેંગ પાવર સ્પીડ રેશિયો સાથે વિકસાવવામાં આવી છે, જેનો સ્પીડ રેશિયો 1: 22 500 અને મર્યાદા સ્પીડ 9 000 r/min છે.ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નાના કંપન, નીચા અવાજ અને કાયમી ચુંબક મોટરની ઉચ્ચ ટોર્ક ઘનતાની લાક્ષણિકતાઓ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, મશીન ટૂલ્સ અને અન્ય ડ્રાઇવિંગ ઉપકરણોમાં સૌથી આદર્શ મોટર છે.
લોકોના જીવનધોરણમાં સતત સુધારા સાથે, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો માટેની જરૂરિયાતો વધુને વધુ વધી રહી છે.ઉદાહરણ તરીકે, ઘરગથ્થુ એર કંડિશનર માત્ર એક મોટો પાવર ગ્રાહક નથી, પણ અવાજનો મુખ્ય સ્ત્રોત પણ છે.તેનો વિકાસ વલણ સ્ટેપલેસ સ્પીડ રેગ્યુલેશન સાથે કાયમી મેગ્નેટ બ્રશલેસ ડીસી મોટરનો ઉપયોગ કરવાનો છે.તે રૂમના તાપમાનના ફેરફારને અનુરૂપ યોગ્ય સ્પીડમાં આપમેળે એડજસ્ટ થઈ શકે છે અને લાંબા સમય સુધી ચાલી શકે છે, અવાજ અને કંપન ઘટાડે છે, લોકોને વધુ આરામદાયક લાગે છે અને સ્પીડ રેગ્યુલેશન વિના એર કંડિશનરની સરખામણીમાં 1/3 વીજળી બચાવે છે.અન્ય રેફ્રિજરેટર્સ, વોશિંગ મશીન, ડસ્ટ કલેક્ટર્સ, પંખા વગેરે ધીમે ધીમે બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સમાં બદલાઈ રહ્યા છે.
4. કાયમી ચુંબક ડીસી મોટર ડીસી મોટર કાયમી ચુંબક ઉત્તેજનાને અપનાવે છે, જે માત્ર સારી ગતિ નિયમન લાક્ષણિકતાઓ અને ઇલેક્ટ્રિકલી ઉત્તેજિત ડીસી મોટરની યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓને જાળવી રાખે છે, પણ સરળ માળખું અને તકનીકની લાક્ષણિકતાઓ, નાના વોલ્યુમ, ઓછા તાંબાના વપરાશ, ઉચ્ચ ગુણવત્તાની ક્ષમતા ધરાવે છે. કાર્યક્ષમતા, વગેરે કારણ કે ઉત્તેજના વિન્ડિંગ અને ઉત્તેજના નુકશાન અવગણવામાં આવે છે.તેથી, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો, પોર્ટેબલ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, ઈલેક્ટ્રિક ટૂલ્સથી લઈને ચોક્સાઈની ઝડપ અને પોઝિશન ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ્સ માટે કાયમી મેગ્નેટ ડીસી મોટર્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે જેને સારી ગતિશીલ કામગીરીની જરૂર હોય છે.50W હેઠળની માઈક્રો ડીસી મોટર્સમાં, કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સ 92% હિસ્સો ધરાવે છે, જ્યારે 10 W હેઠળની મોટર્સ 99% કરતા વધારે છે.
હાલમાં, ચીનનો ઓટોમોબાઈલ ઉદ્યોગ ઝડપથી વિકાસ કરી રહ્યો છે, અને ઓટોમોબાઈલ ઉદ્યોગ કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સનો સૌથી મોટો ઉપયોગકર્તા છે, જે ઓટોમોબાઈલના મુખ્ય ઘટકો છે.અલ્ટ્રા-લક્ઝરી કારમાં, વિવિધ હેતુઓ સાથે 70 થી વધુ મોટર્સ હોય છે, જેમાંથી મોટાભાગની ઓછી-વોલ્ટેજ કાયમી મેગ્નેટ ડીસી માઇક્રોમોટર્સ હોય છે.જ્યારે ઓટોમોબાઈલ અને મોટરસાઈકલ માટે સ્ટાર્ટર મોટર્સમાં NdFeB કાયમી ચુંબક અને પ્લેનેટરી ગિયર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્ટાર્ટર મોટર્સની ગુણવત્તા અડધાથી ઘટાડી શકાય છે.
કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સનું વર્ગીકરણ
ત્યાં ઘણા પ્રકારના કાયમી ચુંબક છે.મોટરના કાર્ય અનુસાર, તેને આશરે બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: કાયમી ચુંબક જનરેટર અને કાયમી ચુંબક મોટર.
કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સને કાયમી મેગ્નેટ ડીસી મોટર અને કાયમી મેગ્નેટ એસી મોટરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.કાયમી ચુંબક એસી મોટર કાયમી ચુંબક રોટર સાથે મલ્ટી-ફેઝ સિંક્રનસ મોટરનો સંદર્ભ આપે છે, તેથી તેને ઘણીવાર કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર (PMSM) કહેવામાં આવે છે.
કાયમી ચુંબક ડીસી મોટર્સને કાયમી મેગ્નેટ બ્રશલેસ ડીસી મોટર અને કાયમી મેગ્નેટ બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સ (બીએલડીસીએમ) માં વિભાજિત કરી શકાય છે જો તે ઇલેક્ટ્રિક સ્વીચો અથવા કમ્યુટેટર છે કે કેમ તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
આજકાલ, વિશ્વમાં આધુનિક પાવર ઈલેક્ટ્રોનિક્સની થિયરી અને ટેક્નોલોજીનો ખૂબ વિકાસ થઈ રહ્યો છે.પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના આગમન સાથે, જેમ કે MOSFET, IGBT અને MCT, નિયંત્રણ ઉપકરણોમાં મૂળભૂત ફેરફારો થયા છે.એફ. બ્લેકેકે 1971માં એસી મોટરના વેક્ટર કંટ્રોલના સિદ્ધાંતને આગળ ધપાવ્યો ત્યારથી, વેક્ટર કંટ્રોલ ટેક્નોલોજીના વિકાસે એસી સર્વો ડ્રાઇવ નિયંત્રણના નવા યુગની શરૂઆત કરી છે, અને વિવિધ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન માઇક્રોપ્રોસેસર્સને સતત બહાર ધકેલવામાં આવ્યા છે, જે વિકાસને વધુ વેગ આપે છે. ડીસી સર્વો સિસ્ટમને બદલે એસી સર્વો સિસ્ટમ.તે અનિવાર્ય વલણ છે કે AC-I સર્વો સિસ્ટમ ડીસી સર્વો સિસ્ટમને બદલે છે.જો કે, સાઈનસાઈડલ બેક ઈએમએફ સાથે પરમેનેન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રોનસ મોટર (PMSM) અને ટ્રેપેઝોઈડલ બેક ઈએમએફ સાથે બ્રશલેસ ડીસી મોટર (BLIX~) તેમની ઉત્તમ કામગીરીને કારણે ચોક્કસપણે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એસી સર્વો સિસ્ટમ વિકસાવવાનો મુખ્ય પ્રવાહ બનશે.