কেন স্থায়ী চুম্বক সিনক্রোনাস মোটরগুলো প্রধান ড্রাইভ মোটর হিসেবে ব্যবহৃত হয়?
ইলেকট্রিক মোটর বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে পারে এবং ট্রান্সমিশন সিস্টেমের মাধ্যমে সেই যান্ত্রিক শক্তিকে চাকায় স্থানান্তর করে যানবাহনটিকে চালনা করে। এটি নতুন শক্তির যানবাহনের অন্যতম প্রধান ড্রাইভ সিস্টেম। বর্তমানে, নতুন শক্তির যানবাহনে সাধারণত ব্যবহৃত ড্রাইভ মোটরগুলো হলো প্রধানত পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর এবং এসি অ্যাসিনক্রোনাস মোটর। বেশিরভাগ নতুন শক্তির যানবাহনে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর ব্যবহৃত হয়। এর প্রতিনিধিত্বকারী গাড়ি কোম্পানিগুলোর মধ্যে রয়েছে বিওয়াইডি, লি অটো ইত্যাদি। কিছু যানবাহনে এসি অ্যাসিনক্রোনাস মোটর ব্যবহৃত হয়। টেসলা এবং মার্সিডিজ-বেঞ্জের মতো গাড়ি কোম্পানিগুলো ইলেকট্রিক মোটরের প্রতিনিধিত্ব করে।
একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর প্রধানত একটি স্থির স্টেটর এবং একটি ঘূর্ণায়মান রোটর নিয়ে গঠিত। যখন স্টেটর ওয়াইন্ডিং-কে এসি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন রোটরটি ঘুরতে শুরু করে এবং শক্তি উৎপন্ন করে। এর মূল নীতি হলো, যখন স্টেটর ওয়াইন্ডিং-এ শক্তি সরবরাহ করা হয় (পরিবর্তী প্রবাহ), তখন এটি একটি ঘূর্ণায়মান তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে, এবং রোটর ওয়াইন্ডিং হলো একটি বদ্ধ পরিবাহী যা স্টেটরের ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে থাকা চৌম্বক আবেশ রেখাগুলোকে ক্রমাগত ছেদ করে। ফ্যারাডের সূত্রানুসারে, যখন একটি বদ্ধ পরিবাহী চৌম্বক আবেশ রেখাকে ছেদ করে, তখন একটি তড়িৎপ্রবাহ উৎপন্ন হয়, এবং এই তড়িৎপ্রবাহ একটি তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে। এই সময়ে, দুটি তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র থাকে: একটি হলো বাহ্যিক পরিবর্তী প্রবাহের সাথে সংযুক্ত স্টেটর তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র, এবং অন্যটি হলো স্টেটর তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ রেখা ছেদ করার ফলে উৎপন্ন রোটর তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র। লেন্জের সূত্রানুসারে, আবিষ্ট তড়িৎপ্রবাহ সর্বদা আবিষ্ট তড়িৎপ্রবাহের কারণকে প্রতিরোধ করবে, অর্থাৎ, রোটরের পরিবাহীগুলো স্টেটরের ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের চৌম্বক আবেশ রেখাগুলোকে ছেদ করা থেকে বিরত রাখার চেষ্টা করবে। এর ফলে যা হয় তা হলো: রোটরের পরিবাহীগুলো স্টেটরের ঘূর্ণায়মান তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্রের সাথে "তাল মেলায়", যার অর্থ হলো রোটর স্টেটরের ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রকে অনুসরণ করে এবং অবশেষে মোটরটি ঘুরতে শুরু করে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, রোটরের ঘূর্ণন গতি (n2) এবং স্টেটরের ঘূর্ণন গতি (n1) অসঙ্গত থাকে (গতির পার্থক্য প্রায় ২-৬%)। তাই একে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস এসি মোটর বলা হয়। অন্যদিকে, যদি ঘূর্ণন গতি একই থাকে, তবে একে সিঙ্ক্রোনাস মোটর বলা হয়।
পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরও এক ধরনের এসি মোটর। এর রোটরটি স্টিল দিয়ে তৈরি এবং এতে স্থায়ী চুম্বক থাকে। যখন মোটরটি চলে, তখন স্টেটরকে শক্তি প্রদান করে একটি ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করা হয়, যা রোটরকে ঘোরানোর জন্য ধাক্কা দেয়। "সিনক্রোনাইজেশন" বলতে বোঝায় যে, স্থির অবস্থায় চলার সময় রোটরের ঘূর্ণন গতি চৌম্বক ক্ষেত্রের ঘূর্ণন গতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে। পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরের পাওয়ার-টু-ওয়েট রেশিও বেশি, এগুলো আকারে ছোট ও ওজনে হালকা, এদের আউটপুট টর্ক বেশি এবং এদের সর্বোচ্চ গতি ও ব্রেকিং পারফরম্যান্স চমৎকার। তাই, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর বর্তমানে বৈদ্যুতিক যানবাহনে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত মোটরে পরিণত হয়েছে। তবে, যখন স্থায়ী চুম্বকের উপাদান কম্পন, উচ্চ তাপমাত্রা এবং ওভারলোড কারেন্টের সম্মুখীন হয়, তখন এর চৌম্বকীয় ভেদ্যতা কমে যেতে পারে বা ডিম্যাগনেটাইজেশন ঘটতে পারে, যা পার্মানেন্ট ম্যাগনেট মোটরের কার্যক্ষমতা হ্রাস করতে পারে। এছাড়াও, রেয়ার আর্থ পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরে বিরল মৃত্তিকা উপাদান ব্যবহৃত হয় এবং এর উৎপাদন খরচ স্থিতিশীল নয়।
স্থায়ী চুম্বক সিনক্রোনাস মোটরের তুলনায়, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরকে চলার সময় এক্সাইটেশনের জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি শোষণ করতে হয়, যা বিদ্যুৎ খরচ করে এবং মোটরের কর্মদক্ষতা কমিয়ে দেয়। স্থায়ী চুম্বক যুক্ত থাকার কারণে স্থায়ী চুম্বক মোটরগুলো অধিক ব্যয়বহুল।
যে মডেলগুলিতে এসি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর ব্যবহার করা হয়, সেগুলি সাধারণত পারফরম্যান্সকে অগ্রাধিকার দেয় এবং উচ্চ গতিতে এসি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরের পারফরম্যান্স আউটপুট ও দক্ষতার সুবিধা গ্রহণ করে। এর প্রতিনিধিত্বকারী মডেল হলো প্রথম দিকের মডেল এস। প্রধান বৈশিষ্ট্য: গাড়ি উচ্চ গতিতে চলার সময়, এটি সর্বোচ্চ পাওয়ার আউটপুট বজায় রেখে শক্তি খরচ কমিয়ে উচ্চ-গতির অপারেশন এবং বৈদ্যুতিক শক্তির দক্ষ ব্যবহার বজায় রাখতে পারে;
যে মডেলগুলিতে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর ব্যবহার করা হয়, সেগুলি সাধারণত শক্তি সাশ্রয়কে অগ্রাধিকার দেয় এবং কম গতিতে এর কার্যক্ষমতা ও দক্ষ পরিচালনাকে কাজে লাগায়, যা এগুলিকে ছোট ও মাঝারি আকারের গাড়ির জন্য উপযুক্ত করে তোলে। এর বৈশিষ্ট্য হলো ছোট আকার, হালকা ওজন এবং দীর্ঘস্থায়ী ব্যাটারি লাইফ। একই সাথে, এর গতি নিয়ন্ত্রণের ক্ষমতা ভালো এবং বারবার চালু, বন্ধ, গতি বৃদ্ধি ও হ্রাসের মতো পরিস্থিতিতেও এটি উচ্চ দক্ষতা বজায় রাখতে পারে।
স্থায়ী চুম্বক সিনক্রোনাস মোটরের আধিপত্য রয়েছে। অ্যাডভান্সড ইন্ডাস্ট্রি রিসার্চ ইনস্টিটিউট (জিজিআইআই) কর্তৃক প্রকাশিত 'নতুন শক্তিচালিত যানবাহন শিল্প শৃঙ্খল মাসিক ডেটাবেস'-এর পরিসংখ্যান অনুযায়ী, ২০২২ সালের জানুয়ারি থেকে আগস্ট পর্যন্ত দেশে নতুন শক্তিচালিত যানবাহনের ড্রাইভ মোটরের স্থাপিত ক্ষমতা ছিল প্রায় ৩৪.৭৮ লক্ষ ইউনিট, যা গত বছরের তুলনায় ১০১% বৃদ্ধি পেয়েছে। এর মধ্যে, স্থায়ী চুম্বক সিনক্রোনাস মোটরের স্থাপিত ক্ষমতা ছিল ৩৩.২৯ লক্ষ ইউনিট, যা গত বছরের তুলনায় ১০৬% বৃদ্ধি পেয়েছে; এসি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরের স্থাপিত ক্ষমতা ছিল ১২.৯৫ লক্ষ ইউনিট, যা গত বছরের তুলনায় ২২% বৃদ্ধি পেয়েছে।
সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক যাত্রীবাহী গাড়ির বাজারে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরগুলো প্রধান ড্রাইভ মোটরে পরিণত হয়েছে।
দেশ-বিদেশের মূলধারার মডেলগুলোর জন্য ব্যবহৃত মোটরের নির্বাচন থেকে বিচার করলে দেখা যায়, দেশীয় কোম্পানি SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors ইত্যাদির চালু করা নতুন শক্তির যানবাহনগুলোতে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর ব্যবহৃত হয়। চীনে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর প্রধানত ব্যবহৃত হয়। প্রথমত, কারণ পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরের নিম্ন-গতির কর্মক্ষমতা ভালো এবং রূপান্তর দক্ষতা বেশি, যা শহরের যানজটে ঘন ঘন চালু ও বন্ধ হওয়ার মতো জটিল কাজের পরিস্থিতির জন্য খুবই উপযুক্ত। দ্বিতীয়ত, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরে ব্যবহৃত নিওডাইমিয়াম আয়রন বোরন (NdFeB) পার্মানেন্ট ম্যাগনেটের জন্য দুর্লভ মৃত্তিকা সম্পদের ব্যবহার প্রয়োজন, এবং আমাদের দেশে বিশ্বের ৭০% দুর্লভ মৃত্তিকা সম্পদ রয়েছে, এবং NdFeB চৌম্বকীয় উপাদানের মোট উৎপাদন বিশ্বের ৮০%-এ পৌঁছায়, তাই চীন পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর ব্যবহারে বেশি আগ্রহী।
বিদেশী সংস্থা টেসলা এবং বিএমডব্লিউ যৌথভাবে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর এবং এসি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর ব্যবহার করে উন্নয়ন করছে। প্রয়োগ কাঠামোর দৃষ্টিকোণ থেকে, নতুন শক্তির যানবাহনের জন্য পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরই প্রধান পছন্দ।
পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটরের মোট খরচের প্রায় ৩০% হলো পার্মানেন্ট ম্যাগনেট উপকরণের খরচ। পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর তৈরির কাঁচামালগুলোর মধ্যে প্রধানত নিওডাইমিয়াম আয়রন বোরন, সিলিকন স্টিল শিট, তামা এবং অ্যালুমিনিয়াম অন্তর্ভুক্ত। এদের মধ্যে, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট উপকরণ নিওডাইমিয়াম আয়রন বোরন প্রধানত রোটরের পার্মানেন্ট ম্যাগনেট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় এবং এর মোট খরচের পরিমাণ প্রায় ৩০%; সিলিকন স্টিল শিট প্রধানত কাস্টমাইজড রোটর কোর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় এবং এর মোট খরচের পরিমাণ প্রায় ২০%; স্টেটর ওয়াইন্ডিং-এর মোট খরচের পরিমাণ প্রায় ১৫%; মোটর শ্যাফটের মোট খরচের পরিমাণ প্রায় ৫%; এবং মোটর শেলের মোট খরচের পরিমাণ প্রায় ১৫%।
কেনওএসজি স্থায়ী চুম্বক মোটর স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারআরও কার্যকর?
পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিনক্রোনাস মোটর প্রধানত স্টেটর, রোটর এবং শেল উপাদান দ্বারা গঠিত। সাধারণ এসি মোটরের মতো, মোটর চলার সময় এডি কারেন্ট এবং হিস্টেরেসিস প্রভাবের কারণে সৃষ্ট আয়রন লস কমানোর জন্য স্টেটর কোরের একটি ল্যামিনেটেড কাঠামো থাকে; ওয়াইন্ডিংগুলোও সাধারণত থ্রি-ফেজ সিমেট্রিক্যাল কাঠামোর হয়, তবে প্যারামিটার নির্বাচন বেশ ভিন্ন। রোটর অংশের বিভিন্ন রূপ রয়েছে, যার মধ্যে স্টার্টিং স্কুইরেল কেজ সহ পার্মানেন্ট ম্যাগনেট রোটর এবং এমবেডেড বা সারফেস-মাউন্টেড বিশুদ্ধ পার্মানেন্ট ম্যাগনেট রোটর অন্তর্ভুক্ত। রোটর কোরকে সলিড কাঠামো বা ল্যামিনেটেড আকারে তৈরি করা যেতে পারে। রোটরে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট উপাদান থাকে, যাকে সাধারণত ম্যাগনেট বলা হয়।
স্থায়ী চুম্বক মোটরের স্বাভাবিক কার্যকারিতার সময়, রোটর এবং স্টেটরের চৌম্বক ক্ষেত্র একটি সিনক্রোনাস অবস্থায় থাকে। রোটর অংশে কোনো আবিষ্ট প্রবাহ থাকে না এবং এতে কোনো রোটর কপার লস, হিস্টেরেসিস বা এডি কারেন্ট লস হয় না। রোটর লস এবং উত্তাপের সমস্যা বিবেচনা করার কোনো প্রয়োজন নেই। সাধারণত, স্থায়ী চুম্বক মোটর একটি বিশেষ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার দ্বারা চালিত হয় এবং স্বাভাবিকভাবেই এতে একটি সফট স্টার্ট ফাংশন থাকে। এছাড়াও, স্থায়ী চুম্বক মোটর একটি সিনক্রোনাস মোটর, যার এক্সাইটেশনের তীব্রতার মাধ্যমে পাওয়ার ফ্যাক্টর সামঞ্জস্য করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই পাওয়ার ফ্যাক্টরকে একটি নির্দিষ্ট মানে ডিজাইন করা যেতে পারে।
প্রারম্ভিক দৃষ্টিকোণ থেকে, যেহেতু পার্মানেন্ট ম্যাগনেট মোটর একটি ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার সাপ্লাই বা একটি সহায়ক ইনভার্টার দ্বারা চালু করা হয়, তাই এর স্টার্টিং প্রক্রিয়া খুবই সহজ; এটি একটি ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি মোটরের স্টার্টিং-এর অনুরূপ এবং সাধারণ কেজ অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরের স্টার্টিং-সংক্রান্ত ত্রুটিগুলো এড়িয়ে চলে।
সংক্ষেপে, স্থায়ী চুম্বক মোটরের দক্ষতা ও পাওয়ার ফ্যাক্টর অনেক বেশি হতে পারে, এর গঠন খুবই সরল এবং গত দশ বছরে এর বাজার বেশ জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে।
তবে, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট মোটরের ক্ষেত্রে এক্সাইটেশন লস একটি অনিবার্য সমস্যা। যখন কারেন্ট খুব বেশি হয় বা তাপমাত্রা খুব বেশি থাকে, তখন মোটরের ওয়াইন্ডিং-এর তাপমাত্রা তাৎক্ষণিকভাবে বেড়ে যায়, কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায় এবং পার্মানেন্ট ম্যাগনেটগুলো দ্রুত তাদের এক্সাইটেশন হারায়। পার্মানেন্ট ম্যাগনেট মোটরের কন্ট্রোলে, মোটরের স্টেটর ওয়াইন্ডিং পুড়ে যাওয়ার সমস্যা এড়ানোর জন্য একটি ওভার-কারেন্ট প্রোটেকশন ডিভাইস সেট করা থাকে, কিন্তু এর ফলে এক্সাইটেশন লস এবং যন্ত্র বন্ধ হয়ে যাওয়া অনিবার্য।
পোস্ট করার সময়: ১২-১২-২০২৩
