મોટર કાર્યક્ષમતાનો પરિચય

મોટર કાર્યક્ષમતા કેવી રીતે વધારવી?

મોટરની આ કાર્યક્ષમતા પર થોડા પ્રમાણમાં નુકસાન થાય છે, જેમાં પ્રતિકાર નુકસાન, ઘર્ષણને કારણે થતા યાંત્રિક નુકસાન, કોરમાં ચુંબકીય ઊર્જાના વિસર્જનને કારણે થતા નુકસાન અને વપરાયેલી સામગ્રીના પ્રકાર પર આધાર રાખીને વિવિધ નુકસાનનો સમાવેશ થાય છે. મોટરને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવવા માટે, આપણે મોટરમાં થતા નુકસાનને ઘટાડવું જોઈએ. મોટરના કાર્યક્ષમતા ગુણાંકને સુધારવા માટે અહીં કેટલીક પદ્ધતિઓ અથવા ટિપ્સ અપનાવી શકાય છે.

1. મોટર ફ્રેમનું કાર્ય વિન્ડિંગ્સ માટે યાંત્રિક સુરક્ષા પૂરી પાડવાનું છે. તે પગ દ્વારા માઉન્ટ થયેલ ઇન્ટરફેસ માટે પણ જવાબદાર છે. મોટર ફ્રેમ તેના થર્મલ પ્રદર્શનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે તે મોટરની અંદર ઉત્પન્ન થતી ગરમીને ફ્રેમની સપાટી પર સ્થાનાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર છે જ્યાં પંખા દ્વારા ફૂંકાતી હવા ગરમીના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપશે. આ ગરમીના નુકસાનમાં ઘટાડો કરશે.
2. બીજી મૂળભૂત ટિપ એ છે કે પંખાના કવરની પાછળની બાજુની કોઈપણ દિવાલો વચ્ચે ઓછામાં ઓછું અંતર રાખવું જેથી હવા અંદર જાય. મોટરની આસપાસનો વિસ્તાર સાફ રાખો અને નિયમિતપણે કોઈપણ હવા અવરોધો માટે તપાસ કરો જે કૂલિંગ સિસ્ટમની કામગીરીને ઘટાડી શકે છે. તેથી, મોટર જેટલી ઠંડી ચાલશે, તેટલો લાંબો સમય ચાલશે.
3. સ્ટેટર મોટરનો મુખ્ય ઘટક છે અને 60% નુકસાનનું કારણ બને છે, તેથી આ નુકસાન ઘટાડવા માટે, સ્ટેટર વિન્ડિંગનું દળ મોટું રાખવું જોઈએ કારણ કે દળમાં વધારો પ્રતિકાર ઘટાડે છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા મોટર્સમાં પ્રમાણભૂત કાર્યક્ષમતા મોડેલો માટે રચાયેલ મોટર્સની તુલનામાં 25% વધારાનું તાંબુ હોય છે.
4. રોટર નુકસાનને પણ નુકસાનનો એક નાનો સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે, જે મુખ્યત્વે મોટર બતાવે છે તે સ્લિપની ડિગ્રીને કારણે થાય છે. સ્લિપ વાસ્તવમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર (RPM) ની ગતિ અને આપેલ લોડ પર રોટર અને શાફ્ટના વાસ્તવિક RPM વચ્ચેનો તફાવત છે. તેમાંથી, લોડેડ મોટરની ગતિને અનલોડ કરેલી મોટરની ગતિમાંથી બાદ કરીને અને તેને લોડેડ મોટરની ગતિથી વિભાજીત કરીને સ્લિપ મેળવવામાં આવે છે. તેથી, આ નુકસાન ઘટાડવા માટે, સ્લિપ ઘટાડવી આવશ્યક છે, જે રોટરની વાહકતા વધારીને કરવામાં આવે છે. કોપરનો ઉપયોગ તેની ઉચ્ચ વાહકતાને કારણે મોટી માત્રામાં થવો જોઈએ. પરંતુ કોપર ડાઇ-કાસ્ટ હોવું આવશ્યક છે કારણ કે તાજેતરમાં ડાઇ-કાસ્ટિંગ કોપર માટેની પ્રક્રિયા વિકસાવવામાં આવી છે.
5. કોર મેગ્નેટિક નુકસાન હિસ્ટેરેસિસમાંથી મેળવવામાં આવે છે, અને કુલ નુકસાનના 20% કોર એડી કરંટ અને સંતૃપ્તિને કારણે થાય છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સામગ્રી અને ગુણવત્તા નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરીને, નુકસાન ઘટાડી શકાય છે, જેનાથી કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.
6. હિસ્ટેરેસિસ અને સંતૃપ્તિની અસરો ઘટાડવા માટે, ઓછી કિંમતના કાર્બન સ્ટીલને બદલે લેમિનેશન માટે થોડી માત્રામાં સિલિકોન ધરાવતા સ્ટીલનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. આ રીતે, કોર નુકસાન દૂર કરી શકાય છે. લેમિનેશનની જાડાઈ ઘટાડીને અને લેમિનેશનની લંબાઈ વધારીને, ફ્લક્સ ડેન્સિટી અને કોર નુકસાન ઘટાડી શકાય છે.
7. ઉપયોગમાં લેવાતી શીટ્સ અથવા લેમિનેટ વચ્ચે યોગ્ય ઇન્સ્યુલેશન સુનિશ્ચિત કરીને એડી કરંટ નુકસાનને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડી શકાય છે.
8. લુબ્રિકેશન અંતરાલ એ મોટર ઇન્સ્ટોલેશન રેટેડ સ્પીડ, બેરિંગ કદ, ગ્રીસ પ્રકાર અને તાપમાનમાં વધારો પર આધારિત છે. તેથી, કૃપા કરીને લુબ્રિકન્ટનો ઉપયોગ કરતી વખતે સાવચેત રહો. ગ્રીસ પ્રકારોને મિશ્રિત કરશો નહીં, ભલે તે સમાન તત્વોનો ઉપયોગ કરતા હોય. જો એપ્લિકેશનમાં અન્ય ગ્રીસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો આ મોટરના પ્રદર્શનને સીધી અસર કરશે.

મોટર નુકસાન કેવી રીતે ઘટાડવું?

નુકસાન વિતરણ ત્યારથીમોટરપાવરના કદ અને થાંભલાઓની સંખ્યા સાથે બદલાય છે, નુકસાન ઘટાડવા માટે, આપણે વિવિધ પાવર અને થાંભલાઓના મુખ્ય નુકસાન ઘટકો માટે પગલાં લેવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ. નુકસાન ઘટાડવાની કેટલીક રીતોનું સંક્ષિપ્તમાં વર્ણન નીચે મુજબ છે:

1. અસરકારક સામગ્રી વધારો, વાઇન્ડિંગ લોસ અને લોખંડનું લોસ ઘટાડો

મોટર્સના સમાનતાના સિદ્ધાંત મુજબ, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક લોડ યથાવત રહે છે અને યાંત્રિક નુકસાનને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતું નથી, ત્યારે મોટરનું નુકસાન મોટરના રેખીય કદના ઘનના લગભગ પ્રમાણસર હોય છે, અને મોટરની ઇનપુટ શક્તિ રેખીય કદના ચોથા પાવરના લગભગ પ્રમાણસર હોય છે. આના પરથી, કાર્યક્ષમતા અને અસરકારક સામગ્રીના ઉપયોગ વચ્ચેનો સંબંધ અંદાજી શકાય છે. ચોક્કસ ઇન્સ્ટોલેશન કદની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મોટી જગ્યા મેળવવા માટે જેથી મોટર કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે વધુ અસરકારક સામગ્રી મૂકી શકાય, સ્ટેટર પંચિંગનો બાહ્ય વ્યાસ કદ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ બની જાય છે. સમાન મશીન બેઝ રેન્જમાં, અમેરિકન મોટર્સ યુરોપિયન મોટર્સ કરતાં વધુ આઉટપુટ ધરાવે છે. ગરમીના વિસર્જનને સરળ બનાવવા અને તાપમાનમાં વધારો ઘટાડવા માટે, અમેરિકન મોટર્સ સામાન્ય રીતે મોટા બાહ્ય વ્યાસવાળા સ્ટેટર પંચિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે યુરોપિયન મોટર્સ સામાન્ય રીતે નાના બાહ્ય વ્યાસવાળા સ્ટેટર પંચિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે વિસ્ફોટ-પ્રૂફ મોટર્સ જેવા માળખાકીય ડેરિવેટિવ્ઝની જરૂરિયાત અને વિન્ડિંગ એન્ડ પર વપરાતા કોપરની માત્રા અને ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે.

2. લોખંડના નુકશાનને ઘટાડવા માટે વધુ સારી ચુંબકીય સામગ્રી અને પ્રક્રિયાના પગલાંનો ઉપયોગ કરો.

કોર મટીરીયલના ચુંબકીય ગુણધર્મો (ચુંબકીય અભેદ્યતા અને યુનિટ આયર્ન લોસ) મોટરની કાર્યક્ષમતા અને અન્ય કામગીરી પર મોટો પ્રભાવ પાડે છે. તે જ સમયે, કોર મટીરીયલની કિંમત મોટરની કિંમતનો મુખ્ય ભાગ છે. તેથી, યોગ્ય ચુંબકીય સામગ્રીની પસંદગી એ ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા મોટર્સની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનની ચાવી છે. ઉચ્ચ-શક્તિવાળા મોટર્સમાં, લોખંડનું નુકસાન કુલ નુકસાનના નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં હોય છે, તેથી કોર મટીરીયલના યુનિટ લોસ મૂલ્યને ઘટાડવાથી મોટરના લોખંડના નુકસાનને ઘટાડવામાં મદદ મળશે. મોટરની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનને કારણે, મોટરનું લોખંડનું નુકસાન સ્ટીલ મિલ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલા યુનિટ આયર્ન લોસ મૂલ્ય અનુસાર ગણતરી કરાયેલ મૂલ્ય કરતાં ઘણું વધારે છે, તેથી લોખંડના નુકસાનમાં વધારાને ધ્યાનમાં લેવા માટે ડિઝાઇન દરમિયાન યુનિટ આયર્ન લોસ મૂલ્યમાં સામાન્ય રીતે 1.5~2 ગણો વધારો કરવામાં આવે છે.

લોખંડના નુકશાનમાં વધારો થવાનું કારણ મુખ્યત્વે એપસ્ટેઇન સ્ક્વેર સર્કલ પદ્ધતિ અનુસાર સ્ટ્રીપ મટીરીયલ સેમ્પલનું પરીક્ષણ કરીને સ્ટીલ મિલના યુનિટ આયર્ન લોસ વેલ્યુ મેળવવામાં આવે છે, પરંતુ પંચિંગ, શીયરિંગ અને લેમિનેટિંગ પછી સામગ્રી પર ભારે તાણ આવે છે, અને નુકસાન વધશે; વધુમાં, દાંતના સ્લોટની હાજરીને કારણે હવાનું અંતર દાંતના હાર્મોનિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફ દોરી જાય છે જેના કારણે કોર સપાટી પર નો-લોડ લોસ થાય છે, જે મોટરના ઉત્પાદન પછી લોખંડના નુકશાનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરશે. તેથી, ઓછા યુનિટ આયર્ન લોસ સાથે ચુંબકીય સામગ્રી પસંદ કરવા ઉપરાંત, લેમિનેશન દબાણને નિયંત્રિત કરવું અને લોખંડના નુકશાનને ઘટાડવા માટે જરૂરી પ્રક્રિયા પગલાં લેવા પણ જરૂરી છે. કિંમત અને પ્રક્રિયા પરિબળોને ધ્યાનમાં રાખીને, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા મોટર્સના ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ-ગ્રેડ સિલિકોન સ્ટીલ શીટ્સ અને 0.5mm કરતા પાતળી સિલિકોન સ્ટીલ શીટ્સનો વધુ ઉપયોગ થતો નથી. સામાન્ય રીતે ઓછી કાર્બન સિલિકોન-મુક્ત ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ શીટ્સ અથવા ઓછી-સિલિકોન કોલ્ડ-રોલ્ડ સિલિકોન સ્ટીલ શીટ્સનો ઉપયોગ થાય છે. નાના યુરોપિયન મોટર્સના કેટલાક ઉત્પાદકોએ 6.5w/kg ના યુનિટ આયર્ન લોસ વેલ્યુ સાથે સિલિકોન-મુક્ત ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ શીટ્સનો ઉપયોગ કર્યો છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, સ્ટીલ મિલોએ 4.0w/kg ના સરેરાશ યુનિટ નુકશાન સાથે Polycor420 ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ શીટ્સ લોન્ચ કરી છે, જે કેટલીક ઓછી-સિલિકોન સ્ટીલ શીટ્સ કરતા પણ ઓછી છે. આ સામગ્રીમાં ચુંબકીય અભેદ્યતા પણ વધુ છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, જાપાને 50RMA350 ગ્રેડ સાથે લો-સિલિકોન કોલ્ડ-રોલ્ડ સ્ટીલ શીટ વિકસાવી છે. તેની રચનામાં થોડી માત્રામાં એલ્યુમિનિયમ અને દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ ઉમેરવામાં આવે છે, જેનાથી નુકસાન ઓછું થાય છે અને ચુંબકીય અભેદ્યતા વધે છે. તેનું યુનિટ આયર્ન લોસ વેલ્યુ 3.12w/kg છે. આ બધા ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા મોટર્સના ઉત્પાદન અને પ્રમોશન માટે વધુ સારો સામગ્રી આધાર પૂરો પાડે તેવી શક્યતા છે.

3. વેન્ટિલેશન નુકશાન ઘટાડવા માટે પંખાનું કદ ઘટાડો

મોટી શક્તિવાળા 2- અને 4-પોલ મોટર્સ માટે, પવન ઘર્ષણ નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 90kW 2-પોલ મોટરનું પવન ઘર્ષણ કુલ નુકસાનના લગભગ 30% સુધી પહોંચી શકે છે. પવન ઘર્ષણ મુખ્યત્વે પંખા દ્વારા વપરાતી શક્તિથી બનેલું હોય છે. ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા મોટર્સની ગરમીનું નુકસાન સામાન્ય રીતે ઓછું હોવાથી, ઠંડક આપતી હવાનું પ્રમાણ ઘટાડી શકાય છે, અને આમ વેન્ટિલેશન પાવર પણ ઘટાડી શકાય છે. વેન્ટિલેશન પાવર પંખા વ્યાસના 4 થી 5મા પાવરના લગભગ પ્રમાણસર છે. તેથી, જો તાપમાનમાં વધારો કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવે, તો પંખાનું કદ ઘટાડવાથી પવન ઘર્ષણ અસરકારક રીતે ઘટાડી શકાય છે. વધુમાં, વેન્ટિલેશન કાર્યક્ષમતા સુધારવા અને પવન ઘર્ષણ ઘટાડવા માટે વેન્ટિલેશન માળખાની વાજબી ડિઝાઇન પણ મહત્વપૂર્ણ છે. પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા મોટરના ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા 2-પોલ ભાગનું પવન ઘર્ષણ સામાન્ય મોટરની તુલનામાં લગભગ 30% ઘટાડી શકાય છે. વેન્ટિલેશન નુકશાન મોટા માર્જિનથી ઓછું થાય છે અને તેના માટે વધુ વધારાના ખર્ચની જરૂર હોતી નથી, તેથી પંખાની ડિઝાઇનમાં ફેરફાર કરવો એ ઘણીવાર ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા મોટર્સના આ ભાગ માટે લેવામાં આવતા મુખ્ય પગલાંમાંનું એક છે.

4. ડિઝાઇન અને પ્રક્રિયાના પગલાં દ્વારા છૂટાછવાયા નુકસાનમાં ઘટાડો

અસુમેળ મોટર્સના સ્ટ્રે લોસ મુખ્યત્વે સ્ટેટર અને રોટર કોરો અને વિન્ડિંગ્સમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઉચ્ચ-ક્રમ હાર્મોનિક્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ-આવર્તન નુકસાન છે. લોડ સ્ટ્રે લોસ ઘટાડવા માટે, દરેક તબક્કાના હાર્મોનિકનું કંપનવિસ્તાર Y-Δ શ્રેણી-જોડાયેલ સાઇનુસોઇડલ વિન્ડિંગ અથવા અન્ય નીચા હાર્મોનિક વિન્ડિંગનો ઉપયોગ કરીને ઘટાડી શકાય છે, જેનાથી સ્ટ્રે લોસ ઓછો થાય છે. પ્રયોગો દર્શાવે છે કે સાઇનુસોઇડલ વિન્ડિંગનો ઉપયોગ સરેરાશ 30% થી વધુ સ્ટ્રે લોસ ઘટાડી શકે છે.

5. રોટર નુકશાન ઘટાડવા માટે ડાઇ-કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં સુધારો કરો

રોટર એલ્યુમિનિયમ કાસ્ટિંગ દરમિયાન દબાણ, તાપમાન અને ગેસ ડિસ્ચાર્જ પાથને નિયંત્રિત કરીને, રોટર બારમાં ગેસ ઘટાડી શકાય છે, જેનાથી વાહકતામાં સુધારો થાય છે અને રોટર એલ્યુમિનિયમ નુકશાન ઓછું થાય છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે કોપર રોટર ડાઇ-કાસ્ટિંગ સાધનો અને અનુરૂપ પ્રક્રિયાઓ સફળતાપૂર્વક વિકસાવી છે, અને હાલમાં નાના પાયે ટ્રાયલ ઉત્પાદન કરી રહ્યું છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે જો કોપર રોટર એલ્યુમિનિયમ રોટરને બદલે છે, તો રોટર નુકશાન લગભગ 38% ઘટાડી શકાય છે.

6. નુકસાન ઘટાડવા અને કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે કમ્પ્યુટર ઑપ્ટિમાઇઝેશન ડિઝાઇન લાગુ કરો.

સામગ્રીમાં વધારો કરવા, સામગ્રીના ગુણધર્મોમાં સુધારો કરવા અને પ્રક્રિયાઓમાં સુધારો કરવા ઉપરાંત, કમ્પ્યુટર ઑપ્ટિમાઇઝેશન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ ખર્ચ અને કામગીરીની મર્યાદાઓ હેઠળ વિવિધ પરિમાણોને વ્યાજબી રીતે નક્કી કરવા માટે થાય છે, જેનાથી કાર્યક્ષમતામાં મહત્તમ શક્ય સુધારો પ્રાપ્ત થાય છે. ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ મોટર ડિઝાઇનનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે અને મોટર ડિઝાઇનની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે.