বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য Pumbaa 60KW PMSM ড্রাইভ মোটর PML60

১. ফ্ল্যাট তারের মোটর
• মোটরের ঘূর্ণায়মান রূপ ধীরে ধীরে গোলাকার তার থেকে সমতল তারে রূপান্তরিত হয়, যার স্লট ভর্তির হার বেশি, ছোট প্রান্ত, উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং শক্তিশালী তাপ অপচয় ক্ষমতা থাকে।

2. উচ্চ ভোল্টেজ অন্তরণ নকশা
• ক্রমবর্ধমান উচ্চ-গতির মোটরগুলির জন্য SiC কন্ট্রোলারগুলির উচ্চ স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য মোটরটি নতুন অন্তরক উপকরণ এবং প্রক্রিয়া গ্রহণ করে।

•৩. উচ্চ-গতির এবং ভারী-শুল্ক অন্তরক বিয়ারিং
• মোটর ডিজাইনে ইনসুলেটেড বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়েছে, যা 24000RPM/মিনিটের ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে; এবং এটি কার্যকরভাবে বিয়ারিংয়ের বৈদ্যুতিক ক্ষয় সৃষ্টিকে বাধা দিতে পারে।

৪. তেল-শীতল মোটর
• মোটরটি একটি উচ্চ-গতির তেল-শীতল কাঠামো গ্রহণ করে, যা ভলিউম হ্রাসের পরে কার্যকরভাবে রেট করা শক্তি হ্রাস করে, যা কেবল দক্ষতা উন্নত করে না, বরং সিস্টেমের পরিষেবা জীবনও উন্নত করে।

৫. চমৎকার এনভিএইচ পারফরম্যান্স
• মোটর রটার একটি খণ্ডিত বাঁকানো মেরু কাঠামো গ্রহণ করে, যা কার্যকরভাবে মোটর সিস্টেমের NVH কে অপ্টিমাইজ করে।

শিল্প অটোমেশন, নতুন শক্তির যানবাহন এবং উচ্চমানের রোবোটিক্সের ক্ষেত্রে, স্থায়ী চৌম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর (PMSM) তাদের উচ্চ দক্ষতা, কম্প্যাক্ট আকার এবং উচ্চতর গতিশীল প্রতিক্রিয়া বৈশিষ্ট্যের কারণে ড্রাইভ সিস্টেমের জন্য একটি মূল পছন্দ হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। এই নিবন্ধটি সংজ্ঞা, কাজের নীতি, কাঠামোগত নকশা, নিয়ন্ত্রণ যুক্তি, সুবিধা এবং অসুবিধা এবং BLDC পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি মোটরগুলির সাথে তুলনা সহ একাধিক মাত্রা থেকে এই গুরুত্বপূর্ণ মোটর প্রযুক্তির একটি বিস্তৃত বিশ্লেষণ প্রদান করে।

I. PMSM এর সংজ্ঞা এবং মূল বৈশিষ্ট্য

একটি স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর হল একটি তিন-ফেজ এসি সিঙ্ক্রোনাস মোটর। এর সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য হল রটারের কোনও উত্তেজনা ঘূর্ণনের প্রয়োজন হয় না; পরিবর্তে, এটি স্থায়ী চুম্বকের (যেমন, নিওডিয়ামিয়াম-আয়রন-বোরন, সামারিয়াম-কোবাল্ট) মাধ্যমে সরাসরি একটি ধ্রুবক চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, যা স্টেটর উইন্ডিং দ্বারা উৎপাদিত ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সমলয়ভাবে কাজ করে।

ঐতিহ্যবাহী ইন্ডাকশন মোটরের তুলনায়, PMSM গুলি উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদর্শন করে:

​● উচ্চ দক্ষতা: রটারের কোনও উত্তেজনা ক্ষতি হয় না (তামার ক্ষতি নগণ্য), যার ফলে ইন্ডাকশন মোটরের তুলনায় পাওয়ার ঘনত্ব 30% এর বেশি হয়।

​● উচ্চ গতিশীল প্রতিক্রিয়া: শূন্য গতিতে পূর্ণ টর্ক সরবরাহ করতে সক্ষম, যা ঘন ঘন স্টার্ট-স্টপ অপারেশনের প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

​● কম শব্দ এবং মসৃণ টর্ক: সাইনোসয়েডাল ব্যাক ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (EMF) দিয়ে ডিজাইন করা, এটি ন্যূনতম কম্পনের সাথে কাজ করে।

​● উচ্চ শক্তি ফ্যাক্টর: রটার চৌম্বক ক্ষেত্র স্থায়ী চুম্বক দ্বারা সরবরাহ করা হয়, যা স্টেটর কারেন্টের উত্তেজনা উপাদানকে বাদ দেয়। ফলস্বরূপ, সিস্টেম পাওয়ার ফ্যাক্টর 1 এর কাছাকাছি পৌঁছে যায়।

(পিএমএসএম)

II. PMSM এর কার্যনীতি

একটি PMSM এর কার্যক্রম "স্টেটর-রোটার চৌম্বক ক্ষেত্র সমন্বয়" প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, যা নিম্নরূপ এগিয়ে যায়:

​১. স্টেটর ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের উৎপত্তি: যখন স্টেটরের তিন-ফেজ উইন্ডিংয়ে তিন-ফেজ এসি কারেন্ট প্রয়োগ করা হয়, তখন বায়ু ফাঁকে একটি ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্র উৎপন্ন হয়, যা সমকালীন গতিতে ns=60f/p এ ঘূর্ণায়মান হয়।

(যেখানে f হলো পাওয়ার সাপ্লাই ফ্রিকোয়েন্সি এবং p হলো পোল জোড়ার সংখ্যা)।

​2. রটার চৌম্বক ক্ষেত্রের সিঙ্ক্রোনাইজেশন: রটারের স্থায়ী চুম্বক থেকে উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র স্টেটরের ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক টর্ক তৈরি করে যা রটারকে স্টেটর ক্ষেত্রের সাথে সামঞ্জস্য রেখে সিঙ্ক্রোনাস গতিতে ঘোরাতে চালিত করে।

​৩. অ-স্বয়ংক্রিয়-শুরু বৈশিষ্ট্য: অজানা প্রাথমিক রটার অবস্থান এবং স্ব-উত্পাদিত স্টার্টিং টর্কের অক্ষমতার কারণে, PMSM-গুলিকে নরম স্টার্টিং অর্জনের জন্য একটি ইনভার্টারের (পরিবর্তনশীল-ফ্রিকোয়েন্সি শক্তি প্রদানকারী) সাথে সমন্বয় প্রয়োজন। গতি একটি সীমায় পৌঁছানোর পরেই স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপ শুরু হয়।

III. PMSM এর মূল কাঠামো: স্টেটর এবং রোটর

একটি PMSM-এর গঠন একটি প্রচলিত সিঙ্ক্রোনাস মোটরের মতোই, তবে এর রটার ডিজাইন হল মূল পার্থক্যকারী, যা সরাসরি কর্মক্ষমতা এবং প্রয়োগের পরিস্থিতিকে প্রভাবিত করে।

১. স্টেটর: শক্তি রূপান্তরের কেন্দ্র

স্টেটরের গঠন মূলত এসি ইন্ডাকশন মোটরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা মূলত একটি লোহার কোর এবং তিন-ফেজ উইন্ডিং দ্বারা গঠিত:

​● লোহার কোর: এডি কারেন্ট লস কমাতে স্তরিত সিলিকন স্টিল শিট দিয়ে তৈরি।

● উইন্ডিং: থ্রি-ফেজ উইন্ডিংগুলি স্টেটর স্লটে সাইনোসয়েডভাবে বিতরণ করা হয়। যখন শক্তি প্রয়োগ করা হয়, তখন তারা একটি কাছাকাছি-সাইনোসয়েডাল ব্যাক EMF তৈরি করে, যা নিশ্চিত করে যে আউটপুট কারেন্ট এবং ভোল্টেজ ফেজে রয়েছে (পাওয়ার ফ্যাক্টর বৃদ্ধি করে)।

2. রটার: স্থায়ী চুম্বক দ্বারা চালিত কোর

রটারটিতে উত্তেজনার উইন্ডিং নেই এবং স্থায়ী চুম্বকের মাধ্যমে এর চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। স্থায়ী চুম্বক ইনস্টলেশন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে এটি দুটি ধরণের মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে:

​● সারফেস-মাউন্টেড পার্মানেন্ট ম্যাগনেট সিঙ্ক্রোনাস মোটর (SPM)​: স্থায়ী চুম্বকগুলি রটার পৃষ্ঠের সাথে আবদ্ধ থাকে এবং কেন্দ্রাতিগ ক্ষতি রোধ করার জন্য একটি প্রতিরক্ষামূলক হাতা (যেমন, কার্বন ফাইবার) দ্বারা আবৃত থাকে। উচ্চ বায়ু-ব্যবধান চৌম্বকীয় প্রবাহ ঘনত্ব দ্বারা চিহ্নিত, SPMগুলি আয়তন- এবং ওজন-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ (যেমন, ড্রোন ড্রাইভ)।

​● অভ্যন্তরীণ স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর (IPM): স্থায়ী চুম্বকগুলি রটারের ভিতরে এমবেড করা থাকে (যেমন, V-আকৃতির বা U-আকৃতির স্লটে)। অনিচ্ছা টর্ক (রটার কোরের অসমমিত চৌম্বকীয় সার্কিট দ্বারা উৎপন্ন অতিরিক্ত টর্ক) ব্যবহার করে, IPMগুলি আউটপুট ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। উচ্চ দক্ষতা এবং শক্তিশালী ওভারলোড ক্ষমতা সহ, IPMগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহন ড্রাইভ সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

(ইভি মোটর)

IV. PMSM এর নিয়ন্ত্রণ নীতি: ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ এবং ডিজিটাল প্রযুক্তি

উচ্চ-নির্ভুলতা গতি এবং টর্ক নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য, PMSMগুলি ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ (ফিল্ড-ওরিয়েন্টেড কন্ট্রোল, FOC) প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে। এর মূল বিষয় হল স্থানাঙ্ক রূপান্তরের মাধ্যমে একটি ঘূর্ণায়মান স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় তিন-ফেজ AC পরিমাণকে DC পরিমাণে (dq অক্ষ) রূপান্তর করা, যা প্রবাহ এবং টর্কের স্বাধীন নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে।

নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়ার মূল ধাপগুলি:

​১. অবস্থান সনাক্তকরণ: একটি এনকোডার বা রেজলভার ব্যবহার করে রটারের অবস্থান এবং গতির রিয়েল-টাইম অধিগ্রহণ, স্থানাঙ্ক রূপান্তরের জন্য কৌণিক রেফারেন্স প্রদান করে।

​২. বর্তমান নমুনা এবং রূপান্তর: ক্লার্ক/পার্ক রূপান্তরের মাধ্যমে স্টেটর তিন-ফেজ স্রোতের সংগ্রহ, যা dq অক্ষ স্রোতে রূপান্তরিত হয় (টর্ক নিয়ন্ত্রণ করে)।

​৩. ডিএসপি গণনা এবং পিডব্লিউএম মড্যুলেশন: একটি ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর (ডিএসপি) লক্ষ্য টর্ক এবং গতির উপর ভিত্তি করে ডিকিউ অক্ষ স্রোতের জন্য রেফারেন্স মান গণনা করে, তারপর স্টেটর ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করতে স্পেস ভেক্টর পালস উইথড মড্যুলেশন (এসভিপিডব্লিউএম) এর মাধ্যমে ইনভার্টার ড্রাইভ সিগন্যাল তৈরি করে।

​কারিগরি সুবিধা: ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ ফ্লাক্স এবং টর্ককে দ্বি-সংযুক্ত করে, গতিশীল প্রতিক্রিয়া সময়কে মিলিসেকেন্ডে হ্রাস করে এবং শূন্য গতিতে পূর্ণ টর্ক আউটপুট সক্ষম করে। তবে, এর জন্য উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ডিএসপি বা এমসিইউ প্রয়োজন, যা সিস্টেমের জটিলতা বৃদ্ধি করে।

V. PMSM এর সুবিধা এবং অসুবিধা

VI. PMSM বনাম BLDC পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি মোটর: প্রযুক্তিগত সংযোগ এবং প্রয়োগের পার্থক্য

পিএমএসএম এবং ব্রাশলেস ডিসি ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি মোটর (বিএলডিসি) উভয়ই স্থায়ী চুম্বক এবং ইলেকট্রনিক কমিউটেশনের উপর ভিত্তি করে তৈরি, তবে প্রয়োগের অবস্থানের ক্ষেত্রে এগুলি ভিন্ন:

​● BLDC: কম খরচে এবং সহজ নিয়ন্ত্রণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, স্কয়ার-ওয়েভ ড্রাইভ (ট্র্যাপিজয়েডাল ব্যাক EMF) ব্যবহার করে। এটি ফ্যান এবং জল পাম্পের মতো কম নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা সহ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত।

​● PMSM: সাইনোসয়েডাল ড্রাইভ (সাইনোসয়েডাল ব্যাক EMF) ব্যবহার করে এবং ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ সমর্থন করে, উচ্চ নির্ভুলতা এবং কর্মক্ষমতাকে অগ্রাধিকার দেয়। এটি শিল্প রোবট এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের মতো উচ্চমানের ক্ষেত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

উচ্চ দক্ষতা, কম্প্যাক্ট আকার এবং উচ্চতর গতিশীল প্রতিক্রিয়ার কারণে, স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর শিল্প এবং নতুন শক্তি খাতের "পাওয়ার কোর" হয়ে উঠেছে। খরচ এবং নিয়ন্ত্রণ জটিলতার চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও, স্থায়ী চুম্বক উপকরণের অগ্রগতি (যেমন, কম খরচের সামারিয়াম-আয়রন-নাইট্রোজেন) এবং ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এর প্রয়োগের পরিস্থিতি আরও প্রসারিত করবে। ভবিষ্যতে, PMSMগুলি বুদ্ধিমান উৎপাদন এবং স্বায়ত্তশাসিত ড্রাইভিংয়ের মতো অত্যাধুনিক ক্ষেত্রগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে যাবে।