دستیاب مختلف لکیری موٹرز پر ایک نظر اور اپنی درخواست کے لیے بہترین قسم کا انتخاب کیسے کریں۔
درج ذیل مضمون میں دستیاب لکیری موٹرز کی مختلف اقسام کا ایک جائزہ ہے، بشمول ان کے آپریشن کے اصول، مستقل میگنےٹ کی ترقی کی تاریخ، لکیری موٹروں کے ڈیزائن کے طریقے اور ہر قسم کی لکیری موٹر استعمال کرنے والے صنعتی شعبے۔
لکیری موٹر ٹیکنالوجی یہ ہو سکتی ہے: لکیری انڈکشن موٹرز (LIM) یا مستقل مقناطیس لکیری سنکرونس موٹرز (PMLSM)۔PMLSM آئرن کور یا آئرن لیس ہو سکتا ہے۔تمام موٹرز فلیٹ یا نلی نما ترتیب میں دستیاب ہیں۔Hiwin 20 سالوں سے لکیری موٹر ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ میں سب سے آگے ہے۔
لکیری موٹرز کے فوائد
ایک لکیری موٹر کا استعمال لکیری حرکت فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، یعنی دیے گئے پے لوڈ کو ایک طے شدہ سرعت، رفتار، سفری فاصلہ اور درستگی پر منتقل کرنا۔لکیری موٹر سے چلنے والی تمام موشن ٹیکنالوجیز روٹری موشن کو لکیری حرکت میں تبدیل کرنے کے لیے کسی نہ کسی قسم کی مکینیکل ڈرائیو ہیں۔اس طرح کے موشن سسٹم بال اسکرو، بیلٹ یا ریک اور پنین کے ذریعے چلائے جاتے ہیں۔ان تمام ڈرائیوز کی سروس لائف روٹری موشن کو لکیری حرکت میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہونے والے مکینیکل اجزاء کے پہننے پر بہت زیادہ منحصر ہے اور نسبتاً مختصر ہے۔
لکیری موٹرز کا بنیادی فائدہ بغیر کسی مکینیکل سسٹم کے لکیری حرکت فراہم کرنا ہے کیونکہ ہوا ٹرانسمیشن میڈیم ہے، اس لیے لکیری موٹرز بنیادی طور پر بغیر رگڑ والی ڈرائیوز ہیں، جو نظریاتی طور پر لامحدود سروس لائف فراہم کرتی ہیں۔چونکہ لکیری حرکت پیدا کرنے کے لیے کوئی مکینیکل پرزہ استعمال نہیں کیا جاتا ہے، اس لیے بہت زیادہ تیز رفتاری ممکن ہے جہاں دیگر ڈرائیوز جیسے بال اسکرو، بیلٹ یا ریک اور پنین کو سنگین حدود کا سامنا کرنا پڑے گا۔
لکیری انڈکشن موٹرز
تصویر 1
لکیری انڈکشن موٹر (LIM) پہلی ایجاد کی گئی تھی (US patent 782312 – Alfred Zehden in 1905)۔یہ ایک "پرائمری" پر مشتمل ہوتا ہے جو الیکٹریکل اسٹیل لیمینیشن کے ڈھیر پر مشتمل ہوتا ہے اور تانبے کے کنڈلیوں کی کثرتیت پر مشتمل ہوتا ہے جو تین فیز وولٹیج کے ذریعہ فراہم کیا جاتا ہے اور ایک "ثانوی" عام طور پر اسٹیل پلیٹ اور ایک تانبے یا ایلومینیم پلیٹ پر مشتمل ہوتا ہے۔
جب بنیادی کنڈلیوں کو توانائی بخشی جاتی ہے تو ثانوی مقناطیسی ہو جاتا ہے اور ثانوی کنڈکٹر میں ایڈی کرنٹ کا ایک فیلڈ بنتا ہے۔یہ ثانوی فیلڈ پھر پرائمری بیک EMF کے ساتھ قوت پیدا کرنے کے لیے تعامل کرے گا۔حرکت کی سمت فلیمنگ کے بائیں ہاتھ کے اصول کی پیروی کرے گی یعنی؛حرکت کی سمت کرنٹ کی سمت اور فیلڈ / فلوکس کی سمت کے لئے کھڑی ہوگی۔
تصویر 2
لکیری انڈکشن موٹرز بہت کم لاگت کا فائدہ پیش کرتی ہیں کیونکہ سیکنڈری کوئی مستقل میگنےٹ استعمال نہیں کرتی ہے۔NdFeB اور SmCo مستقل میگنےٹ بہت مہنگے ہیں۔لکیری انڈکشن موٹرز اپنے ثانوی کے لیے بہت عام مواد (اسٹیل، ایلومینیم، کاپر) استعمال کرتی ہیں اور سپلائی کے اس خطرے کو ختم کرتی ہیں۔
تاہم، لکیری انڈکشن موٹرز کے استعمال کا منفی پہلو ایسی موٹروں کے لیے ڈرائیوز کی دستیابی ہے۔اگرچہ مستقل مقناطیس لکیری موٹرز کے لیے ڈرائیوز تلاش کرنا بہت آسان ہے، لیکن لکیری انڈکشن موٹرز کے لیے ڈرائیوز تلاش کرنا بہت مشکل ہے۔
تصویر 3
مستقل مقناطیس لکیری ہم وقت ساز موٹرز
مستقل مقناطیس لکیری سنکرونس موٹرز (PMLSM) میں بنیادی طور پر وہی پرائمری ہوتی ہے جو لکیری انڈکشن موٹرز ہوتی ہے (یعنی، الیکٹریکل اسٹیل لیمینیشن کے اسٹیک پر نصب کنڈلیوں کا ایک سیٹ اور تین فیز وولٹیج سے چلایا جاتا ہے)۔ثانوی فرق ہے۔
سٹیل کی پلیٹ پر نصب ایلومینیم یا تانبے کی پلیٹ کے بجائے، ثانوی سٹیل کی پلیٹ پر نصب مستقل میگنےٹس پر مشتمل ہوتا ہے۔ہر مقناطیس کی میگنیٹائزیشن کی سمت پچھلے والے کے حوالے سے متبادل ہوگی جیسا کہ تصویر 3 میں دکھایا گیا ہے۔
مستقل میگنےٹ استعمال کرنے کا واضح فائدہ ثانوی میں ایک مستقل فیلڈ بنانا ہے۔ہم نے دیکھا ہے کہ پرائمری فیلڈ اور سیکنڈری فیلڈ کے تعامل سے انڈکشن موٹر پر قوت پیدا ہوتی ہے جو موٹر ایر گیپ کے ذریعے سیکنڈری میں ایڈی کرنٹ کی فیلڈ بننے کے بعد ہی دستیاب ہوتی ہے۔اس کے نتیجے میں تاخیر ہوگی جسے "سلپ" کہا جاتا ہے اور ثانوی کی حرکت پرائمری کو فراہم کردہ بنیادی وولٹیج کے ساتھ مطابقت نہیں رکھتی ہے۔
اس وجہ سے، انڈکشن لکیری موٹرز کو "اسینکرونس" کہا جاتا ہے۔مستقل مقناطیس لکیری موٹر پر، ثانوی حرکت ہمیشہ بنیادی وولٹیج کے ساتھ مطابقت پذیر ہوگی کیونکہ ثانوی فیلڈ ہمیشہ دستیاب ہے اور بغیر کسی تاخیر کے۔اس وجہ سے، مستقل لکیری موٹروں کو "ہم وقت ساز" کہا جاتا ہے۔
PMLSM پر مختلف قسم کے مستقل میگنےٹ استعمال کیے جا سکتے ہیں۔پچھلے 120 سالوں میں، ہر مواد کا تناسب بدل گیا ہے۔آج تک، PMLSMs یا تو NdFeB میگنےٹ یا SmCo میگنےٹ استعمال کر رہے ہیں لیکن اکثریت NdFeB میگنےٹ استعمال کر رہی ہے۔تصویر 4 مستقل مقناطیس کی نشوونما کی تاریخ دکھاتی ہے۔
تصویر 4
میگاگاس-اورسٹیڈز، (MGOe) میں مقناطیس کی طاقت اس کی توانائی کی مصنوعات سے نمایاں ہے۔اسی کی دہائی کے وسط تک صرف اسٹیل، فیرائٹ اور ایلنیکو دستیاب تھے اور بہت کم توانائی کی مصنوعات فراہم کرتے تھے۔SmCo میگنےٹ 1960 کی دہائی کے اوائل میں کارل اسٹرنٹ اور ایلڈن رے کے کام کی بنیاد پر تیار کیے گئے تھے اور بعد میں ساٹھ کی دہائی کے آخر میں کمرشلائز کیے گئے تھے۔
تصویر 5
SmCo میگنےٹس کی توانائی کی پیداوار ابتدائی طور پر Alnico میگنےٹس کی توانائی کی پیداوار سے دگنی تھی۔1984 میں جنرل موٹرز اور Sumitomo نے آزادانہ طور پر NdFeB میگنےٹ تیار کیے، جو نیوڈینیم، آئرن اور بوران کا مرکب ہے۔SmCo اور NdFeB میگنےٹ کا موازنہ تصویر 5 میں دکھایا گیا ہے۔
NdFeB میگنےٹ SmCo میگنےٹ سے بہت زیادہ قوت پیدا کرتے ہیں لیکن اعلی درجہ حرارت کے لیے بہت زیادہ حساس ہوتے ہیں۔SmCo میگنےٹ سنکنرن اور کم درجہ حرارت کے خلاف بھی بہت زیادہ مزاحم ہیں لیکن زیادہ مہنگے ہیں۔جب آپریٹنگ درجہ حرارت مقناطیس کے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے تو مقناطیس ڈی میگنیٹائز کرنا شروع کر دیتا ہے، اور یہ ڈی میگنیٹائزیشن ناقابل واپسی ہے۔مقناطیس کھونے والی میگنیٹائزیشن کی وجہ سے موٹر طاقت کھو دے گی اور چشمی کو پورا کرنے سے قاصر ہوگی۔اگر مقناطیس زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 100٪ سے نیچے کام کرتا ہے، تو اس کی طاقت تقریباً غیر معینہ مدت تک محفوظ رہے گی۔
SmCo میگنےٹ کی زیادہ قیمت کی وجہ سے، NdFeB میگنےٹ زیادہ تر موٹروں کے لیے صحیح انتخاب ہیں، خاص طور پر دستیاب اعلی طاقت کے پیش نظر۔تاہم، کچھ ایپلی کیشنز کے لیے جہاں آپریٹنگ درجہ حرارت بہت زیادہ ہو سکتا ہے، زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت سے دور رہنے کے لیے SmCo میگنےٹ استعمال کرنا بہتر ہے۔
لکیری موٹرز کا ڈیزائن
ایک لکیری موٹر عام طور پر Finite Element Electromagnetic Simulation کے ذریعے ڈیزائن کی جاتی ہے۔لیمینیشن اسٹیک، کنڈلی، میگنےٹ، اور میگنےٹس کو سپورٹ کرنے والی اسٹیل پلیٹ کی نمائندگی کرنے کے لیے ایک 3D ماڈل بنایا جائے گا۔ہوا کو موٹر کے ارد گرد کے ساتھ ساتھ ایئر گیپ میں بھی ماڈل بنایا جائے گا۔پھر تمام اجزاء کے لیے مواد کی خصوصیات درج کی جائیں گی: میگنےٹ، برقی سٹیل، سٹیل، کنڈلی اور ہوا۔پھر H یا P عناصر کا استعمال کرتے ہوئے ایک میش بنایا جائے گا اور ماڈل حل کیا جائے گا۔پھر ماڈل میں ہر کنڈلی پر کرنٹ لگایا جاتا ہے۔
تصویر 6 ایک تخروپن کا آؤٹ پٹ دکھاتا ہے جہاں ٹیسلا میں بہاؤ ظاہر ہوتا ہے۔تخروپن کے لیے دلچسپی کی بنیادی پیداواری قدر یقیناً موٹر فورس ہے اور دستیاب ہوگی۔چونکہ کنڈلیوں کے آخری موڑ کوئی قوت پیدا نہیں کرتے ہیں، اس لیے موٹر کے 2D ماڈل (DXF یا دیگر فارمیٹ) بشمول لیمینیشنز، میگنےٹس، اور میگنےٹس کو سپورٹ کرنے والی اسٹیل پلیٹ کا استعمال کرکے 2D سمولیشن چلانا بھی ممکن ہے۔اس طرح کے 2D تخروپن کا آؤٹ پٹ 3D تخروپن کے بہت قریب ہوگا اور موٹر فورس کا اندازہ لگانے کے لیے کافی درست ہوگا۔
تصویر 6
ایک لکیری انڈکشن موٹر کو اسی طرح ماڈل بنایا جائے گا، یا تو 3D یا 2D ماڈل کے ذریعے لیکن حل کرنا PMLSM کے مقابلے میں زیادہ پیچیدہ ہوگا۔اس کی وجہ یہ ہے کہ PMLSM سیکنڈری کے مقناطیسی بہاؤ کو میگنےٹس کی خصوصیات میں داخل ہونے کے بعد فوری طور پر ماڈل بنایا جائے گا، اس لیے موٹر فورس سمیت تمام آؤٹ پٹ ویلیوز حاصل کرنے کے لیے صرف ایک حل کی ضرورت ہوگی۔
تاہم، انڈکشن موٹر کے ثانوی بہاؤ کو ایک عارضی تجزیہ کی ضرورت ہوگی (مطلب ایک مقررہ وقت کے وقفے پر کئی حل ہوتے ہیں) تاکہ LIM سیکنڈری کا مقناطیسی بہاؤ بنایا جا سکے اور صرف اس کے بعد ہی قوت حاصل کی جا سکے۔الیکٹرومیگنیٹک فائنائٹ ایلیمنٹ سمولیشن کے لیے استعمال ہونے والے سافٹ ویئر میں عارضی تجزیہ چلانے کی صلاحیت ہونی چاہیے۔
لکیری موٹر اسٹیج
تصویر 7
Hiwin کارپوریشن اجزاء کی سطح پر لکیری موٹرز فراہم کرتی ہے۔اس صورت میں، صرف لکیری موٹر اور ثانوی ماڈیولز فراہم کیے جائیں گے۔PMLSM موٹر کے لیے، ثانوی ماڈیول مختلف لمبائیوں کی اسٹیل پلیٹوں پر مشتمل ہوں گے جن کے اوپر مستقل میگنےٹ جمع کیے جائیں گے۔Hiwin کارپوریشن مکمل مراحل بھی فراہم کرتی ہے جیسا کہ تصویر 7 میں دکھایا گیا ہے۔
اس طرح کے مرحلے میں ایک فریم، لکیری بیرنگ، موٹر پرائمری، سیکنڈری میگنےٹ، گاہک کے لیے اپنے پے لوڈ کو جوڑنے کے لیے ایک گاڑی، انکوڈر، اور ایک کیبل ٹریک شامل ہوتا ہے۔ایک لکیری موٹر اسٹیج ڈیلیوری پر شروع ہونے اور زندگی کو آسان بنانے کے لیے تیار ہو جائے گا کیونکہ صارف کو کسی اسٹیج کو ڈیزائن اور تیار کرنے کی ضرورت نہیں ہوگی، جس کے لیے ماہر علم کی ضرورت ہے۔
لکیری موٹر سٹیج سروس کی زندگی
لکیری موٹر اسٹیج کی سروس لائف بیلٹ، بال اسکرو یا ریک اور پنین سے چلنے والے اسٹیج سے کافی لمبی ہوتی ہے۔بالواسطہ طور پر چلنے والے مراحل کے مکینیکل اجزاء عام طور پر رگڑ اور پہننے کی وجہ سے ناکام ہونے والے پہلے اجزاء ہوتے ہیں جن کا وہ مسلسل سامنا کرتے ہیں۔ایک لکیری موٹر اسٹیج ایک براہ راست ڈرائیو ہے جس میں کوئی مکینیکل رابطہ یا لباس نہیں ہے کیونکہ ٹرانسمیشن میڈیم ہوا ہے۔لہذا، لکیری موٹر اسٹیج پر ناکام ہونے والے واحد اجزاء لکیری بیرنگ یا خود موٹر ہیں۔
لکیری بیرنگ میں عام طور پر بہت لمبی سروس لائف ہوتی ہے کیونکہ ریڈیل لوڈ بہت کم ہوتا ہے۔موٹر کی سروس کی زندگی اوسط چلانے کے درجہ حرارت پر منحصر ہوگی.شکل 8 درجہ حرارت کے کام کے طور پر موٹر موصلیت کی زندگی کو ظاہر کرتی ہے۔قاعدہ یہ ہے کہ سروس لائف ہر 10 ڈگری سیلسیس کے لیے آدھی رہ جائے گی کہ چل رہا درجہ حرارت درجہ حرارت سے زیادہ ہے۔مثال کے طور پر، موٹر موصلیت کی کلاس F 120 ° C کے اوسط درجہ حرارت پر 325,000 گھنٹے چلے گی۔
لہذا، یہ اندازہ لگایا جاتا ہے کہ ایک لکیری موٹر اسٹیج کی سروس لائف 50+ سال ہوگی اگر موٹر کو قدامت پسندی سے منتخب کیا جائے، ایسی سروس لائف جو کبھی بیلٹ، بال اسکرو، یا ریک اور پنین سے چلنے والے مراحل سے حاصل نہیں ہوسکتی۔
تصویر 8
لکیری موٹرز کے لیے درخواستیں۔
لکیری انڈکشن موٹرز (LIM) زیادہ تر ایسی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتی ہیں جن میں طویل سفر کی لمبائی ہوتی ہے اور جہاں بہت زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے اور بہت زیادہ رفتار بھی ہوتی ہے۔لکیری انڈکشن موٹر کو منتخب کرنے کی وجہ یہ ہے کہ سیکنڈری کی لاگت PMLSM استعمال کرنے کے مقابلے میں کافی کم ہوگی اور بہت تیز رفتار سے لکیری انڈکشن موٹر کی کارکردگی بہت زیادہ ہے، اس لیے بہت کم طاقت ضائع ہوگی۔
مثال کے طور پر، EMALS (الیکٹرو میگنیٹک لانچ سسٹمز)، جو ہوائی جہاز کو شروع کرنے کے لیے طیارہ بردار بحری جہازوں پر استعمال ہوتے ہیں وہ لکیری انڈکشن موٹرز استعمال کر رہے ہیں۔اس طرح کا پہلا لکیری موٹر سسٹم یو ایس ایس جیرالڈ آر فورڈ طیارہ بردار بحری جہاز پر نصب کیا گیا تھا۔موٹر 91 میٹر کے ٹریک پر 240 کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار سے 45,000 کلوگرام ہوائی جہاز کو تیز کر سکتی ہے۔
تفریحی پارک کی سواریوں کی ایک اور مثال۔ان میں سے کچھ سسٹمز پر نصب لکیری انڈکشن موٹرز 3 سیکنڈ میں 0 سے 100 کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار سے بہت زیادہ پے لوڈز کو تیز کر سکتی ہیں۔لکیری انڈکشن موٹر سٹیجز کو RTUs (روبوٹ ٹرانسپورٹ یونٹس) پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔زیادہ تر RTUs ریک اور پنین ڈرائیوز کا استعمال کر رہے ہیں لیکن ایک لکیری انڈکشن موٹر زیادہ کارکردگی، کم قیمت، اور طویل سروس لائف پیش کر سکتی ہے۔
مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹرز
PMLSMs کو عام طور پر بہت چھوٹے سٹروک، کم رفتار لیکن زیادہ سے بہت زیادہ درستگی اور انتہائی ڈیوٹی سائیکل والی ایپلی کیشنز پر استعمال کیا جائے گا۔ان میں سے زیادہ تر ایپلی کیشنز AOI (خودکار آپٹیکل انسپیکشن)، سیمی کنڈکٹر اور لیزر مشین کی صنعتوں میں پائی جاتی ہیں۔
لکیری موٹر سے چلنے والے مراحل کا انتخاب، (براہ راست ڈرائیو)، بالواسطہ ڈرائیوز پر نمایاں کارکردگی کے فوائد پیش کرتا ہے، (اس مرحلے جہاں لکیری حرکت روٹری موشن کو تبدیل کرکے حاصل کی جاتی ہے)، دیرپا ڈیزائن کے لیے اور بہت سی صنعتوں کے لیے موزوں ہیں۔
پوسٹ ٹائم: فروری 06-2023