ম্যাগনেটিক লেভিটেশন মোটর রোটার: কার্বন ফাইবার স্লিভ স্ট্রেন্থ এবং ম্যাগনেট স্টিলের জন্য হাই-স্পিড সেন্ট্রিফিউগাল অ্যান্টি-ক্র্যাকিং সলিউশন

I. হাই-স্পিড রোটেশনের অধীনে 'বেঁচে থাকার পরীক্ষা'

চৌম্বকীয় লেভিটেশন মোটর, তাদের যোগাযোগহীন অপারেশন, উচ্চ দক্ষতা এবং অত্যন্ত উচ্চ ঘূর্ণন গতির সুবিধা সহ, শিল্প ব্লোয়ার, কম্প্রেসার এবং শক্তি সঞ্চয়কারী ফ্লাইহুইলের মতো উচ্চ-প্রান্তের সরঞ্জামগুলিতে ক্রমবর্ধমানভাবে গৃহীত হচ্ছে। যাইহোক, যখন ঘূর্ণন গতি প্রতি মিনিটে কয়েক হাজার বিপ্লবে পৌঁছায় বা তারও বেশি, তখন রটারের স্থায়ী চুম্বকগুলি একটি গুরুতর 'বেঁচে থাকার পরীক্ষা' এর শিকার হয়।

সমস্যা কোথায় মিথ্যা?

চৌম্বকীয় লেভিটেশন মোটর সাধারণত স্থায়ী চুম্বক উপাদান হিসাবে sintered NdFeB ব্যবহার করে। যদিও NdFeB চমৎকার চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য প্রদান করে - খুব উচ্চ চৌম্বকীয় শক্তি পণ্য এবং জবরদস্তি সহ - এটির একটি গুরুতর দুর্বলতা রয়েছে:  এর সংকোচনের শক্তি এটির প্রসার্য শক্তির চেয়ে অনেক বেশি । Sintered NdFeB, পাউডার ধাতুবিদ্যার মাধ্যমে উত্পাদিত, সাধারণত 80 MPa এর বেশি না একটি প্রসার্য শক্তি আছে। উচ্চ গতিতে, কেন্দ্রাতিগ শক্তি স্থায়ী চুম্বকের অভ্যন্তরে উল্লেখযোগ্য প্রসার্য চাপ তৈরি করে - 18,000 rpm এর অপারেটিং অবস্থার অধীনে, NdFeB-তে কেন্দ্রাতিগ চাপ 160 MPa অতিক্রম করতে পারে,  প্রায় দ্বিগুণ তার নিজস্ব শক্তি সীমা.

এটি একটি ভঙ্গুর উপাদান দিয়ে তৈরি দড়ির মতো: এটি কোনও সমস্যা ছাড়াই সংকোচন সহ্য করে, তবে উত্তেজনার মধ্যে সহজেই ভেঙে যায়। যখন মোটরটি উচ্চ গতিতে ঘোরে, তখন স্থায়ী চুম্বকগুলি প্রসার্য শক্তির শিকার হয় কারণ তারা 'বাহ্যিক দিকে নিক্ষিপ্ত হয়।' একবার সীমা অতিক্রম করলে, চুম্বক ইস্পাত ফাটবে, ভেঙে যাবে বা এমনকি রটারটি ফেটে যাবে।

২. কার্বন ফাইবার হাতা: ম্যাগনেট স্টিলের জন্য একটি 'আঁটসাঁট বর্ম'

আমরা কীভাবে ভঙ্গুর স্থায়ী চুম্বককে কেন্দ্রাতিগ বলের অধীনে ফাটল থেকে রক্ষা করতে পারি? আজ উপলব্ধ সবচেয়ে কার্যকর সমাধান  কার্বন ফাইবার হাতা যোগ করা হয়. স্থায়ী চুম্বক উপর একটি

কার্বন ফাইবারের প্রসার্য শক্তি 5000 MPa এর বেশি, যা NdFeB এর শক্তি সীমা ছাড়িয়ে গেছে। আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, টাইটানিয়াম খাদের মতো ঐতিহ্যবাহী ধাতব হাতাগুলির সাথে তুলনা করে, কার্বন ফাইবার হাতা তিনটি প্রধান সুবিধা প্রদান করে:

• লাইটওয়েট এবং উচ্চ শক্তি  - কার্বন ফাইবারের নির্দিষ্ট শক্তি (শক্তি-ঘনত্ব অনুপাত) ধাতুগুলির তুলনায় অনেক বেশি, তাই একটি পাতলা এবং হালকা উপাদান যথেষ্ট প্রতিরক্ষামূলক শক্তি প্রদান করতে পারে।

• কোন এডি কারেন্ট লস নয়  – কার্বন ফাইবার একটি দুর্বল কন্ডাক্টর, তাই এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এডি কারেন্ট লস তৈরি করে না যেমন ধাতব হাতা, এইভাবে অতিরিক্ত শক্তি ক্ষয় এবং গরম করার সমস্যাগুলি এড়িয়ে যায়।

• নিম্ন তাপীয় সম্প্রসারণ  - কার্বন ফাইবারের তাপ সম্প্রসারণের একটি কম সহগ রয়েছে, যা উচ্চ তাপমাত্রার অপারেটিং অবস্থার অধীনে ভাল মাত্রিক স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে।

III. অ্যান্টি-ক্র্যাকিংয়ের মূল রহস্য: প্রাক চাপ

একটি কার্বন ফাইবার হাতা যোগ করার মানে কি সবকিছু সমাধান করা হয়? পুরোপুরি না।

মূল বিষয় হল যে হাতা এবং স্থায়ী চুম্বক উভয়ই উচ্চ গতির ঘূর্ণনের সময় কেন্দ্রাতিগ বলের কারণে রেডিয়াল প্রসারণের মধ্য দিয়ে যায়। যদি হাতাটি চুম্বকের উপর সহজভাবে 'ফিট করা' হয়, তবে তাদের মধ্যে একটি ফাঁক দেখা যাবে – কারণ হাতাটির রেডিয়াল বিকৃতি প্রায়শই চুম্বকের চেয়ে বেশি হয়। একবার ফাঁক হয়ে গেলে, হাতা চুম্বকের উপর তার সীমাবদ্ধতা হারায় এবং চুম্বক ইস্পাতটি এখনও ক্র্যাক হয়ে যায়।

সমাধান হল স্থায়ী চুম্বকগুলিতে একটানা 'প্রি স্ট্রেস' প্রয়োগ করা।

হাতা এবং চুম্বকের মধ্যে একটি হস্তক্ষেপ ফিট তৈরি করে (অর্থাৎ, হাতাটির ভিতরের ব্যাস চুম্বকের বাইরের ব্যাসের চেয়ে সামান্য ছোট), হাতা একটি 'টাইট স্যুট' এর মতো কাজ করে যা চুম্বকের চারপাশে শক্তভাবে আবৃত করে, একটি অভ্যন্তরীণ রেডিয়াল সংকোচনমূলক চাপ প্রয়োগ করে। যখন রটারটি উচ্চ গতিতে ঘোরে, তখন এই প্রাক স্ট্রেস  কেন্দ্রাতিগ বলের কারণে সৃষ্ট প্রসার্য চাপকে কার্যকরভাবে প্রতিহত করে।.

গবেষণা দেখায় যে যখন হস্তক্ষেপ 0.10 মিমি-এর বেশি হয়ে যায়, তখন স্থায়ী চুম্বকের সর্বোচ্চ কেন্দ্রাতিগ চাপ 160 MPa থেকে 70 MPa-এর নিচে, তাদের শক্তি সীমার অনেক নিচে কমানো যেতে পারে। চরম অবস্থার অধীনে (যেমন, 200 °C উচ্চ তাপমাত্রা এবং ওভারস্পিড ঘূর্ণন), যদিও কার্বন ফাইবার স্লিভের হুপ স্ট্রেস 1000 MPa-এর উপরে উঠতে পারে, কার্বন ফাইবার উপাদানের শক্তি সীমা 1400 MPa এর তুলনায় এখনও যথেষ্ট নিরাপত্তা মার্জিন রয়েছে।

IV কিভাবে প্রাক চাপ অর্জন? দুটি প্রক্রিয়া রুট

বর্তমানে, কার্বন ফাইবার হাতাতে প্রাক-স্ট্রেস অর্জনের জন্য দুটি মূলধারার পদ্ধতি রয়েছে:

রুট 1: হস্তক্ষেপ সমাবেশ

কার্বন ফাইবার হাতা আলাদাভাবে তৈরি করা হয় এবং তারপর তাপ বা কোল্ড ফিটিং দ্বারা রটারে একত্রিত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, রটারকে -190 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠাণ্ডা করলে হাতাটি খুব কম অক্ষীয় শক্তির সাথে স্লাইড হতে পারে; বিকল্পভাবে, 25 kN পর্যন্ত প্রেসিং ফোর্স সহ একটি অক্ষীয় প্রেস ফিটিং পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে।

যাইহোক, এই পদ্ধতির ত্রুটি রয়েছে: কার্বন ফাইবার ভঙ্গুর এবং দুর্বল দৃঢ়তা, এটি হস্তক্ষেপ সমাবেশের সময় ক্ষতি এবং ফাটল প্রবণ করে তোলে। অধিকন্তু, সমাবেশ প্রক্রিয়া জটিল এবং হস্তক্ষেপ নিয়ন্ত্রণ কঠিন।

রুট 2: হাই-টেনশন উইন্ডিং (উত্তম সমাধান)

কার্বন ফাইবার সরাসরি রটার পৃষ্ঠের উপর ক্ষতবিক্ষত হয়, এবং ঘূর্ণন প্রক্রিয়া চলাকালীন,  উচ্চ টান প্রয়োগ করা হয়, যার ফলে ফাইবারের প্রতিটি স্তর স্থায়ী চুম্বক পৃষ্ঠের চারপাশে শক্তভাবে মোড়ানো হয়। ফাইবার টোতে

এই পদ্ধতির সূক্ষ্মতা হল যে  উইন্ডিং প্রক্রিয়া নিজেই চাপ প্রয়োগের পূর্ব প্রক্রিয়া । ফাইবার টান নিয়ন্ত্রণ করে, প্রথাগত যান্ত্রিক হস্তক্ষেপ পদ্ধতি প্রতিস্থাপন করে, কাঙ্ক্ষিত প্রেস্ট্রেস ক্ষেত্রটি হাতাতে আরোপ করা যেতে পারে।

V. SDM এর কার্বন ফাইবার উইন্ডিং প্রক্রিয়া

চৌম্বকীয় লেভিটেশন উচ্চ-গতির মোটর রোটারের ক্ষেত্রে,  Hangzhou SDM Magnetics Co., Ltd. একটি পরিপক্ক  আয়ত্ত করেছে  কার্বন ফাইবার উইন্ডিং প্রক্রিয়া ৷ এর প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে প্রতিফলিত হয়:

উচ্চ-টেনশন পরিধির ঘুর প্রযুক্তি।  এসডিএম রটার পৃষ্ঠের উপর সরাসরি কার্বন ফাইবার ঘেরা প্রক্রিয়ার পথ গ্রহণ করে। ওয়াইন্ডিংয়ের সময় কার্বন ফাইবার টোতে প্রয়োগ করা উত্তেজনাকে সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, ফাইবারের স্তরগুলি স্থায়ী চুম্বকের বাইরের পৃষ্ঠের সাথে শক্তভাবে সঙ্গতিপূর্ণ হয়। এই প্রক্রিয়াটি একই সাথে হাতা তৈরি করার সময় চুম্বককে প্রয়োজনীয় প্রাক-আঁটসাঁট বল প্রদান করে, চিরাচরিত হস্তক্ষেপ সমাবেশের সাথে সম্পর্কিত ফাটল ঝুঁকি এবং সমাবেশের অসুবিধাগুলি এড়িয়ে যায়।

সুনির্দিষ্ট টেনশন সময়সূচী নিয়ন্ত্রণ।  বিভিন্ন অপারেটিং প্রয়োজনীয়তা অনুসারে SDM-এর প্রক্রিয়া নমনীয়ভাবে বিভিন্ন টেনশন নিয়ন্ত্রণ মোড নিয়োগ করে। বিভিন্ন স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশনের চাহিদা মেটাতে - যেমন 'ভিতরে ঢিলেঢালা, বাইরে আরও শক্ত' বা 'অভ্যন্তরে আরও শক্ত, বাইরের বাইরে' - তারা ধ্রুব উত্তেজনা, ধ্রুব টর্ক, বা টেপারড টেনশন উইন্ডিং মোড বেছে নিতে পারে। উইন্ডিং টেনশন স্তরকে স্তরে স্তরে নিয়ন্ত্রণ করে, ফাইবার স্তরগুলির অবশিষ্ট চাপকে একটি আদর্শ অবস্থায় অভিন্নভাবে বিতরণ করা যেতে পারে।

প্রি-টাইনিং ফোর্স এর পরিমাণগত যাচাই।  SDM একটি সম্পূর্ণ প্রযুক্তিগত ক্লোজড লুপ স্থাপন করেছে, তাত্ত্বিক গণনা থেকে সসীম উপাদান সিমুলেশন, এবং অবশেষে পরীক্ষামূলক যাচাইকরণ পর্যন্ত। স্থায়ী চুম্বকের উপর উচ্চ-টেনশন ক্ষত কার্বন ফাইবার হাতা দ্বারা উত্পন্ন প্রাক-আঁটসাঁট শক্তির জন্য, পরীক্ষামূলক পরীক্ষার ফলাফল এবং বিশ্লেষণাত্মক গণনার মধ্যে গড় ত্রুটি 8.56%, এবং সসীম উপাদান সিমুলেশনের তুলনায় গড় ত্রুটি 7.88% - এই স্তরের নির্ভুলতা সম্পূর্ণরূপে ডিজাইনের পুনঃস্থাপনের গ্যারান্টি দেয়।

ইন্টিগ্রেটেড পূর্ণ-প্রক্রিয়া ক্ষমতা।  কার্বন ফাইবার উপাদান নির্বাচন, স্ট্রাকচারাল ডিজাইন, এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ডিজাইন থেকে শুরু করে ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া, সরঞ্জাম উত্পাদন, এবং পরিদর্শন এবং পরীক্ষা, এসডিএম একটি সম্পূর্ণ প্রযুক্তিগত ক্ষমতার অধিকারী। কোম্পানির সদর দফতর হ্যাংঝোতে এবং একটি শিল্প বাণিজ্য সমন্বিত বিন্যাস রয়েছে, এটি গ্রাহকদের চুম্বক থেকে রটার সমাবেশ পর্যন্ত একটি পূর্ণ-চেইন সমাধান প্রদান করতে সক্ষম করে।

এই পরিমার্জিত কার্বন ফাইবার ওয়াইন্ডিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমেই SDM-এর চৌম্বকীয় লেভিটেশন উচ্চ-গতির মোটর রোটরগুলি কার্যকরভাবে উচ্চ-গতির কেন্দ্রাতিগ অবস্থার অধীনে চুম্বক স্টিলের ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করতে পারে, প্রতি মিনিটে কয়েক হাজার বিপ্লবের দাবিদার পরিস্থিতিতে রটারের নিরাপদ, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য অপারেশন নিশ্চিত করে।