শক্তির সীমানা পুনঃসংজ্ঞায়িত করা: কিভাবে অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর ঐতিহ্যগত ই-ড্রাইভ সিস্টেমগুলিকে ব্যাহত করছে

নতুন শক্তির যানবাহন, eVTOL বিমান এবং এমনকি হিউম্যানয়েড রোবটগুলি বিব্রতকর গতিতে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে প্রকৌশলীরা একটি চিরন্তন চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি:  কীভাবে একটি সীমিত স্থান থেকে চরম শক্তি আহরণ করবেন?

প্রথাগত রেডিয়াল ফ্লাক্স মোটর (পরিচিত নলাকার মেশিন) তাদের শারীরিক সীমার কাছাকাছি আসছে বলে মনে হচ্ছে। এই মুহুর্তে, একটি পরবর্তী প্রজন্মের মূল প্রযুক্তি -  অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর - নিঃশব্দে কেন্দ্র পর্যায়ে নিয়ে যাচ্ছে। এটি শুধুমাত্র 1821 সালে ফ্যারাডে দ্বারা উদ্ভাবিত বৈদ্যুতিক মোটরের আসল রূপ নয়, এটি 'হালকা বনাম উচ্চ শক্তি' এর প্যারাডক্সের আজকের সর্বোত্তম সমাধানও।

1. অ্যানাটমি: 'নলাকার ক্যান' থেকে 'প্যানকেক' - একটি ফর্ম ফ্যাক্টর বিপ্লব

অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর বোঝার জন্য, সবচেয়ে সহজ উপায় হল একটি চাক্ষুষ তুলনার মাধ্যমে:

• প্রথাগত রেডিয়াল মোটর:  'নলাকার ক্যানের' আকৃতির। স্টেটরটি রটারকে ঘিরে থাকে এবং চৌম্বকীয় প্রবাহ  রেডিয়াল দিক (ব্যাসার্ধ) বরাবর উল্লম্বভাবে বিকিরণ করে।  রটারের এই কাঠামোটি মেশিনটিকে একটি দীর্ঘ অক্ষীয় দৈর্ঘ্য দেয়, এটিকে ভারী করে তোলে।

•  অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর:  একটি 'প্যানকেক' বা একটি 'কমপ্যাক্ট ডিস্ক' এর মতো আকৃতির। স্টেটর এবং রটার  মুখোমুখিভাবে স্তুপীকৃত হয় , এবং চৌম্বকীয় প্রবাহ  অক্ষীয় দিক বরাবর  (শ্যাফ্টের সমান্তরাল) বরাবর ভ্রমণ করে। এই সামনাসামনি লেআউট এটি সহজাতভাবে সমতল এবং কম্প্যাক্ট করে তোলে।

আপনি যদি একটি স্পিনিং ব্যারেল হিসাবে একটি রেডিয়াল মোটরকে মনে করেন তবে একটি অক্ষীয় মোটর হল দুটি গ্রাইন্ডিং চাকার মতো যা একে অপরের বিপরীতে ঘুরছে।

2. মূল সুবিধা: ছোট তবুও শক্তিশালী

কেন হাই-এন্ড সুপারকারগুলি (যেমন, ফেরারি, মার্সিডিজ-এএমজি) এবং মহাকাশ জায়ান্টগুলি অক্ষীয় ফ্লাক্স প্রযুক্তির জন্য ঐতিহ্যগত সমাধানগুলি পরিত্যাগ করছে? উত্তরটি এর 'গেম-চেঞ্জিং' শারীরিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে রয়েছে।

উঃ আল্ট্রা-হাই পাওয়ার এবং টর্কের ঘনত্ব

যেহেতু রটারের ব্যাস স্টেটরের (100% পর্যন্ত বিভক্ত অনুপাত) থেকে বড় করা যেতে পারে এবং চুম্বকগুলি ঘূর্ণন অক্ষ থেকে দূরে অবস্থিত, তাই লিভারেজ নীতি (টর্ক = ফোর্স × ব্যাসার্ধ) এর অর্থ হল একই বর্তমান ইনপুটের জন্য, এটি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ টর্ক সরবরাহ করে।
ডেটা দেখায় যে উন্নত অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটরগুলি 115 Nm/kg-এর টর্ক ঘনত্ব অর্জন করতে পারে - একটি ঐতিহ্যগত V8 ইঞ্জিনের সাথে তুলনীয়, তবে অনেক হালকা। প্রচলিত রেডিয়াল মোটরগুলির তুলনায়, পাওয়ার ঘনত্ব সাধারণত 30% এর বেশি উন্নত হয়, কিছু ডিজাইন 14.9 কিলোওয়াট/কেজিতে পৌঁছায়।

বি. কমপ্যাক্ট 'স্পেস ম্যাজিক'

গাড়ির চ্যাসি ডিজাইনে, অক্ষীয় স্থান প্রায়শই প্রিমিয়ামে থাকে। একটি অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটরের অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত অক্ষীয় দৈর্ঘ্য এটিকে সরাসরি একটি চাকার ভিতরে (হাব মোটর হিসাবে) ফিট হতে দেয় বা চ্যাসিসের ফাঁকগুলিতে বিরামহীনভাবে এমবেড করতে দেয়। এটি সামনে এবং পিছনে স্টোরেজ স্পেস খালি করে এবং ডিস্ট্রিবিউটেড ড্রাইভের জন্য শারীরিক ভিত্তি প্রদান করে।

C. উচ্চ দক্ষতার মাধ্যমে বর্ধিত পরিসর

একটি সংক্ষিপ্ত প্রবাহ পথ এবং নিম্ন লোহার ক্ষতি (হিস্টেরেসিস এবং এডি কারেন্ট লস) সহ, এই মোটরগুলি প্রায়শই 96% বা এমনকি 97% এর বেশি দক্ষতা অর্জন করে। একই ব্যাটারি ক্ষমতার জন্য, যা সরাসরি দীর্ঘ ড্রাইভিং পরিসরে অনুবাদ করে।

3. টপোলজিস: রোটর এবং স্টেটরের 'স্যান্ডউইচ' কনফিগারেশন

অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর বিভিন্ন আকারে আসে। কর্মক্ষমতা এবং ঠান্ডা করার জন্য, প্রকৌশলীরা প্রধানত দুটি 'স্যান্ডউইচ' কাঠামো তৈরি করেছেন:

• একক-রোটার / ডাবল-স্টেটর (মিডল রটার):  রটার দুটি স্টেটরের মধ্যে বসে। চৌম্বকীয় আকর্ষণ বল একে অপরকে বাতিল করে, ভারসাম্যহীন অক্ষীয় বল সমস্যা সমাধান করে। শক্তিশালী এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স ড্রাইভের জন্য উপযুক্ত।

• একক-স্টেটর / ডাবল-রোটার (মিডল স্টেটর):  স্টেটর দুটি রটারের মধ্যে বসে। এই কনফিগারেশনে উচ্চতর ঘূর্ণনশীল জড়তা রয়েছে এবং এটি স্টেটরকে সরাসরি তেল দিয়ে ঠান্ডা করা সহজ করে তোলে, এটি চরম কর্মক্ষমতা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি প্রিয় করে তোলে।

4. ম্যানুফ্যাকচারিং চ্যালেঞ্জ: কেন এটি এখনই বন্ধ হচ্ছে?

যেহেতু অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর 1821 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল - রেডিয়াল মোটরের আগে - কেন এটি গত 200 বছর ধরে মূলধারায় পরিণত হয়নি? উত্তর  প্রক্রিয়া এবং উপাদান বাধা আছে.

• চরম নির্ভুলতা প্রয়োজনীয়তা:  প্ল্যানার এয়ার গ্যাপের কারণে, এমনকি সামান্য রটার কাত বা ওয়ারপেজও রটার এবং স্টেটরকে স্পর্শ করতে পারে ('ঘষা')। এটি প্রচলিত মোটরগুলির তুলনায় স্পষ্টতা এবং সমাবেশের চাহিদা আরোপ করে।

• তাপ অপচয়ের অসুবিধা:  কমপ্যাক্ট 'স্যান্ডউইচ' গঠন মানে তাপ প্রত্যাখ্যানের জন্য একটি ছোট পৃষ্ঠ এলাকা; তাপ দ্রুত জমতে থাকে। এটি সমাধান করার জন্য, YASA-এর মতো নির্মাতারা চালু করেছে  নিমজ্জিত তেল কুলিং , স্টেটর উইন্ডিংগুলিকে শীতল তেলে সরাসরি ডুবিয়েছে।

• নতুন উপকরণ বিপ্লব:  ঐতিহ্যগত সিলিকন ইস্পাত ল্যামিনেশনগুলি অক্ষীয় মোটরগুলির জন্য প্রয়োজনীয় জটিল, অ-বৃত্তাকার জ্যামিতিতে আকৃতি করা কঠিন। পরিপক্কতা  নরম চৌম্বকীয় সংমিশ্রণ  এবং  নিরাকার মিশ্রণের  এখন 3D চৌম্বকীয় সার্কিট ডিজাইনকে সক্ষম করে। এদিকে, কার্বন-ফাইবার মোড়ানো প্রযুক্তি উচ্চ-গতির কেন্দ্রাতিগ শক্তির অধীনে রটারের অখণ্ডতার সমস্যাটি সমাধান করে।

5. অ্যাপ্লিকেশন: ভবিষ্যত এখানে

এই চ্যালেঞ্জগুলি ধীরে ধীরে কাটিয়ে উঠার সাথে, অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটরগুলি পরীক্ষাগার থেকে ব্যাপক উত্পাদনে চলে যাচ্ছে:

• নতুন শক্তির যানবাহন:  এটি বৃহত্তম বৃদ্ধির বাজার। হাই-পারফরম্যান্স সুপারকারের প্রধান ট্র্যাকশন মোটর হিসেবেই হোক বা রেঞ্জ-এক্সটেন্ডার সিস্টেমে অত্যন্ত দক্ষ জেনারেটর হিসেবে, অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর ই-ড্রাইভের কর্মক্ষমতাকে নতুন করে সংজ্ঞায়িত করছে। Zhixin প্রযুক্তির মতো নির্মাতারা 2026 সালের মধ্যে প্রাসঙ্গিক পাওয়ারট্রেনগুলি ব্যাপকভাবে উৎপাদন করার পরিকল্পনা ঘোষণা করেছে।

• বৈদ্যুতিক বিমান চলাচল:  eVTOL বিমানগুলি অত্যন্ত ওজন-সংবেদনশীল, মোটর শক্তির ঘনত্ব 8 kW/kg-এর বেশি দাবি করে৷ অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর হল কয়েকটি সমাধানের মধ্যে একটি যা ফ্লাইটের স্বপ্ন পূরণ করতে সক্ষম।

• হিউম্যানয়েড রোবট:  রোবট জয়েন্টগুলির জন্য অত্যন্ত উচ্চ টর্কের ঘনত্ব এবং একটি সমতল আকৃতির প্রয়োজন - যা অ্যাকচুয়েটর জয়েন্টগুলির জন্য অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটরকে আদর্শ করে তোলে।

 

অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর নিছক একটি বিপরীতমুখী পুনরুজ্জীবন নয়; এটি  কর্মক্ষমতা বিপ্লব ।  নতুন উপকরণ এবং নতুন প্রক্রিয়া দ্বারা চালিত একটি এটি শতাব্দীর পুরানো মানসিকতাকে ভেঙে দেয় যে 'মোটরগুলি অবশ্যই দীর্ঘ এবং নলাকার হতে হবে।'

প্রকৌশলী এবং নির্মাতাদের জন্য, এটি শুধুমাত্র পাওয়ারট্রেনের একটি আপডেট নয় - এটি  চ্যাসিস আর্কিটেকচার এবং সামগ্রিক যানবাহন নকশা দর্শনের মুক্তি । মার্সিডিজ-বেঞ্জ YASA অর্জন করে এবং চীনে সাপ্লাই চেইন আক্রমনাত্মকভাবে মাঠে প্রবেশ করে, 2026 বড় আকারের অক্ষীয় ফ্লাক্স মোটর গ্রহণের প্রথম বছর হতে চলেছে। ছোট, হালকা এবং আরও শক্তিশালী ই-ড্রাইভ সিস্টেমের যুগ পূর্ণ গতিতে আসছে।