Axial Flux Motor Rotors کی تین بڑی خرابیاں: مرمت یا تبدیل؟ حدود کی مرمت کے لیے ایک واضح گائیڈ

محوری فلوکس موٹرز، ان کی اعلی طاقت کی کثافت، کمپیکٹ ڈھانچہ، اور بہترین ٹارک خصوصیات کے ساتھ، نئی توانائی کی گاڑیوں، صنعتی سرووس، ہوا کی طاقت، اور دیگر شعبوں میں تیزی سے استعمال ہو رہی ہیں۔ تاہم، جیسے جیسے آپریٹنگ اوقات جمع ہوتے جاتے ہیں اور کام کرنے کے حالات زیادہ پیچیدہ ہوتے جاتے ہیں، روٹر — موٹر کا بنیادی گھومنے والا جزو — لامحالہ مختلف خرابیوں کا سامنا کرے گا۔ ان میں، Axial Flux Motor Rotor کی سطح کو پہنچنے والا نقصان، مستقل مقناطیس (مقناطیسی اسٹیل) کا ڈی میگنیٹائزیشن، اور متحرک توازن کی ناکامی تین سب سے عام فالٹ اقسام ہیں۔ ان مسائل کا سامنا کرتے ہوئے، دیکھ بھال کرنے والے اہلکاروں کی بنیادی تشویش یہ ہے:  کن خرابیوں کو ٹھیک کیا جا سکتا ہے؟ جس میں متبادل کی ضرورت ہے؟ کیا مرمت کے بعد کارکردگی اور وشوسنییتا کی ضمانت دی جا سکتی ہے؟

1. روٹر کی سطح کا نقصان: معمولی نقصان قابل مرمت ہے، شدید نقصان کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے

1.1 خرابی کے اسباب اور اظہار

Axial Flux Motor Rotor کی سطح کو پہنچنے والا نقصان عام طور پر رگڑنے (اسٹیٹر اور روٹر کے درمیان رگڑ)، غیر ملکی چیز کے داخل ہونے، یا بیئرنگ کی ناکامی کی وجہ سے روٹر کے ڈوبنے سے ہوتا ہے۔ نقصان کی قسم کی نشاندہی کرنے سے بنیادی وجہ کا پتہ لگانے میں مدد ملتی ہے: اگر روٹر کی سطح پر ایک ہی رگڑ کا نشان ہے جبکہ سٹیٹر کی پوری سطح پر خراش ہے، تو یہ اکثر جھکی ہوئی شافٹ یا روٹر کے عدم توازن کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اگر اسٹیٹر کی سطح پر صرف ایک رگڑ کا نشان ہوتا ہے جب کہ روٹر کی سطح اس کے پورے فریم کے گرد کھرچ جاتی ہے، تو یہ اسٹیٹر اور روٹر کے درمیان غیر مرتکز ہونے کے نتیجے میں ہوتا ہے، عام طور پر فریم اور اینڈ شیلڈ سپیگوٹس کی خرابی، یا شدید بیئرنگ پہننے کی وجہ سے۔

1.2 اس کی مرمت کب کی جا سکتی ہے؟

معمولی سطح کا نقصان  عام طور پر قابل مرمت ہے۔ صنعتی معیارات کے مطابق، سٹیٹر کی اندرونی سطح اور روٹر کی بیرونی سطح پر ہلکے نقصان کو ختم کرنے کے لیے سکریپنگ یا پیسنے کے طریقوں کی اجازت ہے، بشرطیکہ مرمت کے بعد موٹر کی سطح کا درجہ حرارت متعلقہ معیارات کے مطابق ہو۔ مخصوص معیار ہیں:

• نقصان کی گہرائی مشینی رینج کے اندر ہے (عام طور پر 0.5 ملی میٹر سے کم) اور روٹر کور کی مجموعی ساختی سالمیت کو متاثر نہیں کرتی ہے۔

• کوئی بڑے ایریا کا شارٹ سرکٹ یا سلیکون اسٹیل شیٹس کا پگھلنا واقع نہیں ہوا ہے۔ اگر بنیادی دانتوں کی مقامی طور پر جلن ہوتی ہے تو، پگھلے ہوئے اور فیوز شدہ حصوں کو فائل کیا جا سکتا ہے، اور تباہ شدہ جگہوں کو epoxy رال سے مرمت کیا جا سکتا ہے۔

• مرمت کے بعد، ہوا کے فرق کی یکسانیت اب بھی ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کر سکتی ہے، اور سطح کے درجہ حرارت کی درجہ بندی مطمئن ہے۔

جہاں تک مرمت کی تکنیکوں کا تعلق ہے، ہلکے خروںچ اور زنگ کے دھبوں کو تیل میں ڈبوئے ہوئے باریک ایمری کپڑے سے پالش کیا جا سکتا ہے، مائیکرو میٹر کا استعمال کرتے ہوئے گول پن کے انحراف کو اکثر چیک کیا جاتا ہے۔ ملن کی سطح کو پہنچنے والے نقصان جیسے شافٹ جرنل پہننے کے لیے، سطح کی انجینئرنگ ٹیکنالوجیز جیسے لیزر کلیڈنگ، برش الیکٹروپلاٹنگ، اور تھرمل سپرے کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ مرمت کے عمل کم درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں اور شافٹ کی خرابی کا سبب نہیں بنیں گے یا میٹالوگرافک ڈھانچے کو تبدیل نہیں کریں گے۔

1.3 اسے کب تبدیل کیا جانا چاہیے؟

•  نقصان کی گہرائی بہت زیادہ ہے، ڈیزائن رواداری کی حد سے زیادہ ہے، اور مسلسل مرمت بنیادی ڈھانچہ کو تباہ کر دے گی۔

•  بڑے ایریا کے شارٹ سرکٹس یا سلیکون اسٹیل شیٹس کی ڈیلامینیشن واقع ہوئی ہے، جس کی وجہ سے ایڈی کرنٹ کے نقصانات میں نمایاں اضافہ ہوا ہے اور کور زیادہ گرم ہے۔

• روٹر کور کو ناقابل واپسی ساختی خرابی کا سامنا کرنا پڑا ہے، اور مرمت کے بعد بھی ایئر گیپ کی یکسانیت کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔

• نقصان روٹر بیس ڈھانچے میں کمزور پوائنٹس تک بڑھ گیا ہے، اور مرمت کی لاگت متبادل لاگت کے قریب یا اس سے زیادہ ہے۔

2. میگنیٹ ڈی میگنیٹائزیشن: ہلکے سے اعتدال پسند ری میگنیٹائزیشن کے ذریعے مرمت کی جا سکتی ہے، شدید تبدیلی کی ضرورت ہے

2.1 ڈی میگنیٹائزیشن کی وجوہات اور طریقہ کار

مستقل مقناطیس ڈی میگنیٹائزیشن کا جوہر مقناطیسی ڈومین ڈھانچے میں ایک ناقابل واپسی تبدیلی ہے، جو وجہ کی بنیاد پر، بنیادی طور پر تین اقسام میں آتا ہے:

• تھرمل ڈی میگنیٹائزیشن : اس وقت ہوتا ہے جب مستقل مقناطیس کا درجہ حرارت اس کے مواد کے درجے کی برداشت کی حد سے زیادہ ہو جاتا ہے۔ NdFeB کے لیے، مثال کے طور پر، کیوری کا درجہ حرارت تقریباً 310 °C ہے، جس کے اوپر کل مقناطیسی نقصان ہوتا ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ 150°C پر 1000 گھنٹے مسلسل آپریشن کے بعد، NdFeB میگنےٹ 3% سے 5% تک بہاؤ کے نقصان کا تجربہ کر سکتے ہیں۔

• ریورس فیلڈ ڈی میگنیٹائزیشن : اوورلوڈ یا شارٹ سرکٹس جیسے غیر معمولی حالات سے پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کو ریورس کرتے ہیں جو مقامی مقناطیسی ڈومین کو تبدیل کرنے کا سبب بنتے ہیں۔ ایک نئی انرجی وہیکل موٹر میں، 200% اوورلوڈ حالات میں، مقناطیسی بہاؤ کی کثافت 7% سے 12% تک گر گئی۔

• کیمیائی سنکنرن ڈی میگنیٹائزیشن : NdFeB مواد گرم اور مرطوب ماحول میں آکسائڈائز ہوتا ہے، جس سے مقناطیسی خصوصیات میں بتدریج زوال ہوتا ہے۔ نمک کے سپرے ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ غیر محفوظ میگنےٹ 500 گھنٹے کے بعد 15% تک بہاؤ کے نقصان کا تجربہ کر سکتے ہیں۔

سائٹ پر اس بات کا تعین کیسے کریں کہ آیا میگنےٹ ڈی میگنیٹائزڈ ہیں؟ سب سے زیادہ بدیہی طریقہ: ڈی میگنیٹائزیشن کے بعد، موٹر کی بغیر لوڈ کی رفتار واضح طور پر بڑھ جاتی ہے، لوڈ کرنٹ بڑھ جاتا ہے، اور بریک ٹارک کم ہو جاتا ہے۔ زیادہ درست پتہ لگانے کے لیے سطح کے مقناطیسی میدان کی طاقت کی پیمائش کے لیے ٹیسلا میٹر (گاؤس میٹر) کا استعمال کرنا پڑتا ہے، یا پچھلے EMF کا پتہ لگا کر اور اس کا اصل پیرامیٹرز سے موازنہ کرنا ہوتا ہے۔

2.2 اس کی مرمت کب کی جا سکتی ہے؟

ڈی میگنیٹائزیشن کی مرمت کی اہلیت کا انحصار پر ہے  ڈی میگنیٹائزیشن کی ڈگری ، اور مندرجہ ذیل درجہ بندی کی بنیاد پر اندازہ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے:

ہلکی ڈی میگنیٹائزیشن  عام طور پر قلیل مدتی حد سے زیادہ گرم ہونے یا معمولی اوور کرنٹ کی وجہ سے ہوتی ہے اور اس میں مضبوط الٹنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ علاج کے منصوبے میں پہلے گرمی کی کھپت کو بہتر بنانا، اوورلوڈ کو محدود کرنا، اور بجلی کی سپلائی کو مستحکم کرنا، پھر روٹر کے مستقل میگنےٹ کو سمت میں مقناطیسی کرنے کے لیے ہائی وولٹیج پلس میگنیٹائزر کا استعمال شامل ہے۔ میگنیٹائزیشن کے بعد، گاس میٹر سے تصدیق کریں کہ مقناطیسی میدان اپنی اصل قدر پر بحال ہو گیا ہے۔ صنعت کی مشق کے مطابق، پیشہ ورانہ میگنیٹائزیشن کا سامان اصل کارکردگی کا 95 فیصد سے زیادہ بازیافت کر سکتا ہے۔

اعتدال پسند ڈی میگنیٹائزیشن  کے لیے موٹر کو الگ کرنا، ایک ایک کرکے مستقل میگنےٹس کی جانچ کرنا، شدید طور پر ڈی میگنیٹائزڈ یونٹس کو چننا، اصل قطبیت کے مطابق بالکل اسی گریڈ اور سائز کے نئے میگنےٹس کو بانڈ یا ایمبیڈ کرنا، اور مکمل میگنیٹائزیشن کے بعد، بغیر لوڈ کرنٹ، ٹارک، اور کارکردگی کا ٹیسٹ کرنا۔

2.3 اسے کب تبدیل کیا جانا چاہیے؟

درج ذیل حالات مزید مرمت کی کوششوں کے بجائے فیصلہ کن تبدیلی کا مطالبہ کرتے ہیں:

• مستقل میگنےٹس کی بحالی ڈیزائن کی قیمت کے 80٪ سے کم ہے اور میگنیٹائزیشن کے بعد درجہ بندی کی کارکردگی پر بحال نہیں کی جاسکتی ہے۔

• میگنےٹ ساختی نقصان (دراڑیں، فریکچر، شدید سنکنرن) کو ظاہر کرتے ہیں کہ میگنیٹائزیشن کے بعد بھی میکانکی طاقت اور سروس لائف کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔

• ناقابل واپسی ڈی میگنیٹائزیشن واقع ہوئی ہے، یعنی مستقل مقناطیسی مواد خود بوڑھا ہو گیا ہے یا کیمیائی سنکنرن کا شکار ہو گیا ہے اس مقام تک کہ میگنیٹائزیشن کے ذریعے بحالی کو بحال نہیں کیا جا سکتا۔

•  ڈی میگنیٹائزیشن کی وجہ سے موٹر کی کارکردگی میں اتنی شدید کمی اور درجہ حرارت میں غیر معمولی اضافہ ہوا ہے کہ مرمت کی لاگت پوری موٹر کو تبدیل کرنے کی لاگت سے زیادہ ہے۔

3. متحرک توازن کی ناکامی: بڑی اکثریت قابل مرمت ہے، بہت کم کو متبادل کی ضرورت ہے

3.1 ناکامی کی وجوہات اور تشخیص

روٹر کا عدم توازن گھومنے والی مشینری میں سب سے عام غلطی کا ذریعہ ہے — اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ گھومنے والی مشینری میں 70% کمپن کی خرابیاں روٹر سسٹم کے عدم توازن سے ہوتی ہیں۔ اس کی بنیادی وجہ روٹر کے ماس کے مرکز کی اس کے ہندسی محور کے ساتھ غلط ترتیب ہے، جس سے بڑے پیمانے پر سنکیت پیدا ہوتی ہے جو گردش کے دوران سینٹرفیوگل انرشیل قوت پیدا کرتی ہے، جو کہ بڑھتی ہوئی شعاعی کمپن اور تیز رفتار بیئرنگ پہن کے طور پر ظاہر ہوتی ہے۔

تاہم، متحرک توازن درست کرنے سے پہلے، ایک اہم کام پہلے کرنا ضروری ہے- غیر معمولی کمپن کی اصل وجہ کا تجزیہ کریں ، کیونکہ یہ متحرک توازن کا مسئلہ نہیں ہوسکتا ہے۔ اگر آلات میں شدید ڈھیلا پن، گونج، پھٹے ہوئے شافٹ، بیئرنگ ڈیمیج، غلط ترتیب، یا فاؤنڈیشن سیٹلمنٹ ہے، تو متحرک توازن درست کرنے سے متوقع نتائج حاصل نہیں ہوں گے۔

عدم توازن کا مخصوص وائبریشن دستخط یہ ہے کہ کمپن کا دورانیہ آپریٹنگ اسپیڈ (1× گردشی فریکوئنسی کا غلبہ) کے ساتھ ہم آہنگ ہوتا ہے، ریڈیل وائبریشن کا طول و عرض سب سے زیادہ ہوتا ہے، اور طول و عرض اور فیز استحکام اور ریپیٹبلٹی کو ظاہر کرتے ہیں۔

3.2 اس کی مرمت کب کی جا سکتی ہے؟

متحرک توازن کی ناکامی کے مسائل کی اکثریت کو سائٹ پر یا فیکٹری پر مبنی اصلاح کے ذریعے بحال کیا جا سکتا ہے ، جب تک کہ روٹر کو خود ساختی نقصان نہ پہنچا ہو۔

آن سائٹ ڈائنامک بیلنسنگ  ایک پختہ ٹیکنالوجی ہے جو آج صنعت میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔ یہ طریقہ روٹر کی اصل آپریٹنگ رفتار اور تنصیب کی شرائط کے تحت وائبریشن کی پیمائش اور توازن درست کرتا ہے، روٹر کو ختم کرنے اور اسے واپس فیکٹری کو بھیجنے کی ضرورت کے بغیر۔ یہ تقریباً 3-5 دن کا وقت اور نقل و حمل کے اخراجات کو بچا سکتا ہے، جبکہ جدا کرنے اور دوبارہ جوڑنے کے دوران ثانوی نقصان کے خطرے سے بچ سکتا ہے۔ تصحیح کے طریقوں میں بنیادی طور پر روٹر کی ساخت اور عمل کی ضروریات کے لحاظ سے مخصوص انتخاب کے ساتھ وزن میں اضافہ (بیلنس وزن، پیچ، ریویٹنگ، ویلڈنگ) اور وزن ہٹانا (ڈرلنگ، گرائنڈنگ، ملنگ) شامل ہیں۔

تصحیح کی درستگی ISO 1940-1/GB/T 9239.1 معیارات کی پیروی کرتی ہے، اور بقایا عدم توازن کو انتہائی کم سطح پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ عین مطابق مینوفیکچرنگ منظرناموں میں، متحرک توازن کی درستگی G1 گریڈ تک پہنچ سکتی ہے (ISO 1940-1 میں سب سے زیادہ درستگی کا درجہ)، مؤثر طریقے سے کمپن کے خطرات کو ختم کرتی ہے۔

Axial Flux Motor Rotor کا روٹر ڈسک فریم زیادہ تر غیر مقناطیسی مرکب مواد سے بنا ہوتا ہے اور نسبتاً ہلکا ہوتا ہے۔ تاہم، ایک بار جب مندرجہ ذیل وجوہات کی بنا پر آپریشن کے دوران توازن کی حالت بدل جائے، تو اصلاح اور بھی اہم ہو جاتی ہے:

• آپریشن کے دوران گھومنے والے اجزاء کی سنکنرن، پہننا، یا اسکیلنگ۔

•  غیر ملکی آبجیکٹ کی آسنجن بڑے پیمانے پر سنکی پن کا باعث بنتی ہے۔

• تھرمل یا مکینیکل اخترتی کی وجہ سے آہستہ آہستہ مختلف عدم توازن۔

مندرجہ بالا زیادہ تر معاملات میں، پیشہ ورانہ متحرک توازن کی اصلاح کے ذریعے معمول کے کام کو بحال کیا جا سکتا ہے۔

3.3 اسے کب تبدیل کیا جانا چاہیے؟

مندرجہ ذیل حالات میں، متحرک توازن کی اصلاح غیر موثر ہے، اور روٹر کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے:

• روٹر شافٹ دراڑیں یا فریکچر دکھاتا ہے۔ واضح رہے کہ اگر شگاف کی حد شافٹ جرنل فریم کے 10% سے زیادہ نہیں ہے، تو مشینی فلیٹ کے بعد مرمت کی ویلڈنگ مسلسل استعمال کی اجازت دے سکتی ہے۔ تاہم، اگر یہ اس حد سے تجاوز کر جائے تو شافٹ کو تبدیل کیا جانا چاہیے۔ اگر شگاف شافٹ کور میں پھیل گیا ہے، تو پورے روٹر کو تبدیل کرنا ہوگا۔

• روٹر کور ناقابل واپسی ساختی اخترتی یا نقصان سے گزر چکا ہے، اور درستگی کے بعد بھی توازن کی درستگی کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔

• گھومنے والے اجزاء الگ ہو گئے ہیں (مثال کے طور پر، توازن کا وزن گرنا، بلیڈ کا فریکچر) اور نقصان ناقابل تلافی ہے۔

•  متعدد متحرک توازن درست کرنے کے بعد بھی وائبریشن حد سے تجاوز کر جاتی ہے، جو روٹر بیس کی ساخت کے ساتھ موجودہ سنگین مسائل کی نشاندہی کرتی ہے۔

یہ بات قابل ذکر ہے کہ، ان کے ماڈیولر ساختی ڈیزائن کی وجہ سے، Axial Flux Motors کو دیکھ بھال کے دوران ایک خاص فائدہ ہوتا ہے—صرف ناقص ماڈیول کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے اوور ہال کی دشواری اور دیکھ بھال کے اخراجات کم ہوتے ہیں۔

4. خلاصہ: مرمت بمقابلہ تبدیلی کو سمجھنے کے لیے ایک جدول

5. دیکھ بھال کی سفارشات اور روک تھام کے اقدامات

1. باقاعدہ معائنہ شرط ہے : ایک معمول کے معائنہ کا طریقہ کار قائم کریں۔ مقناطیسی میدان کی کشیدگی کے وقفے وقفے سے اسپاٹ چیک کے لیے گاس میٹر کا استعمال کریں، اور باقاعدہ متحرک توازن کی جانچ کے لیے ایک وائبریشن اینالائزر کا استعمال کریں، تاکہ ان کے ابتدائی مراحل میں خرابیوں کو دور کیا جا سکے۔

2. عمل سے پہلے تشخیص کریں : کسی بھی مرمت کے آپریشن سے پہلے، غلطی کی وجہ کو واضح طور پر شناخت کرنا ضروری ہے۔ خاص طور پر متحرک توازن کے مسائل کے لیے، عدم توازن کے عوامل جیسے برداشت کو پہنچنے والے نقصان، غلط ترتیب، اور ڈھیلے پن کو پہلے رد کرنا چاہیے۔ دوسری صورت میں، توازن کی اصلاح بیکار ہو جائے گا.

3. دوبارہ میگنیٹائزیشن کے لیے پیشہ ورانہ آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے : میگنیٹائزیشن کے آپریشنز میں ہائی وولٹیج پلس کا سامان شامل ہوتا ہے اور یہ ضروری ہے کہ اہل عملے کو موصل اور محفوظ ماحول میں انجام دیا جائے۔ میگنیٹائزیشن کے بعد، گاس میٹر سے کارکردگی کی تصدیق کریں، اور دوبارہ انسٹال کرنے کے بعد بغیر لوڈ اور لوڈ کمیشننگ کا انعقاد کریں۔

4. تکرار کو روکنے کے لیے میٹریل اپ گریڈ : اعلی درجہ حرارت یا ہائی وائبریشن آپریٹنگ حالات کے لیے، اعلی درجے کے مستقل میگنےٹ (جیسے، H، SH سیریز) کو منتخب کرنے کو ترجیح دیں اور سروس لائف کو بڑھانے کے لیے میگنےٹس پر سطح کے حفاظتی علاج جیسے PVD ایلومینیم کوٹنگ یا epoxy کمپوزٹ کوٹنگز کا اطلاق کریں۔

5. بحالی کی اقتصادی تشخیص : روٹر اسمبلی کی تبدیلی اور مکمل موٹر کی تبدیلی کے درمیان لاگت کا موازنہ کرنے کی ضرورت ہے — جب اسٹیٹر وائنڈنگز اب بھی اچھی حالت میں ہوں، اسی ماڈل کے حقیقی روٹر سے تبدیل کرنا کافی ہے، لاگت اور ٹرناراؤنڈ ٹائم مکمل موٹر کی تبدیلی سے بہتر ہے، اور کارکردگی کو نئی شکل میں بحال کیا جاتا ہے۔ تاہم، جب مرمت کی لاگت ایک نئی موٹر کی لاگت کے 60%–70% تک پہنچ جاتی ہے، تو مکمل موٹر متبادل کو ترجیح دینے کی سفارش کی جاتی ہے۔