الیکٹرک موٹرز میں مقناطیسی پل کو سمجھنا
تعریف: مقناطیسی پل کیا ہے؟
مقناطیسی کھینچنا (جسے غیر متوازن مقناطیسی پل یا UMP بھی کہا جاتا ہے) ایک خالص ریڈیل برقی مقناطیسی قوت ہے جو برقی موٹروں اور جنریٹرز میں اس وقت تیار ہوتی ہے جب روٹر اور سٹیٹر کے درمیان ہوا کا فرق یکساں نہ ہو۔ جب اسٹیٹر بور میں روٹر آف سینٹر (سنکی) ہوتا ہے، تو ہوا کا فرق ایک طرف چھوٹا اور مخالف طرف بڑا ہوجاتا ہے۔ چونکہ مقناطیسی قوت فرق کے فاصلے کے مربع کے الٹا متناسب ہے، اس لیے مقناطیسی کشش چھوٹے فرق کے ساتھ اس طرف بہت زیادہ مضبوط ہوتی ہے، جو روٹر کو اس طرف کھینچتی ہوئی خالص قوت پیدا کرتی ہے۔.
مقناطیسی کھینچ پیدا کرتا ہے۔ کمپن دو بار برقی لائن فریکوئنسی پر (60 ہرٹز موٹرز کے لیے 120 ہرٹز، 50 ہرٹز موٹرز کے لیے 100 ہرٹز)، روٹر کو نمایاں طور پر موڑ سکتا ہے، بیئرنگ کے لباس کو تیز کر سکتا ہے، اور سنگین صورتوں میں، تباہ کن روٹر سے اسٹیٹر کے رابطے کا باعث بنتا ہے۔ یہ مکینیکل سنکی اور برقی مقناطیسی قوتوں کے درمیان ایک جوڑے کی نمائندگی کرتا ہے جو مثبت تاثرات پیدا کر سکتا ہے جو ترقی پسند ناکامی کا باعث بنتا ہے۔.
جسمانی میکانزم
یونیفارم ایئر گیپ (عام حالت)
- روٹر اسٹیٹر بور میں مرکوز ہے۔
- پورے فریم کے ارد گرد ہوا کا فرق (عام طور پر 0.3-1.5 ملی میٹر)
- مقناطیسی قوتیں ہر طرف توازن اور منسوخ کرتی ہیں۔
- خالص ریڈیل فورس ≈ صفر
- کم سے کم برقی مقناطیسی کمپن
سنکی ایئر گیپ (UMP کنڈیشن)
جب روٹر آف سینٹر ہے:
- فرق کی توازن: ایک طرف چھوٹا فاصلہ ہے (مثال کے طور پر، 0.5 ملی میٹر)، دوسری طرف بڑا (مثلاً، 1.0 ملی میٹر)
- الٹا مربع قانون: مقناطیسی قوت ∝ 1/gap²، اس لیے چھوٹے خلاء کی طرف زیادہ مضبوط
- نیٹ فورس: غیر متوازن قوتیں منسوخ نہیں ہوتیں، چھوٹے خلاء کی طرف خالص کھینچ پیدا کرتی ہیں۔
- شدت: اعتدال پسند موٹروں میں بھی سینکڑوں سے ہزاروں پاؤنڈ ہو سکتے ہیں۔
- سمت: سب سے چھوٹے فرق کے ساتھ ہمیشہ سائیڈ کی طرف
2× لائن فریکوئنسی کیوں؟
مقناطیسی پل پلسیٹس 2× برقی فریکوئنسی پر:
- تھری فیز اے سی گھومنے والا مقناطیسی میدان بناتا ہے۔
- مقناطیسی میدان کی طاقت 2× لائن فریکوئنسی پر دھڑکتی ہے (3 فیز سسٹم میں موروثی)
- سنکی روٹر کے ساتھ، یہ دھڑکن 2×f پر کمپن پیدا کرتی ہے۔
- 60 Hz موٹر → 120 Hz کمپن
- 50 Hz موٹر → 100 Hz کمپن
غیر متوازن مقناطیسی کھینچنے کی وجوہات
بیئرنگ پہننا
- UMP کی ترقی کی سب سے عام وجہ
- بیئرنگ کلیئرنس روٹر کو مرکز سے باہر چلانے کی اجازت دیتا ہے۔
- کشش ثقل روٹر کو نیچے کھینچتی ہے، نیچے ہوا کے فرق کو کم کرتی ہے۔
- UMP روٹر کو مزید آف سینٹر سے کھینچتا ہے۔
- مثبت تاثرات: UMP بیئرنگ پہننے کو تیز کرتا ہے۔
مینوفیکچرنگ رواداری
- روٹر سنکیت: روٹر بالکل گول نہیں ہے یا شافٹ پر مرکوز نہیں ہے۔
- اسٹیٹر بور سنکیت: سٹیٹر بڑھتے ہوئے سطحوں کے ساتھ متمرکز نہیں ہے۔
- اسمبلی کی خرابیاں: اختتامی گھنٹیاں سیدھ میں نہیں ہیں، اسمبلی کے دوران روٹر کوک کیا جاتا ہے۔
- رواداری اسٹیک اپ: چھوٹی غلطیوں کا جمع ہونا قابل پیمائش سنکی پیدا کرتا ہے۔
آپریشنل وجوہات
- حرارتی نمو: ہوا کے فرق کی یکسانیت کو متاثر کرنے والی تفریق کی توسیع
- فریم کی تحریف: نرم پاؤں یا بڑھتے ہوئے تناؤ وارپنگ فریم
- شافٹ انحراف: موڑنے والی شافٹ کو لوڈ یا کپلنگ فورسز
- بنیادی مسائل: موٹر پوزیشن کو تبدیل کرنا یا بگاڑنا
اثرات اور نتائج
براہ راست اثرات
- روٹر پر ریڈیل فورس: ایک طرف کی طرف مسلسل کھینچنا
- بیئرنگ اوورلوڈ: ایک بیئرنگ مقناطیسی پل سے اضافی بوجھ اٹھاتا ہے۔
- 2×f پر کمپن: برقی مقناطیسی کمپن کا جزو بلند ہو گیا۔
- شافٹ انحراف: مقناطیسی قوت شافٹ کو موڑتی ہے، سنکیت کو خراب کرتی ہے۔
ترقی پسند ناکامی کا طریقہ کار
UMP خود کو تقویت دینے والا ناکامی سائیکل بنا سکتا ہے:
- ابتدائی سنکی پن (بیئرنگ پہننے یا مینوفیکچرنگ سے)
- مقناطیسی پل چھوٹے خلاء کی طرف تیار ہوتا ہے۔
- قوت روٹر کو مزید موڑتی ہے، خلا کو مزید کم کرتی ہے۔
- چھوٹے خلا سے مضبوط مقناطیسی پل
- بھری ہوئی طرف پر تیز بیئرنگ پہننا
- سنکی اور مقناطیسی پل میں اضافہ
- حتمی روٹر-اسٹیٹر رابطہ اور تباہ کن ناکامی۔
ثانوی نقصان
- غیر متناسب لوڈنگ سے تیز رفتار بیئرنگ کی ناکامی۔
- ممکنہ روٹر اسٹیٹر دونوں اجزاء کو نقصان پہنچاتا ہے۔
- شافٹ موڑنے یا مستقل کمان
- روٹر سٹرائیکس سے سٹیٹر وائنڈنگ کو پہنچنے والا نقصان
- غیر زیادہ سے زیادہ ہوا کے فرق سے کارکردگی کا نقصان
تشخیص اور تشخیص
وائبریشن دستخط
- بنیادی اشارے: بلند 2× لائن فریکوئنسی (120 Hz یا 100 Hz)
- عام پیٹرن: 2×f طول و عرض > 30-50% کا 1× دوڑنے کی رفتار وائبریشن
- تصدیق: 2×f پر وائبریشن مکینیکل عدم توازن کے متناسب نہیں ہے۔
- لوڈ کی آزادی: 2×f طول و عرض بوجھ کے ساتھ نسبتاً مستقل (مکینیکل ذرائع کے برعکس)
دیگر 2×f ذرائع سے تفریق
| ماخذ | خصوصیات |
|---|---|
| غلط ترتیب | 2× چلانے کی رفتار (2× لائن فریکوئنسی نہیں)؛ اعلی محوری کمپن |
| مقناطیسی کھینچنا | 2× لائن فریکوئنسی (120/100 ہرٹج)؛ برقی مقناطیسی اصل |
| اسٹیٹر کی خرابیاں | 2 × لائن فریکوئنسی؛ موجودہ عدم توازن موجود ہے |
| فریم گونج | 2 × لائن فریکوئنسی؛ فریم کمپن >> بیئرنگ وائبریشن |
اضافی تشخیصی ٹیسٹ
ایئر گیپ کی پیمائش
- فریم کے ارد گرد متعدد مقامات پر ہوا کے فرق کی پیمائش کریں (موٹر کو جدا کرنے کی ضرورت ہے)
- سنکیت> اوسط فرق کا 10% مسئلہ کی نشاندہی کرتا ہے۔
- دستاویز کی کم از کم اور زیادہ سے زیادہ گیپ ویلیوز
موجودہ تجزیہ
- توازن کے لیے فیز کرنٹ کی پیمائش کریں۔
- عدم توازن UMP کے ساتھ ہو سکتا ہے۔
- سپیکٹرم 2× لائن فریکوئنسی جزو دکھاتا ہے۔
بغیر لوڈ ٹیسٹ
- بغیر کسی بوجھ کے موٹر کو بغیر جوڑے چلائیں۔
- اگر 2×f کمپن زیادہ رہتی ہے تو برقی مقناطیسی ماخذ (UMP یا سٹیٹر فالٹ) کی نشاندہی کرتا ہے۔
- اگر 2×f نمایاں طور پر گرتا ہے، تو مکینیکل غلط ترتیب کے ذریعہ کی نشاندہی کرتا ہے۔
مقناطیسی پل فورس کی مقدار درست کرنا
تخمینی فارمولہ
UMP قوت کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے:
- F ∝ (سنکی / فرق) × موٹر پاور
- قوت سنکی کے ساتھ لکیری طور پر بڑھتی ہے۔
- چھوٹے وقفوں کے ساتھ قوت ڈرامائی طور پر بڑھ جاتی ہے۔
- بڑی موٹریں متناسب طور پر بڑی قوتیں پیدا کرتی ہیں۔
عام طول و عرض
- 10 HP موٹر، 10% سنکی: ~50-100 پونڈ فورس
- 100 HP موٹر، 20% سنکی: ~500-1000 پونڈ فورس
- 1000 HP موٹر، 30% سنکی: ~5000-10,000 lbs فورس
- اثر: یہ قوتیں بیرنگ کو نمایاں طور پر لوڈ کرتی ہیں اور شافٹ کو موڑ سکتی ہیں۔
تصحیح کے طریقے
بیئرنگ کی وجہ سے سنکی پن کے لیے
- مناسب روٹر سینٹرنگ کو بحال کرنے کے لیے پہنے ہوئے بیرنگ کو تبدیل کریں۔
- اگر سنکی پن بار بار ہو رہا ہو تو سخت رواداری کے ساتھ بیرنگ استعمال کریں۔
- UMP سمیت موٹر بوجھ کے لیے بیئرنگ کے انتخاب کی تصدیق کریں۔
- شافٹ پر اور اختتامی گھنٹیوں میں بیئرنگ فٹ کو چیک کریں۔
مینوفیکچرنگ سنکی کے لئے
- معمولی کیسز (< 10%): قبول کریں اور مانیٹر کریں اگر کمپن قابل قبول ہو۔
- اعتدال پسند (10-25%): سٹیٹر ریبورنگ یا روٹر مشیننگ پر غور کریں۔
- شدید (> 25%): موٹر کی تبدیلی یا بڑے کام کی ضرورت ہے۔
- وارنٹی: مینوفیکچرنگ سنکی نئی موٹروں پر وارنٹی کا دعویٰ ہو سکتا ہے۔
اسمبلی/تنصیب کے مسائل کے لیے
- اختتامی گھنٹی کی سیدھ اور بولٹ ٹارک کی تصدیق کریں۔
- درست نرم پاؤں حالات
- اس بات کو یقینی بنائیں کہ بڑھتے ہوئے دباؤ سے فریم کو مسخ نہ کیا جائے۔
- چیک کریں کہ پائپ کا تناؤ یا جوڑنے والی قوتیں موٹر کو پوزیشن سے باہر نکال رہی ہیں۔
روک تھام کی حکمت عملی
ڈیزائن اور انتخاب
- اہم ایپلی کیشنز کے لئے سخت ہوا کے فرق کو برداشت کرنے والی موٹرز کی وضاحت کریں۔
- معروف مینوفیکچررز سے معیاری موٹرز منتخب کریں۔
- ہوا کے بڑے خلاء UMP کی شدت کو کم کرتے ہیں (لیکن کارکردگی کو کم کرتے ہیں)
- انتہائی ایپلی کیشنز کے لیے مقناطیسی بیئرنگ ڈیزائن پر غور کریں۔
تنصیب
- تنصیب کے دوران محتاط سیدھ
- حتمی بولٹ اپ سے پہلے نرم پاؤں کے خاتمے کی تصدیق کریں۔
- روٹر کی محوری پوزیشن اور فلوٹ کو چیک کریں۔
- یقینی بنائیں کہ اختتامی گھنٹیاں مناسب طریقے سے منسلک اور ٹارکڈ ہیں۔
دیکھ بھال
- ضرورت سے زیادہ پہننے سے پہلے بیرنگ تبدیل کریں۔
- 2× لائن فریکوئنسی کمپن کے رجحانات کی نگرانی کریں۔
- متواتر توازن اور صف بندی کی تصدیق
- ٹھنڈک کی رکاوٹوں کو روکنے کے لیے موٹر کو صاف رکھیں جس سے تھرمل بگاڑ پیدا ہوتا ہے۔
خصوصی تحفظات
بڑی موٹریں
- UMP فورسز بہت زیادہ ہو سکتی ہیں (ٹن فورس)
- بیئرنگ کا انتخاب UMP بوجھ کے حساب سے ہونا چاہیے۔
- شافٹ انحراف کے حسابات میں UMP شامل ہونا چاہیے۔
- ایئر گیپ مانیٹرنگ کو بڑی اہم موٹروں میں شامل کیا جا سکتا ہے۔
تیز رفتار موٹرز
- سینٹرفیوگل قوتیں UMP کے ساتھ مل جاتی ہیں۔
- اگر UMP بہت بڑا ہے تو عدم استحکام کا امکان
- سخت ہوا کے فرق کی رواداری اہم ہے۔
عمودی موٹرز
- کشش ثقل روٹر کو مرکز نہیں کرتا جیسا کہ افقی موٹروں میں ہوتا ہے۔
- UMP روٹر کو کسی بھی طرف کھینچ سکتا ہے۔
- تھرسٹ بیئرنگ روٹر کے وزن کے علاوہ کسی بھی UMP محوری جزو کے لیے مناسب ہونا چاہیے۔
موٹر کے دیگر مسائل سے تعلق
UMP اور روٹر سنکی
- سنکی پن UMP کا سبب بنتا ہے۔
- UMP سنکی پن کو خراب کر سکتا ہے (مثبت تاثرات)
- دونوں کمپن پیدا کرتے ہیں لیکن مختلف تعدد پر (1× بمقابلہ 2×f)
UMP اور سٹیٹر کی خرابیاں
- دونوں 2× لائن فریکوئنسی کمپن پیدا کرتے ہیں۔
- سٹیٹر کی خرابیاں موجودہ عدم توازن کو بھی ظاہر کریں۔
- موجودہ عدم توازن کے بغیر سنکی سے UMP
- ایک ساتھ رہ سکتے ہیں: اسٹیٹر فالٹ اور سنکی پن
UMP اور بیئرنگ لائف
- UMP بیئرنگ ریڈیل بوجھ میں اضافہ کرتا ہے۔
- برداشت کی زندگی کو کم کرتا ہے (زندگی ∝ 1/لوڈ³)
- غیر متناسب بیئرنگ پہنتا ہے۔
- ایک بیئرنگ وقت سے پہلے ناکام ہو سکتا ہے جبکہ دوسرا قابل قبول ہے۔
مقناطیسی پل الیکٹرک موٹروں میں مکینیکل اور برقی مقناطیسی مظاہر کے درمیان ایک اہم جوڑے کی نمائندگی کرتا ہے۔ UMP کو 2× لائن فریکوئنسی وائبریشن کے ماخذ کے طور پر سمجھنا، اس کا ایئر گیپ سنکیت سے تعلق، اور اوورلوڈ برداشت کرنے کے ذریعے ترقی پسند ناکامی پیدا کرنے کی صلاحیت اس موٹر مخصوص حالت کی مناسب تشخیص اور اصلاح کے قابل بناتی ہے۔.