एसी सिंक्रोनस मोटर्स से कौन से उद्योगों को सबसे अधिक लाभ मिलता है?

ऊर्जा उत्पादन और ग्रिड स्थिरता: परिशुद्धता और प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण को सक्षम करना

घटना: ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज्ड जड़ता स्रोत के रूप में सिंक्रोनस मोटर्स

एसी समकालिक मोटर्स प्राकृतिक रूप से ग्रिड आवृत्ति के साथ समकालिक हो जाती हैं, जिससे उन्हें घूर्णी जड़ता की एक प्रकार की भावना प्राप्त होती है जो भार मांग में अचानक परिवर्तन होने पर बिजली नेटवर्क को स्थिर रखने में वास्तव में मदद करती है। इन मोटरों के रोटर का द्रव्यमान एक फ्लाईव्हील की तरह काम करता है, जो गतिज ऊर्जा को संग्रहीत करता है और आवृत्ति में गिरावट आने पर स्वचालित रूप से उसे मुक्त कर देता है। यह मूल रूप से प्रणाली में परिवर्तन की गति को धीमा कर देता है, जिससे समग्र ग्रिड स्थिरता को समर्थन मिलता है। जैसे-जैसे दुनिया भर में बिजली प्रणालियाँ नवीकरणीय ऊर्जा की ओर बढ़ रही हैं और पारंपरिक घूर्णन जनरेटर से दूर जा रही हैं, इस प्रकार की अंतर्निहित जड़ता वास्तव में महत्वपूर्ण हो जाती है। उन पुरानी घूमने वाली मशीनों के बिना, आधुनिक ग्रिड में अब वही प्राकृतिक स्थायी प्रभाव नहीं रह जाता।

सिद्धांत: शुद्ध शक्ति गुणक सुधार और प्रतिक्रियाशील शक्ति समर्थन के लिए रोटर उत्तेजना

प्रेरण मोटर्स के विपरीत, समकालिक मोटर्स एडजस्टेबल डीसी रोटर उत्तेजना के माध्यम से गतिशील प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण प्रदान करते हैं। उत्तेजना धारा को सूक्ष्मता से समायोजित करके, ऑपरेटर निम्नलिखित कर सकते हैं:

• इकाई शक्ति गुणक प्राप्त करें, जिससे प्रति सुविधा वार्षिक 740,000 डॉलर से अधिक के उपयोगिता दंड से बचा जा सके
• शिखर मांग के दौरान वोल्टेज नियंत्रित करने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति (VARs) को इंजेक्ट या अवशोषित करें
• ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन बुनियादी ढांचे से लैगिंग VARs की भरपाई करें

इससे मोटर्स को प्रोग्राम करने योग्य ग्रिड संपत्ति में बदल दिया जाता है जो ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करती है और कमजोर या दूरस्थ ग्रिड में वोल्टेज कोलैप्स को रोकने में मदद करती है।

तेल, गैस और रासायनिक प्रसंस्करण: महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उच्च-दक्षता, स्थिर-गति संचालन

घटना: अपकेंद्रीय कंप्रेसर और पंपों में स्लिप नुकसान को खत्म करना

हाइड्रोकार्बन प्रसंस्करण में उपयोग किए जाने वाले अपकेंद्रीय कंप्रेसर और पंप पारंपरिक रूप से नियमित प्रेरण मोटर्स में उन तंग आ जाने वाली स्लिप हानियों के कारण अपनी इनपुट ऊर्जा का लगभग 3 से 7 प्रतिशत तक खो देते हैं। एसी सिंक्रोनस मोटर्स इस समस्या को दूर करते हैं क्योंकि वे संचालन के दौरान रोटर और स्टेटर को पूरी तरह से सिंक में बनाए रखते हैं, जिससे वे IEC मानक 20034 कुछ या दूसरे के अनुसार IE4 दक्षता वर्ग में आते हैं। पिछले साल तरल गतिकी पत्रिकाओं में प्रकाशित हालिया अध्ययनों से पता चलता है कि इन मोटर्स को गैस संपीड़न प्रणालियों पर लागू करने से ऊर्जा के उपयोग में 40% तक की कमी आ सकती है। इसका अर्थ है संचालन लागत पर वास्तविक धन बचत और प्रदर्शन के बिना कार्बन उत्सर्जन में कमी, विशेष रूप से महत्वपूर्ण जब पाइपलाइनों में हर समय होने वाले अप्रत्याशित दबाव परिवर्तनों के साथ निपटना हो।

सिद्धांत: एसी सिंक्रोनस मोटर ड्राइव के साथ चर इनलेट स्थितियों के तहत स्थिर प्रवाह दर

सिंक्रोनस मोटर्स कच्चे तेल जिसकी श्यानता भिन्न हो या प्रतिक्रियाशील रसायनों को संभालते समय अपनी घूर्णन गति को लगभग स्थिर बनाए रखते हैं। भार स्थितियों में परिवर्तन होने पर भी ये मोटर्स लक्ष्य गति के लगभग आधे प्रतिशत के भीतर रहते हैं। इन्हें खास बनाता है उनकी विद्युत चुम्बकीय प्रणाली का इनलेट दबाव में बदलाव के प्रति तुरंत प्रतिक्रिया देना। यह त्वरित प्रतिक्रिया पाइपलाइनों में बहु-पदार्थों के प्रवाह में अलग-अलग चरणों में अलगाव जैसी परेशानी भरी प्रवाह बाधाओं को रोकती है। अम्लीय गैस के साथ काम करने वाले बूस्टर पंप के लिए, इसका परिणाम प्रवाह दर में लगभग दो प्रतिशत की स्थिरता होता है। और मान लीजिए, ऐसी स्थिरता का बहुत महत्व है क्योंकि रिफाइनरियों में जहाँ रोजाना विभिन्न क्षरक सामग्री की प्रक्रिया होती है, अनियोजित बंदी से लाखों का नुकसान होता है।

HVAC और बड़े पैमाने के भवन प्रणाली: IE4 दक्षता के साथ ऊर्जा मानकों को पूरा करना

घटना: VFD-नियंत्रित चिलर और डैम्पर प्रणालियों में AC सिंक्रोनस मोटर्स का अपनाया जाना

आजकल अधिक इंजीनियर उन वीएफडी नियंत्रित चिलर और डैम्पर एक्चुएटर के साथ बड़े एचवीएसी सिस्टम के लिए एसी सिंक्रोनस मोटर्स को तरजीह दे रहे हैं, जो हर जगह देखे जाते हैं। इन मोटर्स की खास बात यह है कि वे कम आरपीएम पर चलने के दौरान भी सटीक गति नियंत्रण बनाए रखने में सक्षम होते हैं। इसका अर्थ है कि ठंडक प्रणाली अन्य मोटर प्रकारों के साथ होने वाले तेज झटकों के बिना सुचारु रूप से समायोजित हो सकती है। ऊर्जा बचत के पहलू को भी नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। प्रेरण मोटर्स आमतौर पर तब लगभग 3 से 7 प्रतिशत ऊर्जा बर्बाद कर देते हैं जब वे पूर्ण क्षमता पर संचालित नहीं हो रहे होते, लेकिन सिंक्रोनस मोटर्स इस ऊर्जा हानि को काफी कम कर देते हैं। उदाहरण के लिए, वायु नियंत्रण इकाइयों को लें। एक अध्ययन के अनुसार, जो कि पिछले साल ASHRAE जर्नल में प्रकाशित हुआ था, सिंक्रोनस मोटर्स से लैस होने पर इन प्रणालियों में डक्ट दबाव में लगभग 22 प्रतिशत कम उतार-चढ़ाव आता है। परिणाम? इमारतों में बहुत अधिक स्थिर वायु प्रवाह और लोग अपने स्थानों में वास्तव में अधिक आराम महसूस करते हैं।

प्रवृत्ति: ASHRAE 90.1-2022 इंडक्शन से IE4-वर्ग सिंक्रोनस मोटर्स की ओर पुनः उपकरण को बढ़ावा दे रहा है

अद्यतन ASHRAE 90.1-2022 मानक वाणिज्यिक HVAC ड्राइव्स के लिए 15% अधिक दक्षता की आवश्यकता है, जो पुरानी इंडक्शन मोटर्स के प्रतिस्थापन को तेज कर रहा है। IE4-वर्ग AC सिंक्रोनस मोटर्स इस आवश्यकता को निम्नलिखित के माध्यम से पूरा करते हैं:

• स्थायी चुंबकीय रोटर जो रोटर नुकसान को समाप्त करते हैं
• 25% भार पर 97% अधिकतम दक्षता, जबकि इंडक्शन समकक्षों की तुलना में 89% होती है
• एक विस्तृत गति सीमा में 0.95 से अधिक शक्ति गुणांक

सुविधा प्रबंधकों ने पुनः उपकरण के बाद केवल 18 महीने की वापसी अवधि की रिपोर्ट की है, क्योंकि ये मोटर्स चिलर संयंत्र के ऊर्जा उपयोग में वार्षिक रूप से 31% की कमी करते हैं—वेंटिलेशन नियमों और वैश्विक शुद्ध-शून्य पहलों के साथ अनुपालन को समर्थन देते हैं।

समुद्री एवं जहाजी अनुप्रयोग: स्थायी चुंबकीय सिंक्रोनस मोटर्स के साथ विश्वसनीय प्रणोदन

रणनीति: दक्षता और स्थायित्व के लिए हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक समुद्री प्रणोदन में PMSMs का एकीकरण

जहाजों पर हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणालियों में स्थायी चुंबक समकालिक मोटर्स (PMSMs) के आने से मरीन प्रोपल्शन में बदलाव आ रहा है। जब ये जहाजों के ड्राइवट्रेन में पारंपरिक इंडक्शन मोटर्स का स्थान लेते हैं, तो ये परेशान करने वाले स्लिप नुकसान को खत्म कर देते हैं और अधिकांश मामलों में 95% से अधिक दक्षता प्राप्त कर लेते हैं। परिणाम? लंबी समुद्री यात्राओं के दौरान ईंधन की खपत में स्पष्ट कमी। PMSMs का एक और बड़ा लाभ उनकी ब्रशरहित संरचना है, जिसका अर्थ है रखरखाव के लिए कम भाग, खासकर जब नमकीन समुद्री जल के क्षरण की समस्याओं को लेकर बात की जाए। इसके अलावा, टॉर्क को सटीक रूप से समायोजित करने की क्षमता डीजल इंजन और इलेक्ट्रिक पावर के बीच स्विच करने को पहले की तुलना में बहुत अधिक सुचारु बना देती है। हमने इसे तेल रिग्स के आसपास संचालित होने वाले ऑफशोर सपोर्ट वेसल्स में विशेष रूप से अच्छा काम करते देखा है। भले ही इन मोटर्स को इंजन संचालन के कारण लगातार कंपन, उच्च आर्द्रता स्तर का सामना करना पड़े, और आर्कटिक जल से लेकर उष्णकटिबंधीय जलवायु तक चरम तापमान सीमा में काम करना पड़े, फिर भी वे विफल हुए बिना चलते रहते हैं।

लाभ: कठोर समुद्री वातावरण में उच्च टॉर्क घनत्व और लचीलापन

स्थायी चुंबक समकालिक मोटर्स (PMSMs) समान आकार की अन्य मोटर्स की तुलना में लगभग 30% अधिक प्रारंभिक थ्रस्ट उत्पन्न कर सकते हैं क्योंकि उन्हें उच्च टॉर्क उत्पन्न करने वाले संक्षिप्त डिज़ाइन के साथ बनाया जाता है। इन मोटर्स के अंदर स्थित नियोडिमियम चुंबक तब अच्छी तरह से काम करते हैं जब जहाज कठोर समुद्री स्थितियों का सामना करते हैं। इसके अलावा, मोटर्स में लगी विशेष कोटिंग्स संक्षारण का प्रतिरोध करती हैं, जो उन्हें नमकीन हवा और नमी से बचाती हैं जो सामान्यतः समय के साथ सामान्य मोटर घटकों को नष्ट कर देती हैं। इस कारण से, PMSMs जहाजों पर एज़ीमुथ थ्रस्टर्स और गतिशील स्थिति निर्धारण प्रणालियों में अत्यधिक प्रभावी ढंग से काम करते हैं। जब किसी जहाज को चुनौतीपूर्ण वातावरण में सटीक स्थिति बनाए रखने या सटीक मैन्युअल करने की आवश्यकता होती है, तो महत्वपूर्ण क्षणों में विफल न होने वाली विश्वसनीय मोटर्स होना सफल संचालन और समुद्र पर संभावित आपदाओं के बीच का अंतर बन जाता है।