चुंबकीय गियर

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रोटर्स के मध्य में फेरोमैग्नेटिक स्टेटर के साथ दूसरे क्रम के गियर के आंतरिक और बाहरी रोटर्स का चित्रण।
पेटेंट US687292 के चित्र, गियर पर विद्युत चुम्बक के साथ प्रथम-क्रम मोटर दिखा रहे हैं।

एक चुंबकीय गियर ज्यामिति और कार्य में पारंपरिक यांत्रिक गियर जैसा दिखता है, जिसमें दांतों के अतिरिक्त चुंबक का उपयोग किया जाता है। जैसे ही दो विरोधी चुम्बक एक-दूसरे के पास आते हैं, वे प्रतिकर्षित होते हैं; जो कि दो छल्लों पर रखे जाने पर चुम्बक दाँत की तरह काम करेंगे। इस प्रकार स्पर गियर में पारंपरिक कठोर संपर्क प्रतिक्रिया के विपरीत, जहां गियर अगले गियर के संपर्क में आने तक स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, इस प्रकार चुंबकीय गियर में स्प्रिंगदार प्रतिक्रिया होता है। जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय गियर सापेक्ष कोण की परवाह किए बिना दबाव प्रयुक्त करने में सक्षम होते हैं। यद्यपि वे पारंपरिक गियर के रूप में गति अनुपात प्रदान करते हैं, ऐसे गियर बिना छुए काम करते हैं और संभोग सतहों के घिसाव से प्रतिरक्षित होते हैं, कोई ध्वनि नहीं होता है, और बिना किसी क्षति के फिसल सकते हैं।

चुंबकीय रूप से युग्मित गियर का उपयोग बिना स्नेहन के निर्वात में, या भली भांति बंद करके सील की गई बाधाओं से जुड़े संचालन में किया जा सकता है। यह विस्फोटक या अन्यथा खतरनाक वातावरण में लाभ हो सकता है जहां रिसाव वास्तविक खतरा होता है।


डिज़ाइन

चुंबकीय गियर प्रणाली समान्य रूप से स्थायी चुंबक का उपयोग करते हैं। वे परिवर्तनीय गियर अनुपात सहित विशेष स्थिति के लिए विद्युत चुम्बक का भी उपयोग कर सकते हैं। चुंबकीय गियर युग्मन को अनेक विधियों से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

समानांतर इनपुट और आउटपुट अक्ष, स्पर गियर के समान, कॉग के मध्य चुंबकीय आकर्षण या प्रतिकर्षण होते हैं, जैसे चालन गियर पर उत्तरी ध्रुव चुम्बक , संचालित गियर के दक्षिणी ध्रुव चुम्बक या चालन गियर पर उत्तरी ध्रुव कॉग को उत्तर के मध्य केंद्र की ओर आकर्षित करते हैं। जो कि चालित गियर के पोल कॉग। युग्मन को उत्तम बनाने के लिए कोगों को आपस में जोड़ा जा सकता है।

एक अन्य कॉन्फ़िगरेशन इन-लाइन अक्ष है जो फ्लक्स युग्मन का उपयोग करता है। स्थिर मध्यवर्ती लौहचुंबकीय सिलेंडर आउटपुट की तुलना में इनपुट ध्रुवों की संख्या के मध्य हार्मोनिक संबंध के कारण गति अनुपात की अनुमति देता है। जिसमे कोई समकक्ष यांत्रिक गियर प्रणाली नहीं है, क्योंकि दो घूमने वाले गियर भौतिक रूप से दूसरे से अलग होते हैं और केवल चुंबकीय रूप से सहभागिता करते हैं।

इसके अतिरिक्त , ग्रहीय चालक के समान गियर अनुपात वाले साइक्लोइडल चालक गियर भी होते हैं, जिन्हें एपिसाइक्लिक गियरिंग या विलक्षण गियर भी कहा जाता है।

चुंबकीय गियर के लाभ:

  1. रिसाव प्रमाण यांत्रिक युग्मन
  2. कतरनी/अधिभार रोधी यांत्रिक युग्मन
  3. घिसाव बेयरिंग तक ही सीमित है, गियर की संपर्क सतहों तक नहीं है
  4. इलेक्ट्रॉनिक या यंत्रवत् मिनटों में विनिमेय अनुपात, घंटों में नहीं।

चुंबकीय गियर चुंबकीय युग्मन उपकरण है जो दो चुंबकीय रूप से युग्मित उपकरणों के मध्य यांत्रिक अनुपात प्रदान करता है जैसे:

  1. उनके पास इनपुट और आउटपुट के मध्य घूर्णन या अनुवादकीय गति का अनुपात होता है जो शुद्ध चुंबकीय युग्मन या चुंबकीय गियरबॉक्स में अनेक गियर अनुपातों में से के स्थिति में एकता हो सकता है।
  2. उनके पास चुंबकीय युग्मन बल के आधार पर टॉर्क या कर्षण सीमित करने वाला कारक होता है।
  3. उनके मुख्य चालन और संचालित तत्वों के मध्य कोई शारीरिक संपर्क नहीं है।

एक चुंबकीय गियर स्थायी, विद्युत चुम्बकीय या अन्यथा चुंबकीय रूप से प्रेरित क्षेत्रों के प्रकार के चुंबकों से बना होता है। इसमें दो या दो से अधिक तत्व होते हैं जो समान्य रूप से घूमते हैं किन्तु प्रकृति में रैखिक या वक्र रैखिक हो सकते हैं।

उत्कृष्ट गियर को पोल जोड़े के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। जहां ध्रुव जोड़े प्रकृति में चुंबक एन-एस और एस-एन हैं। अनुपात को प्रभावित करने के लिए कम से कम दो तत्व होने चाहिए। चुंबकीय ध्रुव जोड़ी के टुकड़ों के साथ है ।

ऐसे उपकरणों का आविष्कार आर्मस्ट्रांग, सी.जी., 1901, "पावर ट्रांसमिटिंग उपकरण ", यू.एस. पैट द्वारा किया गया था। क्रमांक 0,687,292[1] और 1940 के दशक से और विकसित हुआ[2][3]


गियरिंग मोड

चार मूलभूत चुंबकीय गियरिंग मोड हैं।

प्रथम-क्रम उपकरण

एक चालन तत्व और संचालित तत्व पर चुम्बकों का परिभाषित अनुपात, बिल्कुल सामान्य गियर की तरह है जो पहले क्रम के गियर को कोणों पर और गैर-चुंबकीय बाधाओं के माध्यम से प्रयुक्त किया जा सकता है, क्योंकि उन्हें युग्मक घटक की आवश्यकता नहीं होती है।

दूसरे क्रम का उपकरण

दूसरे क्रम के चुंबकीय गियर आंतरिक और बाहरी चुंबकीय रोटरों के मध्य चुंबकीय ध्रुव जोड़े के अनुपात का उपयोग करते हैं, जहां कम चुंबक वाला रोटर अधिक चुंबक वाले रोटर की तुलना में उच्च दर पर घूमता है। उच्च गति रोटर और कम गति वाले रोटर के मध्य चुंबकीय रेखाओं की सांद्रता को निर्देशित करने के लिए, मध्यवर्ती लौहचुंबकीय ध्रुव स्टेटर को समान्य रूप से वलयों के मध्य स्थिर रखा जाता है।

रोटर्स के मध्य गियर अनुपात उच्च गति रोटर पर चुंबकीय ध्रुव जोड़े की संख्या और कम गति रोटर पर चुंबकीय ध्रुव जोड़े की संख्या है। चूँकि ध्रुव युग्मों की संख्या चुम्बकों की संख्या से दोगुनी है, इसलिए दोनों रोटरों पर चुम्बकों की संख्या सम होनी चाहिए।

फेरोमैग्नेटिक स्टेटर दो वैकल्पिक मोड की अनुमति देता है। पहला दो रोटरों के ध्रुव जोड़े की संख्या के योग का उपयोग लौहचुंबकीय स्टेटर छड़ों की संख्या के रूप में करता है, जो द्वितीयक रोटर को प्राथमिक के घूर्णन की विपरीत दिशा में चलाएगा। दूसरे मोड में स्टेटर के टुकड़ों की संख्या रोटर्स के पोल पेयर काउंट के मध्य के अंतर के समान होती है, जो सेकेंडरी रोटर को प्राथमिक रोटर के समान दिशा में चलाती है। नीचे दी गई तालिका रोटर्स में चुंबकों के मध्य संबंध, जोड़े की संख्या, लौह स्टेटर छड़ों की संख्या, गियर अनुपात और काल्पनिक मोटर्स की जोड़ी के लिए आउटपुट दिशा को दर्शाती है।

कम गति वाले चुंबक कम गति वाले जोड़े उच्च गति चुम्बक उच्च गति जोड़े आयरन स्टेटर के टुकड़े गियर अनुपात दिशा
20 10 14 7 17 10:7 इनपुट के विपरीत
20 10 14 7 3 10:7 इनपुट के समान


तीसरे क्रम का उपकरण

एक घूर्णी उपकरण, जहां मोड 2 उपकरण को बाहरी क्षेत्र कॉइल्स के लिए संशोधित किया जाता है। बाहरी कॉइल्स अनेक चरण एसी के साथ संचालित होने पर हार्मोनिक फ्लक्स बनाते हैं, जो स्टेटर रॉड्स की चर संख्या की तरह व्यवहार करता है - इस प्रकार वेरिएबल ट्रांसमिशन या वेरिएबल अनुपात चुंबकीय गियर को प्रभावित करता है। इस प्रकार का गियर इस प्रक्रिया में अपनी इनपुट शक्ति का लगभग 25% उपभोग करता है, जिससे बाहरी कॉइल में धारा उत्पन्न होता है। यह परिवर्तनीय चुंबकीय गियरबॉक्स को अधिकांश गियर सेटों की विशिष्ट दक्षता से 75% से भी कम दक्षता पर प्रस्तुत करता है। चूँकि , कम रखरखाव और टॉर्क सीमित करने वाली विशेषताओं को कुछ अनुप्रयोगों में उपयुक्तता मिल सकती है।

चौथे क्रम का उपकरण

मोड 4 उपकरण मोड 3 उपकरण का संशोधन है जहां कम टॉर्क वैरिएबल स्पीड इनपुट, उच्च टॉर्क मैकेनिकल इनपुट और उच्च टॉर्क मैकेनिकल आउटपुट होता है। मोड 3 उपकरण की तरह, यह वैरिएबल इनपुट की आपूर्ति करने के लिए लगभग 25% ऊर्जा की खपत करता है, चूँकि यदि वैरिएबल इनपुट को स्थिर रखा जाता है तो उपकरण मोड 2 उपकरण के रूप में कार्य करता है। ऐसे उपकरण को टॉर्क गुणक कहा जा सकता है।

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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