(फोटो: होंडा)
जैसा कि नाम से पता चलता है, पीएम सिंक्रोनस प्रकार, जो मुख्यधारा ड्राइव मोटर है, एक स्थायी चुंबक का उपयोग करता है। इनके चुंबकीय बल और स्थायित्व के संतुलन के कारण इन चुम्बकों के लिए नियोडिमियम चुम्बकों का उपयोग किया जाता है और इनके आसपास अक्सर "दुर्लभ पृथ्वी" शब्द सुनाई देता है। इन सामग्रियों का उपयोग किस लिए किया जाता है?
ऐसा प्रतीत होता है कि नियोडिमियम चुम्बक काफी सामान्य हो गए हैं। सही ढंग से कहें तो, यह एक प्रकार का दुर्लभ पृथ्वी चुंबक है, और यह Nd2Fe14B (नियोडिमियम/आयरन/बोरॉन) के संरचित पाउडर को सिंटर करके बनाया गया चुंबक है। 1982 में मसाटो सागावा और अन्य द्वारा विकसित, यह उन तकनीकों में से एक है जिस पर जापान को गर्व है। 2023 तक, यह अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह घनत्व और बलपूर्वक बल के मामले में व्यावहारिक उपयोग में सबसे मजबूत दुर्लभ पृथ्वी चुंबक है, लेकिन इसकी कमजोरी यह है कि यह गर्मी प्रतिरोध में हीन है। विशेष रूप से, जब तापमान लगभग 315 डिग्री (55 क्यूरी बिंदु) तक पहुंच जाता है, तो अपरिवर्तनीय विचुंबकीकरण होता है।
ड्राइव मोटर को ठंडा करने का प्रयास किया जाता है ताकि यह 315 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक न पहुंचे, लेकिन गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए डिस्प्रोसियम और टेरबियम को जोड़ने के लिए एक विधि तैयार की गई थी। आम तौर पर, नियोडिमियम मैग्नेट में 60 प्रतिशत लौह और 30 प्रतिशत नियोडिमियम की संरचना होती है, लेकिन यदि आप इसमें कुछ प्रतिशत डिस्प्रोसियम जोड़ते हैं, तो ऐसा कहा जाता है कि थर्मल डीमैग्नेटाइजेशन को प्रति 1 प्रतिशत जोड़ पर 15 डिग्री सेल्सियस तक सुधार किया जा सकता है (विकिपीडिया: नियोडिमियम मैग्नेट बजाय)। हालाँकि टेरबियम में एक गुण है जो डिस्प्रोसियम की तुलना में जबरदस्ती बल को बेहतर बनाता है, यह डिस्प्रोसियम की तुलना में एक दुर्लभ धातु है, इसलिए डिस्प्रोसियम अक्सर यह भूमिका निभाता है।
हालाँकि, यह निश्चित है कि डिस्प्रोसियम भी एक दुर्लभ धातु है। क्या इनका उपयोग किए बिना ताप प्रतिरोध और प्रपीड़क बल दोनों प्राप्त करना संभव है? इन मुद्दों पर काम करने वाली कंपनियों के उदाहरण होंडा और टोयोटा हैं। दोनों ने इस तथ्य पर ध्यान केंद्रित किया कि ``एक पापयुक्त संरचना में बड़े अनाज का आकार होता है जो इसके प्रदर्शन को सीमित करता है,'' और विचार यह था कि यदि इसे एक अति-महीन संरचना में बनाया जाता है, तो गर्मी प्रतिरोध और जबरदस्त बल को बढ़ाया जा सकता है।
यदि मोटर बहुत अधिक गर्म हो जाती है, तो स्थायी चुंबक रोटर अपरिवर्तनीय रूप से विचुंबकित हो जाएंगे। जैसा कि मानचित्र पर दिखाया गया है, सीमा मान लगभग 150 डिग्री है। चूँकि हम महंगे नियोडिमियम चुंबक को तोड़ना नहीं चाहते हैं, इसलिए हमें कूलिंग सर्किट का उपयोग करके इसे स्थिर तापमान पर रखने के लिए मोटर को नियंत्रित करने की आवश्यकता है। तरल पदार्थ का उपयोग करके रोटर और स्टेटर को तरल रूप से ठंडा करने के अलावा, प्राइम मूवर्स की बढ़ती संख्या वॉटर-कूलिंग का उपयोग करके दो चरणों में तरल पदार्थ को ठंडा कर रही है, जो ऐसी उच्च दक्षता प्राप्त करने का एक तरीका है।
