Electropermanent magnet
एक स्थायी विद्युत चुंबक या ई. पी. एम. एक प्रकार का स्थायी चुंबक है जिसमें चुंबक के एक हिस्से के चारों ओर घुमावदार तार में विद्युत प्रवाह की स्पंद द्वारा बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को चालू या बंद किया जा सकता है। चुंबक में दो खंड होते हैं, एक "कठोर" (उच्च जबरदस्ती) चुंबकीय सामग्री और एक "नरम" (कम जबरदस्ती) सामग्री। बाद के टुकड़े में चुंबकत्व की दिशा को पूर्व के चारों ओर घुमावदार तार में धारा की स्पंद द्वारा बदला जा सकता है। जब चुंबकीय रूप से नरम और कठोर पदार्थों में चुंबकत्व का विरोध होता है, तो चुंबक अपने ध्रुवों पर कोई शुद्ध बाहरी क्षेत्र का उत्पादन नहीं करता है, जबकि जब उनकी चुंबकत्व की दिशा संरेखित होती है तो चुंबक एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करता है। स्थायी विद्युत चुंबक के आविष्कार से पहले, एक नियंत्रित करने योग्य चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विद्युत चुंबक की आवश्यकता होती है, जो काम करते समय बड़ी मात्रा में बिजली की खपत करते हैं। विद्युतस्थायी चुंबकों को चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने के लिए किसी शक्ति स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। शक्तिशाली दुर्लभ-पृथ्वी चुंबकों से बने विद्युत-स्थायी चुंबकों का उपयोग भारी लौह धातु की वस्तुओं को उठाने के लिए औद्योगिक उठाने (ट्रैक्टिव) चुंबकों के रूप में किया जाता है; जब वस्तु अपने गंतव्य तक पहुंचती है तो चुंबक को बंद किया जा सकता है, जिससे वस्तु को छोड़ा जा सकता है। स्व-निर्माण संरचनाओं के निर्माण के साधन के रूप में क्रमादेशनीय चुंबकों पर भी शोध किया जा रहा है। एक स्थायी विद्युत चुंबक चुंबकीय पदार्थों का एक विशेष विन्यास है जहाँ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को वर्तमान स्पंद लागू करके चालू और बंद किया जा सकता है। ई. पी. एम. एक सामान्य चुंबकीय विन्यास पर आधारित है जिसे चुंबकीय कुंडी (सही चित्र) कहा जाता है। इस कॉन्फ़िगरेशन असेंबली का एक सामान्य उदाहरण ब्लॉक के प्रत्येक तरफ नरम चुंबकीय सामग्री (आम तौर पर लोहे के मिश्र धातु) की दो प्लेटों के साथ एक स्थायी चुंबक ब्लॉक द्वारा बनाया गया है। वे दो प्लेटें स्थायी चुंबक के आयामों से अधिक हैं। क्योंकि प्लेटों में हवा की तुलना में अधिक पारगम्यता थी, वे स्थायी चुंबक के चुंबकीय प्रवाह को केंद्रित करेंगे। जब एक तीसरी (बाहरी) नरम चुंबक प्लेट को अन्य दो प्लेटों को छूते हुए रखा जाता है, तो चुंबकीय प्रवाह नरम चुंबकीय प्लेटों में सीमित होकर एक बंद चुंबकीय परिपथ बनाएगा और चुंबक द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र अधिकतम (लगभग चुंबक पुनर्स्थापन) होगा। एक ई. पी. एम. में प्लेटों के बीच में कम से कम दो स्थायी चुंबक होते हैं। ई. पी. एम. द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुंबकों द्वारा उत्पादित होता है न कि विद्युत धाराओं द्वारा और यह विद्युत चुंबकों के साथ मुख्य अंतर है। एक ई. पी. एम. चुंबक में से एक को वांछित दिशा में चुंबकित करने के लिए केवल धारा की एक स्पंद का उपयोग करता है (कुंडी के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को चालू और बंद करना)। चुंबक की दिशा बदलने के बाद किसी धारा की आवश्यकता नहीं होती है और क्षेत्र स्थायी चुंबक पर निर्भर करता है। विद्युत स्थायी चुंबक सिद्धांत ई. पी. एम. के सिद्धांत की व्याख्या करने के लिए, निम्नलिखित चित्र पर विन्यास प्रस्तुत किया गया है। दो स्थायी चुंबक दो यू-आकार (घोड़े की नाल) लोहे की छड़ के साथ इकट्ठे किए जाते हैं। यदि दोनों चुंबकों का उत्तरी ध्रुव ऊपर की ओर इशारा कर रहा है तो हमारे पास बाईं ओर वर्णित विन्यास होगाः शीर्ष में लोहा यू अपने सिरों पर दो उत्तर देखेगा और प्रवाह रेखाओं को केंद्रित करेगा लेकिन यह चुंबकीय प्रवाह को नियंत्रित करने में सक्षम नहीं होगा और प्रवाह हवा में बह जाएगा और दूसरे लोहे यू को खोजने की कोशिश करेगा। एक सामान्य योजना में, ऊपर का लोहा यू बड़े चुंबक का उत्तरी ध्रुव बन जाएगा और नीचे का लोहा यू दक्षिणी ध्रुव बन जाएगा। इस विन्यास में हम कह सकते हैं कि बड़ा चुंबक चालू है। यदि हम एक कठोर चुंबक (उत्तरी ध्रुव बिंदु नीचे) को घुमाते हैं, तो शीर्ष पर लोहे यू को एक उत्तरी ध्रुव और एक दक्षिणी ध्रुव दिखाई देगा। दूसरा लोहा यू बिल्कुल विपरीत देखेगा। इस तरह लगभग सभी चुंबकीय प्रवाह दोनों लोहे यू के अंदर केंद्रित हो जाएंगे जो चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक करीबी परिपथ बनाते हैं (क्योंकि लोहे की उच्च पारगम्यता)। संरचना के अंदर सभी प्रवाह सीमित होने के कारण, बाहर का चुंबकीय प्रवाह लगभग अस्तित्वहीन हो गया। इस विन्यास में हम कह सकते हैं कि बड़ा चुंबक बंद है। अब हम आगे बढ़ सकते हैं और किसी एक चुंबक को यांत्रिक रूप से घुमाने के बजाय हम उसके चुंबकत्व की दिशा को पलट सकते हैं। ऐसा करने के लिए हम निम्नलिखित चित्र पर विन्यास का निर्माण कर सकते हैंः एक चुंबक के चारों ओर एक कुंडल को इस तरह से घुमाया जाता है कि यदि हम सोलनॉइड में पर्याप्त धारा (पल्स में) डालते हैं तो अंदर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र चुंबक () की आंतरिक जबरदस्ती से अधिक होगा। यदि ऐसा है तो स्थायी चुंबक को सोलनॉइड के अंदर क्षेत्र की दिशा में चुंबकित किया जाएगा। समान धारा की स्पंद को विपरीत दिशा में लगाने से चुंबक विपरीत दिशा में चुंबकित हो जाएगा। इसलिए, हमारा वही व्यवहार होता है जब हम चुंबक को यांत्रिक रूप से घुमाते हैं। यह विन्यास स्थायी विद्युत चुंबक की अवधारणा हैः धारा की स्पंद का उपयोग करके हम एक चुंबक की चुंबकत्व दिशा को उलट देते हैं और हम बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को चालू और बंद कर देंगे। यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि दोनों चुंबकों को एक ही कुंडल में घिरा जा सकता है, लेकिन यह आवश्यक है कि चुंबकों में से एक में दूसरे की तुलना में बहुत कम आंतरिक बल हो ताकि दूसरे की चुंबकत्व की दिशा को बदले बिना अपनी चुंबकत्व की दिशा को पलटा जा सके। इस व्याख्या के दौरान हम एन. डी. एफ. ई. बी. से बने एक चुंबक और एल. एन. आई. सी. ओ. से बने दूसरे चुंबक का उपयोग करते हैं क्योंकि दोनों सामग्रियों में समान पुनर्स्थापन (लगभग 1.3 टी) था, लेकिन एल. एन. आई. सी. ओ. में 50 के. ए./एम. की कम आंतरिक जबरदस्ती है जबकि एन. डी. एफ. ई. बी. में 1120 के. ए./एम. की आंतरिक जबरदस्ती है। चुंबकीय परिपथ विश्लेषण एक चुंबकीय परिपथ विश्लेषण का उपयोग करके हम निम्नलिखित योजनाबद्ध का उपयोग करके एक सरल ई. पी. एम. का प्रतिनिधित्व कर सकते हैंः हम विभिन्न सामग्रियों (अलनीको और एन. डी. एफ. ई. बी.) से बने दो स्थायी चुंबक प्रस्तुत करते हैं और नरम चुंबक हाइपरको से बना होता है। हिपर्को के एक अतिरिक्त खंड को परिपथ को बंद करने और बेहतर गणना किए गए परिणाम प्राप्त करने के लिए दिखाया गया है। अंतराल दूरी के कार्य के रूप में हवा में उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह और क्षेत्र की गणना के लिए एक वायु अंतराल (ई. पी. एम. के प्रत्येक पक्ष के लिए एक) शामिल किया गया है। यह पृथक्करण दूरी के एक कार्य के रूप में ई. पी. एम. के बल (हाइपर्को के अतिरिक्त खंड पर लगाए गए) की अभिव्यक्ति प्राप्त करने के लिए प्रेरित करेगा। परिपथ में घटकों के मूल्यों की गणना के लिए हम मान लेंगे कि प्रवाह के सभी क्षेत्रों के आयाम समान हैं। यदि चयनित चुंबकों का आकार बेलनाकार होता है तो चुंबकों के लिए प्रवाह का क्षेत्रफल होगा और हिप्पर्को खंडों में समान क्षेत्रफल के लिए एक वर्गाकार भाग होगा। एलनीको चुंबक के लिए हम चुंबक-मोटर बल (एम. एम. एफ.), उस चुंबक के ऊपर अनिच्छा और चुंबकीय प्रवाह की गणना इस प्रकार कर सकते हैंः एन. डी. एफ. ई. बी. चुंबक के लिए हम चुंबक-मोटर बल (एम. एम. एफ.), अनिच्छा और उस चुंबक के ऊपर चुंबकीय प्रवाह की गणना उसी तरह कर सकते हैंः अंतराल और हाइपरको की अनिच्छा के लिए अभिव्यक्तियाँ भी उत्पन्न की जा सकती हैंः लेकिन चुंबकीय परिपथ को विद्युत स्रोत परिवर्तनों का उपयोग करके और सभी हाइपरको को केवल एक बड़ी अनिच्छा में विचार करके सरल बनाया जा सकता है (मुख्य रूप से क्योंकि अनिच्छा के उन छोटे टुकड़ों का मूल्य स्थायी चुंबक की अनिच्छा की तुलना में नगण्य है)। चुंबकीय परिपथ का एक सरलीकृत संस्करण उपरोक्त चित्र में दाईं ओर प्रस्तुत किया गया थाः चुंबक को बदलने के लिए एक समतुल्य अनिच्छा () की गणना की जा सकती हैः समतुल्य एम. एम. एफ. के लिए, दो अलग-अलग मान होने जा रहे हैं। एक जब ई. पी. एम. चालू होता है और दोनों प्रवाह एक ही दिशा में होते हैं (जोड़): ई. पी. एम. चालूः और दूसरा जब ई. पी. एम. बंद होता है और चुंबकीय प्रवाह विपरीत दिशा में होते हैं (घटाव) ई. पी. एम. बंदः ई. पी. एम. के दो चरणों और समकक्ष घटकों के लिए एम. एम. एफ. के मूल्य को जानने के बाद, हम चुंबकीय प्रवाह और चुंबकीय प्रवाह घनत्व (बी) की गणना जारी रख सकते हैं। सूत्र में बल को 2 से विभाजित किया जाता है। चूँकि हम अंतराल के अनुरूप दो क्षेत्रों के लिए बल की गणना करने जा रहे हैं, तो अंतराल दूरी के एक कार्य के रूप में बल की गणना करने के लिए समीकरण इस तरह दिखता हैः ई. पी. एम. डिजाइन मैग्नेटाइजेशन कॉइल फैब्रिकेशन पहला और सबसे महत्वपूर्ण कदम सोलनॉइड को डिजाइन करना है जो अलनीको के चुंबकत्व को उलटने के लिए चुंबकीय क्षेत्र बनाएगा। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है कि अलनीको में 50kA/m की आंतरिक जबरदस्ती है इसलिए कम से कम एक क्षेत्र बनाना आवश्यक हैः किसी सामग्री को पूरी तरह से चुंबकित करने के लिए आंतरिक जबरदस्ती से 3 गुना अधिक क्षेत्र को डिजाइन करने की सिफारिश की जाती है। नीचे दिए गए चित्र में कॉइल डिज़ाइन मापदंडों को दर्शाया गया हैः डिज़ाइन को पूरा करने के लिए अगला कदम मोटे सोलेनोइड्स के समीकरणों का उपयोग करके कॉइल के मध्य बिंदु में बी क्षेत्र की गणना करना है (जानते हुएः): फिर, तार की लंबाई और मोड़ की संख्या की गणना करना आवश्यक है जिसे हम सोलेनोइड में उपयोग करने जा रहे हैं। प्रिंसटन भौतिकी द्वारा प्रदान किए गए समीकरणों का उपयोग किया गया था इसलिए एन मोड़ की संख्या है और एल तार की लंबाई हैः विभिन्न तारों के लिए प्रदान की गई एडब्ल्यूजी तालिका का उपयोग करके, विभिन्न तारों के व्यास और अधिकतम धारा के साथ एक स्प्रेड शीट बनाना संभव है जो वे संभाल सकते हैं (बिजली संचरण के लिए अधिकतम एम्प्स)। इस समस्या को हल करने के लिए डी1, सोलनॉइड लंबाई को एल और धारा को प्रत्येक तार के लिए अनुमत अधिकतम मूल्य पर ठीक करना आवश्यक है। यह अनुकूलन समस्या को सरल बनाता है जिससे D2 को बदलकर Bz की गणना की जा सकती है। स्प्रेडशीट में सॉल्वर फ़ंक्शन का उपयोग करके, इस मूल्य की गणना की जा सकती है। इसके बाद प्रतिरोध के लिए मापदंडों को शामिल करना संभव है (एम. ओ. एम./एम. में तांबा प्रतिरोध तार की लंबाई से गुणा करें), शक्ति के रूप में और वोल्टेज के रूप में। प्रत्येक ए. डब्ल्यू. जी. तार गेज के लिए एक अलग मूल्य उत्पन्न किया जाएगा और अधिकतम धारा पर वांछित बी. जेड. प्राप्त करने के लिए वोल्टेज और शक्ति की गणना की जानी चाहिए। निरीक्षण द्वारा न्यूनतम बिजली की खपत वाले तार का पता लगाना संभव है। कुण्डली को डिजाइन करने का अंतिम चरण कुण्डली के अंदर स्थिति के एक कार्य के रूप में कुण्डली के अंदर बी क्षेत्र को प्लॉट करना है। हम मोटे सोलनॉइड्स के लिए समीकरण के पूर्ण संस्करण का उपयोग करेंगे और-L/2 और L/2 के बीच z परिवर्तन करेंगेः चुंबकीय बल की गणना पहले उल्लिखित बल के सूत्र का उपयोग करके बल को बाहरी हिपर्को बार की अंतराल दूरी के एक कार्य के रूप में प्लॉट करना संभव है। दो वक्र प्राप्त किए गएः एक ई. पी. एम. के लिए चालू अवस्था में और दूसरा ई. पी. एम. के लिए बंद अवस्था मेंः यदि हम उन बलों को एक साथ प्लॉट करते हैं तो ई. पी. एम. से परिमाण के कम से कम 4 आदेशों के अंतर का निरीक्षण करना संभव है जब यह चालू और बंद होता है (यह प्लॉट दो बेलनाकार चुंबकों के साथ ई. पी. एम. का एक उदाहरण है-एक एन. डी. एफ. ई. बी. और दूसरा 1 मिमी व्यास और लंबाई का एल. एन. आई. सी. ओ.। फ्लक्स क्षेत्र को चुंबक में एक के बराबर बनाने के लिए नरम चुंबक सामग्री पार्श्व 0.889mm के वर्ग खंड पट्टियों के साथ हाइपर्को होती है): बहुभौतिकीय सिमुलेशन ई. पी. एम. चालू और बंद होने पर चुंबकीय क्षेत्र में अंतर को सत्यापित करने के लिए बाई के ई. पी. एम. का एक उदाहरण अनुकरण किया जाता है। यह अनुकरण सॉफ्टवेयर कॉम्सोल मल्टीफिजिक्स® द्वारा परिमित तत्व दृष्टिकोण का उपयोग करके किया गया था। नीचे दी गई तस्वीर ई. पी. एम. चालू और बंद के लिए चुंबकीय प्रवाह घनत्व क्षेत्र (बी) का अनुकरण दिखाती है (उस विशिष्ट तल में प्रवाह की गणना के साथ) और नीचे ई. पी. एम. के शीर्ष पर प्रवाह घनत्व के कई क्रॉस सेक्शन माप दिखाती है (चालू और बंद भी)। सिमुलेशनों से पता चलता है कि दो ऑपरेशन मोड के बीच बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों में अंतर के परिमाण के कम से कम 4 क्रम हैं जो चुंबकीय परिपथ मॉडल की पुष्टि करते हैं। एप्लिकेशन प्रोजेक्ट आरा प्रोजेक्ट आरा गूगल द्वारा एक मॉड्यूलर फोन बनाने के लिए एक खुली हार्डवेयर पहल थी जिसमें सभी घटक विनिमेय होते हैं और डिवाइस के चालू होने पर उन्हें बदला जा सकता है। इस परियोजना की घोषणा मूल रूप से ई. पी. एम. का उपयोग करने के रूप में की गई थी जिसका उपयोग फोन के मॉड्यूल को उसके एंडोस्केलेटन से जोड़ने के लिए किया जाता था। हालाँकि, परियोजना ने बाद में घोषणा की कि वे प्रतिस्थापन विधियों की खोज कर रहे थे। संबंधित वीडियोः परियोजना ए. आर. ए. में परियोजना ए. आर. ए. ई. पी. एम. परियोजना को 2 सितंबर 2016 को निलंबित कर दिया गया था। TECHnalysis Research के बॉब ओ 'डोनेल ने कहा, "यह एक विज्ञान प्रयोग था जो विफल रहा और वे आगे बढ़ रहे हैं।" ड्रोन के लिए ड्रोन पैकेज डिलीवरी सिस्टम ग्रिप्पिंग सिस्टम को स्थायी विद्युत चुंबक का उपयोग करके विकसित किया गया है। ड्रोन के लिए अपने विन्यास के लिए ई. पी. एम. का उपयोग करना शुरू कर दिया गया है। निकाड्रोन एक स्टार्टअप कंपनी है जो दूर से पैकेजों को लेने और वितरित करने के लिए वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध ड्रोन से एकीकृत करने के लिए मॉड्यूल सर्किट बना रही है। संबंधित वीडियोः ड्रोन के लिए ई. पी. एम.: ड्रोन के लिए 1 ई. पी. एम.: 2 पुनर्संयोजन योग्य पदार्थ छह पक्षों के एक पासा का उपयोग करना और प्रत्येक पक्ष में एक ई. पी. एम. शामिल करना इस कंकड़ रोबोट के पीछे की अवधारणा है जो एक सरल आकार की व्याख्या करने और यह चुनने में सक्षम हैं कि किन ब्लॉकों को दूसरे से जोड़ा जाना चाहिए। संबंधित वीडियोः रीकॉन्फ़िगरेबल मैटर लॉजिटेक एमएक्स मास्टर 3 माउस स्क्रॉल व्हील इस माउस पर स्क्रॉल व्हील "मैगस्पीड" नामक तकनीक का उपयोग करता हैः माउस जल्दी से एक विशिष्ट रैचिंग फील और फ्री-स्पिनिंग मोड के बीच बदल जाता है। मोड के बीच तेजी से स्विच करने के लिए, लॉजिटेक टीम ने एक छोटे से सर्किट को इंजीनियर किया जो एक कुंडल को सक्रिय करता है जो एक ई. पी. एम. को सक्रिय करता है, जो पहिया की आंतरिक गुहा के भीतर अभी भी बैठता है, जिससे यह छोटे दांतों को खींचता है क्योंकि वे गुजरते हैं, जिससे उपयोगकर्ता को एक यांत्रिक निरोध का भ्रम होता है। बिजली बंद होने पर भी यह ई. पी. एम. ऊर्जावान रहता है। चुंबक का उपयोग समय के साथ किसी भी यांत्रिक घिसाव को समाप्त कर देता है जैसा कि माउस हार्डवेयर के पिछले संस्करणों में हुआ था, और चूंकि चुंबक विद्युत-स्थायी है, इसलिए बिजली की खपत शून्य होती है सिवाय मोड बदलने के। संबंधित लेखः लॉजिटेक एमएक्स मास्टर 3 टियरडाउन बाहरी लिंक स्व-मूर्तिकला रेत रोबोट एमआईटी बीबीसी न्यूज, अप्रैल 2012 में विकास के अधीन हैं। इलेक्ट्रोपरमैनेंट कार्गो ग्रिपर प्रोग्रामेबल मैटर इलेक्ट्रोपरमेनेंट मैग्नेटिक कनेक्टर्स और एक्चुएटर्स के लिए शून्य स्थिर शक्ति चुंबक भी देखें चुंबक विद्युत चुंबक चुंबकीय आधार परिवर्तनीय हालबैक सरणी संदर्भ विद्युत चुम्बकीय घटकों के प्रकार चुंबक