Îmbunătățirea motoarelor electrice în sistemele de acționare electrică automată

Dezvoltarea motoarelor electrice merge în prezent în următoarele direcții:

• energie și performanță îmbunătățite;

• creșterea eficienței, reducerea consumului de materiale și zgomot, creșterea fiabilității și longevității muncii;

• o mai bună potrivire a motoarelor și a convertoarelor semiconductoare de putere ale acestora;

• extinderea parcului de motoare electrice cu un design specializat, orientat obiect pentru condiții specifice de utilizare.

Motoarele moderne de curent continuu sunt îmbunătățite datorită utilizării fibrelor metalice și a materialelor metalo-ceramice în blocul colector de perii, ceea ce poate crește semnificativ viteza periferică a colectoarelor acestor motoare. Necesitatea utilizării unei unități de colectare a periilor și dezavantajele asociate motoarelor de curent continuu tradiționale au condus în următorii ani la o reducere a cotei de putere a acestora în comparație cu motoarele de curent alternativ.

Motoarele asincrone cu colivie sunt cele mai simple și mai fiabile din punct de vedere structural, motiv pentru care s-au răspândit recent în acționările electrice controlate pe frecvență cu invertoare autonome (convertoare de frecvență) care performează modularea lățimii impulsului (PWM)… Îmbunătățirea acestor motoare se datorează utilizării de noi materiale și metode mai eficiente de răcire intensivă.

Perspectivele de utilizare a motoarelor electrice asincrone cu un rotor de fază sunt asociate cu utilizarea lor în sistemele cu mașini cu putere dublă.

Motoarele electrice sincrone sunt utilizate în mod tradițional în domeniul de putere de sute de kilowați și mai mult. Îmbunătățirea lor se datorează eliminării contactelor prin trecerea la redresoare rotative și folosirea magneților permanenți.

O perspectivă absolută sunt motoarele cu supape, care, fiind în esență motoare sincrone, sunt adesea considerate motoare de curent continuu datorită faptului că sunt alimentate din rețeaua de curent continuu prin intermediul unui invertor autonom controlat de semnalele de la senzorii de poziție a rotorului.

Motoarele cu supapă cu magneți cu rotor forțat înalt au cea mai mică greutate specifică dintre orice mașină. Prin urmare, prin utilizarea lor, problemele de proiectare ale modulelor mecatronice sunt rezolvate eficient.

În prezent, motoarele electrice cu inducție cu supapă și motoarele electrice cu poli conici au primit o dezvoltare intensivă. Astfel de motoare electrice au cel mai simplu rotor format dintr-un miez magnetic moale. Prin urmare, permit viteze mari ale rotorului și sunt foarte fiabile.

În gama de putere redusă, au continuat în mod tradițional să fie dezvoltate motoarele pas cu pas care, datorită caracteristicilor lor de design, asigură crearea unor module mecatronice compacte cu mai multe axe, cu o natură discretă a mișcărilor.

Starea tehnică a motoarelor electrice din sistemele moderne de antrenare variabilă este monitorizată și diagnosticată în mod constant.În acest sens, pe lângă senzorii de turație, poziția rotorului, senzori Hall, senzorii de temperatură și vibrații sunt încorporați în motoare, ceea ce face posibilă creșterea fiabilității în exploatare a motoarelor electrice.

O altă direcție de creștere a fiabilității funcționării motoarelor electrice în condiții industriale este trecerea la versiuni închise constructiv ale implementării lor folosind metode intensive de răcire a suprafeței. Acest lucru face posibilă eliminarea dezechilibrului pieselor rotative ale motoarelor din cauza depunerii electrostatice a prafului industrial pe acestea în timpul autoventilației și eliminarea distrugerii premature a ansamblurilor și suporturilor de rulmenți din cauza vibrațiilor acestora.