Izboljšava elektromotorjev v avtomatiziranih električnih pogonskih sistemih

Trenutno poteka razvoj elektromotorjev v naslednjih smereh:

• izboljšana energija in zmogljivost;

• povečanje učinkovitosti, zmanjšanje porabe materialov in hrupa, povečanje zanesljivosti in dolgotrajnosti dela;

• boljše ujemanje motorjev in njihovih močnostnih polprevodniških pretvornikov;

• razširitev flote elektromotorjev s specializirano zasnovo, objektno usmerjeno za specifične pogoje uporabe.

Sodobni enosmerni motorji so izboljšani zaradi uporabe kovinskih vlaken in kovinsko-keramičnih materialov v kolektorskem bloku ščetk, kar lahko znatno poveča periferno hitrost kolektorjev teh motorjev. Potreba po uporabi enote za zbiranje ščetk in s tem povezane pomanjkljivosti tradicionalnih motorjev na enosmerni tok so v naslednjih letih pripeljale do zmanjšanja njihovega deleža moči v primerjavi z motorji na izmenični tok.

Asinhroni motorji s kletkasto kletko so konstrukcijsko najenostavnejši in najbolj zanesljivi, zato so v zadnjem času vse bolj razširjeni v frekvenčno krmiljenih elektromotorjih z avtonomnimi inverterji (frekvenčnimi pretvorniki), ki modulacija širine impulza (PWM)… Izboljšanje teh motorjev je posledica uporabe novih materialov in učinkovitejših metod intenzivnega hlajenja.

Obeti za uporabo asinhronih elektromotorjev s faznim rotorjem so povezani z njihovo uporabo v sistemih z dvojno močjo.

Sinhroni elektromotorji se tradicionalno uporabljajo v razponu moči od sto kilovatov in več. Njihovo izboljšanje je posledica odprave kontaktov s prehodom na rotacijske usmernike in uporabo trajnih magnetov.

Absolutna perspektiva so ventilski motorji, ki jih, ker so v bistvu sinhroni motorji, pogosto obravnavamo kot motorje na enosmerni tok, ker se napajajo iz omrežja enosmernega toka preko avtonomnega pretvornika, ki ga krmilijo signali senzorjev položaja rotorja.

Ventilski motorji z magneti rotorja z visoko silo imajo najnižjo specifično težo med vsemi stroji. Zato se z njihovo uporabo učinkovito rešujejo konstrukcijski problemi mehatronskih modulov.

Trenutno so se intenzivno razvijali ventilski indukcijski elektromotorji in elektromotorji s stožčastimi poli. Takšni elektromotorji imajo najpreprostejši rotor iz mehkega magnetnega jedra. Omogočajo torej visoke vrtljaje rotorja in so zelo zanesljivi.

V območju nizke moči se tradicionalno še naprej razvijajo koračni motorji, ki zaradi svojih konstrukcijskih značilnosti zagotavljajo ustvarjanje kompaktnih večosnih mehatronskih modulov z diskretno naravo gibanja.

Tehnično stanje elektromotorjev v sodobnih variabilnih elektropogonskih sistemih nenehno spremljamo in diagnosticiramo, pri čemer so v motorje poleg senzorjev za hitrost, položaj rotorja vgrajeni tudi Hallovi senzorji, senzorji temperature in vibracij, kar omogoča povečanje obratovalne zanesljivosti elektromotorjev.

Druga smer za povečanje zanesljivosti delovanja elektromotorjev v industrijskih pogojih je prehod na konstruktivno zaprte različice njihove izvedbe z uporabo metod intenzivnega površinskega hlajenja. To omogoča odpravo neuravnoteženosti vrtljivih delov motorjev zaradi elektrostatičnega odlaganja industrijskega prahu na njih med samoprezračevanjem in odpravo prezgodnjega uničenja ležajnih sklopov in nosilcev zaradi njihovih vibracij.