Zlepšenie elektrických motorov v automatizovaných elektrických pohonných systémoch

Vývoj elektromotorov sa v súčasnosti uberá týmito smermi:

• zlepšená energia a výkon;

• zvýšenie účinnosti, zníženie spotreby materiálov a hluku, zvýšenie spoľahlivosti a životnosti práce;

• lepšie prispôsobenie motorov a ich výkonových polovodičových meničov;

• rozšírenie flotily elektromotorov o špecializovanú konštrukciu, objektovo orientovanú na špecifické podmienky použitia.

Moderné jednosmerné motory sú vylepšené vďaka použitiu kovových vlákien a kovokeramických materiálov v bloku kefového kolektora, čo môže výrazne zvýšiť obvodovú rýchlosť kolektorov týchto motorov. Potreba použitia zbernej kefovej jednotky a s tým spojené nevýhody tradičných jednosmerných motorov viedli v nasledujúcich rokoch k zníženiu ich výkonového podielu v porovnaní so striedavými motormi.

Asynchrónne motory s kotvou nakrátko sú konštrukčne najjednoduchšie a najspoľahlivejšie, preto sa v poslednej dobe rozšírili vo frekvenčne riadených elektrických pohonoch s autonómnymi meničmi (frekvenčnými meničmi), ktoré pulzne šírková modulácia (PWM)… Zlepšenie týchto motorov je spôsobené použitím nových materiálov a efektívnejších metód intenzívneho chladenia.

Vyhliadky na použitie asynchrónnych elektromotorov s fázovým rotorom sú spojené s ich použitím v systémoch so strojmi s dvojitým výkonom.

Synchrónne elektromotory sa tradične používajú vo výkonovom rozsahu stoviek kilowattov a viac. Ich zlepšenie je spôsobené elimináciou kontaktov prechodom na rotačné usmerňovače a použitím permanentných magnetov.

Absolútnou perspektívou sú ventilové motory, ktoré sa ako v podstate synchrónne motory často považujú za jednosmerné motory, pretože sú napájané z jednosmernej siete cez autonómny menič riadený signálmi zo snímačov polohy rotora.

Ventilové motory s vysoko vynútenými rotorovými magnetmi majú najnižšiu špecifickú hmotnosť zo všetkých strojov. Preto sa s ich použitím efektívne riešia konštrukčné problémy mechatronických modulov.

V súčasnosti sa intenzívne rozvíjajú ventilové indukčné elektromotory a elektromotory s kužeľovými pólmi. Takéto elektromotory majú najjednoduchší rotor vyrobený z mäkkého magnetického jadra. Umožňujú preto vysoké otáčky rotora a sú veľmi spoľahlivé.

V nízkovýkonovej oblasti sa tradične naďalej vyvíjajú krokové motory, ktoré svojimi konštrukčnými vlastnosťami zabezpečujú vytvorenie kompaktných viacosových mechatronických modulov s diskrétnym charakterom pohybov.

Technický stav elektromotorov v moderných variabilných elektrických pohonoch je neustále monitorovaný a diagnostikovaný.V tomto smere sú v motoroch zabudované okrem snímačov otáčok, polohy rotora, Hallových snímačov aj snímače teploty a vibrácií, čo umožňuje zvýšenie prevádzkovej spoľahlivosti elektromotorov.

Ďalším smerom k zvýšeniu spoľahlivosti prevádzky elektromotorov v priemyselných podmienkach je prechod na konštruktívne uzavreté verzie ich implementácie pomocou metód intenzívneho povrchového chladenia. To umožňuje eliminovať nevyváženosť rotujúcich častí motorov v dôsledku elektrostatického usadzovania priemyselného prachu na nich pri samoodvetrávaní a eliminovať predčasné zničenie ložiskových zostáv a podpier v dôsledku ich vibrácií.