Βελτίωση ηλεκτροκινητήρων σε αυτοματοποιημένα συστήματα ηλεκτροκίνησης

Η ανάπτυξη των ηλεκτροκινητήρων οδεύει προς το παρόν προς τις ακόλουθες κατευθύνσεις:

• βελτιωμένη ενέργεια και απόδοση.

• αύξηση της απόδοσης, μείωση της κατανάλωσης υλικών και του θορύβου, αύξηση της αξιοπιστίας και της μακροζωίας της εργασίας.

• καλύτερη αντιστοίχιση των κινητήρων και των μετατροπέων ημιαγωγών ισχύος τους.

• επέκταση του στόλου ηλεκτροκινητήρων με εξειδικευμένο σχεδιασμό, αντικειμενοστραφή για συγκεκριμένες συνθήκες χρήσης.

Οι σύγχρονοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος έχουν βελτιωθεί λόγω της χρήσης μεταλλικών ινών και μεταλλοκεραμικών υλικών στο μπλοκ συλλεκτών βούρτσας, γεγονός που μπορεί να αυξήσει σημαντικά την περιφερειακή ταχύτητα των συλλεκτών αυτών των κινητήρων. Η ανάγκη χρήσης μιας μονάδας συλλογής βούρτσας και τα σχετικά μειονεκτήματα των παραδοσιακών κινητήρων συνεχούς ρεύματος οδήγησαν τα επόμενα χρόνια σε μείωση του μεριδίου ισχύος τους σε σύγκριση με τους κινητήρες AC.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες με κλωβό σκίουρου είναι δομικά οι απλούστεροι και πιο αξιόπιστοι, γι' αυτό και έχουν γίνει πρόσφατα ευρέως διαδεδομένοι σε ηλεκτρικούς κινητήρες ελεγχόμενης συχνότητας με αυτόνομους μετατροπείς (μετατροπείς συχνότητας) που εκτελούν διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM)… Η βελτίωση αυτών των κινητήρων οφείλεται στη χρήση νέων υλικών και πιο αποτελεσματικών μεθόδων εντατικής ψύξης.

Οι προοπτικές για τη χρήση ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων με ρότορα φάσης συνδέονται με τη χρήση τους σε συστήματα με μηχανές διπλής ισχύος.

Οι σύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται παραδοσιακά σε εύρος ισχύος εκατοντάδων κιλοβάτ και άνω. Η βελτίωσή τους οφείλεται στην εξάλειψη των επαφών με τη μετάβαση σε περιστροφικούς ανορθωτές και τη χρήση μόνιμων μαγνητών.

Μια απόλυτη προοπτική είναι οι κινητήρες βαλβίδων, οι οποίοι, ως ουσιαστικά σύγχρονοι κινητήρες, θεωρούνται συχνά κινητήρες συνεχούς ρεύματος λόγω του γεγονότος ότι τροφοδοτούνται από το δίκτυο συνεχούς ρεύματος μέσω ενός αυτόνομου μετατροπέα που ελέγχεται από σήματα από τους αισθητήρες θέσης του δρομέα.

Οι κινητήρες βαλβίδων με μαγνήτες ρότορα υψηλής πίεσης έχουν το χαμηλότερο ειδικό βάρος από οποιαδήποτε μηχανή. Ως εκ τούτου, με τη χρήση τους, τα προβλήματα σχεδιασμού των μηχατρονικών μονάδων επιλύονται αποτελεσματικά.

Επί του παρόντος, οι ηλεκτρικοί κινητήρες επαγωγής βαλβίδων και οι ηλεκτροκινητήρες με κωνικούς πόλους έχουν αναπτυχθεί εντατικά. Τέτοιοι ηλεκτρικοί κινητήρες έχουν τον απλούστερο ρότορα κατασκευασμένο από μαλακό μαγνητικό πυρήνα. Επομένως επιτρέπουν υψηλές ταχύτητες ρότορα και είναι πολύ αξιόπιστα.

Στο εύρος χαμηλής ισχύος, οι βηματικοί κινητήρες συνεχίζουν παραδοσιακά να αναπτύσσονται, οι οποίοι, λόγω των σχεδιαστικών τους χαρακτηριστικών, εξασφαλίζουν τη δημιουργία συμπαγών μηχατρονικών μονάδων πολλαπλών αξόνων με διακριτή φύση κινήσεων.

Η τεχνική κατάσταση των ηλεκτροκινητήρων στα σύγχρονα συστήματα μεταβλητής ηλεκτρικής κίνησης παρακολουθείται και διαγιγνώσκεται συνεχώς.Στο πλαίσιο αυτό, εκτός από αισθητήρες ταχύτητας, στους κινητήρες είναι επίσης ενσωματωμένοι αισθητήρες θέσης ρότορα, αισθητήρες Hall, αισθητήρες θερμοκρασίας και δόνησης, γεγονός που καθιστά δυνατή την αύξηση της λειτουργικής αξιοπιστίας των ηλεκτροκινητήρων.

Μια άλλη κατεύθυνση για την αύξηση της αξιοπιστίας της λειτουργίας των ηλεκτρικών κινητήρων σε βιομηχανικές συνθήκες είναι η μετάβαση σε εποικοδομητικά κλειστές εκδόσεις της εφαρμογής τους χρησιμοποιώντας μεθόδους εντατικής ψύξης επιφάνειας. Αυτό καθιστά δυνατή την εξάλειψη της ανισορροπίας των περιστρεφόμενων μερών των κινητήρων λόγω της ηλεκτροστατικής εναπόθεσης βιομηχανικής σκόνης σε αυτά κατά τον αυτοαερισμό και την εξάλειψη της πρόωρης καταστροφής των συγκροτημάτων και των στηριγμάτων των ρουλεμάν λόγω των κραδασμών τους.