Klassifisering av generelle-formålsmotorer

Permanent magnet børsteløse motorer

Børsteløse motorer oppsto på slutten av 1960-tallet og utviklet seg raskt sammen med permanentmagnetmaterialteknologi, mikroelektronikk og kraftelektronikkteknologi og motorteknologi. En børsteløs motor er et typisk elektromekanisk integrert produkt, hovedsakelig sammensatt av motorkroppen, posisjonssensoren og elektroniske svitsjekretser. En børsteløs motor med en rotor laget av permanentmagnetmateriale kalles også en permanentmagnet børsteløs motor, og de aller fleste børsteløse motorer bruker permanentmagnetrotorer.

Permanent magnet børsteløse motorer kan deles inn i to typer: børsteløse DC-motorer (BLDCM) drevet av firkantbølge (injisert med firkantbølgestrøm inn i statorviklingene til motorkroppen) og permanentmagnet synkronmotorer (PMSM) drevet av sinusbølge. Sammenlignet med tradisjonelle børstede DC-motorer, erstatter BLDCM-er den mekaniske kommuteringen til tradisjonelle DC-motorer med elektronisk kommutering og reverserer statoren og rotoren (rotoren bruker permanente magneter), og eliminerer dermed behovet for en mekanisk kommutator og børster. PMSM, derimot, erstatter eksitasjonsviklingene i rotoren til en viklet -rotorsynkronmotor med permanente magneter, mens statoren holdes uendret, og eliminerer dermed behovet for eksitasjonsspoler, sleperinger og børster. Fordi statorstrømmen til en BLDCM drives av en firkantbølge, er det mye lettere for omformeren å oppnå en firkantbølge under de samme forholdene sammenlignet med den sinusformede driften til en PMSM. Videre er dens kontroll enklere enn for en PMSM (selv om ytelsen ved lave hastigheter er dårligere enn for en PMSM-hovedsakelig på grunn av påvirkningen av pulserende dreiemoment). Derfor har BLDCM-er fått større oppmerksomhet.

Permanent magnet børsteløse motorer har fått økende oppmerksomhet på grunn av deres overlegne ytelse og uerstattelige teknologiske fordeler. Spesielt siden slutten av 1970-tallet har raske fremskritt innen støtteteknologi som hydromagnetiske materialer av sjeldne jordarter, kraftelektronikk og datakontroll, sammen med kontinuerlige forbedringer i produksjonsprosesser for mikro-motorer, ført til kontinuerlige forbedringer i teknologien og ytelsen til børsteløse permanentmagneter. Opprinnelig brukt i små og mellomstore-servodrev innen romfart, robotikk og husholdningsapparater, er de nå mye brukt i elektriske kjøretøy, elektriske multienheter og elektriske skip. I fremtiden, med den kontinuerlige utviklingen av permanent magnet børsteløs DC-motorteknologi og relaterte støtteteknologier, så vel som den pågående utviklingen av det menneskelige samfunn, vil permanentmagnet børsteløse motorer finne enda bredere bruksområder.

Lineære motorer

Det er gjort betydelige fremskritt innen motordesignteori, som fremmer bruken av lineære motorer og bringer dem tilbake i søkelyset.

De siste årene har lineære motorer praktisk talt blitt brukt i industrimaskineri, jernbanetransport, heiser, hangarskip, utskytere, elektromagnetiske kanoner, rakettutskytere og elektromagnetiske fremdriftsubåter. Den såkalte -romheisen som forskes på av USA og andre land innebærer bruk av lineære motorer for å skyte opp romferger eller romfartøyer ut i verdensrommet.

I datamaskindiskstasjoner er det en type motor som driver lese-/skrivehodet kalt en talespolemotor, som også kan betraktes som en type lineær motor.

Lineære motorer er ikke begrenset til elektriske motorer; det finnes også lineære generatorer. Figur 2-7 viser en bølgedrevet lineær generator.

Trinnmotorer
Trinnmotorer konverterer elektriske pulssignaler til vinkelforskyvning for å kontrollere rotorrotasjonen, og fungerer som aktuatorer i automatiske kontrollenheter. Hvert inngangspulssignal får steppermotoren til å bevege seg ett skritt fremover, derfor kalles den også en pulsmotor. Med utviklingen av mikroelektronikk og datateknologi øker etterspørselen etter trinnmotorer daglig, og de brukes i alle sektorer av den nasjonale økonomien.

Drivkraftforsyningen for en trinnmotor består av en frekvensomformerpulssignalkilde, en pulsfordeler og en pulsforsterker, som gir pulsstrøm til motorviklingene. Driftsytelsen til en trinnmotor avhenger av den gode koordineringen mellom motoren og drivkraftforsyningen.

Trinnmotorer er klassifisert i to grunnleggende typer basert på deres motortype: elektromekaniske og magnetoelektriske. Elektromekaniske trinnmotorer består av en jernkjerne, spoler og girmekanismer. Når solenoidspolen aktiveres, genererer den magnetisk kraft, som aktiverer jernkjernen og får den til å bevege seg. Girmekanismen roterer utgangsakselen i en vinkel, og et anti-rotasjonsgir holder utgangsakselen i den nye arbeidsposisjonen. Når spolen aktiveres igjen, roterer akselen med en annen vinkel, og så videre, og utfører trinnbevegelser. Elektromagnetiske trinnmotorer kommer hovedsakelig i tre former: permanent magnet, reaktiv og permanent magnet induksjon.

Superledende motorer Superledende motorer er ikke mye forskjellig fra vanlige motorer når det gjelder elektromekaniske energikonverteringsprinsipper, bortsett fra at viklingene deres bruker superledende materialer, som kan redusere størrelsen og spare energi. Fordi superledning krever kjøleutstyr, er strukturen spesielt kompleks, og derfor brukes de vanligvis bare i store generatorer eller motorer (som de som brukes til å drive massive skip). Figur 2-9 viser en superledende likestrømsmotor for skip.

Ultralyd piezoelektriske motorer Ultralyd piezoelektriske motorer er en ny type drivenhet utviklet på midten av -1980-tallet. De har ingen magnetfelt eller viklinger, og deres prinsipp er helt forskjellig fra tradisjonelle elektromagnetiske motorer. Den utnytter den omvendte piezoelektriske effekten til piezoelektriske materialer for å konvertere elektrisk energi til ultralydvibrasjon av et elastisk legeme, og konverterer deretter friksjonsoverføring til rotasjons- eller lineær bevegelse av det bevegelige legemet. Denne typen motor har fordeler som lav driftshastighet, høy ytelse, kompakt struktur, liten størrelse og lav støy. Dessuten er det upåvirket av miljømagnetiske felt og kan brukes i felt som biologisk biovitenskap, optiske instrumenter og høypresisjonsmaskineri.