Elektros variklių tobulinimas automatizuotose elektros pavaros sistemose

Šiuo metu elektros variklių kūrimas vyksta šiomis kryptimis:

• pagerinta energija ir našumas;

• efektyvumo didinimas, medžiagų sąnaudų ir triukšmo mažinimas, darbo patikimumo ir ilgaamžiškumo didinimas;

• geresnis variklių ir jų galios puslaidininkinių keitiklių suderinimas;

• specializuotos konstrukcijos, į objektą orientuotų, konkrečioms naudojimo sąlygoms pritaikytų elektros variklių parko išplėtimas.

Šiuolaikiniai nuolatinės srovės varikliai yra patobulinti, nes šepečio kolektoriaus bloke naudojami metalo pluoštai ir metalo-keraminės medžiagos, kurios gali žymiai padidinti šių variklių kolektorių periferinį greitį. Dėl poreikio naudoti šepečių surinkimo įrenginį ir su tuo susijusius tradicinių nuolatinės srovės variklių trūkumus vėlesniais metais sumažėjo jų galios dalis, palyginti su kintamosios srovės varikliais.

Asinchroniniai varikliai yra struktūriškai paprasčiausi ir patikimiausi, todėl pastaruoju metu jie plačiai paplitę dažnio valdomose elektrinėse pavarose su autonominiais inverteriais (dažnio keitikliais), kurie atlieka impulsų pločio moduliacija (PWM)… Šių variklių tobulėjimą lėmė naujų medžiagų naudojimas ir efektyvesni intensyvaus aušinimo būdai.

Asinchroninių elektros variklių su faziniu rotoriumi naudojimo perspektyvos yra susijusios su jų naudojimu sistemose su dvigubos galios mašinomis.

Sinchroniniai elektros varikliai tradiciškai naudojami šimtų kilovatų ir daugiau galios diapazone. Jų patobulinimas susijęs su kontaktų pašalinimu perjungiant prie sukamųjų lygintuvų ir naudojant nuolatinius magnetus.

Absoliuti perspektyva yra vožtuvų varikliai, kurie, iš esmės būdami sinchroniniai, dažnai laikomi nuolatinės srovės varikliais dėl to, kad jie maitinami iš nuolatinės srovės tinklo per autonominį keitiklį, valdomą signalais iš rotoriaus padėties jutiklių.

Vožtuvų varikliai su dideliu priverstiniu rotoriaus magnetu turi mažiausią savitąjį svorį iš bet kurios mašinos. Todėl juos naudojant efektyviai išsprendžiamos mechatroninių modulių projektavimo problemos.

Šiuo metu intensyviai plėtojami vožtuvų indukciniai elektros varikliai ir elektros varikliai su kūginiais poliais. Tokie elektros varikliai turi paprasčiausią rotorių, pagamintą iš minkštos magnetinės šerdies. Todėl jie užtikrina didelį rotoriaus greitį ir yra labai patikimi.

Mažos galios diapazone tradiciškai toliau buvo kuriami žingsniniai varikliai, kurie dėl savo dizaino ypatumų užtikrina kompaktiškų kelių ašių mechatroninių modulių su diskretišku judesiais sukūrimą.

Šiuolaikinėse kintamos elektros pavaros sistemose nuolat stebima ir diagnozuojama elektros variklių techninė būklė, todėl varikliuose, be greičio jutiklių, įmontuoti rotoriaus padėties, Holo jutikliai, temperatūros ir vibracijos davikliai, kas leidžia elektros variklių veikimo patikimumo didinimas.

Kita kryptis, didinanti elektros variklių veikimo patikimumą pramoninėmis sąlygomis, yra perėjimas prie konstruktyviai uždarų jų įgyvendinimo versijų naudojant intensyvaus paviršiaus aušinimo metodus. Tai leidžia pašalinti besisukančių variklių dalių disbalansą dėl elektrostatinio pramoninių dulkių nusėdimo ant jų savaiminio vėdinimo metu ir pašalinti priešlaikinį guolių mazgų ir atramų sunaikinimą dėl jų vibracijos.