Amélioration des moteurs électriques dans les systèmes d'entraînement électrique automatisés
Le développement des moteurs électriques va actuellement dans les directions suivantes :
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amélioration de l'énergie et des performances ;
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augmenter l'efficacité, réduire la consommation de matériaux et le bruit, augmenter la fiabilité et la longévité du travail;
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meilleure adéquation des moteurs et de leurs convertisseurs de puissance à semi-conducteurs ;
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extension du parc de moteurs électriques avec une conception spécialisée, orientée objet pour des conditions d'utilisation spécifiques.
Les moteurs à courant continu modernes sont améliorés grâce à l'utilisation de fibres métalliques et de matériaux métallo-céramiques dans le bloc collecteur à balais, ce qui peut augmenter considérablement la vitesse périphérique des collecteurs de ces moteurs. La nécessité d'utiliser une unité de collecte de balais et les inconvénients associés des moteurs à courant continu traditionnels ont conduit dans les années suivantes à une réduction de leur part de puissance par rapport aux moteurs à courant alternatif.
Les moteurs asynchrones à cage d'écureuil sont structurellement les plus simples et les plus fiables, c'est pourquoi ils se sont récemment répandus dans les entraînements électriques à commande de fréquence avec des onduleurs autonomes (convertisseurs de fréquence) qui effectuent modulation de largeur d'impulsion (PWM)… L'amélioration de ces moteurs est due à l'utilisation de nouveaux matériaux et à des méthodes de refroidissement intensif plus efficaces.
Les perspectives d'utilisation des moteurs électriques asynchrones à rotor de phase sont liées à leur utilisation dans des systèmes avec des machines à double puissance.
Les moteurs électriques synchrones sont traditionnellement utilisés dans la gamme de puissance de centaines de kilowatts et plus. Leur amélioration est due à la suppression des contacts en passant à des redresseurs rotatifs et à l'utilisation d'aimants permanents.
Une perspective absolue sont les moteurs de vannes, qui, étant essentiellement des moteurs synchrones, sont souvent considérés comme des moteurs à courant continu du fait qu'ils sont alimentés à partir du réseau à courant continu via un onduleur autonome contrôlé par les signaux des capteurs de position du rotor.
Les moteurs à soupapes avec des aimants de rotor forcés élevés ont la gravité spécifique la plus faible de toutes les machines. Par conséquent, avec leur utilisation, les problèmes de conception des modules mécatroniques sont résolus efficacement.
À l'heure actuelle, les moteurs électriques à induction à soupapes et les moteurs électriques à pôles coniques ont fait l'objet d'un développement intensif. De tels moteurs électriques ont le rotor le plus simple constitué d'un noyau magnétique doux. Ils permettent donc des vitesses de rotor élevées et sont très fiables.
Dans la gamme des petites puissances, les moteurs pas à pas ont traditionnellement continué à se développer, ce qui, de par leurs caractéristiques de conception, assure la création de modules mécatroniques multiaxes compacts avec une nature discrète des mouvements.
L'état technique des moteurs électriques dans les systèmes d'entraînement électriques variables modernes est surveillé et diagnostiqué en permanence.A cet égard, outre les capteurs de vitesse, la position du rotor, les capteurs Hall, les capteurs de température et de vibration sont également intégrés dans les moteurs, ce qui permet de augmenter la fiabilité opérationnelle des moteurs électriques.
Une autre direction pour augmenter la fiabilité du fonctionnement des moteurs électriques dans des conditions industrielles est la transition vers des versions constructivement fermées de leur mise en œuvre utilisant des méthodes de refroidissement de surface intensives. Cela permet d'éliminer le déséquilibre des pièces tournantes des moteurs dû au dépôt électrostatique de poussières industrielles sur celles-ci lors de l'auto-ventilation et d'éliminer la destruction prématurée des paliers et supports dus à leurs vibrations.