Classificatie van motoren voor algemeen gebruik-

Borstelloze motoren met permanente magneet

Borstelloze motoren ontstonden eind jaren zestig en ontwikkelden zich snel naast de materiaaltechnologie van permanente magneten, micro-elektronica en vermogenselektronica, en motortechnologie. Een borstelloze motor is een typisch elektromechanisch geïntegreerd product, voornamelijk samengesteld uit het motorlichaam, de positiesensor en elektronische schakelcircuits. Een borstelloze motor met een rotor gemaakt van permanent magneetmateriaal wordt ook wel een borstelloze motor met permanente magneet genoemd, en de overgrote meerderheid van borstelloze motoren maakt gebruik van permanentmagneetrotoren.

Borstelloze motoren met permanente magneet kunnen in twee typen worden verdeeld: borstelloze gelijkstroommotoren (BLDCM) aangedreven door blokgolf (geïnjecteerd met blokgolfstroom in de statorwikkelingen van het motorlichaam) en synchrone motoren met permanente magneet (PMSM) aangedreven door sinusgolf. Vergeleken met traditionele geborstelde gelijkstroommotoren vervangen BLDCM's de mechanische commutatie van traditionele gelijkstroommotoren door elektronische commutatie en keren de stator en rotor om (de rotor maakt gebruik van permanente magneten), waardoor de noodzaak van een mechanische commutator en borstels wordt geëlimineerd. PMSM's daarentegen vervangen de bekrachtigingswikkelingen in de rotor van een synchrone motor met gewikkelde-rotor door permanente magneten, terwijl de stator onveranderd blijft, waardoor de noodzaak voor bekrachtigingsspoelen, sleepringen en borstels wordt geëlimineerd. Omdat de statorstroom van een BLDCM wordt aangedreven door een blokgolf, is het voor de omvormer veel gemakkelijker om onder dezelfde omstandigheden een blokgolf te verkrijgen in vergelijking met de sinusoïdale aandrijving van een PMSM. Bovendien is de besturing ervan eenvoudiger dan die van een PMSM (hoewel de prestaties bij lage snelheden slechter zijn dan die van een PMSM,-vooral vanwege de invloed van pulserend koppel). Daarom hebben BLDCM's bredere aandacht gekregen.

Borstelloze motoren met permanente magneet hebben steeds meer aandacht gekregen vanwege hun superieure prestaties en onvervangbare technologische voordelen. Vooral sinds het einde van de jaren zeventig hebben snelle ontwikkelingen in ondersteunende technologieën zoals hydromagnetische materialen van zeldzame aardmetalen, vermogenselektronica en computerbesturing, samen met voortdurende verbeteringen in de productieprocessen van micro-motoren, geleid tot voortdurende verbeteringen in de technologie en prestaties van borstelloze motoren met permanente magneet. Aanvankelijk gebruikt in kleine en middelgrote- servoaandrijvingen in de lucht- en ruimtevaart, robotica en huishoudelijke apparaten, worden ze nu op grote schaal toegepast in elektrische voertuigen, elektrische treinstellen en elektrische schepen. In de toekomst, met de voortdurende ontwikkeling van borstelloze gelijkstroommotortechnologie met permanente magneet en aanverwante ondersteunende technologieën, evenals de voortdurende vooruitgang van de menselijke samenleving, zullen borstelloze motoren met permanente magneet nog bredere toepassingen vinden.

Lineaire motoren

Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt in de motorontwerptheorie, waarbij de toepassing van lineaire motoren wordt bevorderd en opnieuw in de schijnwerpers wordt gezet.

De afgelopen jaren zijn lineaire motoren praktisch toegepast in industriële machines, spoorvervoer, liften, lanceerinrichtingen voor vliegdekschepen, elektromagnetische kanonnen, raketwerpers en onderzeeërs met elektromagnetische voortstuwing. De zogenaamde 'ruimtelift' die door de Verenigde Staten en andere landen wordt onderzocht, omvat het gebruik van lineaire motoren om space shuttles of ruimtevaartuigen de ruimte in te lanceren.

In computerschijfstations is er een type motor dat de lees-/schrijfkop aandrijft, een zogenaamde spreekspoelmotor, die ook als een type lineaire motor kan worden beschouwd.

Lineaire motoren zijn niet beperkt tot elektromotoren; er zijn ook lineaire generatoren. Figuur 2-7 toont een golfaangedreven lineaire generator.

Stappenmotoren
Stappenmotoren zetten elektrische pulssignalen om in hoekverplaatsing om de rotorrotatie te regelen en dienen als actuatoren in automatische besturingsapparaten. Elk ingangspulssignaal zorgt ervoor dat de stappenmotor een stap vooruit gaat, daarom wordt deze ook wel een pulsmotor genoemd. Met de ontwikkeling van micro-elektronica en computertechnologie neemt de vraag naar stappenmotoren dagelijks toe, en deze worden in alle sectoren van de nationale economie gebruikt.

De aandrijfvoeding voor een stappenmotor bestaat uit een pulssignaalbron van een frequentieomvormer, een pulsverdeler en een pulsversterker, die pulsstroom levert aan de motorwikkelingen. De bedrijfsprestaties van een stappenmotor zijn afhankelijk van de goede coördinatie tussen de motor en de voeding van de aandrijving.

Stappenmotoren worden op basis van hun motortype ingedeeld in twee basistypen: elektromechanisch en magneto-elektrisch. Elektromechanische stappenmotoren bestaan ​​uit een ijzeren kern, spoelen en tandwielmechanismen. Wanneer de solenoïdespoel wordt bekrachtigd, genereert deze een magnetische kracht, die de ijzeren kern activeert, waardoor deze beweegt. Het tandwielmechanisme roteert de uitgaande as onder een hoek, en een anti-rotatietandwiel houdt de uitgaande as in de nieuwe werkpositie. Wanneer de spoel weer wordt bekrachtigd, draait de as onder een andere hoek, enzovoort, waardoor een stapbeweging wordt uitgevoerd. Elektromagnetische stappenmotoren zijn er hoofdzakelijk in drie vormen: permanente magneet, reactieve en permanente magneetinductie.

Supergeleidende motoren Supergeleidende motoren verschillen niet veel van gewone motoren in termen van elektromechanische energieconversieprincipes, behalve dat hun wikkelingen supergeleidende materialen gebruiken, die de afmetingen aanzienlijk kunnen verkleinen en energie kunnen besparen. Omdat voor supergeleiding koelapparatuur nodig is, is de structuur bijzonder complex, en daarom worden ze over het algemeen alleen gebruikt in grote generatoren of motoren (zoals die worden gebruikt voor het voortbewegen van enorme schepen). Figuur 2-9 toont een supergeleidende gelijkstroommotor voor schepen.

Ultrasone piëzo-elektrische motoren Ultrasone piëzo-elektrische motoren zijn een nieuw type aandrijfapparaat dat halverwege de jaren tachtig werd ontwikkeld. Ze hebben geen magnetisch veld of wikkelingen en hun principe is compleet anders dan traditionele elektromagnetische motoren. Het maakt gebruik van het omgekeerde piëzo-elektrische effect van piëzo-elektrische materialen om elektrische energie om te zetten in ultrasone trillingen van een elastisch lichaam, en zet vervolgens wrijvingsoverdracht om in roterende of lineaire beweging van het bewegende lichaam. Dit type motor heeft voordelen zoals een lage bedrijfssnelheid, hoge output, compacte structuur, klein formaat en laag geluidsniveau. Bovendien wordt het niet beïnvloed door magnetische velden uit de omgeving en kan het worden toegepast op gebieden als biologische levenswetenschappen, optische instrumenten en machines met hoge precisie.