Развитие электрических двигателей в настоящее время идет в следующих направлениях:
-
улучшение энергетических и эксплуатационных характеристик;
-
повышение КПД, снижение материалоемкости и шума, повышение надежности и долговечности работы;
-
лучшее согласование двигателей и питающих их силовых полупроводниковых преобразователей;
-
расширение парка электродвигателей специализированного исполнения, объектно-ориентированных для конкретных условий применения.
Современные электродвигатели постоянного тока совершенствуются благодаря применению в щёточно-коллекторном узле металловолокнистых и металлокерамических материалов, что позволяет существенно повысить окружную скорость коллекторов этих двигателей. Однако необходимость применения щёточно-коллекторого узла и связанные с этим недостатки двигателей постоянного тока традиционных исполнений привели в последующие годы к сокращению доли их выпуска по сравнению с двигателями переменного тока.
Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели являются конструктивно наиболее простыми и надёжными, поэтому они получили в последнее время широкое распространение в частотно-регулируемых электроприводах с автономными инверторами (преобразователями частоты), осуществляющими широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Совершенствование этих двигателей происходит за счёт использования новых материалов и более эффективных способов интенсивного охлаждения.
Перспективы применения асинхронных электродвигателей с фазным, ротором, связаны с их использованием в системах машин двойного питания.
Синхронные электродвигатели традиционно применяются в диапазоне мощностей от сотен киловатт и выше. Их совершенствование происходит за счёт исключения контактов путём перехода на вращающиеся выпрямители и применение постоянных магнитов.
Безусловную перспективу имеют вентильные двигатели, которые, являясь по существу синхронными двигателями, рассматриваются часто как двигатели постоянного тока в связи с тем, что питание их производится от сети постоянного тока через автономный инвертор, управляемый сигналами от датчиков положения ротора.
Вентильные двигатели с высококоэрцитивными магнитами на роторе имеют минимальную удельную массу по сравнению с любыми другими машинами. Поэтому с их использованием эффективно решаются вопросы конструирования мехатронных модулей.
В настоящее время интенсивное развитие получили вентильно-индукторные электродвигатели и электродвигатели с когтеобразными полюсами. Такие электродвигатели имеют наиболее простой ротор, выполненный из магнитомягкого сердечника. Поэтому они допускают высокие частоты вращения ротора и обладают высокой надёжностью.
В диапазоне малых мощностей традиционно продолжают развиваться шаговые электродвигатели, которые в силу своих конструктивных особенностей обеспечивают создание компактных многокоординатных мехатронных модулей с дискретным характером перемещений.
Техническое состояние электродвигателей в современных системах регулируемого электропривода постоянно подвергается контролю и диагностике. В связи с этим кроме датчиков скорости, положения ротора, датчиков Холла в двигатели встраиваются также датчики температуры и вибраций, что позволяет повысить эксплуатационную надёжность электродвигателей.
Другим направлением повышения надёжности работы электродвигателей в производственных условиях является переход на конструктивно закрытые варианты их исполнения с использованием методов интенсивного поверхностного охлаждения. Это позволяет исключить дисбаланс вращающихся частей двигателей за счёт электростатического оседания на них производственной пыли при самовентиляции и устранить преждевременное разрушение подшипниковых узлов и опор из-за их вибраций.