Mejora de motores eléctricos en sistemas de accionamiento eléctrico automatizado
El desarrollo de los motores eléctricos va actualmente en las siguientes direcciones:
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energía y rendimiento mejorados;
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aumentar la eficiencia, reducir el consumo de materiales y el ruido, aumentar la confiabilidad y la longevidad del trabajo;
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mejor adaptación de los motores y sus convertidores de semiconductores de potencia;
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ampliación de la flota de motores eléctricos con un diseño especializado, orientado a objetos para condiciones específicas de uso.
Los motores de CC modernos se mejoran debido al uso de fibras metálicas y materiales de metal-cerámica en el bloque del colector de cepillos, lo que puede aumentar significativamente la velocidad periférica de los colectores de estos motores. La necesidad de utilizar una unidad de recogida de escobillas y las desventajas asociadas de los motores de CC tradicionales llevaron en los años siguientes a una reducción en su participación de potencia en comparación con los motores de CA.
Los motores asíncronos de jaula de ardilla son estructuralmente los más simples y fiables, por lo que recientemente se han generalizado en accionamientos eléctricos controlados por frecuencia con inversores autónomos (convertidores de frecuencia) que realizan modulación de ancho de pulso (PWM)… La mejora de estos motores se debe al uso de nuevos materiales y métodos más eficientes de enfriamiento intensivo.
Las perspectivas de uso de motores eléctricos asíncronos con rotor de fase están asociadas a su uso en sistemas con máquinas de doble potencia.
Los motores eléctricos síncronos se utilizan tradicionalmente en el rango de potencia de cientos de kilovatios y más. Su mejora se debe a la eliminación de contactos al pasar a rectificadores rotativos y al uso de imanes permanentes.
Una perspectiva absoluta son los motores de válvula, que, siendo esencialmente motores síncronos, a menudo se consideran motores de CC debido al hecho de que se alimentan de la red de CC a través de un inversor autónomo controlado por señales de los sensores de posición del rotor.
Los motores de válvulas con imanes de rotor de alta fuerza tienen la gravedad específica más baja de cualquier máquina. Por lo tanto, con su uso, los problemas de diseño de los módulos mecatrónicos se resuelven de manera efectiva.
En la actualidad, los motores eléctricos de inducción de válvula y los motores eléctricos con polos cónicos han recibido un desarrollo intensivo. Dichos motores eléctricos tienen el rotor más simple hecho de un núcleo magnético blando. Por lo tanto, permiten altas velocidades de rotor y son muy fiables.
En la gama de baja potencia, tradicionalmente se han seguido desarrollando motores paso a paso que, por sus características de diseño, aseguran la creación de módulos mecatrónicos multieje compactos y de carácter discreto de movimientos.
El estado técnico de los motores eléctricos en los modernos sistemas de accionamiento eléctrico variable se supervisa y diagnostica constantemente. En este sentido, además de los sensores de velocidad, los sensores de posición del rotor, sensores Hall, temperatura y vibraciones también están integrados en los motores, lo que hace posible aumentar la fiabilidad operativa de los motores eléctricos.
Otra dirección para aumentar la confiabilidad de operación de los motores eléctricos en condiciones industriales es la transición a versiones constructivamente cerradas de su implementación utilizando métodos intensivos de enfriamiento superficial. Esto permite eliminar el desequilibrio de las partes giratorias de los motores debido a la deposición electrostática de polvo industrial sobre ellas durante la autoventilación y eliminar la destrucción prematura de conjuntos de cojinetes y soportes debido a sus vibraciones.