先進的電動機技術會影響電動機的外形尺寸、性能和效率。這些進步，如何影響您的下一個應用？
為什麼現在可以設計出性能更高的電動機和變頻器？答案似乎是更好的設計軟體，平均下來每年都要改進一次。現在可以設計出非常複雜的電機，以增強扭矩、功率、效率和功率因數。而在10 年前，這要困難得多。
軟體的複雜性，已大大改善了電機以及驅動和控制的設計。
1. 永磁電機仍然是最受歡迎的電機，假設應用可以承受磁鐵的高成本。
2. 同步磁阻電機之所以重要，是因為在驅動和控制拓撲方面進行了改進。兩家總部位於歐洲的自動化公司，已經開始設計60Hz 的版本，但是可能還需要幾年時間才能推出完整的產品線。
3. 開關磁阻電機技術緊隨其後。對於自定義應用需求而言，在功能上可以超過同步磁阻電機。
4. 在創新程度上，感應電機跌至第四位。這主要是因為在工具和製造上，電動機供應商已經進行了大量的投資。由於投資資產和市場份額的原因，在滿足美國國家電氣製造商協會（NEMA）的要求和電機設計創新方面，電機公司經常採用「如果沒壞，就不要修理它」的策略。只有當市場要求它們提高性能時，它們才會做出改變。
永磁電機、同步磁阻和開關磁阻電機則需要在工具上進行更多的投資和更高的生產率，才能以低於目前成本的方式實現更多的應用。下面是電機創新的一些亮點。
▎西門子的Simotics MV449 Above-NEMA 電機，與市場上的其它機架相比，該電機的功率高出14％以上。
儘管其它類型的電機可以使用變頻器，但開關磁阻電機必須具有完全獨立的驅動器。由於用戶需要完整的電機驅動系統，因此該電機往往需要定製。它適用於一個或一組特定應用。通常直到該應用投入生產後，才能在網絡上找到它。
一家英國公司SR Drives 所生產的開關磁阻電機性能很高，與交流矢量電機相比，效率提高了10％。
線性實驗室介紹了開關磁阻電機在直接驅動電動汽車應用中的使用。它描述了一種輪轂內汽車驅動設計：在輪轂內配置兩個或四個電動機，是集中式電力驅動電動機的競爭者。線性實驗室電機以旋轉和線性方式運行，該公司聲稱能提供迄今為止現有任何電機兩倍的驅動力。
該設計具有一些主要優點，包括重量更輕、範圍更廣、維護更少。功率因數是該設計的一個缺點，通常降低約10％。
最新型的永磁輔助同步磁阻電機，在轉子結構中增加了鐵氧體磁體，從而改善了扭矩、功率和功率因數。電機驅動創新者的下一個目標是全電動飛機。
勞斯萊斯公司已經注意到需要開發更好的液體燃料，以跟上電動馬達的發展趨勢。西門子被確定為這一應用的電機供應商。勞斯萊斯發動機也需要商用飛機的渦輪發動機。製造小型全電動飛機電機驅動裝置是可能的，商用渦輪電動發動機似乎有可能在10 年內實現。
同步磁阻電動機在更低的負載（50％）下，比感應電動機和永磁電動機工作的更好。並且可在較寬的速度範圍內工作。
高性能電機可以是混合設計。迄今為止，性能最高的扭矩密度電機似乎是梅賽德斯. 奔馳i3 牽引電機。轉子結構是將表面磁鐵和埋入磁鐵，以複雜方式結合在一起。
本文來自於控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2020年10月刊《聚焦自動化》欄目，原標題為：高性能電機設計
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