סיווג של מנועים למטרות כלליות-

מנועים ללא מברשות מגנטים קבועים

מקורם של מנועים ללא מברשות בסוף שנות ה-60 של המאה ה-20 והתפתחו במהירות לצד טכנולוגיית חומרי מגנט קבוע, מיקרואלקטרוניקה ואלקטרוניקה כוח וטכנולוגיית מנועים. מנוע ללא מברשות הוא מוצר משולב אלקטרומכני טיפוסי, המורכב בעיקר מגוף המנוע, חיישן מיקום ומעגלי מיתוג אלקטרוניים. מנוע ללא מברשות עם רוטור העשוי מחומר מגנט קבוע נקרא גם מנוע ללא מברשות מגנט קבוע, ורובם המכריע של המנועים ללא מברשות משתמשים ברוטורים מגנט קבוע.

ניתן לחלק מנועים ללא מברשות מגנטים קבועים לשני סוגים: מנועי DC ללא מברשות (BLDCM) המונעים על ידי גל מרובע (מוזרק בזרם גל מרובע לתוך פיתולי הסטטור של גוף המנוע) ומנועי מגנט סינכרוני קבוע (PMSM) המונעים על ידי גל סינוס. בהשוואה למנועי DC מוברשים מסורתיים, BLDCMs מחליפים את ההחלפה המכנית של מנועי DC המסורתיים בקומוטציה אלקטרונית והופכים את הסטטור והרוטור (הרוטור משתמש במגנטים קבועים), ובכך מבטל את הצורך במקומוט מכני ומברשות. PMSMs, לעומת זאת, מחליפות את פיתולי העירור ברוטור של מנוע סינכרוני-רוטור משוחרר במגנטים קבועים, תוך שמירה על הסטטור ללא שינוי, ובכך מבטל את הצורך בסלילי עירור, טבעות החלקה ומברשות. מכיוון שזרם הסטטור של BLDCM מונע על ידי גל מרובע, הרבה יותר קל למהפך להשיג גל מרובע באותם תנאים בהשוואה להנעה הסינוסואידאלית של PMSM. יתר על כן, השליטה בו פשוטה יותר מזו של PMSM (אם כי הביצועים שלו במהירויות נמוכות גרועות יותר משל PMSM-בעיקר בשל השפעת המומנט הפועם). לכן, BLDCMs זכו לתשומת לב רחבה יותר.

מנועים ללא מברשות מגנטים קבועים זכו לתשומת לב הולכת וגוברת בשל הביצועים המעולים שלהם והיתרונות הטכנולוגיים שאין להם תחליף. במיוחד מאז שנות ה-70 המאוחרות, התקדמות מהירה בטכנולוגיות תומכות כגון חומרים הידרומגנטיים של אדמה נדירה, אלקטרוניקת כוח ובקרת מחשב, יחד עם שיפורים מתמשכים בתהליכי ייצור מיקרו-מנועים, הובילו לשיפורים מתמשכים בטכנולוגיה ובביצועים של מנועים ללא מברשות מגנטים קבועים. בהתחלה נעשה בהם שימוש בכונני סרוו קטנים ובינוניים- בתעופה וחלל, רובוטיקה ומכשירי חשמל ביתיים, כיום הם מיושמים באופן נרחב בכלי רכב חשמליים, ביחידות מרובות חשמליות ובספינות חשמליות. בעתיד, עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיית מנוע DC ללא מברשות מגנט קבוע וטכנולוגיות תומכות נלוות, כמו גם ההתקדמות המתמשכת של החברה האנושית, מנועים ללא מברשות מגנט קבוע ימצאו יישומים רחבים עוד יותר.

מנועים ליניאריים

נרשמה התקדמות משמעותית בתורת התכנון המוטורי, תוך קידום היישום של מנועים ליניאריים והחזרתם לאור הזרקורים.

בשנים האחרונות, מנועים ליניאריים יושמו באופן מעשי במכונות תעשייתיות, תחבורה מסילות, מעליות, משגרי מטוסים של נושאות מטוסים, רובים אלקטרומגנטיים, משגרי טילים וצוללות הנעה אלקטרומגנטית. מה שנקרא "מעלית החלל" הנחקרת על ידי ארצות הברית ומדינות אחרות כרוכה בשימוש במנועים ליניאריים לשיגור מעבורות חלל או חלליות לחלל.

בכונני דיסקים למחשב, קיים סוג של מנוע המניע את ראש הקריאה/כתיבה הנקרא מנוע סליל קול, אשר יכול להיחשב גם כסוג של מנוע ליניארי.

מנועים לינאריים אינם מוגבלים למנועים חשמליים; יש גם גנרטורים ליניאריים. איור 2-7 מציג מחולל ליניארי מונע גל.

סטפר מוטורס
מנועי צעד ממירים אותות דופק חשמליים לתזוזה זוויתית כדי לשלוט בסיבוב הרוטור, המשמשים כמפעילים בהתקני בקרה אוטומטיים. כל אות דופק כניסה גורם למנוע הצעד לנוע צעד אחד קדימה, ומכאן שהוא נקרא גם מנוע דופק. עם התפתחות המיקרו-אלקטרוניקה וטכנולוגיית המחשב, הביקוש למנועי צעד עולה מדי יום, והם משמשים בכל מגזרי הכלכלה הלאומית.

ספק הכוח של הכונן למנוע צעד מורכב ממקור אות דופק של ממיר תדר, מפיץ דופק ומגבר פולסים, המספק זרם דופק לפיתולי המנוע. ביצועי הפעולה של מנוע צעדים תלויים בתיאום הטוב בין המנוע לאספקת הכוח של הכונן.

מנועי צעד מסווגים לשני סוגים בסיסיים על סמך סוג המנוע שלהם: אלקטרומכני ומגנטואלקטרי. מנועי צעד אלקטרומכניים מורכבים מליבת ברזל, סלילים ומנגנוני הילוכים. כאשר סליל הסולנואיד מופעל, הוא יוצר כוח מגנטי, המפעיל את ליבת הברזל, וגורם לה לנוע. מנגנון ההילוכים מסובב את פיר הפלט בזווית, וגלגל שיניים נגד סיבוב שומר את פיר הפלט במצב העבודה החדש. כאשר הסליל מופעל שוב, הציר מסתובב בזווית נוספת, וכן הלאה, מבצע תנועת דריכה. מנועי צעד אלקטרומגנטיים מגיעים בעיקר בשלוש צורות: מגנט קבוע, ריאקטיבי ואינדוקציה מגנט קבוע.

מנועים מוליכי-על מנועים מוליכי-על אינם שונים בהרבה ממנועים רגילים במונחים של עקרונות המרת אנרגיה אלקטרו-מכאנית, פרט לכך שהפיתולים שלהם משתמשים בחומרים מוליכים-על, אשר יכולים להקטין מאוד את הגודל ולחסוך באנרגיה. מכיוון שמוליכות-על דורשת ציוד קירור, המבנה מורכב במיוחד, ולכן הם משמשים בדרך כלל רק בגנרטורים או מנועים גדולים (כגון אלו המשמשים להנעת ספינות מסיביות). איור 2-9 מציג מנוע DC מוליך-על לאוניות.

מנועים פיזואלקטריים אולטראסוניים מנועים פיזואלקטריים אולטרסאונדים הם סוג חדש של התקן הנעה שפותח באמצע -1980. אין להם שדה מגנטי או פיתולים, והעיקרון שלהם שונה לחלוטין ממנועים אלקטרומגנטיים מסורתיים. הוא מנצל את ההשפעה הפיזואלקטרית ההפוכה של חומרים פיזואלקטריים כדי להמיר אנרגיה חשמלית לרטט קולי של גוף אלסטי, ולאחר מכן ממיר את העברת החיכוך לתנועה סיבובית או לינארית של הגוף הנע. לסוג זה של מנוע יש יתרונות כמו מהירות פעולה נמוכה, תפוקה גבוהה, מבנה קומפקטי, גודל קטן ורעש נמוך. יתר על כן, הוא אינו מושפע משדות מגנטיים סביבתיים וניתן ליישם אותו בתחומים כגון מדעי החיים הביולוגיים, מכשירים אופטיים ומכונות בעלות דיוק גבוה.