Princípio do motor elétrico

Um motor elétrico é um conversor eletromecânico (máquina elétrica) que converte energia elétrica em energia mecânica. Em motores elétricos convencionais geram-se bobinas condutoras de corrente, campos magnéticos cujas forças de atração mútua e repulsão são implementadas em movimento. Assim, o motor elétrico é a contrapartida do gerador construído muito similar que converte a potência do motor em energia elétrica. Os motores elétricos geralmente geram movimentos rotativos, mas também podem ser usados ​​para movimentos translatórios (atuador linear). Os motores elétricos são usados ​​para acionar muitos equipamentos, máquinas e veículos.

Princípio da Operação
Motores elétricos são dispositivos que transformam energia elétrica em energia mecânica. O meio dessa transformação de energia em motores elétricos é o campo magnético. Existem diferentes tipos de motores elétricos e cada tipo tem componentes diferentes cuja estrutura determina a interação dos fluxos elétrico e magnético que causam a força ou o torque do motor.

O princípio fundamental é que descreve como uma força é causada pela interação de uma carga elétrica pontual q em campos elétricos e magnéticos é a lei de Lorentz:

Onde:
q: carga elétrica pontual
E: campo elétrico
v: velocidade de partícula
B: densidade do campo magnético

No caso de um campo puramente elétrico, a expressão da equação é reduzida para:

A força neste caso é determinada somente pela carga q e pelo campo elétrico E. É a força de Coulomb que atua ao longo do condutor originando o fluxo elétrico, por exemplo nas bobinas do estator das máquinas de indução ou no rotor dos motores de corrente contínua.

No caso de um campo puramente magnético:

A força é determinada pela carga, a densidade do campo magnético B e a velocidade da carga v. Esta força é perpendicular ao campo magnético e a direção da velocidade da carga. Normalmente há muitas cargas em movimento, por isso é conveniente reescrever a expressão em termos de densidade de carga Fv (força por unidade de volume):

Para o produto  é conhecida como densidade de corrente J (amperes por metro quadrado):

Então a expressão resultante descreve a força produzida pela interação da corrente com um campo magnético:

Este é um princípio básico que explica como as forças se originam em sistemas eletromecânicos, como motores elétricos. Entretanto, a descrição completa para cada tipo de motor elétrico depende de seus componentes e de sua construção.

Motor linear
Um motor linear é essencialmente qualquer motor elétrico que tenha sido “desenrolado” de modo que, em vez de produzir um torque (rotação), ele produza uma força de linha reta ao longo de seu comprimento.

Motores lineares são mais comumente motores de indução ou motores de passo. Os motores lineares são comumente encontrados em muitas montanhas-russas, onde o movimento rápido do vagão sem motor é controlado pelo trilho. Eles também são usados ​​em trens maglev, onde o trem “voa” sobre o solo. Em menor escala, a plotter de canetas HP 7225A da era de 1978 usava dois motores de passo linear para mover a caneta ao longo dos eixos X e Y.

Eletromagnetismo

Força e torque
A finalidade fundamental da grande maioria dos motores elétricos do mundo é induzir eletromagneticamente o movimento relativo em um espaço de ar entre um estator e um rotor para produzir torque útil ou força linear.

De acordo com a lei de força de Lorentz, a força de um condutor de corda pode ser dada simplesmente por:

ou mais geralmente, para lidar com condutores com qualquer geometria:

As abordagens mais gerais para calcular as forças nos motores usam tensores.

Poder
Onde rpm é velocidade do eixo e T é torque, a saída de potência mecânica de um motor Pem é dada por,

em unidades britânicas com T expressas em libras-pé,
 (cavalos de potência) e,

em unidades do SI com velocidade angular do eixo expressa em radianos por segundo, e T expressa em newton-metros,
 (watts)

Para um motor linear, com a força F expressa em newtons e a velocidade v expressa em metros por segundo,

 (watts)

Em um motor assíncrono ou de indução, a relação entre a velocidade do motor e o poder de entreferro é, negligenciando o efeito de pele, dado pelo seguinte:
 , Onde

Rr – resistência do rotor
Eu _r ² – quadrado de corrente induzida no rotor
s – escorregamento do motor; isto é, diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade de escorregamento, que fornece o movimento relativo necessário para a indução de corrente no rotor.

De volta
Como os enrolamentos de armadura de uma corrente contínua ou motor universal estão se movendo através de um campo magnético, eles têm uma tensão induzida neles. Essa tensão tende a se opor à tensão de alimentação do motor e, portanto, é chamada de “força eletromotriz de retorno (fem)”. A tensão é proporcional à velocidade de funcionamento do motor. A parte traseira do motor, mais a queda de tensão na resistência interna do enrolamento e nas escovas, devem ser iguais à tensão nas escovas. Isso fornece o mecanismo fundamental de regulação de velocidade em um motor de corrente contínua. Se a carga mecânica aumenta, o motor desacelera; um menor emf de volta resulta, e mais corrente é tirada da provisão. Esta corrente aumentada fornece o torque adicional para equilibrar a nova carga.
Em máquinas de corrente alternada, às vezes é útil considerar uma fonte de backf dentro da máquina; Por exemplo, isto é particularmente preocupante para a regulação de velocidade próxima dos motores de indução em VFDs.

Perdas
As perdas do motor são devidas principalmente a perdas resistivas nos enrolamentos, perdas no núcleo e perdas mecânicas nos rolamentos, e perdas aerodinâmicas, particularmente onde ventiladores de resfriamento estão presentes, também ocorrem.

Perdas também ocorrem em comutação, comutadores mecânicos e comutadores eletrônicos e também dissipam o calor.

Eficiência
Para calcular a eficiência de um motor, a potência de saída mecânica é dividida pela potência de entrada elétrica:
 ,

Onde  é a eficiência de conversão de energia,  é energia de entrada elétrica e  é a potência de saída mecânica:

Onde  é tensão de entrada  é corrente de entrada, T é torque de saída e  é a velocidade angular de saída. É possível derivar analiticamente o ponto de máxima eficiência.Normalmente, é menor que 1/2 do torque de parada.

Diversas autoridades reguladoras em muitos países introduziram e implementaram legislação para incentivar a fabricação e o uso de motores elétricos de maior eficiência.

Fator de bondade
Eric Laithwaite propôs uma métrica para determinar a “bondade” de um motor elétrico: 

Onde:
 é o fator bondade (fatores acima de 1 provavelmente serão eficientes)
 são as áreas de seção transversal do circuito magnético e elétrico
 são os comprimentos dos circuitos magnéticos e elétricos
 é a permeabilidade do núcleo
 é a frequência angular em que o motor é acionado

A partir disso, ele mostrou que os motores mais eficientes provavelmente possuem pólos magnéticos relativamente grandes. No entanto, a equação só está diretamente relacionada aos motores não PM.

Parâmetros de desempenho

Capacidade de torque dos tipos de motor
Todos os motores eletromagnéticos, e isso inclui os tipos mencionados aqui, derivam o torque do produto vetorial dos campos que interagem. Para calcular o torque, é necessário conhecer os campos no entreferro. Uma vez que estes tenham sido estabelecidos por análise matemática usando FEA ou outras ferramentas, o torque pode ser calculado como a integral de todos os vetores de força multiplicados pelo raio de cada vetor. A corrente que flui no enrolamento está produzindo os campos e, para um motor que usa um material magnético, o campo não é linearmente proporcional à corrente. Isso dificulta o cálculo, mas um computador pode fazer os muitos cálculos necessários.

Uma vez feito isso, uma figura relacionando a corrente ao torque pode ser usada como um parâmetro útil para a seleção do motor. O torque máximo para um motor dependerá da corrente máxima, embora isso geralmente seja utilizável apenas até que as considerações térmicas tenham precedência.

Quando idealmente projetado dentro de uma determinada restrição de saturação do núcleo e para uma determinada corrente ativa (ou seja, corrente de torque), tensão, número de pares de polos, freqüência de excitação (isto é, velocidade síncrona) e densidade de fluxo de entreferro, todas as categorias de motores elétricos ou geradores exibirão virtualmente o mesmo torque de eixo contínuo máximo (ou seja, torque operacional) dentro de uma determinada área de entreferro com fendas de enrolamento e profundidade de ferro de fundo, que determina o tamanho físico do núcleo eletromagnético. Algumas aplicações exigem bursts de torque além do torque operacional máximo, como picos de torque curtos para acelerar um veículo elétrico da paralisação. Sempre limitada pela saturação do núcleo magnético ou pelo aumento e tensão seguros da temperatura de operação, a capacidade para rajadas de torque além do torque máximo operacional difere significativamente entre as categorias de motores elétricos ou geradores.

A capacidade para rajadas de torque não deve ser confundida com a capacidade de enfraquecimento de campo. O enfraquecimento de campo permite que uma máquina elétrica opere além da frequência projetada de excitação. O enfraquecimento de campo é feito quando a velocidade máxima não pode ser alcançada aumentando a tensão aplicada. Isso se aplica somente aos motores com campos controlados por corrente e, portanto, não pode ser alcançado com motores de ímã permanente.

As máquinas elétricas sem uma topologia de circuito de transformador, como a dos WRSMs ou PMSMs, não podem atingir rajadas de torque superiores ao torque máximo projetado sem saturar o núcleo magnético e tornar inútil qualquer aumento de corrente. Além disso, o conjunto do imã permanente dos PMSMs pode sofrer danos irreparáveis ​​se forem tentadas rajadas de torque que excedam a capacidade máxima de torque operacional.

Máquinas elétricas com topologia de circuito de transformador, como máquinas de indução, máquinas elétricas de indução duplamente alimentadas e máquinas de indução ou rotor síncrono enrolado duplamente (WRDF), exibem picos muito altos de torque, porque a corrente ativa induzida por fem em Os lados do transformador opõem-se mutuamente e, portanto, não contribuem em nada para a densidade de fluxo do núcleo magnético acoplado ao transformador, o que de outra forma levaria à saturação do núcleo.

Máquinas elétricas que dependem de indução ou princípios assíncronos curto-circuito uma porta do circuito do transformador e, como resultado, a impedância reativa do circuito transformador torna-se dominante como escorregamento aumenta, o que limita a magnitude da corrente ativa (ou seja, real). Ainda assim, surtos de torque que são duas a três vezes maiores do que o torque máximo de projeto são realizáveis.

A máquina síncrona dupla rotor bobina-ferida sem escovas (BWRSDF) é a única máquina elétrica com uma topologia de circuito de transformador verdadeiramente dupla (ou seja, ambas as portas independentemente excitadas sem porta em curto-circuito). A topologia de circuito de transformador de duas portas é conhecida por ser instável e requer um conjunto de escova de anel deslizante multifásico para propagar potência limitada ao conjunto de enrolamento do rotor. Se houvesse um meio de precisão para controlar instantaneamente o ângulo de torque e o escorregamento para operação síncrona durante o motor ou a geração enquanto simultaneamente fornecia energia sem escovas para o conjunto de enrolamento do rotor, a corrente ativa da máquina BWRSDF seria independente da impedância reativa do circuito do transformador e rajadas de torque significativamente maiores do que o torque operacional máximo e muito além da capacidade prática de qualquer outro tipo de máquina elétrica seriam realizáveis. Torques com mais de oito vezes o torque operacional foram calculados.

Densidade de torque contínuo
A densidade de torque contínuo das máquinas elétricas convencionais é determinada pelo tamanho da área de entreferro e a profundidade de ferro de fundo, que são determinadas pela potência nominal do conjunto de enrolamento da armadura, a velocidade da máquina e a capacidade de densidade de fluxo de lacuna antes da saturação do núcleo. Apesar da alta coercividade dos ímãs permanentes de neodímio ou samário-cobalto, a densidade de torque contínua é virtualmente a mesma entre as máquinas elétricas com conjuntos de enrolamento de armadura projetados de maneira ideal. A densidade de torque contínuo refere-se ao método de resfriamento e período permissível de operação antes da destruição por superaquecimento de enrolamentos ou dano do ímã permanente.

Outras fontes afirmam que várias topologias de máquinas eletrônicas têm densidade de torque diferente. Uma fonte mostra o seguinte:

onde – a densidade de torque específica é normalizada para 1,0 para o SPM – CA sem escova, condução de corrente de 180 °, SPM é uma máquina de Ímã Permanente de Superfície.

A densidade de torque é aproximadamente quatro vezes maior para motores elétricos que são resfriados por líquido, em comparação com aqueles que são resfriados a ar.

Uma fonte que compara corrente contínua (CC), motores de indução (IM), motores síncronos de ímã permanente (PMSM) e motores de relutância comutados (SRM) mostrou:

Outra fonte observa que as máquinas síncronas de ímã permanente de até 1 MW têm densidade de torque consideravelmente maior do que as máquinas de indução.

Densidade de potência contínua
A densidade de potência contínua é determinada pelo produto da densidade de torque contínua e a faixa de velocidade de torque constante da máquina elétrica.

Motores magnéticos especiais

Rotativo

Motor de rotor sem ferro ou sem núcleo
Nada no princípio de qualquer um dos motores descritos acima requer que as porções de ferro (aço) do rotor realmente girem. Se o material magnético do rotor é feito na forma de um cilindro, então (exceto pelo efeito da histerese) o torque é exercido apenas nos enrolamentos dos eletroímãs.Aproveitando este fato é o motor DC coreless ou ironless, uma forma especializada de um motor DC de ímã permanente. Otimizados para aceleração rápida, esses motores têm um rotor que é construído sem qualquer núcleo de ferro. O rotor pode assumir a forma de um cilindro cheio de enrolamento ou de uma estrutura autoportante, compreendendo apenas o fio magnético e o material de ligação. O rotor pode caber dentro dos ímãs do estator; um cilindro estacionário magneticamente macio dentro do rotor fornece um caminho de retorno para o fluxo magnético do estator. Uma segunda disposição tem o cesto de enrolamento do rotor em torno dos ímans do estator. Nesse projeto, o rotor se encaixa dentro de um cilindro magneticamente macio que pode servir de alojamento para o motor e, da mesma forma, fornece um caminho de retorno para o fluxo.

Porque o rotor é muito mais leve em peso do que um rotor convencional formado a partir de enrolamentos de cobre em laminações de aço, o rotor pode acelerar muito mais rapidamente, muitas vezes atingindo uma constante de tempo mecânica inferior a um ms. Isto é especialmente verdadeiro se os enrolamentos usarem alumínio em vez do cobre mais pesado. Mas como não há massa de metal no rotor para atuar como dissipador de calor, até mesmo pequenos motores sem núcleo devem ser resfriados com ar forçado. O superaquecimento pode ser um problema para projetos de motores DC sem cor. Softwares modernos, como o Motor-CAD, podem ajudar a aumentar a eficiência térmica de motores enquanto ainda estão em fase de projeto.

Entre esses tipos estão os tipos de disco-rotor, descritos com mais detalhes na próxima seção.

O alerta vibratório de telefones celulares é gerado, às vezes, por minúsculos tipos de campo de ímãs permanentes cilíndricos, mas há também tipos em forma de disco que possuem um magneto de campo de disco multipolar fino e uma estrutura de rotor de plástico moldado intencionalmente desequilibrada com duas bobinas sem núcleo ligadas. As escovas de metal e um comutador plano ligam a energia às bobinas do rotor.

Atuadores de curso limitado relacionados não têm núcleo e uma bobina colada colocada entre os pólos de ímãs permanentes finos de alto fluxo. Estes são os posicionadores de cabeça rápidos para unidades de disco rígido (“disco rígido”). Embora o design contemporâneo difira consideravelmente do dos alto-falantes, ele ainda é vagamente (e incorretamente) chamado de estrutura de “bobina de voz”, porque algumas cabeças de disco rígido anteriores moviam-se em linhas retas e tinham uma estrutura de acionamento muito parecida. a de um alto-falante.

Motor de panqueca ou rotor axial
A armadura impressa ou motor de panqueca tem os enrolamentos em forma de um disco que corre entre matrizes de ímãs de alto fluxo. Os magnetos são dispostos em um círculo voltado para o rotor com espaço intermediário para formar um espaço de ar axial. Este projeto é comumente conhecido como o motor de panqueca por causa de seu perfil plano. A tecnologia tem muitos nomes de marcas desde a sua criação, como o ServoDisc.

A armadura impressa (originalmente formada em uma placa de circuito impresso) em um motor de armadura impresso é feita de folhas de cobre perfuradas que são laminadas juntas usando compósitos avançados para formar um disco rígido fino. A armadura impressa tem uma construção única no mundo do motor escovado, pois não possui um comutador de anel separado. As escovas correm diretamente na superfície da armadura, tornando todo o design muito compacto.

Um método de fabricação alternativo é usar fio de cobre enrolado plano com um comutador convencional central, em forma de flor e pétala. Os enrolamentos são tipicamente estabilizados com sistemas elétricos de envasamento de epóxi. São epoxis preenchidos que possuem viscosidade mista moderada e tempo de gelagem longo. Destacam-se por baixo encolhimento e baixa exotermia, e são tipicamente UL 1446 reconhecidos como um composto de encapsulamento isolado com 180 ° C, classificação Classe H.

A vantagem exclusiva dos motores DC sem ferro é a ausência de cogging (variações de torque causadas pela mudança de atração entre o ferro e os ímãs). Correntes parasitas parasitas não podem se formar no rotor, uma vez que são totalmente sem ferro, embora os rotores de ferro sejam laminados. Isso pode melhorar bastante a eficiência, mas os controladores de velocidade variável devem usar uma taxa de comutação mais alta (& gt; 40 kHz) ou DC por causa da diminuição da indução eletromagnética.

Esses motores foram originalmente inventados para acionar o (s) cabrestante (s) de unidades de fita magnética, onde tempo mínimo para atingir a velocidade de operação e distância mínima de parada era crítico. Os motores de panqueca são amplamente utilizados em sistemas servocontrolados de alto desempenho, sistemas robóticos, automação industrial e dispositivos médicos. Devido à variedade de construções disponíveis atualmente, a tecnologia é usada em aplicações de bombas de alta temperatura para bombas de baixo custo e servos básicos.

Outra abordagem (Magnax) é usar um único estator colocado entre dois rotores. Um desses projetos produziu uma potência de pico de 15 kW / kg, energia sustentada em torno de 7,5 kW / kg.Este motor de fluxo axial sem jugo oferece um caminho de fluxo mais curto, mantendo os ímãs mais distantes do eixo. O design permite que a projeção do enrolamento seja zero; 100% dos enrolamentos estão ativos. Isso é aprimorado com o uso de fio de cobre de seção retangular. Os motores podem ser empilhados para trabalhar em paralelo. As instabilidades são minimizadas garantindo que os dois discos do rotor coloquem forças iguais e opostas no disco do estator. Os rotores são conectados diretamente um ao outro através de um anel de eixo, cancelando as forças magnéticas.

Os motores Magnax variam em tamanho de 15 a 5,4 metros (5,9 pol. A 8 pés) de diâmetro.

Servo motor
Um servomotor é um motor, muitas vezes vendido como um módulo completo, que é usado dentro de um sistema de controle de realimentação de controle de posição ou controle de velocidade. Os servomotores são usados ​​em aplicações como máquinas-ferramentas, plotadoras de caneta e outros sistemas de processo. Motores destinados a uso em um servomecanismo devem ter características bem documentadas para velocidade, torque e potência. A velocidade x curva de torque é muito importante e é alta relação para um servomotor. Características de resposta dinâmica, como a indutância do enrolamento e a inércia do rotor, também são importantes; esses fatores limitam o desempenho geral do loop de servomecanismo. Os servo-loops grandes, poderosos, mas de resposta lenta, podem usar motores convencionais CA ou CC e sistemas de acionamento com feedback de posição ou velocidade no motor. À medida que os requisitos de resposta dinâmica aumentam, projetos de motores mais especializados, como motores sem núcleo, são usados. A superior densidade de potência e as características de aceleração dos motores CA, comparadas às dos motores CC, tendem a favorecer as aplicações de ímã permanente síncrono, BLDC, indução e inversor SRM.

Um sistema servo difere de algumas aplicações do motor de passo em que o feedback de posição é contínuo enquanto o motor está funcionando. Um sistema de passo opera inerentemente em malha aberta – contando com o motor para não “perder passos” para precisão de curto prazo – com qualquer retorno, como um interruptor “doméstico” ou um encoder de posição sendo externo ao sistema do motor. Por exemplo, quando uma típica impressora matricial de computador é inicializada, seu controlador faz com que o acionador do motor de passo da cabeça de impressão fique no limite da esquerda, onde um sensor de posição define a posição inicial e interrompe o passo. Enquanto a energia estiver ligada, um contador bidirecional no microprocessador da impressora acompanhará a posição da cabeça de impressão.

Motor de passo
Os motores de passo são um tipo de motor freqüentemente usado quando rotações precisas são necessárias. Em um motor de passo, um rotor interno contendo ímãs permanentes ou um rotor magneticamente macio com pólos salientes é controlado por um conjunto de ímãs externos que são trocados eletronicamente. Um motor de passo também pode ser considerado como um cruzamento entre um motor elétrico de corrente contínua e um solenóide rotativo. Como cada bobina é energizada por sua vez, o rotor se alinha com o campo magnético produzido pelo enrolamento do campo energizado. Ao contrário de um motor síncrono, em sua aplicação, o motor de passo pode não girar continuamente; em vez disso, “etapas” – inicia e, em seguida, pára de novo – de uma posição para a próxima, à medida que os enrolamentos de campo são energizados e desenergizados em sequência. Dependendo da seqüência, o rotor pode virar para frente ou para trás, e pode mudar de direção, parar, acelerar ou desacelerar arbitrariamente a qualquer momento.

Drivers de motor simples de passo energizam totalmente ou desenergizam completamente os enrolamentos de campo, levando o rotor a “engrenar” a um número limitado de posições; motoristas mais sofisticados podem controlar proporcionalmente a potência para os enrolamentos de campo, permitindo que os rotores se posicionem entre os pontos de engrenagem e, assim, girem extremamente suavemente. Esse modo de operação é geralmente chamado de microstepping. Os motores de passo controlados por computador são uma das formas mais versáteis de sistemas de posicionamento, particularmente quando fazem parte de um sistema digital controlado por servo.

Os motores de passo podem ser girados com facilidade em um ângulo específico em etapas discretas e, portanto, os motores de passo são usados ​​para posicionamento da cabeça de leitura / gravação em unidades de disquete de computador. Eles foram usados ​​para o mesmo propósito em unidades de disco de computador pré-gigabyte, onde a precisão e a velocidade oferecidas eram adequadas para o posicionamento correto da cabeça de leitura / gravação de uma unidade de disco rígido. À medida que a densidade do inversor aumentava, as limitações de precisão e velocidade dos motores de passo os tornavam obsoletos para discos rígidos – a limitação de precisão os tornava inutilizáveis ​​e a limitação de velocidade os tornava não competitivos – portanto, os discos rígidos mais novos usam sistemas de atuadores de cabeça baseados em bobinas de voz. (O termo “bobina de voz” neste contexto é histórico; refere-se à estrutura em um alto-falante típico tipo cone. Essa estrutura foi usada por algum tempo para posicionar as cabeças. Os acionamentos modernos têm um suporte de bobina articulado; Para trás e para frente, algo como uma lâmina de um ventilador rotativo.No entanto, como uma bobina de voz, modernos condutores de bobina de atuador (o fio magnético) se movem perpendicularmente às linhas de força magnética.

Os motores de passo eram e ainda são usados ​​em impressoras de computador, scanners ópticos e fotocopiadoras digitais para mover o elemento de escaneamento óptico, o carro da cabeça de impressão (de matriciais e impressoras a jato de tinta) e o cilindro de impressão ou rolos de alimentação. Da mesma forma, muitas plotadoras de computadores (que desde o início da década de 1990 foram substituídas por impressoras a jato de tinta e a laser de grande formato) usavam motores de passo rotativos para o movimento de canetas e pratos; as alternativas típicas aqui eram motores de passo lineares ou servomotores com sistemas de controle analógicos de malha fechada.

Os chamados relógios de pulso analógicos de quartzo contêm os menores motores de passo comuns; eles têm uma bobina, consomem muito pouca energia e têm um rotor de imã permanente.O mesmo tipo de motor aciona relógios de quartzo movidos a bateria. Alguns desses relógios, como os cronógrafos, contêm mais de um motor de passo.

Intimamente relacionados no projeto aos motores síncronos CA trifásicos, motores de passo e SRMs são classificados como tipo de motor de relutância variável. Os motores de passo eram e ainda são usados ​​frequentemente em impressoras de computador, scanners ópticos e máquinas de controle numérico computadorizado (CNC), como roteadores, cortadores de plasma e tornos CNC.

Motores não magnéticos
Um motor eletrostático é baseado na atração e repulsão da carga elétrica. Normalmente, os motores eletrostáticos são o duplo dos motores convencionais baseados em bobinas. Eles normalmente requerem uma fonte de alimentação de alta voltagem, embora motores muito pequenos empreguem voltagens mais baixas. Em vez disso, os motores elétricos convencionais empregam atração e repulsão magnética e exigem alta corrente em baixas tensões. Na década de 1750, os primeiros motores eletrostáticos foram desenvolvidos por Benjamin Franklin e Andrew Gordon. Hoje, o motor eletrostático encontra uso freqüente em sistemas microeletromecânicos (MEMS), onde suas tensões de acionamento estão abaixo de 100 volts, e onde as placas móveis são muito mais fáceis de fabricar do que bobinas e núcleos de ferro. Além disso, o maquinário molecular que opera as células vivas é frequentemente baseado em motores eletrostáticos lineares e rotativos.

Um motor piezoeléctrico ou motor piezoeléctrico é um tipo de motor eléctrico baseado na alteração da forma de um material piezoeléctrico quando é aplicado um campo eléctrico. Os motores piezoelétricos fazem uso do efeito piezoelétrico inverso pelo qual o material produz vibrações acústicas ou ultra-sônicas para produzir movimento linear ou rotativo. Em um mecanismo, o alongamento em um único plano é usado para fazer uma série se estender e manter a posição, semelhante à maneira como uma lagarta se move.

Um sistema de propulsão de espaçonave movido a eletricidade usa tecnologia de motor elétrico para impulsionar espaçonaves no espaço sideral, sendo a maioria dos sistemas baseados em propulsão elétrica a alta velocidade, com alguns sistemas baseados em princípios eletrodinâmicos de propulsão à magnetosfera.