درایو الکتریکی توضیح داد: چگونه کار می کند، انواع و چرا اهمیت دارد

پیشرانه الکتریکی چیست و چگونه کار می کند؟

درایو الکتریکی سیستمی است که از انرژی الکتریکی برای کنترل سرعت، گشتاور و جهت یک بار مکانیکی موتور رانده استفاده می کند. در اساسی‌ترین سطح، یک درایو الکتریکی از سه عنصر اصلی تشکیل شده است: یک منبع نیرو، یک واحد تبدیل توان (مانند یک اینورتر فرکانس یا کنترل‌کننده موتور)، و یک موتور الکتریکی که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. سیستم محرک نحوه تحویل انرژی الکتریکی به موتور را کنترل می کند و امکان کنترل دقیق، کارآمد و پاسخگو بر خروجی را فراهم می کند - چه این خروجی چرخاندن تسمه نقاله، چرخاندن پروانه پمپ، شتاب دادن به وسیله نقلیه یا رانندگی با بازوی رباتیک باشد.

چیزی که یک درایو الکتریکی مدرن را از اتصال مستقیم موتور به منبع تغذیه متمایز می کند، هوشمندی تعبیه شده در واحد کنترل است. اتصال مستقیم موتور ولتاژ و فرکانس کامل را فوراً ارائه می دهد و به موتور چاره ای جز کار با یک سرعت ثابت و بدون توانایی تعدیل گشتاور یا تطبیق با شرایط بار متغیر نمی دهد. یک سیستم محرک الکتریکی یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی را بین منبع تغذیه و موتور قرار می دهد، که امکان تنظیم بی درنگ ولتاژ، جریان و فرکانس را بر اساس سیگنال های بازخورد سنسورهای نظارت بر سرعت، بار، دما و موقعیت فراهم می کند. این قابلیت کنترل، مزیت تعیین کننده فناوری محرک الکتریکی نسبت به جایگزین های مکانیکی با سرعت ثابت است.

اجزای اصلی یک سیستم محرک الکتریکی

درک اینکه چه چیزی یک سیستم محرک الکتریکی را تشکیل می دهد برای هرکسی که یکی را مشخص، راه اندازی یا نگهداری می کند ضروری است. در حالی که معماری های خاص بسته به کاربرد متفاوت است، اکثر سیستم های محرک الکتریکی مجموعه مشترکی از اجزای عملکردی را به اشتراک می گذارند که با هم کار می کنند تا خروجی مکانیکی کنترل شده را ارائه دهند.

مرحله منبع تغذیه و یکسو کننده

در سیستم های محرک الکتریکی AC، جریان متناوب ورودی از شبکه ابتدا توسط یک مدار یکسو کننده به جریان مستقیم تبدیل می شود. این مرحله باس DC انرژی را در خازن ها ذخیره می کند و یک ولتاژ میانی پایدار را فراهم می کند که مرحله اینورتر درایو می تواند سپس به شکل موج خروجی دقیق مورد نیاز موتور تعدیل کند. کیفیت این مرحله یکسوسازی مستقیماً بر ویژگی های اعوجاج هارمونیک درایو و سازگاری آن با شبکه برق تأثیر می گذارد. درایوهای الکتریکی با کارایی بالا دارای یکسو کننده‌های فعال جلویی هستند که هم هارمونیک‌های تزریق شده به منبع تغذیه را کاهش می‌دهند و هم ترمز احیاکننده را امکان‌پذیر می‌کنند - وقتی موتور کاهش سرعت می‌یابد، انرژی را به شبکه باز می‌گرداند.

اینورتر و کنترل PWM

اینورتر قلب سرعت متغیر است درایو الکتریکی . ولتاژ باس DC را می گیرد و از بانکی از ترانزیستورهای سوئیچینگ - معمولاً ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) - برای بازسازی یک خروجی AC با فرکانس متغیر و ولتاژ متغیر از طریق تکنیکی به نام مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می کند. با روشن و خاموش کردن سریع ترانزیستورها هزاران بار در ثانیه، درایو یک شکل موج AC صاف و قابل کنترل را تولید می کند که موتور آن را به عنوان منبع سینوسی واقعی تفسیر می کند. تغییر فرکانس خروجی باعث تغییر سرعت موتور می شود. تغییر ولتاژ خروجی متناسب با فرکانس، شار موتور و ظرفیت گشتاور را در محدوده سرعت ثابت نگه می دارد. فرکانس سوئیچینگ اینورتر PWM - معمولاً بین 2 کیلوهرتز و 16 کیلوهرتز - هم بر نویز شنیداری تولید شده توسط موتور و هم بر تلفات سوئیچینگ در خود درایو تأثیر می گذارد.

پردازنده کنترل موتور و حلقه بازخورد

ریزپردازنده یا DSP (پردازنده سیگنال دیجیتال) در یک درایو الکتریکی، الگوریتم کنترلی را اجرا می کند که نقطه تنظیم سرعت یا گشتاور را به دستورات دقیق سوئیچینگ اینورتر تبدیل می کند. در درایوهای کنترلی اسکالر ساده تر (V/f)، پردازنده نسبت ولتاژ به فرکانس ثابت را حفظ می کند و نسبتاً آهسته به تغییرات بار پاسخ می دهد. در درایوهای کنترل بردار پیچیده‌تر یا کنترل مستقیم گشتاور (DTC)، پردازنده به طور مداوم موقعیت و اندازه آنی شار مغناطیسی موتور و اجزای جریان تولید کننده گشتاور را محاسبه می‌کند و پاسخ زیر میلی‌ثانیه‌ای به تغییرات بار دینامیکی را ممکن می‌سازد. بازخورد به پردازنده از حسگرهای جریان در درایو و به صورت اختیاری از یک رمزگذار خارجی یا حل کننده نصب شده روی محور موتور برای اندازه گیری دقیق موقعیت و سرعت می آید.

موتور الکتریکی

موتور دستگاه خروجی سیستم محرک الکتریکی است که انرژی الکتریکی کنترل شده را از درایو به چرخش شفت مکانیکی تبدیل می کند. متداول ترین نوع موتور مورد استفاده با درایوهای الکتریکی با سرعت متغیر، موتور القایی سه فاز (که موتور ناهمزمان نیز نامیده می شود) است که قوی، کم تعمیر و نگهداری است و در طیف وسیعی از توان و اندازه های فریم موجود است. موتورهای سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) به طور فزاینده ای در کاربردهای درایو الکتریکی صنعتی و خودرویی استفاده می شوند که در آن چگالی توان بالا، راندمان بالا در محدوده سرعت گسترده و اندازه فشرده اولویت هستند. موتورهای رلوکتانس سوئیچینگ و موتورهای سنکرون روتور پیچشی در کاربردهای تخصصی درایو الکتریکی با قدرت بالا یا محیط سخت استفاده می شود.

انواع اصلی سیستم های محرک الکتریکی

فناوری درایو الکتریکی چندین معماری سیستم متمایز را در بر می گیرد که هر کدام برای الزامات عملکرد، انواع موتور و محیط های کاربردی مختلف مناسب هستند. جدول زیر انواع اصلی درایوهای الکتریکی و ویژگی های کلیدی آنها را خلاصه می کند.

درایو الکتریکی در وسایل نقلیه الکتریکی: چگونه کشش خودرو کار می کند

واحد محرک الکتریکی در یک وسیله نقلیه الکتریکی با باتری (BEV) یکی از حیاتی ترین و پیچیده ترین کاربردهای فن آوری درایو الکتریکی در حال حاضر است. یک سیستم محرک الکتریکی خودرو باید گشتاور صاف و لحظه‌ای را از حالت سکون ارائه کند، توان خروجی بالا را برای دوره‌های طولانی حفظ کند، به طور موثر در محدوده سرعت بسیار زیاد عمل کند، چندین دهه از چرخه ارتعاش و دما دوام بیاورد، و در محدودیت‌های بسته‌بندی بسیار تنگ قرار گیرد - همه به طور همزمان.

چگونه یک EV Traction Drive کار می کند

در خودروهای برقی با باتری، بسته باتری ولتاژ بالا (معمولاً 400 ولت یا 800 ولت) برق DC را به اینورتر کششی می‌رساند، که آن را به AC سه فاز در فرکانس و ولتاژ مورد نیاز برای تولید گشتاور فرمان راننده تبدیل می‌کند. اینورتر کششی از کنترل میدان گرا (FOC) برای تنظیم مستقل اجزای جریان تولید کننده و گشتاور در موتور استفاده می کند و امکان تحویل دقیق گشتاور را حتی در سرعت های بسیار پایین فراهم می کند. محور خروجی موتور به یک گیربکس کاهش سرعت تک سرعته متصل می‌شود – موتورهای الکتریکی گشتاور مفیدی را در محدوده سرعت بسیار وسیعی تولید می‌کنند و نیاز به انتقال چند سرعته را از بین می‌برند – و از آنجا به چرخ‌های محرک از طریق دیفرانسیل یا، در برخی معماری‌ها، از طریق موتورهای درون چرخ جداگانه.

ترمز احیا کننده در پیشرانه های الکتریکی EV

یکی از مهمترین مزایای بهره وری انرژی سیستم های محرک الکتریکی در وسایل نقلیه، ترمز احیا کننده است. هنگامی که راننده پدال گاز را بلند می کند یا ترمز می گیرد، درایو کششی به موتور فرمان می دهد تا به عنوان یک ژنراتور عمل کند و انرژی جنبشی خودرو را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و آن را به باتری برگرداند. اینورتر در جریان انرژی معکوس عمل می کند، با موتور در حال حاضر گشتاور ترمز تولید می کند در حالی که به عنوان منبع الکتریکی عمل می کند. در چرخه های رانندگی شهری با شتاب و کاهش مکرر، ترمز احیا کننده می تواند 15% تا 25% از کل انرژی مصرف شده را بازیابی کند، که به طور قابل توجهی برد را در مقایسه با آنچه که با ترمز اصطکاکی به تنهایی به دست می آید افزایش می دهد.

تنظیمات تک موتور در مقابل دو موتور و چهار چرخ محرک

وسایل نقلیه الکتریکی سطح ابتدایی معمولاً از یک واحد محرکه الکتریکی استفاده می کنند که در محور جلو یا عقب حرکت می کند. پیکربندی دو موتور - با یک واحد محرک در هر محور - قابلیت تمام چرخ محرک را فراهم می کند و به سیستم مدیریت خودرو اجازه می دهد تا به طور مستقل گشتاور را در هر محور برای کشش و دینامیک برتر کنترل کند. برخی از خودروهای برقی با کارایی بالا از سه یا حتی چهار واحد محرکه مجزا، یکی در هر چرخ، استفاده می‌کنند که بردار گشتاور را با درجه‌ای از دقت امکان‌پذیر می‌سازد که هیچ سیستم دیفرانسیل مکانیکی نمی‌تواند با آن مطابقت کند. قابلیت کنترل مستقل هر واحد محرک الکتریکی یک مزیت اساسی است که پیشرانه های برقی شده نسبت به سیستم های مکانیکی معمولی دارند.

کاربردهای درایو الکتریکی صنعتی و صرفه جویی در انرژی

درایوهای الکتریکی صنعتی - عمدتاً درایوهای فرکانس متغیر که موتورهای القایی AC را کنترل می کنند - بخش قابل توجهی از مصرف برق صنعتی جهانی را تشکیل می دهند. طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، سیستم‌های موتور الکتریکی تقریباً 45 درصد از کل برق تولید شده در سراسر جهان را مصرف می‌کنند و اکثر این مصرف در محیط‌های صنعتی است. جایگزینی استارت‌های مستقیم با سرعت ثابت موتور با درایوهای الکتریکی با سرعت متغیر برخی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین صرفه‌جویی‌های انرژی موجود در عملیات صنعتی را ارائه می‌دهد.

قوانین وابستگی: چرا کنترل سرعت باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود

برای بارهای گریز از مرکز - پمپ ها، فن ها، کمپرسورها و دمنده ها - رابطه بین سرعت موتور و مصرف برق از قوانین میل ترکیبی پیروی می کند: مصرف برق متناسب با مکعب نسبت سرعت است. این بدان معنی است که کاهش سرعت موتور پمپ از 100٪ به 80٪ سرعت کامل، مصرف برق آن را تقریباً به 51٪ از مقدار سرعت کامل آن (0.8³ = 0.512) کاهش می دهد. کاهش سرعت به 60 درصد، مصرف را به 22 درصد از سرعت کامل کاهش می دهد. در سیستم های پمپاژ و تهویه مطبوع که تقاضای جریان در طول روز یا سال متفاوت است، جایگزینی یک موتور با سرعت ثابت با یک درایو الکتریکی با سرعت متغیر می تواند مصرف انرژی را 30٪ تا 60٪ با دوره بازپرداخت اغلب کمتر از دو سال در تعرفه های معمول برق صنعتی کاهش دهد.

شروع نرم و کاهش استرس مکانیکی

فراتر از صرفه جویی در انرژی، درایوهای الکتریکی با سرعت متغیر با حذف جریان هجومی زیاد و گشتاور ضربه ای مرتبط با راه اندازی مستقیم بر روی خط، از موتور و سیستم مکانیکی محرک محافظت می کنند. هنگامی که یک موتور مستقیماً بر روی خط راه اندازی می شود، شش تا ده برابر جریان بار کامل خود را در چند ثانیه اول می کشد و یک نوک گشتاور ضربه ای به سیستم مکانیکی اعمال می کند. با گذشت زمان، این شوک مکانیکی مکرر باعث خستگی کوپلینگ ها، گیربکس ها، تسمه های نقاله، اتصالات لوله ها و پروانه های پمپ می شود. شروع از طریق یک درایو الکتریکی - افزایش سریع سرعت در یک سطح شیب دار شتاب قابل برنامه ریزی - اوج جریان راه اندازی را به 100٪ تا 150٪ از جریان بار کامل کاهش می دهد و نوک گشتاور را به طور کامل حذف می کند و به طور قابل اندازه گیری طول عمر کل درایو را افزایش می دهد.

مشخصات کلیدی که باید هنگام انتخاب یک درایو الکتریکی درک کنید

چه در حال انتخاب یک درایو با سرعت متغیر صنعتی برای کاربرد پمپ یا ارزیابی سیستم محرک الکتریکی در یک وسیله نقلیه باشید، مشخصات زیر مهمترین موارد برای درک و مطابقت با نیازهای برنامه شما هستند.

• رتبه قدرت (کیلووات یا اسب بخار): توان خروجی پیوسته درایو باید برابر یا بیشتر از توان مورد نیاز موتوری که آن را کنترل می کند در بار کامل باشد. اکثر درایوها همچنین ظرفیت اضافه بار را مشخص می کنند - مانند 150٪ جریان نامی برای 60 ثانیه - که باید برای تقاضاهای گشتاور شتاب برنامه کافی باشد.
• ولتاژ و فرکانس ورودی: درایوها برای محدوده های ولتاژ ورودی خاص (به عنوان مثال، 200-240 ولت تک فاز، 380-480 ولت سه فاز، 690 ولت سه فاز) و فرکانس ورودی (50 هرتز یا 60 هرتز) طراحی شده اند. تطبیق درایو با ولتاژ منبع موجود ضروری است. اکثر درایوهای مدرن تحمل ولتاژ 10% را می پذیرند و فرکانس های تغذیه 50 هرتز و 60 هرتز را در خود جای می دهند.
• محدوده فرکانس خروجی: برای کاربردهای سرعت متغیر، محدوده فرکانس خروجی درایو محدوده سرعت موتوری را که می تواند ارائه دهد، تعیین می کند. یک VFD صنعتی معمولی 0 هرتز تا 500 هرتز یا بالاتر را خروجی می دهد و محدوده سرعتی بسیار گسترده تر از هر سیستم تنظیم سرعت مکانیکی را ارائه می دهد. حداقل سرعت قابل کنترل بدون از دست دادن قابلیت گشتاور به همان اندازه برای برنامه هایی که نیاز به عملکرد پایدار در سرعت پایین دارند مهم است.
• حالت کنترل (V/f، بردار حلقه باز، بردار حلقه بسته): کنترل اسکالر V/f برای کاربردهای بار گریز از مرکز ساده بدون نیاز به سرعت یا گشتاور دقیق کافی است. کنترل برداری حلقه باز (بردار بدون حسگر) گشتاور کم سرعت و پاسخ دینامیکی را بدون رمزگذار بهبود می بخشد. کنترل برداری حلقه بسته با بازخورد رمزگذار بالاترین عملکرد دینامیکی و دقت سرعت را ارائه می‌دهد که برای برنامه‌های موقعیت‌یابی و بارهای با اینرسی بالا که نیاز به پاسخ سریع گشتاور دارند، ضروری است.
• رتبه بندی حفاظت از محیط زیست (رده بندی IP): رتبه IP (محافظت از ورود) محفظه درایو مقاومت آن را در برابر نفوذ گرد و غبار و آب مشخص می کند. درایوهای IP20 برای تابلوهای کنترل تمیز و خشک مناسب هستند. درایوهای IP54 یا IP55 در محیط های صنعتی گرد و غبار یا مستعد پاشش آب مورد استفاده قرار می گیرند. IP66 یا بالاتر برای نصب در فضای باز یا محیط های شستشو در فرآوری مواد غذایی و بخش های مشابه مورد نیاز است.
• رابط های ارتباطی: درایوهای الکتریکی مدرن از طیف وسیعی از پروتکل های ارتباطی صنعتی برای ادغام با PLC ها و سیستم های کنترل نظارتی پشتیبانی می کنند. رابط های رایج عبارتند از Modbus RTU/TCP، PROFIBUS، PROFINET، EtherNet/IP، CANopen و EtherCAT. انتخاب درایو با پروتکل صحیح برای سیستم اتوماسیون شما از سخت افزار گران قیمت دروازه جلوگیری می کند و راه اندازی و عیب یابی را ساده می کند.
• قابلیت ترمزگیری: کاربردهایی با بارهای اینرسی بالا یا چرخه‌های کاهش مکرر - مانند سانتریفیوژها، بالابرها، جرثقیل‌ها و ایستگاه‌های آزمایش - به یک درایو با یک ترانزیستور ترمز داخلی و مقاومت ترمز خارجی برای ترمز دینامیکی (تلف کردن انرژی ترمز به عنوان گرما) یا یک درایو ترمزگیری فعال در قسمت جلویی نیاز دارند تا حداکثر انرژی را تامین کند.

درایو الکتریکی در مقابل درایو هیدرولیک در مقابل درایو مکانیکی: یک مقایسه عملی

در بسیاری از کاربردهای تجهیزات صنعتی و سیار، سیستم‌های محرک الکتریکی مستقیماً با جایگزین‌های درایو هیدرولیک و مکانیکی رقابت می‌کنند. هر فناوری دارای نقاط قوت و ضعف واقعی است و انتخاب صحیح به خواسته های خاص برنامه بستگی دارد. مقایسه زیر تفاوت‌های عملی کلیدی را نشان می‌دهد.

نصب و راه اندازی یک سیستم محرک الکتریکی: چه چیزی باید درست باشد

حتی بهترین سیستم محرک الکتریکی در صورت نصب نادرست یا راه اندازی نادرست عملکرد ضعیفی دارد یا پیش از موعد از کار می افتد. نکات زیر حیاتی ترین ملاحظات نصب و راه اندازی برای درایوهای الکتریکی صنعتی را پوشش می دهد.

مدیریت حرارتی و تهویه

درایوهای الکتریکی در حین کار گرما تولید می کنند - عمدتاً از تلفات سوئیچینگ در IGBT های اینورتر و تلفات هدایت در مدار قدرت. بیشتر درایوها طوری طراحی شده اند که در محدوده دمای محیطی 0 تا 40 درجه سانتی گراد (32 درجه فارنهایت تا 104 درجه فارنهایت) با جریان نامی کامل کار کنند. در دمای بالای 40 درجه سانتیگراد، درایو باید کاهش یابد - با جریان خروجی کاهش یافته - برای حفظ دمای قطعات داخلی در محدوده ایمن. اطمینان حاصل کنید که درایو در مکانی با گردش هوای مناسب نصب شده است، فاصله لازم در بالا و پایین دستگاه برای جریان هوای خنک کننده همانطور که در دفترچه راهنمای نصب سازنده مشخص شده است، و پانل کنترل یا محفظه دارای تهویه کافی یا خنک کننده هوای اجباری برای اتلاف گرمای کل درایوهای نصب شده باشد.

طول کابل موتور و فیلتر EMC

شکل موج خروجی PWM یک درایو الکتریکی با سرعت متغیر شامل اجزای ولتاژ فرکانس بالا است که می تواند باعث ایجاد مشکل در طول کابل های طولانی به موتور شود. اثرات انعکاس ولتاژ در کابل های موتور بلند (معمولاً بیش از 50 متر برای درایوهای بدون راکتورهای خروجی تعریف می شود) می تواند باعث ایجاد ولتاژ اوج در پایانه های موتور به طور قابل توجهی بالاتر از ولتاژ باس DC درایو شود و بر عایق سیم پیچ موتور فشار وارد کند. برای کابل‌هایی که بیش از حد اعلام‌شده توسط سازنده درایو هستند، بدون کاهش، یک راکتور خروجی (که به آن چوک موتور نیز می‌گویند) یا یک فیلتر dV/dt در خروجی درایو نصب کنید. علاوه بر این، اطمینان حاصل کنید که کابل موتور با صفحه متصل به زمین در هر دو انتهای درایو و موتور، غربال (محافظ) شده است و کابل موتور جدا از کابل های سیگنال و کنترل جهت به حداقل رساندن تداخل الکترومغناطیسی (EMI) هدایت می شود.

تنظیم پارامتر و شناسایی موتور

قبل از راه اندازی یک درایو الکتریکی برای اولین بار، اطلاعات پلاک موتور - ولتاژ نامی، جریان نامی، فرکانس نامی، سرعت نامی و ضریب قدرت موتور - را در مجموعه پارامترهای درایو وارد کنید. اکثر درایوهای مدرن شامل شناسایی خودکار موتور یا روال تنظیم خودکار هستند که موتور را از طریق یک توالی آزمایش کنترل شده اجرا می کند و ویژگی های الکتریکی واقعی موتور متصل را اندازه می گیرد و پارامترهای کنترل داخلی درایو را برای آن موتور خاص بهینه می کند. اجرای روال تنظیم خودکار قبل از راه اندازی سیستم به شدت توصیه می شود، به ویژه برای درایوهای کنترل برداری، زیرا به طور قابل توجهی دقت تنظیم سرعت و پاسخ گشتاور دینامیکی را در مقایسه با تکیه بر پارامترهای تخمینی موتور از روی پلاک به تنهایی بهبود می بخشد.

آینده فناوری درایو الکتریکی

فناوری محرک الکتریکی به سرعت در چندین جبهه در حال پیشرفت است، که توسط برقی شدن حمل و نقل، افزایش اتوماسیون در صنعت و تلاش جهانی برای کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن هدایت می شود. چندین پیشرفت کلیدی در حال شکل دادن به نسل بعدی سیستم های محرک الکتریکی هستند.

• نیمه هادی های باند گپ گسترده (SiC و GaN): ترانزیستورهای قدرت کاربید سیلیکون (SiC) و نیترید گالیوم (GaN) جایگزین IGBT های سیلیکونی معمولی در درایوهای الکتریکی با کارایی بالا می شوند. این دستگاه‌های باند گپ گسترده سریع‌تر سوئیچ می‌شوند، در دماهای بالاتر کار می‌کنند، و تلفات سوئیچینگ کمتری نسبت به سیلیکون دارند، و درایوهایی را که کوچک‌تر، سبک‌تر، کارآمدتر هستند و قادر به فرکانس‌های سوئیچینگ بالاتر هستند را قادر می‌سازند. اینورترهای SiC اکنون در درایوهای کششی خودروهای برقی درجه یک استاندارد هستند و به سرعت در حال ورود به محصولات محرک صنعتی هستند.
• واحدهای موتور محرک یکپارچه: نصب الکترونیک درایو مستقیماً روی محفظه موتور یا داخل آن - ایجاد یک واحد محرک موتور یکپارچه - باعث حذف طولانی مدت کابل موتور، کاهش EMI، بهبود کارایی سیستم و تسهیل نصب می شود. موتورهای محرک الکتریکی یکپارچه در کاربردهای پمپ و فن، سیستم‌های تهویه مطبوع و سیستم‌های کمکی خودروهای الکتریکی در حال افزایش هستند.
• هوش مصنوعی و نگهداری پیشگو: درایوهای الکتریکی مدرن جریان پیوسته ای از داده های عملیاتی را تولید می کنند - جریان، ولتاژ، سرعت، دما، لرزش و تاریخچه خطا. الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی که روی این داده‌ها اعمال می‌شوند، می‌توانند تغییرات ظریف در رفتار موتور یا بار را که هفته‌ها یا ماه‌ها قبل از خرابی‌ها پیش می‌آیند، شناسایی کنند و مداخلات تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را قادر می‌سازند که از خرابی برنامه‌ریزی نشده جلوگیری کند. درایوهای متصل به ابر با نظارت بر وضعیت داخلی به طور فزاینده ای در پلت فرم های اتوماسیون صنعتی استاندارد هستند.
• معماری ولتاژ بالاتر در خودروهای برقی: سیستم‌های محرک الکتریکی خودروها از معماری باتری 400 ولت به 800 ولت تغییر می‌کنند، که جریان مورد نیاز برای یک سطح توان معین را کاهش می‌دهد و به سیم‌کشی‌های نازک‌تر و سبک‌تر اجازه می‌دهد و شارژ سریع DC بسیار سریع‌تری را ممکن می‌سازد. معماری محرک الکتریکی 800 ولت، که توسط پورشه و هیوندای/کیا پیشگام شده است، در حال تبدیل شدن به استاندارد جدید برای وسایل نقلیه برقی پریمیوم دوربرد است و انتظار می‌رود طی چند سال آینده در تمام بخش‌های EV فراگیر شود.
• درایوهای تعاملی شبکه و وسیله نقلیه به شبکه (V2G): سیستم‌های محرک الکتریکی دو طرفه که قادر به انتقال نیرو از باتری EV به شبکه برق یا سیستم الکتریکی ساختمان هستند، از پروژه‌های نمایشی به استقرار تجاری در حال حرکت هستند. درایوهای الکتریکی با قابلیت V2G به باتری‌های EV اجازه می‌دهند تا به‌عنوان دارایی‌های ذخیره انرژی توزیع شده عمل کنند، خدمات پایداری شبکه را ارائه دهند و صاحبان خودروهای برقی را قادر می‌سازند تا با فروش انرژی ذخیره‌شده در دوره‌های اوج تقاضا، درآمد کسب کنند.