มอเตอร์ถือได้ว่าเป็นปัจจัยหลักที่สำคัญอย่างหนึ่งในงานอุตสาหกรรม นับตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันและอนาคต วิวัฒนาการของมอเตอร์ที่ผ่าน ๆ มานั้นอาจจะกล่าวได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลง น้อย มาก สังเกตได้จากมอเตอร์ที่ใช้ในช่วงระยะยี่สิบปี จากปี ค.ศ.1980 ถึง ค.ศ. 2000 จะไม่ค่อยแตกต่างกันมากนัก แต่สำหรับในอนาคตข้างหน้านั้น มอเตอร์จะเกิดการเปลี่ยนแปลงไปจากปัจจุบันอย่างเห็นได้ชัดเจน ทั้งในเรื่องของรูปร่าง ลักษณะ และการทำงาน เช่น จะมีการนำเอาส่วนของวงจรทางด้านกำลังและการควบคุมการขับเคลื่อน มารวมไว้ด้วยกันที่เรียกว่า Package Motor หรือ Integrated Motor-Drive Package ซึ่งลักษณะของมอเตอร์ดังกล่าวนี้ถือได้ว่า เป็นจุดริเริ่มของการออกแบบวิจัยพัฒนามอเตอร์ในรูปแบบอื่น ๆ ที่จะนำมาใช้ในอนาคต เช่น มอเตอร์แบบ Active Magnetic Bearing Motor ที่ไม่ต้องมีระบบลูกปืนแบริ่งและการหล่อลื่นที่เพลาของมอเตอร์ มอเตอร์แบบ Monitoring Intelligent ที่ใช้สำหรับงานตรวจสอบสภาวะการทำงานของระบบ มอเตอร์แบบ Superconducting Motor ที่สร้างจากลวดสารตัวนำยิ่งยวด เพื่อลดผลกระทบทางด้านกำลังสูญเสียในรูปของความร้อน และมอเตอร์ความเร็วสูงมาก ๆ ซึ่งมอเตอร์ในลักษณะเหล่านี้ ไม่เพียงแต่วิศวกรหรือผู้ใช้จะเข้าไปเกี่ยวข้องแค่เฉพาะการใช้งานเท่านั้น หากยังเกี่ยวข้องกับระบบอัตโนมัติในกระบวนการทำงานต่าง ๆ ด้วยเสมอ

รูปที่ 1 แสดงลักษณะของมอเตอร์แบบ Package Motor หรือ Integrated Motor-Drive Package

การต่อใช้งาน

โดยปกติมอเตอร์จะต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมเพื่อการใช้งาน เช่น การต่อวงจรชุดควบคุมทางไฟฟ้าและการต่อทางกล รวมถึงระบบขับเคลื่อนอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมความเร็วรอบ หากเมื่อนำเอาส่วนประกอบต่าง ๆ เหล่านี้มาไว้ด้วยกันแล้วจะทำให้เกิดข้อดีตามมา เช่น ใช้พื้นที่สำหรับการติดตั้ง น้อย ลง ใช้สายต่อระหว่างตัวมอเตอร์และวงจรขับสั้นลง ลดผลกระทบจากปัญหาคลื่นสะท้อนในสายจากการใช้คอนเวอร์เตอร์แบบ PWM ไม่เกิดความยุ่งยากเรื่องแหล่งจ่าย และใช้งบประมาณในการติดตั้งและการปรับตั้ง น้อย

นอกจากนี้แล้ว ทั้งมอเตอร์และระบบขับเคลื่อนจะได้รับการทดสอบพร้อมกันจากทางโรงงานผู้ผลิตทำให้พารามิเตอร์ต่าง ๆ สอดคล้องกันลงตัว ซึ่งผลจากการเปลี่ยนแปลงในลักษณะนี้ ทำให้วิศวกรหรือผู้ใช้งานเริ่มมองเห็นแล้วว่า การเปลี่ยนจากมอเตอร์ระบบความเร็วเดียวมาเป็นปรับความเร็วหลายระดับ ทำให้เกิดข้อดีในเรื่องของการประหยัดพลังงานและได้ประสิทธิภาพการทำงานที่สูงขึ้น เช่น มอเตอร์พัดลมที่ทำงานที่ระดับความเร็วที่เหมาะสม นอกจากใช้พลังงาน น้อย ลงแล้วยังลดเสียงดังจากการหมุนที่ความเร็วไม่เหมาะสมได้ด้วย หรือระบบปั๊มเมื่อทำงานที่ความเร็วที่เหมาะสม ก็ยังลดภาระเรื่องการชีลด์และระบบลูกปืนหล่อลื่น

ความสามารถในการปรับความเร็วรอบได้ ยังช่วยให้การเริ่มเดินมอเตอร์ไม่กระชาก จึงทำให้สายพานหรืออุปกรณ์ทางกลมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น การบำรุงรักษาก็ น้อย ลง นอกจากนั้นแล้วในการออกแบบเลือกขนาดของรอกหรือสายพานจึงง่ายขึ้น ด้วยการปรับความเร็วให้สอดคล้องกับขนาดรอก และสายพานที่เหมาะสมได้

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่ามอเตอร์ในลักษณะดังกล่าวนี้จะมีใช้งานกันบ้างแล้วในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทั้งมอเตอร์กระแสตรง และกระแสสลับ แต่ก็ยังมีขนาดไม่เกิน 10 แรงม้า และคาดว่าอีกไม่นานขนาดที่ใหญ่กว่านี้ก็จะได้รับการพัฒนามาใช้งานได้ ตัวอย่างของมอเตอร์ดังกล่าวที่ใช้งานนี้เช่น มอเตอร์ที่ใช้กับระบบเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูล ซึ่งเป็นระบบที่มีการใช้โปรแกรมช่วยในการขับเคลื่อนและควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของมอเตอร์ และการอินเตอร์เฟสเข้ากับระบบควบคุมที่ทันสมัย  

นอกจากนี้ นักวิจัยและนักพัฒนามอเตอร์กำลังพยายามปรับปรุงในเรื่องขีดความสามารถ และความทนทานของมอเตอร์ให้ทนต่อสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ได้ ซึ่งนักวิเคราะห์ทางด้านอุตสาหกรรมมอเตอร์คาดการณ์ว่าภายในปี ค.ศ. 2010 ครึ่ง หนึ่ง ของมอเตอร์ทั้งหมด จะเป็นแบบที่ปรับความเร็วรอบได้อย่างแน่นอน

เป็นที่ทราบกันแล้วว่าความเป็นอัตโนมัติที่ชาญฉลาดได้ถูกนำมาไว้ในมอเตอร์ด้วย เช่นเรื่องของเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลระหว่างส่วนที่เป็นมอเตอร์ทำงานและส่วนที่เป็นโปรแกรมควบคุม นั่นก็หมายความว่าระบบเซนเซอร์ (Sensor) และไมโครโปรเซสเซอร์ ได้ถูกนำเข้ามาเป็นส่วน หนึ่ง ของมอเตอร์ เพื่อใช้ในการตรวจสอบสภาวะการทำงานของมอเตอร์และระบบ โดยมีการใช้เซนเซอร์ในการตรวจสอบขั้นตอนการทำงาน  และโปรแกรมการจำลองพารามิเตอร์ เพื่อทดสอบการทำงานและการวิเคราะห์ประเมินขีดความสามารถของมอเตอร์ในสภาวการณ์ต่าง ๆ ได้ถูกรวมเข้าไปเป็นส่วน หนึ่ง ของมอเตอร์ เพื่อการรับรู้สภาพโดยรวมและเหตุการณ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ เช่น กระแส แรงดัน แรงบิด ความเร็วรอบ อุณหภูมิของขดลวด ระดับของสารหล่อลื่น การสั่นสะเทือน สภาพใช้งานปัจจุบันของเพลาและโรเตอร์ เป็นต้น

ดังนั้น จะทำให้ระบบมีเสถียรภาพ  มีการเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับสิ่งที่จะทำให้เกิดความเสียหายได้โดยผู้ออกแบบจะเลือกที่จะควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของมอเตอร์ได้ แม้ว่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ มักจะเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอก็ตาม

ค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ เหล่านี้จะถูกส่งต่อผ่านช่องทางสื่อสารมาตรฐานเช่น RS-232 หรือระบบเครือข่ายต่าง ๆ ไปยังส่วนโปรแกรมควบคุมประเมินผลและการวิเคราะห์ค่าพารามิเตอร์ อาจจะเป็นโปรแกรมสำเร็จรูปอย่างเช่น MATLAB หรือ Excel ก็ได้ นอกจากนี้แล้วข้อดีอีกประการของการส่งรับข้อมูลผ่านทางช่องทางหรือเครือข่าย จะทำให้เราสามารถดาวน์โหลดเอาโปรแกรมหรืออัลกอริทึมการโปรแกรมใหม่ ๆ มาวิเคราะห์และปรับปรุงการทำงานได้ด้วย เช่น โปรแกรมใช้ตรวจสอบเกี่ยวกับ ระบบแบริ่งลูกปืน อุณหภูมิของขดลวด ความถี่โรเตอร์และรีโซแนนซ์ สภาพปัจจุบันของสเตเตอร์ ความสูญเสียจากแรงเสียดทานและแรงลม เป็นต้น

รูปที่ 2 แสดงระบบของมอเตอร์ที่มีการนำเข้าสัญญาณข้อมูลจาก Sensor และใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในการวิเคราะห์ข้อมูล การประเมินผลและการจำลองการทำงานเพื่อให้เกิดสภาวะการทำงานที่ดีที่สุด

ลักษณะการใช้มอเตอร์ในระบบอัตโนมัติ

     - กรณีสภาพแวดล้อมของเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่ราคาแพงมาก หรือขั้นตอนการทำงานที่ซับซ้อนมาก ๆ ควรจะมีการรับรู้ถึงสภาพการทำงานของเครื่องจักรอุปกรณ์ และขั้นตอนการทำงาน หนึ่ง เพื่อป้องกันความเสียหาย 

     - กรณีที่ต้องมีการตรวจสอบผลการทำงานอย่างละเอียด หรืองานที่ตรวจสอบผลยาก ๆ 

     - กรณีที่มีการควบคุมระยะไกล หรือสภาพการทำงานที่เสี่ยงอันตรายต่อการเข้าใกล้ 

     - กรณีที่ขั้นตอนการทำงานไม่ต้องการหยุดถึงแม้ว่าต้องการจะตรวจสอบ หรือการตรวจวัดพารามิเตอร์ต่าง ๆ 

     - กรณีที่อาจจะเกิดอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินได้ หากหยุดการทำงานเพียงเพื่อการตรวจวัด

ปัจจุบันมอเตอร์ที่ใช้ในการปรับความเร็วรอบเหล่านี้ อาจจะยังมีขีดความสามารถไม่ครบทุกอย่างดังที่ได้กล่าวมา อาจจะทำได้เพียงบางอย่าง เช่น การตรวจวัดการสั่นสะเทือน ตรวจวัดอุณหภูมิของระบบแบริ่ง หรือการตรวจสอบความเร็วรอบด้วยตัวเข้ารหัส (Encoder) ส่วนขีดความสามารถในเรื่องการตรวจวัดเพื่อการวิเคราะห์ผลในการปรับปรุงแก้ไขแบบระบบฉลาด (Intelligence) นั้นยังอยู่ในระหว่างขั้นตอนการพัฒนา

จากเหตุผลดังกล่าว ทำให้มุมมองเกี่ยวกับมอเตอร์ของวิศวกรและผู้ที่ใช้งานเปลี่ยนไป หลังจากที่นักวิจัยพยายามออกแบบระบบต่าง ๆ ของมอเตอร์ให้มีความเป็นอัตโนมัติและมีขีดความสามารถมากขึ้น มีการใช้อัลกอริทึมแบบฉลาดเข้ามาวิเคราะห์ถึงสภาพการณ์ต่าง ๆ ทำให้มอเตอร์ดังกล่าวนี้ ไม่ได้ทำการตรวจสอบเพียงแค่ตัวมันเองเท่านั้น แต่ยังตรวจวัดและวิเคราะห์ได้ทั้งระบบของการทำงานทั้งหมด

เทคโนโลยีเกี่ยวกับมอเตอร์แบบไม่ต้องมีลูกปืนแบริ่ง (Active Magnetic Bearing Motor) ซึ่งปัจจุบันมีใช้งานเพียงไม่กี่แห่ง สามารถสร้างปรากฏการณ์ใหม่ในเรื่องของประสิทธิภาพและอายุการใช้งานได้ยาวนาน ด้วยการใช้การพยุงตัวที่แกนเพลาด้วยสนามแม่เหล็กรอบ ๆ แกนเพลา ทำให้ไม่เกิดส่วนที่สัมผัสเหมือนระบบลูกปืนแบริ่ง หรือเกิดสภาพการลอยตัวในอากาศของเพลาโดยอิสระ ควบคุมด้วยความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่เกิดแรงเสียดทานกับมอเตอร์ มีเสียงดังขณะทำงาน น้อย มาก การวางตัวของเพลาก็สามารถทำได้ดีกว่า และที่สำคัญคือเราสามารถเพิ่มความเร็วรอบได้อย่างไม่จำกัด ไม่เหมือนระบบลูกปืนแบริ่งที่จะมีผลของอุณหภูมิของแบริ่งและขีดจำกัดของการหล่อลื่น มาจำกัดการเพิ่มความเร็วรอบหรือการออกแบบมอเตอร์รอบสูง ๆ ทำให้มีแรงสั่นสะเทือนจากแรงเหวี่ยง น้อย ลงมาก

แน่นอนการควบคุมความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รอบ ๆ แกนเพลาย่อมไม่ใช่เรื่องง่าย แต่หากใช้ระบบอัลกอริทึมที่ฉลาดมาออกแบบระบบควบคุม พร้อมกับการตรวจจับตำแหน่งแกนเพลาในขณะทำงานเพื่อวิเคราะห์สภาพการวางตัว ก็จะทำให้การควบคุมและการประเมินประสิทธิภาพการทำงานเป็นไปได้ เทคโนโลยีนี้ยังมีใช้งานไม่แพร่หลายมากนัก เนื่องจากยังมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ในอนาคตจากการพัฒนาให้ค่าใช้จ่ายต่าง ๆ ลดลงแล้ว มอเตอร์แบบไม่ต้องมีลูกปืนแบริ่งจะได้รับความนิยมสำหรับงานทั่ว ๆ ไป

นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ค้นพบสารตัวนำยิ่งยวดในปี ค.ศ.1911 แต่เป็นสารตัวนำที่ต้องอยู่ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำมาก จึงยังไม่ได้รับการนำมาประยุกต์ใช้งาน จนกระทั่งเมื่อ ปี ค.ศ. 1986 จึงมีการค้นพบสารตัวนำยิ่งยวดที่สามารถใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูงได้ (High Temperature Superconducting: HTS) จึงนำสารดังกล่าวนี้มาพัฒนาสำหรับมอเตอร์  

ในอนาคตจะมีการนำเอามอเตอร์ที่สร้างจากตัวนำยิ่งยวด (Superconducting Motor) มาประยุกต์ใช้งานในระบบอุตสาหกรรมกันมากขึ้น เพราะว่าตัวนำยิ่งยวดจะทำให้กระแสไหลได้อย่างสะดวก ทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กมาก ขนาดของมอเตอร์จึงเล็กลงสำหรับเอาต์พุตที่เท่ากัน นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงตัวเลขในเรื่องของพลังงานที่มอเตอร์แบบนี้ ใช้ น้อย กว่ามอเตอร์คุณภาพสูงที่ใช้ในปัจจุบันนี้กว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกิดความสูญเสียและอุณหภูมิที่เกิดขึ้นขณะที่มอเตอร์ทำงาน น้อย มาก นั้นหมายความว่าระบบหล่อเย็นจะไม่ใช่เรื่องที่จำเป็นอีกต่อไป หรือมีเพียงขนาดเล็กไม่สิ้นเปลืองมากนัก

จริง ๆ แล้วมอเตอร์แบบสารตัวนำยิ่งยวดนี้ ได้เริ่มนำมาทดลองใช้ครั้งแรกในเดือนมีนาคม ปี 1996 แต่ขณะนั้นยังเป็นเพียงมอเตอร์ขนาดไม่เกิน 200 แรงม้าเท่านั้น และได้ทำการวิจัยและพัฒนาต่อไปสำหรับขนาด 1,000 แรงม้า ในลักษณะของมอเตอร์กระแสสลับแบบซิงโครนัส นำไปประยุกต์ใช้งานได้ทั้งการขับปั๊มและพัดลม หรือ คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ ๆ และการประยุกต์ใช้งานตามแหล่งอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งมอเตอร์ใช้งานเหล่านี้ยังสามารถควบคุมความเร็วรอบได้ เพื่อให้การใช้พลังงานในการขับเคลื่อนอย่างเหมาะสมและเกิดการประหยัดพลังงาน  

ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีสารตัวนำยิ่งยวดที่นำมาประยุกต์ใช้สร้างมอเตอร์ จะได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องก็ตาม มอเตอร์ชนิดนี้ก็ยังคงมีหลายอุปสรรคสำหรับการใช้งานทางการค้า เช่นเหตุผลหลักอย่างเรื่องของงบประมาณราคา  และประสิทธิภาพของขดลวดที่นำมาสร้าง รวมถึงความน่าเชื่อถือของมอเตอร์ชนิดนี้ด้วย อย่างไรก็แล้วแต่ อุปสรรคของการพัฒนาเหล่านี้ก็ไม่ได้ทำให้แนวคิดของการสร้างมอเตอร์ด้วยสารตัวนำยิ่งยวดให้ดีขึ้นหยุดลงได้ แต่อาจจะทำให้เกิดความล้าช้าบ้าง คาดว่าประมาณช่วงทศวรรษหน้าจะได้เห็นมอเตอร์ลักษณะนี้ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอนาคต