Οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να ταξινομηθούν με βάση στοιχεία όπως ο τύπος πηγής ενέργειας, η εσωτερική κατασκευή, η εφαρμογή και ο τύπος εξόδου κίνησης. Εκτός από τους τύπους εναλλασσόμενου ρεύματος έναντι συνεχούς ρεύματος, οι κινητήρες μπορεί να είναι με ψήκτρες ή χωρίς ψήκτρες, μπορεί να είναι διαφόρων φάσεων (βλέπε μονοφασικό, διφασικό ή τριφασικό) και μπορεί να είναι είτε αερόψυκτοι είτε υδρόψυκτοι. Οι κινητήρες γενικής χρήσης με τυπικές διαστάσεις και χαρακτηριστικά παρέχουν αρκετή μηχανική ισχύ για βιομηχανική χρήση. Οι μεγαλύτεροι ηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται για την προώθηση πλοίων, τη συμπίεση αγωγών και τις εφαρμογές αντλητικής αποθήκευσης με ονομαστική απόδοση που φτάνει τα 100 μεγαβάτ. Οι ηλεκτροκινητήρες βρίσκονται σε βιομηχανικούς ανεμιστήρες, φυσητήρες και αντλίες, εργαλειομηχανές, οικιακές συσκευές, ηλεκτρικά εργαλεία και μονάδες δίσκου. Μικροί κινητήρες μπορεί να βρεθούν σε ηλεκτρικά ρολόγια.

Σε ορισμένες εφαρμογές, οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντίστροφα ως γεννήτριες για την ανάκτηση ενέργειας που διαφορετικά θα μπορούσε να χαθεί ως θερμότητα και τριβή.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες παράγουν γραμμική ή περιστροφική δύναμη (ροπή) που προορίζεται να ωθήσει κάποιον εξωτερικό μηχανισμό, όπως ανεμιστήρα ή ανελκυστήρα. Ένας ηλεκτροκινητήρας είναι γενικά σχεδιασμένος για συνεχή περιστροφή ή για γραμμική κίνηση σε σημαντική απόσταση σε σύγκριση με το μέγεθός του. Τα μαγνητικά σωληνοειδή παράγουν σημαντική μηχανική δύναμη, αλλά σε απόσταση λειτουργίας συγκρίσιμη με το μέγεθός τους. Μετατροπείς όπως μεγάφωνα και μικρόφωνα μετατρέπονται μεταξύ ηλεκτρικού ρεύματος και μηχανικής δύναμης για την αναπαραγωγή σημάτων όπως η ομιλία. Σε σύγκριση με τους κοινούς κινητήρες εσωτερικής καύσης (ICE), οι ηλεκτροκινητήρες είναι ελαφρείς, σωματικά μικρότεροι, παρέχουν περισσότερη ισχύ, είναι μηχανικά απλούστεροι και φθηνότεροι στην κατασκευή, ενώ παρέχουν άμεση και σταθερή ροπή σε οποιαδήποτε ταχύτητα, με μεγαλύτερη απόκριση, υψηλότερη συνολική απόδοση και χαμηλότερη παραγωγή θερμότητας. Ωστόσο, οι ηλεκτροκινητήρες δεν είναι τόσο βολικοί ή κοινοί όσο οι IES σε κινητές εφαρμογές (δηλαδή αυτοκίνητα και λεωφορεία) καθώς απαιτούν μια μεγάλη και ακριβή μπαταρία, ενώ οι IES απαιτούν μια σχετικά μικρή δεξαμενή καυσίμων.

Πρώιμοι κινητήρες

Οι πρώτοι ηλεκτροκινητήρες ήταν απλές ηλεκτροστατικές συσκευές που περιγράφονται σε πειράματα του Σκωτσέζου μοναχού Andrew Gordon και του Αμερικανού πειραματιστή Benjamin Franklin τη δεκαετία του 1740. Η θεωρητική αρχή πίσω τους, ο νόμος του Coulomb, ανακαλύφθηκε αλλά δεν δημοσιεύτηκε, από τον Henry Cavendish το 1771. Αυτός ο νόμος ανακαλύφθηκε ανεξάρτητα από τον Charles-Augustin de Coulomb το 1785, ο οποίος τον δημοσίευσε έτσι ώστε να είναι πλέον γνωστός με το όνομά του. Η εφεύρεση της ηλεκτροχημικής μπαταρίας από τον Alessandro Volta το 1799 κατέστησε δυνατή την παραγωγή επίμονων ηλεκτρικών ρευμάτων. Μετά την ανακάλυψη της αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός τέτοιου ρεύματος και ενός μαγνητικού πεδίου, δηλαδή της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης από τον Hans Christian Ørsted το 1820, σύντομα επιτελέσθηκε μεγάλη πρόοδος. Χρειάστηκαν μόνο λίγες εβδομάδες για τον André-Marie Ampère για να αναπτύξει την πρώτη διατύπωση της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης και να παρουσιάσει τον νόμο δύναμης του Ampère, που περιέγραφε την παραγωγή μηχανικής δύναμης από την αλληλεπίδραση ηλεκτρικού ρεύματος και μαγνητικού πεδίου. Η πρώτη επίδειξη του αποτελέσματος με περιστροφική κίνηση έγινε από τον Μάικλ Φαραντέι το 1821. Ένα σύρμα που κρέμεται ελεύθερα βυθίστηκε σε μια λίμνη υδραργύρου, πάνω στην οποία τοποθετήθηκε ένας μόνιμος μαγνήτης (ΡΜ). Όταν ένα ρεύμα διερχόταν από το σύρμα, το σύρμα περιστρεφόταν γύρω από τον μαγνήτη, δείχνοντας ότι το ρεύμα προκάλεσε ένα στενό κυκλικό μαγνητικό πεδίο γύρω από το σύρμα. Αυτός ο κινητήρας αποδεικνύεται συχνά σε πειράματα φυσικής, υποκαθιστώντας τον (τοξικό) υδράργυρο με άλμη. Ο τροχός του Barlow ήταν μια πρώιμη βελτίωση αυτής της επίδειξης Faraday,

Το 1827, ο Ούγγρος φυσικός Ányos Jedlik άρχισε να πειραματίζεται με ηλεκτρομαγνητικά πηνία. Αφού ο Jedlik έλυσε τα τεχνικά προβλήματα της συνεχούς περιστροφής με την εφεύρεση του μεταγωγέα, αποκάλεσε τις πρώτες του συσκευές "ηλεκτρομαγνητικούς αυτόματους στροφείς". Αν και χρησιμοποιήθηκαν μόνο για διδασκαλία, το 1828 ο Jedlik έδειξε την πρώτη συσκευή που περιείχε τα τρία κύρια συστατικά των πρακτικών κινητήρων DC: τον στάτορα, τον ρότορα και τον μεταγωγέα. Η συσκευή δεν χρησιμοποιούσε μόνιμους μαγνήτες, καθώς τα μαγνητικά πεδία τόσο των στατικών όσο και των περιστρεφόμενων εξαρτημάτων παράγονταν αποκλειστικά από τα ρεύματα που ρέουν μέσω των περιελίξεων τους.

Μηχανικός έλεγχος

Οι κινητήρες DC μπορούν να λειτουργούν σε μεταβλητές ταχύτητες ρυθμίζοντας την τάση DC που εφαρμόζεται στους ακροδέκτες ή χρησιμοποιώντας διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM).

Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος που λειτουργούν με σταθερή ταχύτητα τροφοδοτούνται γενικά απευθείας από το δίκτυο ή μέσω μαλακών εκκινητών κινητήρα.

Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος που λειτουργούν σε μεταβλητές ταχύτητες τροφοδοτούνται με διάφορους μετατροπείς ισχύος, μεταβλητές συχνότητες ή τεχνολογίες ηλεκτρονικών μεταγωγέων.

Ο όρος ηλεκτρονικός μεταγωγέας συνδέεται συνήθως με αυτοκινητοποιημένο κινητήρα DC χωρίς ψήκτρες και εφαρμογές κινητήρων απροθυμίας μεταγωγής.

Κύριες κατηγορίες

Οι ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν σε τρεις διαφορετικές φυσικές αρχές: μαγνητισμό, ηλεκτροστατική και πιεζοηλεκτρισμό.

Στους μαγνητικούς κινητήρες, σχηματίζονται μαγνητικά πεδία τόσο στον ρότορα όσο και στον στάτορα. Το προϊόν μεταξύ αυτών των δύο πεδίων δημιουργεί μια δύναμη και συνεπώς μια ροπή στον άξονα του κινητήρα. Ένα ή και τα δύο από αυτά τα πεδία πρέπει να αλλάξουν με την περιστροφή του κινητήρα. Αυτό γίνεται με την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των πόλων τη σωστή στιγμή ή με μεταβολή της ισχύος του πόλου.

Οι κύριοι τύποι είναι οι κινητήρες DC και οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, οι πρώτοι εκτοπίζονται όλο και περισσότερο από τους δεύτερους.

Οι ηλεκτροκινητήρες AC είναι είτε ασύγχρονοι είτε σύγχρονοι.

Μόλις ξεκινήσει, ένας σύγχρονος κινητήρας απαιτεί συγχρονισμό με την σύγχρονη ταχύτητα του κινούμενου μαγνητικού πεδίου για όλες τις κανονικές συνθήκες ροπής.

Στις σύγχρονες μηχανές, το μαγνητικό πεδίο πρέπει να παρέχεται με διαφορετικά μέσα από τα επαγωγικά, όπως από τυλίγματα ξεχωριστά διεγερμένα ή μόνιμους μαγνήτες.

Ένας κινητήρας κλασματικής ιπποδύναμης είτε έχει βαθμολογία κάτω από περίπου 1 ίππο (0,746 kW), είτε κατασκευάζεται με μέγεθος τυπικού πλαισίου μικρότερο από έναν τυπικό κινητήρα 1 HP. Πολλοί οικιακοί και βιομηχανικοί κινητήρες ανήκουν στην κλάση κλασματικής ιπποδύναμης.

Μη μαγνητικοί κινητήρες

Ένας ηλεκτροστατικός κινητήρας βασίζεται στην έλξη και την άπωση του ηλεκτρικού φορτίου. Συνήθως, οι ηλεκτροστατικοί κινητήρες είναι οι διπλοί από τους συμβατικούς κινητήρες που βασίζονται σε πηνία. Συνήθως απαιτούν τροφοδοτικό υψηλής τάσης, αν και οι πολύ μικροί κινητήρες χρησιμοποιούν χαμηλότερες τάσεις. Οι συμβατικοί ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούν μαγνητική έλξη και άπωση και απαιτούν υψηλό ρεύμα σε χαμηλές τάσεις. Στη δεκαετία του 1750, οι πρώτοι ηλεκτροστατικοί κινητήρες αναπτύχθηκαν από τους Benjamin Franklin και Andrew Gordon. Σήμερα, ο ηλεκτροστατικός κινητήρας βρίσκει συχνή χρήση σε μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS) όπου οι τάσεις κίνησης είναι κάτω από 100 βολτ και όπου κινούνται, φορτισμένες πλάκες είναι πολύ πιο εύκολο να κατασκευαστούν από πηνία και πυρήνες σιδήρου. Επίσης, τα μοριακά μηχανήματα που τρέχουν ζωντανά κύτταρα βασίζονται συχνά σε γραμμικούς και περιστροφικούς ηλεκτροστατικούς κινητήρες.

Ένας πιεζοηλεκτρικός κινητήρας ή πιεζοκινητήρας είναι ένας τύπος ηλεκτρικού κινητήρα που βασίζεται στην αλλαγή του σχήματος ενός πιεζοηλεκτρικού υλικού όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο. Οι πιεζοηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούν το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο όπου το υλικό παράγει ακουστικούς ή υπερηχητικούς κραδασμούς για να παράγει γραμμική ή περιστροφική κίνηση. Σε έναν μηχανισμό, η επιμήκυνση σε ένα μόνο επίπεδο χρησιμοποιείται για να κάνει μια σειρά διατάσεων και θέσεων, παρόμοιες με τον τρόπο που κινείται μια κάμπια.

Ένα ηλεκτρικό σύστημα προώθησης διαστημικών σκαφών χρησιμοποιεί τεχνολογία ηλεκτρικών κινητήρων για να ωθήσει διαστημόπλοια στο εξωτερικό διάστημα, ενώ τα περισσότερα συστήματα βασίζονται σε ηλεκτρικά προωθητικό σε υψηλή ταχύτητα, ενώ ορισμένα συστήματα βασίζονται σε αρχές ηλεκτροδυναμικής πρόσδεσης της μαγνητόσφαιρας.