So với động cơ không đồng bộ ba pha thông thường, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có ưu điểm là mô-men xoắn khởi động cao, thời gian khởi động ngắn và khả năng chịu quá tải cao. Điều này cho phép giảm công suất lắp đặt của động cơ truyền động dựa trên công suất trục thực tế, tiết kiệm năng lượng đồng thời giảm đầu tư vào tài sản cố định.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu tương đối dễ điều khiển, với tốc độ chỉ được xác định bởi tần số. Chúng hoạt động trơn tru và đáng tin cậy, không bị ảnh hưởng bởi biến động tải và điện áp. Tốc độ được đồng bộ hóa chặt chẽ của chúng mang lại đáp ứng động tuyệt vời, rất phù hợp cho việc điều khiển tần số thay đổi.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cũng có những ưu điểm về tổn thất và độ tăng nhiệt độ thấp, hệ số công suất và hiệu suất cao. Những yếu tố này, phù hợp với nhu cầu hiệu suất của động cơ, đã thúc đẩy sự thống trị thị trường của chúng.
Tại sao động cơ nam châm vĩnh cửu có tổn thất thấp và nhiệt độ tăng thấp?
Do từ trường của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu, điều này giúp tránh được tổn thất kích thích (còn gọi là tổn thất đồng) vốn có thể xảy ra khi sử dụng dòng điện kích thích để tạo từ trường. Khi động cơ chạy, rotor không tiêu thụ dòng điện, giúp giảm đáng kể sự gia tăng nhiệt độ của động cơ. Theo thống kê chưa đầy đủ, trong cùng điều kiện tải, mức tăng nhiệt độ thấp hơn khoảng 20K.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cung cấp hệ số công suất và hiệu suất cao
So với động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có hiệu suất cao hơn đáng kể ở tải nhẹ. Chúng cũng có phạm vi hoạt động rộng, vượt quá 90% trong phạm vi hệ số tải từ 25% đến 120%. Hiệu suất định mức của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia hiện hành về hiệu suất năng lượng Loại 1, một lợi thế đáng kể so với động cơ không đồng bộ về khả năng tiết kiệm năng lượng.
Trong vận hành thực tế, động cơ hiếm khi hoạt động hết công suất khi dẫn động tải. Điều này là do hai yếu tố: thứ nhất, khi lựa chọn động cơ, các nhà thiết kế thường xác định công suất động cơ dựa trên điều kiện vận hành khắc nghiệt của tải, điều này hiếm khi xảy ra. Hơn nữa, để ngăn ngừa động cơ bị cháy trong điều kiện vận hành bất thường, thiết kế động cơ thường bao gồm một biên độ công suất. Thứ hai, để đảm bảo độ tin cậy, các nhà sản xuất động cơ thường bao gồm một biên độ công suất nhất định vượt quá công suất do người dùng chỉ định. Do đó, hầu hết các động cơ trong vận hành thực tế hoạt động dưới 70% công suất định mức của chúng, đặc biệt là khi dẫn động các tải như quạt và máy bơm, trong đó động cơ thường hoạt động trong phạm vi tải nhẹ. Đối với động cơ không đồng bộ, hiệu suất tải nhẹ của chúng rất thấp, trong khi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu vẫn có thể duy trì hiệu suất tương đối cao trong vùng tải nhẹ.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có hệ số công suất cao, không phụ thuộc vào số cực. Khi tải đầy, hệ số công suất tiến gần đến 1. Điều này dẫn đến dòng điện động cơ thấp hơn so với động cơ không đồng bộ, dẫn đến tổn thất đồng stato thấp hơn và hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, hệ số công suất của động cơ không đồng bộ giảm khi số cực tăng. Hơn nữa, do hệ số công suất cao của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, về mặt lý thuyết, công suất của nguồn điện (biến áp) hỗ trợ động cơ có thể bị giảm, từ đó làm giảm thông số kỹ thuật của thiết bị đóng cắt và cáp hỗ trợ.
Nhược điểm của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cũng có những nhược điểm riêng. Ví dụ, dòng điện khởi động của chúng lớn hơn khoảng chín lần so với động cơ không đồng bộ. Chúng không thể khởi động bằng điện áp thấp. Trong điều kiện nguồn điện áp thấp, mô-men xoắn khởi động không đồng bộ của chúng giảm nhiều hơn so với động cơ không đồng bộ, dẫn đến khó khăn khi khởi động. Các thông số về đặc tính tự khởi động và dòng điện phản hồi trong quá trình ngắn mạch hệ thống của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khác nhau đáng kể giữa các nhà sản xuất. Hơn nữa, do khó khăn trong việc thu thập dữ liệu liên quan, việc sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu gây ra sự không chắc chắn về hiệu suất ngắn mạch của hệ thống điện và trong việc xác minh tính toán khởi động.
