در مقایسه باموتورهای آسنکرون، آهنربای دائمیموتورهای سنکرونمزایای آشکاری دارند آنها دارای راندمان بالا، ضریب توان بالا، شاخص های عملکرد خوب، اندازه کوچک، وزن سبک، افزایش دمای پایین، اثرات فنی قابل توجه و بهبود بهتر کیفیت شبکه برق هستند. استفاده کامل از ظرفیت شبکه برق موجود، صرفه جویی در سرمایه گذاری در شبکه برق و حل بهتر پدیده «اسب بزرگ و گاری کوچک» در تجهیزات برقی.
01. راندمان و ضریب توان
هنگامی که موتور ناهمزمان کار می کند، سیم پیچ روتور بخشی از انرژی الکتریکی را از شبکه برق برای تحریک جذب می کند، که برق شبکه برق را مصرف می کند. این بخش از انرژی الکتریکی در نهایت به عنوان گرما در سیم پیچ روتور مصرف می شود. این تلفات حدود 30-20 درصد از کل تلفات موتور را تشکیل می دهد که باعث کاهش راندمان موتور می شود. جریان تحریک روتور به عنوان یک جریان القایی به سیم پیچ استاتور تبدیل می شود که باعث می شود جریان ورودی به سیم پیچ استاتور یک زاویه از ولتاژ شبکه برق عقب بماند و در نتیجه ضریب توان موتور کاهش یابد. علاوه بر این، از منحنی های بازده و ضریب توانموتورهای سنکرون آهنربای دائمو موتورهای ناهمزمان (شکل 1) مشاهده می شود که وقتی میزان بار (=P2/Pn) کمتر از 50 درصد باشد، بازده عملیاتی و ضریب توان عملیاتی موتور آسنکرون به طور قابل توجهی کاهش می یابد، بنابراین به طور کلی لازم است که در منطقه اقتصادی کار کند، یعنی نرخ بار بین 75٪ -100٪ است.
پس از اینکه آهنربای دائمی در روتور موتور سنکرون آهنربای دائمی جاسازی شد، از آهنربای دائمی برای ایجاد میدان مغناطیسی روتور استفاده می شود. در حین کار عادی، روتور و میدان مغناطیسی استاتور به طور همزمان کار می کنند، جریان القایی در روتور وجود ندارد، و هیچ افت مقاومتی روتور وجود ندارد. این به تنهایی می تواند راندمان موتور را 4٪ تا 50٪ افزایش دهد. از آنجایی که هیچ تحریک جریان القایی در روتور موتور هیدرومغناطیسی وجود ندارد، سیمپیچ استاتور ممکن است یک بار مقاومتی خالص باشد و ضریب قدرت موتور را تقریباً 1 کند. از منحنیهای بازده و ضریب توان موتور سنکرون مغناطیس دائم و موتور ناهمزمان (شکل 1)، میتوان دریافت که وقتی نرخ بار ضریب مغناطیس عامل دائمی آن تغییر میکند، ضریب همگام مغناطیس عامل دائمی آن 20% تغییر نمیکند. بسیار، و راندمان عملیاتی بیش از 80٪ است.
02. راه اندازی کابینه
هنگامی که موتور ناهمزمان راه اندازی می شود، موتور باید دارای گشتاور راه اندازی به اندازه کافی بزرگ باشد، اما جریان راه اندازی خیلی زیاد نیست، تا از افت ولتاژ بیش از حد در شبکه برق جلوگیری شود و بر عملکرد عادی سایر موتورها و تجهیزات الکتریکی متصل به شبکه برق تأثیر بگذارد. علاوه بر این، هنگامی که جریان راه اندازی بیش از حد زیاد باشد، خود موتور تحت تأثیر نیروی الکتریکی بیش از حد قرار می گیرد. اگر مکرر راه اندازی شود، خطر گرم شدن بیش از حد سیم پیچ نیز وجود دارد. بنابراین، طراحی راه اندازی موتورهای آسنکرون اغلب با یک معضل مواجه است.
موتورهای سنکرون آهنربای دائم معمولاً از راه اندازی ناهمزمان نیز استفاده می کنند. از آنجایی که سیم پیچ روتور زمانی که موتور سنکرون آهنربای دائم به طور معمول کار می کند کار نمی کند، هنگام طراحی موتور آهنربای دائم، سیم پیچ روتور می تواند به طور کامل الزامات گشتاور راه اندازی بالا را برآورده کند، به عنوان مثال، چند برابر گشتاور راه اندازی از 1.8 برابر موتور ناهمزمان به 2.5 برابر یا حتی بزرگتر افزایش می یابد، که بهتر پدیده کشش اسب بخار را در یک ماشین کوچک حل می کند.
3. افزایش دمای کار
از آنجایی که سیم پیچ روتور در هنگام کار موتور ناهمزمان جریان دارد و این جریان به طور کامل به صورت انرژی گرمایی مصرف می شود، مقدار زیادی گرما در سیم پیچ روتور ایجاد می شود که دمای موتور را افزایش می دهد و عمر مفید موتور را تحت تاثیر قرار می دهد. به دلیل راندمان بالای موتورهای آهنربای دائم، در سیم پیچ روتور افت مقاومتی وجود ندارد و در سیم پیچ استاتور جریان راکتیو کم یا تقریباً وجود ندارد که باعث می شود دمای موتور پایین بیاید و طول عمر موتور افزایش یابد. 4. تأثیر بر عملکرد شبکه برق
به دلیل ضریب توان پایین موتور ناهمزمان، موتور مقدار زیادی جریان راکتیو را از شبکه برق جذب می کند و در نتیجه مقدار زیادی جریان راکتیو در شبکه برق، تجهیزات ترانسفورماتور و تجهیزات تولید برق ایجاد می شود که به نوبه خود باعث کاهش ضریب کیفیت شبکه برق و افزایش بار روی شبکه برق، تجهیزات ترانسفورماتور و تجهیزات تولید برق می شود. در عین حال، جریان راکتیو بخشی از انرژی الکتریکی را در شبکه برق، تجهیزات ترانسفورماتور و تجهیزات تولید برق مصرف میکند و در نتیجه بازده شبکه برق کاهش مییابد و بر استفاده مؤثر از انرژی الکتریکی تأثیر میگذارد. همچنین با توجه به راندمان پایین موتور ناهمزمان، برای تامین توان خروجی مورد نیاز، جذب انرژی الکتریکی بیشتر از شبکه برق، افزایش بیشتر اتلاف انرژی الکتریکی و افزایش بار روی شبکه برق ضروری است.
در روتور موتور مغناطیس دائمی تحریک جریان القایی وجود ندارد، موتور دارای ضریب توان بالایی است که باعث بهبود ضریب کیفیت شبکه برق شده و نیاز به نصب جبران کننده در شبکه برق را بی نیاز می کند. در عین حال به دلیل راندمان بالای موتور آهنربای دائم در انرژی الکتریکی نیز صرفه جویی می شود.