Hebrew 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hindi 
בתרחישי ייצור תעשייתי וצריכת חשמל יומיומית, ההבדל ביעילות האנרגיה של מנועי AC הוא לעתים קרובות משמעותי. לדוגמה, בעת הפעלת אותו מאוורר, חלק מהמנועים צורכים 5 קוט"ש חשמל לשעה, בעוד שאחרים צורכים רק 3.5 קוט"ש. הבדל זה אינו מקרי; הוא נקבע במשותף על ידי גורמים מרכזיים כגון סיווג סוג המנוע, תכנון מבני ויכולת הסתגלות לתנאי הפעלה. גורמים אלה משפיעים ישירות על מידת האובדן בהמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, ובסופו של דבר מביאים לרמות יעילות אנרגיה שונות.
מנקודת מבט של סוגי מנועים, ההבדל האופייני הטמון בין מנועים אסינכרוניים למנועים סינכרוניים הוא נקודת המוצא המרכזית של פער יעילות האנרגיה. הרוטור של מנוע אסינכרוני מסתמך על אינדוקציה אלקטרומגנטית כדי לייצר זרם למומנט. במהלך תהליך זה, חלק מהאנרגיה החשמלית נצרכת עקב "אובדן היסטרזיס" ו"אובדן זרם מערבולת". במילים פשוטות, כאשר השדה המגנטי של ליבת הרוטור משתנה, נוצרים זרמים פנימיים. זרמים אלה אינם משתתפים בפלט המומנט; במקום זאת, הם מומרים לחום ומתבזבזים. במיוחד עבור מנועים אסינכרוניים מסורתיים בעלי יעילות אנרגיה נמוכה, הליבה עשויה בעיקר מגיליונות פלדת סיליקון רגילים, מה שמוביל לאובדן היסטרזיס גבוה יותר. בנוסף, פער האוויר בין הסטטור לרוטור (פער האוויר מתייחס לפער בין הסטטור לרוטור) גדול יחסית, מה שגורם בקלות לדליפת שדה מגנטי ומגביר עוד יותר את אובדן האנרגיה. עם זאת, הרוטור של מנוע סינכרוני (כגון מנוע סינכרוני עם מגנט קבוע) מורכב ממגנטים קבועים ואינו צריך לקבל שדה מגנטי באמצעות אינדוקציה, מה שמפחית באופן מהותי את אובדן הרוטור. במקביל, מרווח האוויר בין הסטטור לרוטור של מנוע סינכרוני מתוכנן להיות קומפקטי יותר, כך ששיעור ניצול השדה המגנטי גבוה יותר. באופן טבעי, יעילות המרת האנרגיה החשמלית למומנט גבוהה יותר גם כן, בדרך כלל 5%-10% יותר יעילה ממנועים אסינכרוניים רגילים בעלי אותו הספק.
חידוד התכנון המבני הוא המפתח להרחבת פער יעילות האנרגיה בין מנועים מאותו סוג. אם ניקח לדוגמה מנועים אסינכרוניים, יישום של יריעות פלדת סיליקון בעלות אינדוקציה מגנטית גבוהה יכול להפחית משמעותית את אובדן הליבה. לסוג זה של יריעת פלדת סיליקון יש חדירות מגנטית גבוהה יותר, כך שנוצרים פחות זרמים פנימיים כאשר השדה המגנטי משתנה. בהשוואה ליריעות פלדת סיליקון רגילות, הוא יכול להפחית את אובדן הליבה ביותר מ-20%. בנוסף, החומר ותהליך הליפוף של חוטי הליפוף משפיעים גם הם על יעילות האנרגיה. לחוטי נחושת יש מוליכות חשמלית טובה יותר מחוטי אלומיניום. לליפופים העשויים מחוטי נחושת יש התנגדות נמוכה יותר, וכתוצאה מכך "אובדן נחושת" נמוך יותר (אובדן חום הנוצר כאשר זרם זורם דרך ההתנגדות) כאשר הזרם עובר דרכו. יתר על כן, תהליך הליפוף המדויק מאפשר לסדר את החוטים בצורה צמודה יותר, מה שמקטין את הפער בין החוטים ומשפר את שיעור ניצול השדה המגנטי. לעומת זאת, מנועים בעלי יעילות אנרגיה נמוכה עשויים להשתמש בחוטי אלומיניום או לעבור תהליכי ליפוף גסים. אובדן הנחושת לבדו גבוה ב-15%-20% מזה של מנועים בעלי יעילות אנרגיה גבוהה.
יכולת ההתאמה של תנאי ההפעלה למנוע משפיעה ישירות גם על יעילות האנרגיה בפועל. למנועי AC יש "מצב הפעלה מדורג" (מצב ההפעלה האופטימלי שתוכנן עבור המנוע). אם העומס בפועל אינו תואם את העומס המדורג, יעילות האנרגיה תפחת משמעותית. לדוגמה, אם מנוע אסינכרוני עם הספק מדורג של 10 קילוואט פועל תחת עומס קל של 3 קילוואט במשך זמן רב, יתרחש מצב של "שימוש בסוס גדול כדי לגרור עגלה קטנה". בשלב זה, מקדם ההספק של המנוע יורד (ככל שמקדם ההספק נמוך יותר, כך שיעור ניצול האנרגיה החשמלית נמוך יותר), שיעור אובדן הליבה עולה, ויעילות האנרגיה עשויה לרדת מ-85% תחת תנאי ההפעלה המדורגים מתחת ל-60%. עם זאת, מהירות המנוע הסינכרוני אינה תלויה בעומס (כל עוד היא אינה עולה על המומנט המרבי). בתרחישים עם תנודות עומס גדולות, הוא עדיין יכול לשמור על מקדם הספק גבוה ויעילות אנרגטית. לדוגמה, במערכת ההנעה של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה, מנוע הסינכרוני בעל מגנט קבוע יכול להתאים את התפוקה שלו באופן גמיש בהתאם למהירות הרכב ולתנאי הדרך. אפילו בתנאי מהירות נמוכה ועומס קל, ניתן לשמור על יעילות אנרגטית מעל 80%, שהיא גבוהה בהרבה מזו של מנועים אסינכרוניים באותו תרחיש.
בנוסף, האם תכנון פיזור החום סביר ישפיע בעקיפין גם על יעילות האנרגיה. ההפסד שנוצר במהלך פעולת המנוע מומר לחום. אם לא ניתן לפזר את החום בזמן, טמפרטורת המנוע תעלה, מה שיגביר את התנגדות הסליל (התנגדות המוליך עולה עם עליית הטמפרטורה). זה בתורו מגביר את אובדן הנחושת, ויוצר מעגל קסמים של "אובדן - עליית טמפרטורה - עוד אובדן". מנועים בעלי יעילות אנרגטית גבוהה מצוידים בדרך כלל במבנים לפיזור חום יעילים יותר, כגון הגדלת שטח גופי הקירור, שימוש במאווררים ציריים לפיזור חום מאולץ, ואפילו הוספת מערכות קירור מים למנועים בעלי הספק גבוה. אמצעים אלה מבטיחים שהמנוע יפעל תמיד בטמפרטורה מתאימה ומונעים פגיעה ביעילות האנרגיה הנגרמת כתוצאה מחימום יתר.
לסיכום, ההבדל ביעילות האנרגיה של מנועי AC נקבע במשותף על ידי "מאפייני סוג + תכנון מבני + יכולת הסתגלות לתנאי הפעלה + יכולת פיזור חום". למנועים סינכרוניים יש יתרונות אינהרנטיים עקב היעדר אובדן אינדוקציה ברוטור. התכנון המעודן של יריעות פלדת סיליקון בעלות אינדוקציה מגנטית גבוהה ופיתולי נחושת מפחית את אובדן הליבה. יכולת ההסתגלות לתנאי ההפעלה מונעת בזבוז יעילות אנרגטית הנגרם עקב אי התאמה בעומס. פיזור חום סביר מונע את מעגל הקסמים של אובדן. הבנת גורמים אלה יכולה לא רק לעזור לארגונים לבחור מנועים חסכוניים יותר באנרגיה, אלא גם להצביע על כיוון האופטימיזציה של "הפחתת אובדן ושיפור יכולת ההסתגלות" למחקר ופיתוח מנועים.
