I. ความแตกต่างหลัก: จากหลักการทำงานไปจนถึงคุณลักษณะสำคัญ

1. ความสัมพันธ์ความเร็ว: คำจำกัดความสำคัญของความสอดคล้องและความไม่สอดคล้อง

• มอเตอร์ซิงโครนัส: ความเร็วโรเตอร์ (n) เท่ากับความเร็วซิงโครนัส (n₀) พอดี (กล่าวคือ n = n₀) โรเตอร์ต้องใช้แหล่งกระตุ้นเพิ่มเติม (เช่น แม่เหล็กถาวร หรือขดลวดกระตุ้นที่จ่ายกระแสไฟฟ้าตรง) เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กคงที่ ซึ่ง “ติดตาม” การหมุนของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์อย่างซิงโครนัส ไม่มีอัตราส่วนสลิป (s = (n₀ – n)/n₀ = 0)
• มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส: ความเร็วโรเตอร์ (n) จะต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส (n₀) เสมอ (กล่าวคือ n

2. โครงสร้างและประสิทธิภาพ: การแสดงออกเฉพาะของความแตกต่างที่ขยายออกไป

• ความซับซ้อนของโครงสร้างมอเตอร์ซิงโครนัสมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าและมีต้นทุนการผลิตสูงกว่า เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์กระตุ้น (เช่น แม่เหล็กถาวร ขดลวดกระตุ้น หรือแหวนสลิปริง) ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะมีโรเตอร์ที่ประกอบด้วยขดลวดอะลูมิเนียมหล่อหรือทองแดงเท่านั้น โดยไม่มีส่วนประกอบกระตุ้น ทำให้มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และบำรุงรักษาง่ายกว่า
• ประสิทธิภาพและปัจจัยกำลัง:ด้วยการปรับกระแสกระตุ้น มอเตอร์ซิงโครนัสสามารถให้ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (power factor) เท่ากับ 1 หรือแม้กระทั่งค่านำ ซึ่งช่วยปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้า นอกจากนี้ มอเตอร์ซิงโครนัสยังมีประสิทธิภาพสูงกว่าภายใต้ภาระที่กำหนด (โดยปกติจะสูงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีกำลังไฟฟ้าเท่ากัน 3% – 5%) อย่างไรก็ตาม มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะมีค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าที่ตามหลัง (โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.7 – 0.9) และประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมากภายใต้ภาระที่เบา (เช่น ที่อัตราโหลด 30% ประสิทธิภาพจะลดลงเพียงประมาณ 50% ของภาระที่กำหนด)
• ลักษณะการควบคุมความเร็วความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสจะเป็นไปตามความถี่อย่างเคร่งครัด และสามารถปรับได้โดยการแปลงความถี่เท่านั้น ส่งผลให้ช่วงการควบคุมความเร็วค่อนข้างแคบ (โดยปกติจะขึ้นอยู่กับการควบคุมการแปลงความถี่ที่มีความแม่นยำสูง) มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามารถควบคุมความเร็วได้โดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า การแปลงความถี่ และวิธีการอื่นๆ เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสได้รับการพัฒนาและเหมาะสำหรับสถานการณ์การควบคุมความเร็วที่มีความแม่นยำระดับปานกลางถึงต่ำ

II. การเลือกแอปพลิเคชัน: การจับคู่คุณลักษณะกับข้อกำหนดของสถานการณ์

1. มอเตอร์ซิงโครนัส: เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความแม่นยำสูงและมีความต้องการสูง

• สถานการณ์การควบคุมความเร็วที่มีความแม่นยำสูง:การใช้งานต่างๆ เช่น แกนปั่นด้ายในเครื่องจักรสิ่งทอ และเพลาหลักของเครื่องมือกลแม่นยำ จำเป็นต้องมีความเร็วคงที่ (ไม่มีความผันผวนของความเร็ว) ความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสจะถูกซิงโครไนซ์กับความถี่อย่างเคร่งครัด และภายใต้การควบคุมการแปลงความถี่ ความแม่นยำของความเร็วสามารถสูงถึง ±0.1% ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงการดริฟท์ความเร็วที่เกิดจากอัตราส่วนการลื่นของมอเตอร์อะซิงโครนัส และรับประกันความสม่ำเสมอของเส้นด้ายและความแม่นยำในการประมวลผลของเครื่องมือกล
• สถานการณ์ที่มีพลังงานสูงและประหยัดพลังงานตัวอย่าง ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่และคอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรม (โดยปกติมีกำลังไฟฟ้า ≥ 1,000 กิโลวัตต์) มอเตอร์ซิงโครนัสมีประสิทธิภาพสูงและสามารถปรับค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับคอมเพรสเซอร์ขนาด 1,000 กิโลวัตต์ มอเตอร์ซิงโครนัสจะใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่ามอเตอร์อะซิงโครนัสประมาณ 120,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี (คำนวณจากชั่วโมงการทำงาน 8,000 ชั่วโมงต่อปี และค่าความแตกต่างของประสิทธิภาพ 1.5%) นอกจากนี้ มอเตอร์ซิงโครนัสยังสามารถชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟที่ล่าช้าในโครงข่ายไฟฟ้า ช่วยลดการสูญเสียพลังงานในโครงข่ายไฟฟ้า
• สถานการณ์ความเร็วต่ำพิเศษเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ (โดยทั่วไปความเร็วรอบน้อยกว่า 100 รอบต่อนาที) จัดอยู่ในประเภทนี้ มอเตอร์ซิงโครนัสสามารถลดความเร็วรอบซิงโครนัสได้โดยการเพิ่มจำนวนคู่ขั้ว (เช่น p = 30) โดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ลดความเร็วเพิ่มเติม ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีอัตราส่วนการลื่นไถลที่เพิ่มขึ้นอย่างมากที่ความเร็วต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพต่ำมากและต้องใช้กลไกลดความเร็วที่ซับซ้อน ซึ่งเพิ่มต้นทุนและความเสี่ยงต่อความล้มเหลว

2. มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส: เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปและสถานการณ์ต้นทุนต่ำ

• สถานการณ์ขับเคลื่อนทั่วไปกำลังปานกลางและต่ำ:ซึ่งรวมถึงคอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศสำหรับใช้ในบ้านและมอเตอร์สายพานลำเลียงสำหรับอุตสาหกรรม (โดยปกติจะมีกำลังน้อยกว่า 100 กิโลวัตต์) สถานการณ์เช่นนี้มีข้อกำหนดด้านความแม่นยำของความเร็วต่ำ (โดยยอมให้มีความผันผวนของความเร็วได้ ±1%) มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีโครงสร้างที่เรียบง่าย มีราคาเพียง 60% – 70% ของมอเตอร์แบบซิงโครนัสที่มีกำลังเท่ากัน และบำรุงรักษาง่าย (ชิ้นส่วนกระตุ้นไม่สึกหรอ) ทำให้สามารถตอบสนองความต้องการพื้นฐานในการขับเคลื่อนได้
• สถานการณ์การเริ่มต้นและโหลดแปรผันบ่อยครั้ง:การใช้งานทั่วไป เช่น เครื่องดึงลิฟต์และพัดลมขนาดเล็กถึงขนาดกลาง (ที่ต้องทำงานแบบสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง หรือเกิดความผันผวนของโหลด) มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีแรงบิดเริ่มต้นปานกลาง (โดยปกติจะอยู่ที่ 1.5-2 เท่าของแรงบิดที่กำหนด) และสามารถควบคุมกระแสเริ่มต้นได้ผ่านซอฟต์สตาร์ทเตอร์ ทำให้เหมาะสำหรับรอบการทำงานแบบสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง อย่างไรก็ตาม มอเตอร์แบบซิงโครนัสจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม (เช่น ขดลวดหน่วง) เพื่อแก้ปัญหา “การสูญเสียการซิงโครไนซ์” ในระหว่างการสตาร์ท ส่งผลให้การควบคุมการสตาร์ทมีความซับซ้อนและไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง
• สถานการณ์ต้นทุนต่ำ บำรุงรักษาง่าย:ปั๊มชลประทานการเกษตรและเครื่องมือกลขนาดเล็ก (ที่มีงบประมาณจำกัดและสภาพการบำรุงรักษาที่ไม่ซับซ้อน) อยู่ในกลุ่มนี้ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสไม่มีส่วนประกอบที่เปราะบาง เช่น สลิปริงหรือขดลวดกระตุ้น โดยมีค่าเฉลี่ยระยะเวลาระหว่างการเสีย (MTBF) มากกว่า 20,000 ชั่วโมง ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์แบบซิงโครนัสต้องเผชิญกับปัญหาต่างๆ เช่น แม่เหล็กถาวรเสื่อมสภาพและขดลวดกระตุ้นเสียหาย ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาจากผู้เชี่ยวชาญและเพิ่มต้นทุนในระยะยาว

III. บทสรุป: หลักการสำคัญของตรรกะการเลือก