Vietnamese 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
I. Sự khác biệt cốt lõi: Từ nguyên lý hoạt động đến các đặc điểm chính
Động cơ AC được chia thành động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ (còn gọi là động cơ cảm ứng). Sự khác biệt cốt lõi giữa hai loại này bắt nguồn từ mối quan hệ giữa tốc độ rôto và tốc độ quay của từ trường quay của stato, điều này quyết định thêm sự khác biệt của chúng về cấu trúc và hiệu suất.
1. Mối quan hệ tốc độ: Định nghĩa cơ bản về đồng bộ và không đồng bộ
Theo nguyên lý cảm ứng điện từ, khi dòng điện xoay chiều chạy qua các cuộn dây stato, một từ trường quay sẽ được tạo ra. Tốc độ của từ trường này (tốc độ đồng bộ, n₀) được xác định bởi tần số nguồn điện (f) và số cặp cực từ của động cơ (p), theo công thức: n₀ = 60f/p.
- Động cơ đồng bộ: Tốc độ rotor (n) chính xác bằng tốc độ đồng bộ (n₀) (tức là n = n₀). Rotor cần một nguồn kích thích bổ sung (chẳng hạn như nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây kích thích được cung cấp dòng điện một chiều) để tạo ra một từ trường cố định, "đồng bộ" theo sự quay của từ trường quay của stato. Không có tỷ số trượt (s = (n₀ – n)/n₀ = 0).
- Động cơ không đồng bộ: Tốc độ rotor (n) luôn thấp hơn tốc độ đồng bộ (n₀) (tức là n
2. Cấu trúc và hiệu suất: Biểu hiện cụ thể của sự khác biệt mở rộng
- Độ phức tạp về cấu trúc: Động cơ đồng bộ có cấu trúc phức tạp hơn và chi phí sản xuất cao hơn do cần sử dụng các thiết bị kích thích (như nam châm vĩnh cửu, cuộn dây kích thích hoặc vành trượt). Ngược lại, động cơ không đồng bộ có rotor chỉ bao gồm các cuộn dây thanh nhôm hoặc đồng đúc, không có linh kiện kích thích, do đó có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và dễ bảo trì hơn.
- Hiệu suất và hệ số công suất: Bằng cách điều chỉnh dòng điện kích từ, động cơ đồng bộ có thể đạt hệ số công suất bằng 1 hoặc thậm chí dẫn trước, giúp cải thiện hệ số công suất của lưới điện. Chúng cũng có hiệu suất cao hơn ở tải định mức (thường cao hơn 3% - 5% so với động cơ không đồng bộ cùng công suất). Tuy nhiên, động cơ không đồng bộ luôn có hệ số công suất trễ (thường từ 0,7 - 0,9) và hiệu suất của chúng giảm đáng kể ở tải nhẹ (ví dụ, ở mức tải 30%, hiệu suất chỉ bằng khoảng 50% so với tải định mức).
- Đặc điểm điều chỉnh tốc độ: Tốc độ của động cơ đồng bộ tuân thủ nghiêm ngặt tần số và chỉ có thể điều chỉnh thông qua biến tần, dẫn đến phạm vi điều chỉnh tốc độ tương đối hẹp (thường phụ thuộc vào điều khiển biến tần có độ chính xác cao). Động cơ không đồng bộ có thể được điều chỉnh tốc độ thông qua biến thiên điện áp, biến tần và các phương pháp khác; công nghệ điều chỉnh tốc độ của chúng đã hoàn thiện và phù hợp với các tình huống điều chỉnh tốc độ có độ chính xác từ trung bình đến thấp.
II. Lựa chọn ứng dụng: Phù hợp đặc điểm với yêu cầu tình huống
Trong các ứng dụng thực tế, việc lựa chọn giữa động cơ đồng bộ và không đồng bộ nên dựa trên các yếu tố như yêu cầu tải, nhu cầu về hiệu quả năng lượng và ngân sách chi phí. Các điều chỉnh cho từng trường hợp cụ thể như sau:
1. Động cơ đồng bộ: Phù hợp với các tình huống có độ chính xác cao, nhu cầu cao
- Các kịch bản kiểm soát tốc độ có độ chính xác cao: Các ứng dụng như trục chính kéo sợi trong máy dệt và trục chính trong máy công cụ chính xác đòi hỏi tốc độ không đổi (không dao động tốc độ). Tốc độ của động cơ đồng bộ được đồng bộ chặt chẽ với tần số, và dưới sự điều khiển biến tần, độ chính xác tốc độ có thể đạt ±0,1%, tránh hiện tượng trôi tốc độ do tỷ số trượt của động cơ không đồng bộ, đảm bảo tính đồng đều của sợi và độ chính xác gia công của máy công cụ.
- Các kịch bản công suất cao, tiết kiệm năng lượng: Ví dụ bao gồm máy phát điện tuabin trong các nhà máy nhiệt điện lớn và máy nén công nghiệp (thường có công suất ≥ 1000 kW). Động cơ đồng bộ mang lại hiệu suất cao và hệ số công suất có thể điều chỉnh. Ví dụ, đối với máy nén 1000 kW, động cơ đồng bộ tiêu thụ ít hơn khoảng 120.000 kWh điện mỗi năm (tính toán dựa trên 8000 giờ vận hành mỗi năm và chênh lệch hiệu suất 1,5%) so với động cơ không đồng bộ. Ngoài ra, chúng có thể bù đắp công suất phản kháng bị trễ trong lưới điện, giảm tổn thất điện lưới.
- Các kịch bản tốc độ thấp đặc biệt: Các máy phát thủy điện lớn (với tốc độ thường
2. Động cơ không đồng bộ: Phù hợp cho các tình huống thông thường, chi phí thấp
- Các kịch bản truyền động chung công suất trung bình và thấp: Bao gồm máy nén điều hòa không khí gia dụng và động cơ băng tải công nghiệp (thường có công suất
- Các kịch bản khởi động thường xuyên và tải thay đổi: Các ứng dụng điển hình như máy kéo thang máy và quạt công suất nhỏ đến trung bình (yêu cầu khởi động-dừng thường xuyên hoặc dao động tải) là phổ biến. Động cơ không đồng bộ có mô-men xoắn khởi động vừa phải (thường gấp 1,5-2 lần mô-men xoắn định mức), và dòng điện khởi động có thể được điều khiển thông qua bộ khởi động mềm, giúp chúng phù hợp với các chu kỳ khởi động-dừng thường xuyên. Tuy nhiên, động cơ đồng bộ yêu cầu các thiết bị bổ sung (chẳng hạn như cuộn dây giảm chấn) để khắc phục hiện tượng "mất đồng bộ" trong quá trình khởi động, dẫn đến việc điều khiển khởi động phức tạp và không phù hợp với các tình huống khởi động-dừng thường xuyên.
- Các kịch bản chi phí thấp, dễ bảo trì: Máy bơm tưới tiêu nông nghiệp và máy công cụ cỡ nhỏ (với ngân sách hạn hẹp và điều kiện bảo trì đơn giản) thuộc về nhóm này. Động cơ không đồng bộ không có các bộ phận dễ hỏng như vành trượt hoặc cuộn dây kích từ, với Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) trên 20.000 giờ. Ngược lại, động cơ đồng bộ gặp phải các vấn đề như lão hóa nam châm vĩnh cửu và hỏng cuộn dây kích từ, đòi hỏi phải bảo trì chuyên nghiệp và làm tăng chi phí dài hạn.
III. Kết luận: Các nguyên tắc cốt lõi của Logic lựa chọn
Việc lựa chọn giữa động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ về cơ bản liên quan đến việc cân bằng giữa “yêu cầu hiệu suất” và “hiệu quả chi phí”. Nếu cần độ chính xác cao, hiệu suất cao và công suất lớn với ngân sách đủ lớn, động cơ đồng bộ được ưu tiên. Đối với mục đích sử dụng chung, nhu cầu công suất trung bình và thấp, chi phí thấp và điều kiện bảo trì hạn chế, động cơ không đồng bộ là lựa chọn tốt hơn. Hiện nay, nhờ những ưu điểm về hiệu quả chi phí, động cơ không đồng bộ chiếm khoảng 80% thị trường động cơ AC (ví dụ: trong các thiết bị gia dụng và thiết bị công nghiệp vừa và nhỏ). Tuy nhiên, động cơ đồng bộ là không thể thay thế trong các lĩnh vực công nghiệp và năng lượng cao cấp. Hai loại động cơ này bổ sung cho nhau để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nhiều tình huống khác nhau.
