Vietnamese 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
Trong sản xuất công nghiệp và các kịch bản tiêu thụ điện hàng ngày, sự khác biệt về hiệu suất năng lượng của động cơ AC thường rất đáng kể. Ví dụ, khi vận hành cùng một quạt, một số động cơ tiêu thụ 5 kWh điện mỗi giờ, trong khi những động cơ khác chỉ tiêu thụ 3,5 kWh. Sự khác biệt này không phải ngẫu nhiên mà được quyết định bởi các yếu tố chính như phân loại loại động cơ, thiết kế cấu trúc và khả năng thích ứng với điều kiện vận hành. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ tổn thất trong quá trình chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, cuối cùng dẫn đến các mức hiệu suất năng lượng khác nhau.
Xét về loại động cơ, sự khác biệt đặc tính vốn có giữa động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ chính là điểm khởi đầu cốt lõi của chênh lệch hiệu suất năng lượng. Rotor của động cơ không đồng bộ dựa vào cảm ứng điện từ để tạo ra dòng điện cho mô-men xoắn. Trong quá trình này, một phần năng lượng điện bị tiêu thụ do “tổn thất trễ” và “tổn thất dòng điện xoáy”. Nói một cách đơn giản, khi từ trường của lõi rotor thay đổi, các dòng điện bên trong sẽ được tạo ra. Những dòng điện này không tham gia vào sản lượng mô-men xoắn; thay vào đó, chúng được chuyển đổi thành nhiệt và bị lãng phí. Đặc biệt đối với các động cơ không đồng bộ truyền thống có hiệu suất năng lượng thấp, lõi rotor chủ yếu được làm bằng các tấm thép silic thông thường, dẫn đến tổn thất trễ cao hơn. Ngoài ra, khe hở không khí giữa stato và rotor (khe hở không khí là khoảng cách giữa stato và rotor) tương đối lớn, dễ gây rò rỉ từ trường và làm tăng thêm tổn thất năng lượng. Tuy nhiên, rotor của động cơ đồng bộ (chẳng hạn như động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu) được cấu tạo từ các nam châm vĩnh cửu và không cần tạo từ trường thông qua cảm ứng, điều này về cơ bản làm giảm tổn thất rotor. Đồng thời, khe hở không khí giữa stato và rôto của động cơ đồng bộ được thiết kế nhỏ gọn hơn, do đó hệ số sử dụng từ trường cao hơn. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng điện thành mô-men xoắn cũng cao hơn, thường cao hơn 5%-10% so với động cơ không đồng bộ thông thường có cùng công suất.
Việc tinh chỉnh thiết kế kết cấu là chìa khóa để mở rộng khoảng cách hiệu suất năng lượng giữa các động cơ cùng loại. Lấy động cơ không đồng bộ làm ví dụ, việc sử dụng các tấm thép silic có độ cảm ứng từ cao có thể làm giảm đáng kể tổn thất lõi. Loại tấm thép silic này có độ từ thẩm cao hơn, do đó ít dòng điện bên trong được tạo ra hơn khi từ trường thay đổi. So với các tấm thép silic thông thường, nó có thể giảm tổn thất lõi hơn 20%. Ngoài ra, vật liệu và quy trình quấn dây quấn cũng ảnh hưởng đến hiệu suất năng lượng. Dây đồng có độ dẫn điện tốt hơn dây nhôm. Các cuộn dây làm bằng dây đồng có điện trở thấp hơn, dẫn đến "tổn thất đồng" (tổn thất nhiệt sinh ra khi dòng điện chạy qua điện trở) thấp hơn khi dòng điện chạy qua. Hơn nữa, quy trình quấn chính xác cho phép các dây được sắp xếp chặt chẽ hơn, giảm khoảng cách giữa các dây và cải thiện tỷ lệ sử dụng từ trường. Ngược lại, các động cơ có hiệu suất năng lượng thấp có thể sử dụng dây nhôm hoặc có quy trình quấn thô. Chỉ riêng tổn thất đồng cao hơn 15%-20% so với động cơ có hiệu suất năng lượng cao.
Khả năng thích ứng của điều kiện vận hành với động cơ cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất năng lượng vận hành thực tế. Động cơ AC có “điều kiện vận hành định mức” (trạng thái vận hành tối ưu được thiết kế cho động cơ). Nếu tải thực tế không khớp với tải định mức, hiệu suất năng lượng sẽ giảm đáng kể. Ví dụ, nếu một động cơ không đồng bộ có công suất định mức 10 kW hoạt động ở tải nhẹ 3 kW trong thời gian dài, sẽ xảy ra tình trạng “dùng ngựa lớn kéo xe nhỏ”. Lúc này, hệ số công suất của động cơ giảm (hệ số công suất càng thấp, tỷ lệ sử dụng năng lượng điện càng thấp), tỷ lệ tổn thất lõi từ tăng lên và hiệu suất năng lượng có thể giảm từ 85% trong điều kiện vận hành định mức xuống dưới 60%. Tuy nhiên, tốc độ của động cơ đồng bộ không phụ thuộc vào tải (miễn là không vượt quá mô-men xoắn cực đại). Trong các trường hợp tải dao động lớn, động cơ vẫn có thể duy trì hệ số công suất và hiệu suất năng lượng cao. Ví dụ, trong hệ thống truyền động của xe năng lượng mới, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có thể linh hoạt điều chỉnh công suất đầu ra theo tốc độ xe và điều kiện đường xá. Ngay cả trong điều kiện tốc độ thấp và tải nhẹ, hiệu suất năng lượng vẫn có thể duy trì ở mức trên 80%, cao hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ trong cùng một tình huống.
Ngoài ra, việc thiết kế tản nhiệt có hợp lý hay không cũng sẽ gián tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất năng lượng. Tổn thất sinh ra trong quá trình động cơ hoạt động được chuyển thành nhiệt. Nếu nhiệt không được tản ra kịp thời, nhiệt độ của động cơ sẽ tăng lên, làm tăng điện trở cuộn dây (điện trở của dây dẫn tăng theo nhiệt độ tăng). Điều này đến lượt nó làm tăng tổn thất đồng, tạo thành một vòng luẩn quẩn "tổn thất - nhiệt độ tăng - tổn thất nhiều hơn". Động cơ có hiệu suất năng lượng cao thường được trang bị các cấu trúc tản nhiệt hiệu quả hơn, chẳng hạn như tăng diện tích tản nhiệt, sử dụng quạt hướng trục để tản nhiệt cưỡng bức và thậm chí bổ sung hệ thống làm mát bằng nước cho động cơ công suất cao. Các biện pháp này đảm bảo rằng động cơ luôn hoạt động ở nhiệt độ phù hợp và tránh suy giảm hiệu suất năng lượng do quá nhiệt.
Tóm lại, sự khác biệt về hiệu suất năng lượng của động cơ AC được xác định chung bởi “đặc tính loại + thiết kế kết cấu + khả năng thích ứng với điều kiện vận hành + khả năng tản nhiệt”. Động cơ đồng bộ có những ưu điểm vốn có do không có tổn thất cảm ứng rotor. Thiết kế tinh tế của các tấm thép silic cảm ứng từ cao và cuộn dây đồng giúp giảm tổn thất lõi. Khả năng thích ứng với điều kiện vận hành giúp tránh lãng phí hiệu suất năng lượng do không cân bằng tải. Tản nhiệt hợp lý ngăn ngừa vòng luẩn quẩn của tổn thất. Việc hiểu rõ những yếu tố này không chỉ giúp doanh nghiệp lựa chọn động cơ tiết kiệm năng lượng hơn mà còn chỉ ra hướng tối ưu hóa “giảm tổn thất và cải thiện khả năng thích ứng” cho hoạt động nghiên cứu và phát triển động cơ.
