เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส,แม่เหล็กถาวรมอเตอร์ซิงโครนัสมีข้อดีอย่างเห็นได้ชัด พวกมันมีประสิทธิภาพสูง ตัวประกอบกำลังสูง ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดี ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำ ผลกระทบทางเทคนิคที่สำคัญ และปรับปรุงคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้าได้ดีขึ้น ปัจจัยต่างๆ ได้แก่ การใช้กำลังการผลิตของโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่อย่างเต็มที่ ประหยัดการลงทุนในระบบโครงข่ายไฟฟ้า และแก้ปัญหา "ม้าใหญ่และรถเข็นเล็ก" ในอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น
01.ประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลัง
เมื่อมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสทำงาน ขดลวดโรเตอร์จะดูดซับพลังงานไฟฟ้าบางส่วนจากโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อกระตุ้น ซึ่งจะใช้พลังงานของโครงข่ายไฟฟ้า ในที่สุดพลังงานไฟฟ้าส่วนนี้จะถูกใช้ไปในขดลวดโรเตอร์ซึ่งเป็นความร้อน การสูญเสียนี้คิดเป็นประมาณ 20-30% ของการสูญเสียมอเตอร์ทั้งหมด ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลง กระแสกระตุ้นของโรเตอร์จะถูกแปลงเป็นขดลวดสเตเตอร์เป็นกระแสเหนี่ยวนำ ซึ่งทำให้กระแสที่เข้าสู่ขดลวดสเตเตอร์ล่าช้ากว่าแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าเป็นมุม ส่งผลให้ค่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ลดลง นอกจากนี้จากกราฟประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (รูปที่ 1) จะเห็นได้ว่าเมื่ออัตราการโหลด (=P2/Pn) อยู่ที่
หลังจากที่แม่เหล็กถาวรฝังอยู่ในโรเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแล้ว แม่เหล็กถาวรจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ในระหว่างการทำงานปกติ สนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์จะทำงานพร้อมกัน ไม่มีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในโรเตอร์ และไม่มีการสูญเสียความต้านทานของโรเตอร์ เพียงอย่างเดียวนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์ได้ 4%~50% เนื่องจากไม่มีการกระตุ้นกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดสเตเตอร์อาจเป็นโหลดความต้านทานล้วนๆ ทำให้ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์เกือบเป็น 1 จากเส้นโค้งประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (รูป 1) จะเห็นได้ว่าเมื่ออัตราการโหลดของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรอยู่ที่ >20% ประสิทธิภาพการทำงานและตัวประกอบกำลังในการทำงานไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก และประสิทธิภาพในการทำงานคือ >80%
02.สตาร์ทตู้
เมื่อสตาร์ทมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มอเตอร์จะต้องมีแรงบิดสตาร์ทขนาดใหญ่เพียงพอ แต่กระแสสตาร์ทไม่ใหญ่เกินไป เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แรงดันไฟฟ้าตกมากเกินไปในระบบส่งกำลัง และส่งผลต่อการทำงานปกติของมอเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า นอกจากนี้ เมื่อกระแสสตาร์ทสูงเกินไป ตัวมอเตอร์จะได้รับผลกระทบจากแรงไฟฟ้าที่มากเกินไป หากสตาร์ทบ่อยๆ ก็อาจเกิดอันตรายจากขดลวดร้อนเกินไปได้เช่นกัน ดังนั้นการออกแบบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเมื่อเริ่มต้นจึงมักเผชิญกับปัญหาที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรโดยทั่วไปยังใช้การสตาร์ทแบบอะซิงโครนัสด้วย เนื่องจากขดลวดโรเตอร์ไม่ทำงานเมื่อมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรทำงานได้ตามปกติ เมื่อออกแบบมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ขดลวดโรเตอร์สามารถตอบสนองความต้องการของแรงบิดเริ่มต้นสูงได้อย่างเต็มที่ เช่น แรงบิดเริ่มต้นหลายเท่าเพิ่มขึ้นจาก 1.8 เท่าของ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสถึง 2.5 เท่าหรือใหญ่กว่านั้น ซึ่งช่วยแก้ปัญหาปรากฏการณ์ "ม้าตัวใหญ่ลากเกวียนเล็ก" ในอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ดีกว่า
3. อุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น
เนื่องจากขดลวดโรเตอร์มีกระแสไหลเมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสทำงาน และกระแสนี้ถูกใช้ไปจนหมดในรูปของพลังงานความร้อน ความร้อนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นในขดลวดโรเตอร์ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้นและส่งผลต่อการบริการ ชีวิตของมอเตอร์ เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพสูง จึงไม่มีการสูญเสียความต้านทานในขดลวดของโรเตอร์ และมีกระแสไฟฟ้ารีแอกทีฟเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลยในขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งทำให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้นต่ำและยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ 4. ผลกระทบต่อการทำงานของโครงข่ายไฟฟ้า
เนื่องจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีค่าตัวประกอบกำลังต่ำ มอเตอร์จึงดูดซับกระแสรีแอกทีฟจำนวนมากจากโครงข่ายไฟฟ้า ส่งผลให้กระแสรีแอกทีฟจำนวนมากในโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์หม้อแปลง และอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า ซึ่งในทางกลับกันจะช่วยลด ปัจจัยด้านคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและเพิ่มภาระบนโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้า และอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน กระแสไฟฟ้ารีแอกทีฟจะใช้พลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งในโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์หม้อแปลง และอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า ส่งผลให้โครงข่ายไฟฟ้ามีประสิทธิภาพต่ำลง และส่งผลต่อการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิผล นอกจากนี้ เนื่องจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีประสิทธิภาพต่ำ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกำลังไฟฟ้าเอาท์พุต จึงจำเป็นต้องดูดซับพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้ามากขึ้น ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า และเพิ่มภาระบนโครงข่ายไฟฟ้า
ไม่มีการกระตุ้นกระแสเหนี่ยวนำในโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร มอเตอร์มีตัวประกอบกำลังสูง ซึ่งปรับปรุงปัจจัยด้านคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้า และไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวชดเชยในโครงข่ายไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพสูง จึงช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ด้วย