En los sistemas de accionamiento industriales, la tasa de popularidad de los motores de CA se ha mantenido por encima del 80 % durante muchos años, superando con creces la proporción de aplicación de los motores de CC. Este fenómeno no es casual; está determinado conjuntamente por las características estructurales, los costos operativos, los requisitos de mantenimiento y la adaptabilidad técnica de ambos tipos de motores. En concreto, puede analizarse desde cuatro dimensiones fundamentales:

En primer lugar, la ventaja de fiabilidad que ofrece una estructura simplificada es un requisito clave. Los motores de CA (especialmente los asíncronos) no requieren los conmutadores ni las escobillas esenciales para los motores de CC. Sus rotores están compuestos únicamente por láminas y bobinados de acero al silicio, sin contacto mecánico ni piezas de desgaste. Este diseño les permite operar de forma estable en entornos industriales hostiles, como polvo, vibraciones y altas temperaturas, con un tiempo medio entre fallos (MTBF) superior a 10 000 horas. Por el contrario, debido al desgaste de las escobillas, los motores de CC suelen tener que pararse para su sustitución cada 2000 a 3000 horas, lo que afecta gravemente la continuidad de la línea de producción. Por ejemplo, en los equipos de laminación de las plantas siderúrgicas, los motores de CA pueden funcionar de forma continua durante varios meses sin mantenimiento, mientras que los motores de CC solían pararse con frecuencia debido a problemas de chispas en las escobillas, lo que resultaba en una disminución de más del 30 % de la eficiencia de producción.

En segundo lugar, la ventaja integral en cuanto a costo y eficiencia energética reduce el umbral para aplicaciones industriales. En términos de costo de fabricación, el consumo de cobre y hierro de los motores de CA es entre un 15% y un 20% menor que el de los motores de CC de la misma potencia. Además, los motores de CA no requieren tecnología sofisticada de procesamiento de conmutadores, por lo que el costo de producción en masa puede reducirse en aproximadamente un 25%. En términos de eficiencia energética operativa, la eficiencia nominal de los motores asíncronos trifásicos generalmente alcanza el 90%-96%, y los modelos de ultraalta eficiencia incluso superan el 97%. Sin embargo, debido a la pérdida por fricción de las escobillas, la eficiencia de los motores de CC suele ser entre un 5% y un 8% menor que la de los motores de CA de la misma potencia. Tomando un motor de 100 kW como ejemplo, un motor de CA puede ahorrar alrededor de 12.000 yuanes en facturas de electricidad por año (calculado en base a un precio de electricidad industrial de 0,6 yuanes/kWh y 8.000 horas de funcionamiento por año), lo que muestra una ventaja significativa en el costo de uso a largo plazo.

En tercer lugar, los avances en la tecnología de regulación de velocidad han eliminado las deficiencias tradicionales. Inicialmente, los motores de CA se sustituyeron por motores de CC en situaciones que requerían un control de velocidad preciso, ya que era difícil lograr una regulación uniforme. Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología electrónica de potencia, los convertidores de frecuencia permiten una regulación de velocidad continua de los motores de CA de 0 a 3000 rpm modificando la frecuencia y el voltaje de la corriente alterna (CA), con una precisión de ±0,5 %, lo que satisface plenamente las necesidades de control de equipos como máquinas herramienta y cintas transportadoras. Por otro lado, aunque los motores de CC tienen un rendimiento de regulación de velocidad avanzado, requieren sistemas de control de excitación complejos. En aplicaciones de alta potencia (por ejemplo, superiores a 1000 kW), su volumen y peso son mucho mayores que los de los motores de CA, lo que dificulta considerablemente su instalación, operación y mantenimiento.

Finalmente, la adaptabilidad y seguridad de la red eléctrica han consolidado las bases de la aplicación. Las redes eléctricas industriales generalmente utilizan corriente alterna trifásica para el suministro de energía, y los motores de CA pueden conectarse directamente a la red eléctrica para operar sin equipos de rectificación adicionales, lo que reduce las pérdidas y los puntos de falla en el proceso de conversión de energía eléctrica. Por el contrario, los motores de CC necesitan convertir la corriente alterna en corriente continua mediante rectificadores, lo que no solo incrementa el costo del equipo, sino que también puede causar contaminación armónica y afectar la estabilidad de la red eléctrica. Además, la corriente de arranque de los motores de CA puede controlarse entre 2 y 3 veces la corriente nominal mediante arrancadores suaves, evitando así el impacto en la red eléctrica. Sin embargo, la corriente de arranque continua de los motores de CC puede alcanzar entre 5 y 8 veces el valor nominal, lo que puede causar fluctuaciones de voltaje en la red eléctrica e interferir con el funcionamiento de otros equipos.

En conclusión, las amplias ventajas de los motores de CA en términos de fiabilidad, coste, tecnología de regulación de velocidad y adaptabilidad a la red eléctrica los convierten en el equipo de accionamiento preferido en la producción industrial. Los motores de CC, por otro lado, se limitan principalmente a escenarios especiales que requieren una precisión de regulación de velocidad extremadamente alta y una potencia reducida (como instrumentos de precisión y robots pequeños). Con el desarrollo de nuevas tecnologías de motores de CA, como los motores síncronos de imanes permanentes, su rango de aplicación se ampliará aún más, impulsando continuamente la mejora de los niveles de automatización industrial.