Les exigences fondamentales des ventilateurs industriels sont de fournir un couple continu et stable à moyenne et basse vitesse, tout en optimisant les coûts d'exploitation et en facilitant la maintenance. La structure et les caractéristiques des moteurs asynchrones à courant alternatif répondent parfaitement à ces exigences. La logique de la « configuration standard » peut être analysée selon les quatre aspects suivants.

Tout d'abord, la grande fiabilité conférée par une structure simple répond aux exigences de fonctionnement à long terme des ventilateurs. Les moteurs asynchrones à courant alternatif ne nécessitent ni dispositifs d'excitation de haute précision ni bagues collectrices, contrairement aux moteurs synchrones, ni collecteurs ni balais, indispensables aux moteurs à courant continu. Leur structure de base se compose uniquement d'éléments essentiels tels que le stator, le rotor et le bâti. Cette simplicité réduit considérablement les risques de panne. Les ventilateurs industriels fonctionnent généralement en continu 24 heures sur 24, et l'absence d'enroulements sur le rotor des moteurs asynchrones élimine tout risque de court-circuit. De plus, la contrainte uniforme sur les enroulements du stator réduit le risque de vieillissement de l'isolation. Les données montrent que la durée de fonctionnement sans incident des moteurs asynchrones à courant alternatif dans les ventilateurs industriels peut atteindre plus de 8 000 heures, soit 1,5 fois celle des moteurs synchrones, réduisant ainsi l'impact des arrêts de ventilateurs sur la production industrielle.

Deuxièmement, les caractéristiques de vitesse correspondent parfaitement à la courbe de charge du ventilateur, ce qui améliore son rendement. La charge des ventilateurs industriels est typiquement une « charge à couple carré », c'est-à-dire que le couple de charge est proportionnel au carré de la vitesse. Ce couple est faible au démarrage et doit être maintenu stable en fonctionnement. Au démarrage d'un moteur asynchrone à courant alternatif, la vitesse du rotor est inférieure à celle du champ magnétique tournant, ce qui induit un certain glissement. Bien que le courant de démarrage soit 4 à 7 fois supérieur au courant nominal, le couple de démarrage est suffisant pour lancer les pales du ventilateur. En fonctionnement normal, le glissement est maintenu entre 1 % et 5 %, et la vitesse est stablement maintenue à 1 500 tr/min ou 3 000 tr/min (correspondant à une alimentation de 50 Hz), ce qui correspond parfaitement aux conditions de fonctionnement nominales du ventilateur. En revanche, les moteurs synchrones nécessitent une synchronisation stricte entre la vitesse et la fréquence d'alimentation. Toute fluctuation de la charge du ventilateur peut facilement entraîner des défauts de désynchronisation. Les moteurs à courant continu nécessitent un réglage de leur vitesse par des dispositifs de contrôle de vitesse, ce qui augmente la consommation d'énergie dans les scénarios de fonctionnement à vitesse constante.

Troisièmement, les avantages en matière de maîtrise des coûts et d'adaptation au réseau électrique sont considérables, abaissant ainsi le seuil d'application. En termes de coût d'achat, le coût de fabrication des moteurs asynchrones est inférieur de plus de 30 % à celui des moteurs synchrones de même puissance. L'absence de système d'excitation permet de réduire la consommation de matériaux d'environ 20 %. Du point de vue des coûts d'exploitation, le courant alternatif triphasé à fréquence industrielle est largement utilisé dans le secteur industriel. Les moteurs asynchrones peuvent être directement connectés au réseau électrique sans nécessiter de convertisseur de fréquence (la charge de démarrage du ventilateur est faible et l'impact du démarrage direct sur le réseau est maîtrisable). En revanche, les moteurs synchrones requièrent une alimentation d'excitation et les moteurs à courant continu un système de redressement, ce qui augmente l'investissement. De plus, le facteur de puissance des moteurs asynchrones peut être facilement ajusté par compensation capacitive, évitant ainsi toute perturbation du réseau et renforçant leur rentabilité.

Enfin, la facilité d'entretien répond aux besoins pratiques des environnements industriels. Les ventilateurs industriels sont généralement installés dans des endroits difficiles d'accès, comme les recoins d'ateliers et les toits, ce qui complique la maintenance. Les moteurs asynchrones à courant alternatif ne comportent pas de pièces d'usure courantes telles que les bagues collectrices et les balais. L'entretien quotidien se limite au dépoussiérage régulier des enroulements du stator et à la vérification de la lubrification des paliers, avec un cycle d'entretien pouvant atteindre six mois. À l'inverse, le système d'excitation des moteurs synchrones nécessite un étalonnage régulier et le collecteur des moteurs à courant continu est sujet à l'usure par étincelles, ce qui impose des inspections mensuelles à l'arrêt et augmente la charge de travail et les coûts de production. Par ailleurs, le diagnostic des pannes des moteurs asynchrones est simple. Leur état de fonctionnement peut être évalué à l'aide d'ampèremètres et de capteurs de vibrations, et des électriciens qualifiés peuvent effectuer les opérations de maintenance après une formation de base, réduisant ainsi la dépendance au personnel technique spécialisé.

En résumé, les moteurs asynchrones à courant alternatif, grâce à leurs nombreux avantages que sont leur grande fiabilité, leur adaptabilité à la charge, leur faible coût et leur facilité d'entretien, répondent parfaitement aux besoins de fonctionnement des ventilateurs industriels et sont devenus la source d'énergie privilégiée pour les équipements de ventilation dans le secteur industriel.