I requisiti fondamentali dei ventilatori industriali sono la produzione continua e stabile di coppia a media e bassa velocità, tenendo conto al contempo dell'economia operativa e della facilità di manutenzione. La struttura e le caratteristiche dei motori asincroni a corrente alternata rispondono in modo preciso a questi requisiti. La logica della "configurazione standard" può essere analizzata in base ai seguenti quattro aspetti.
In primo luogo, l'elevata affidabilità garantita dalla struttura semplice soddisfa le esigenze di funzionamento a lungo termine dei ventilatori. I motori CA asincroni non richiedono dispositivi di eccitazione ad alta precisione e anelli collettori come i motori sincroni, né necessitano di commutatori e spazzole necessari per i motori CC. La loro struttura principale è costituita solo da componenti di base come statori, rotori e basamenti della macchina. Questa struttura semplificata riduce notevolmente il numero di punti di guasto. I ventilatori industriali devono solitamente funzionare ininterrottamente per 24 ore e il rotore dei motori asincroni non presenta avvolgimenti, il che evita il rischio di bruciatura degli stessi. Gli avvolgimenti dello statore sono inoltre meno soggetti all'invecchiamento dell'isolamento grazie alla sollecitazione uniforme. I dati mostrano che il tempo medio di funzionamento senza guasti dei motori CA asincroni nei ventilatori industriali può superare le 8.000 ore, ovvero 1,5 volte quello dei motori sincroni, riducendo efficacemente l'impatto dell'arresto del ventilatore sulla produzione industriale.
In secondo luogo, le caratteristiche di velocità si adattano perfettamente alla curva di carico del ventilatore, con conseguente migliore efficienza operativa. Il carico dei ventilatori industriali è un tipico "carico a coppia quadratica", ovvero la coppia di carico è proporzionale al quadrato della velocità. La coppia di carico è piccola all'avvio e deve essere mantenuta stabilmente durante il funzionamento. All'avvio del motore asincrono CA, la velocità del rotore è inferiore alla velocità del campo magnetico rotante, con conseguente tasso di scorrimento. Sebbene la corrente di avviamento sia 4-7 volte superiore alla corrente nominale, la coppia di avviamento è sufficiente per far accelerare le pale del ventilatore da zero. Durante il normale funzionamento, il tasso di scorrimento è controllato tra l'1% e il 5% e la velocità viene mantenuta stabilmente a 1500 giri/min o 3000 giri/min (corrispondenti a una frequenza di rete di 50 Hz), che corrisponde ampiamente alle condizioni di lavoro nominali del ventilatore. Al contrario, i motori sincroni devono mantenere rigorosamente la sincronizzazione tra velocità e frequenza di alimentazione. Se il carico del ventilatore fluttua, è facile che si verifichino guasti fuori passo. I motori a corrente continua devono regolare la velocità tramite dispositivi di controllo della velocità, il che aumenta il consumo di energia in scenari di funzionamento a velocità costante.
In terzo luogo, i vantaggi del controllo dei costi e dell'adattamento alla rete elettrica sono significativi, riducendo la soglia di applicazione. In termini di costo di acquisto, il costo di produzione dei motori asincroni a corrente alternata è inferiore di oltre il 30% rispetto a quello dei motori sincroni di pari potenza. Grazie all'assenza di un sistema di eccitazione, il consumo di materiali si riduce di circa il 20%. In termini di costi operativi, la corrente alternata trifase a frequenza industriale è ampiamente utilizzata in ambito industriale. I motori asincroni possono essere collegati direttamente alla rete elettrica per il funzionamento senza la necessità di configurare dispositivi di avviamento a conversione di frequenza (il carico di avviamento della ventola è basso e l'impatto dell'avviamento diretto sulla rete elettrica è controllabile). Tuttavia, i motori sincroni devono essere dotati di alimentatori di eccitazione e i motori a corrente continua necessitano di apparecchiature di raddrizzamento, entrambi fattori che aumentano l'investimento di sistema. Inoltre, il fattore di potenza dei motori asincroni può essere facilmente regolato tramite compensazione del condensatore, evitando l'impatto sulla qualità dell'alimentazione della rete elettrica e migliorandone ulteriormente l'economicità.
Infine, la praticità della manutenzione soddisfa le esigenze pratiche degli scenari industriali. I ventilatori industriali sono per lo più installati in punti difficili da raggiungere, come angoli di officine e tetti, rendendo difficile la manutenzione. I motori asincroni a corrente alternata (CA) non hanno componenti facilmente usurabili come anelli collettori e spazzole. La manutenzione giornaliera richiede solo la pulizia regolare della polvere dagli avvolgimenti dello statore e il controllo della lubrificazione dei cuscinetti, con un ciclo di manutenzione fino a 6 mesi. Al contrario, il sistema di eccitazione dei motori sincroni necessita di una calibrazione regolare e il commutatore dei motori a corrente continua è soggetto a usura da scintille, richiedendo ispezioni mensili di spegnimento, il che aumenta il carico di lavoro di manutenzione e i costi di produzione. Allo stesso tempo, la diagnosi dei guasti dei motori asincroni è semplice. Lo stato operativo può essere valutato tramite amperometri e sensori di vibrazione, e gli elettricisti comuni possono completare le operazioni di manutenzione dopo una semplice formazione, riducendo la dipendenza da personale tecnico e professionale.
In sintesi, i motori asincroni a corrente alternata, con i loro vantaggi globali di elevata affidabilità, adattabilità al carico, economicità e manutenzione pratica, soddisfano accuratamente le esigenze operative dei ventilatori industriali e sono diventati la fonte di alimentazione preferita per le apparecchiature di ventilazione in campo industriale.




