Nei sistemi di azionamento industriali, la diffusione dei motori a corrente alternata (CA) è rimasta per molti anni superiore all'80%, superando di gran lunga la quota di applicazione dei motori a corrente continua. Questo fenomeno non è casuale; è determinato congiuntamente dalle caratteristiche strutturali, dai costi operativi, dai requisiti di manutenzione e dall'adattabilità tecnica delle due tipologie di motore. Nello specifico, può essere analizzato a partire da quattro dimensioni fondamentali:

Innanzitutto, il vantaggio in termini di affidabilità offerto dalla struttura semplificata è un prerequisito fondamentale. I motori a corrente alternata (AC) (in particolare i motori asincroni) non richiedono i commutatori e le spazzole essenziali per i motori a corrente continua. I loro rotori sono composti solo da lamiere e avvolgimenti in acciaio al silicio, senza contatto meccanico e parti soggette a usura. Questa progettazione consente loro di funzionare stabilmente in ambienti industriali difficili come polvere, vibrazioni e alte temperature, con un tempo medio tra guasti (MTBF) superiore a 10.000 ore. Al contrario, a causa dell'usura delle spazzole, i motori a corrente continua devono solitamente essere spenti per la sostituzione ogni 2.000-3.000 ore, il che compromette seriamente la continuità della linea di produzione. Ad esempio, nei laminatoi degli impianti siderurgici, i motori a corrente alternata possono funzionare ininterrottamente per diversi mesi senza manutenzione, mentre i motori a corrente continua si spegnevano frequentemente a causa di problemi di scintille nelle spazzole, con conseguente riduzione di oltre il 30% dell'efficienza produttiva.

In secondo luogo, il vantaggio complessivo in termini di costi ed efficienza energetica abbassa la soglia per le applicazioni industriali. In termini di costi di produzione, il consumo di rame e ferro dei motori a corrente alternata è inferiore del 15%-20% rispetto a quello dei motori a corrente continua di pari potenza. Inoltre, i motori a corrente alternata non richiedono una sofisticata tecnologia di lavorazione del commutatore, quindi i costi di produzione in serie possono essere ridotti di circa il 25%. In termini di efficienza energetica operativa, l'efficienza nominale dei motori asincroni trifase raggiunge generalmente il 90%-96%, e i modelli ad altissima efficienza superano addirittura il 97%. Tuttavia, a causa della perdita di carico dovuta all'attrito delle spazzole, l'efficienza dei motori a corrente continua è solitamente inferiore del 5%-8% rispetto a quella dei motori a corrente alternata di pari potenza. Prendendo come esempio un motore da 100 kW, un motore a corrente alternata può far risparmiare circa 12.000 yuan all'anno in bollette elettriche (calcolate sulla base di un prezzo dell'elettricità industriale di 0,6 yuan/kWh e 8.000 ore di funzionamento all'anno), dimostrando un vantaggio significativo nei costi di utilizzo a lungo termine.

In terzo luogo, l'innovazione nella tecnologia di regolazione della velocità ha eliminato le tradizionali carenze. Inizialmente, i motori a corrente alternata (CA) venivano sostituiti dai motori a corrente continua (CC) in scenari che richiedevano un controllo preciso della velocità, poiché era difficile ottenere una regolazione fluida della velocità. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia dell'elettronica di potenza, i convertitori di frequenza possono realizzare una regolazione continua della velocità dei motori a corrente alternata da 0 a 3000 giri/min modificando la frequenza e la tensione della corrente alternata, con una precisione di regolazione della velocità di ±0,5%, che soddisfa pienamente le esigenze di controllo di apparecchiature come macchine utensili e nastri trasportatori. D'altro canto, sebbene i motori a corrente continua abbiano prestazioni di regolazione della velocità mature, devono essere dotati di complessi sistemi di controllo dell'eccitazione. Nelle applicazioni ad alta potenza (ad esempio oltre i 1000 kW), il loro volume e peso sono molto maggiori rispetto a quelli dei motori a corrente alternata e la difficoltà di installazione, funzionamento e manutenzione aumenta significativamente.

Infine, l'adattabilità e la sicurezza della rete elettrica hanno consolidato le basi applicative. Le reti elettriche industriali utilizzano generalmente corrente alternata trifase per l'alimentazione e i motori a corrente alternata possono essere collegati direttamente alla rete elettrica per funzionare senza apparecchiature di raddrizzamento aggiuntive, riducendo le perdite e i punti di guasto nel processo di conversione dell'energia elettrica. Al contrario, i motori a corrente continua devono convertire la corrente alternata in corrente continua tramite raddrizzatori, il che non solo aumenta i costi delle apparecchiature, ma può anche causare inquinamento armonico e compromettere la stabilità della rete elettrica. Inoltre, la corrente di avviamento dei motori a corrente alternata può essere controllata a 2-3 volte la corrente nominale tramite avviatori statici, evitando l'impatto sulla rete elettrica. Tuttavia, la corrente di avviamento continua dei motori a corrente continua può raggiungere 5-8 volte il valore nominale, il che può causare fluttuazioni della tensione di rete e interferire con il funzionamento di altre apparecchiature.

In conclusione, i vantaggi globali dei motori a corrente alternata (CA) in termini di affidabilità, costo, tecnologia di regolazione della velocità e adattabilità alla rete elettrica li rendono i dispositivi di azionamento preferiti nel campo della produzione industriale. I motori a corrente continua (CC), d'altra parte, sono per lo più limitati a scenari speciali che richiedono un'accuratezza di regolazione della velocità estremamente elevata e hanno una potenza ridotta (come strumenti di precisione e piccoli robot). Con lo sviluppo di nuove tecnologie per motori a corrente alternata, come i motori sincroni a magneti permanenti, il loro campo di applicazione sarà ulteriormente ampliato, promuovendo costantemente il miglioramento dei livelli di automazione industriale.