Os principais requisitos dos ventiladores industriais são a geração contínua e estável de torque em velocidades médias e baixas, considerando a economia operacional e a facilidade de manutenção. A estrutura e as características dos motores CA assíncronos atendem perfeitamente a esses requisitos. A lógica da “configuração padrão” pode ser analisada sob os quatro aspectos a seguir.

Em primeiro lugar, a alta confiabilidade proporcionada pela estrutura simples atende às necessidades de operação de longo prazo dos ventiladores. Os motores CA assíncronos não requerem dispositivos de excitação de alta precisão e anéis coletores como os motores síncronos, nem comutadores e escovas necessários para os motores CC. Sua estrutura principal consiste apenas em componentes básicos, como estatores, rotores e bases. Essa estrutura simplificada reduz significativamente o número de pontos de falha. Os ventiladores industriais geralmente precisam operar continuamente por 24 horas, e o rotor dos motores assíncronos não possui enrolamento, o que evita o risco de queima do mesmo. Os enrolamentos do estator também são menos propensos ao envelhecimento do isolamento devido à tensão uniforme. Os dados mostram que o tempo médio de operação sem problemas dos motores CA assíncronos em ventiladores industriais pode chegar a mais de 8.000 horas, o que é 1,5 vezes maior que o dos motores síncronos, reduzindo efetivamente o impacto da parada do ventilador na produção industrial.

Em segundo lugar, as características de velocidade correspondem perfeitamente à curva de carga do ventilador, resultando em melhor eficiência operacional. A carga de ventiladores industriais é uma típica "carga de torque quadrático", o que significa que o torque da carga é proporcional ao quadrado da velocidade. O torque da carga é pequeno durante a partida e precisa ser mantido estável durante a operação. Quando o motor CA assíncrono inicia a rotação, a velocidade do rotor é menor que a velocidade do campo magnético rotativo, resultando em uma certa taxa de escorregamento. Embora a corrente de partida seja de 4 a 7 vezes a corrente nominal, o torque de partida é suficiente para impulsionar as pás do ventilador a partir do zero. Durante a operação normal, a taxa de escorregamento é controlada entre 1% e 5%, e a velocidade é mantida estável em 1500 rpm ou 3000 rpm (correspondendo a uma frequência de alimentação de 50 Hz), o que corresponde perfeitamente à condição de trabalho nominal do ventilador. Em contraste, os motores síncronos precisam manter rigorosamente a sincronização entre a velocidade e a frequência da fonte de alimentação. Se a carga do ventilador flutuar, é fácil causar falhas de dessincronização. Os motores CC precisam ajustar a velocidade por meio de dispositivos de controle de velocidade, o que, em vez disso, aumenta o consumo de energia em cenários de operação em velocidade constante.

Em terceiro lugar, as vantagens do controle de custos e da adaptação à rede elétrica são significativas, reduzindo a barreira de entrada para a aplicação. Em termos de custo de aquisição, o custo de fabricação de motores CA assíncronos é mais de 30% menor do que o de motores síncronos com a mesma potência. Devido à ausência de um sistema de excitação, o consumo de materiais é reduzido em cerca de 20%. Em termos de custo operacional, a corrente alternada trifásica de frequência industrial é amplamente utilizada no setor industrial. Os motores assíncronos podem ser conectados diretamente à rede elétrica para operação sem a necessidade de configuração adicional de dispositivos de partida com conversão de frequência (a carga de partida de ventiladores é baixa e o impacto da partida direta na rede elétrica é controlável). No entanto, os motores síncronos precisam ser equipados com fontes de alimentação de excitação e os motores CC precisam de equipamentos de retificação, o que aumenta o investimento do sistema. Além disso, o fator de potência dos motores assíncronos pode ser facilmente ajustado por meio da compensação capacitiva, evitando o impacto na qualidade da energia da rede elétrica e aumentando ainda mais sua economia.

Por fim, a facilidade de manutenção atende às necessidades práticas de cenários industriais. Os ventiladores industriais são geralmente instalados em locais de difícil acesso, como cantos de oficinas e telhados, o que dificulta a manutenção. Os motores CA assíncronos não possuem componentes sujeitos a desgaste, como anéis coletores e escovas. A manutenção diária requer apenas a limpeza regular da poeira nos enrolamentos do estator e a inspeção da lubrificação dos rolamentos, com um ciclo de manutenção de até 6 meses. Em contrapartida, o sistema de excitação dos motores síncronos necessita de calibração regular, e o comutador dos motores CC é propenso ao desgaste por faísca, exigindo inspeções mensais com a máquina desligada, o que aumenta a carga de trabalho de manutenção e os custos de produção. Ao mesmo tempo, o diagnóstico de falhas em motores assíncronos é simples. O estado de operação pode ser verificado por meio de amperímetros e sensores de vibração, e eletricistas comuns podem realizar as operações de manutenção após um treinamento básico, reduzindo a dependência de pessoal técnico especializado.

Em resumo, os motores CA assíncronos, com suas vantagens abrangentes de alta confiabilidade, adaptabilidade à carga, economia e manutenção conveniente, atendem precisamente às necessidades operacionais de ventiladores industriais e se tornaram a fonte de energia preferida para equipamentos de ventilação no setor industrial.