Em sistemas de acionamento industriais, a taxa de popularidade dos motores CA tem se mantido acima de 80% por muitos anos, superando em muito a proporção de aplicação dos motores CC. Esse fenômeno não é acidental; é determinado conjuntamente pelas características estruturais, custos operacionais, requisitos de manutenção e adaptabilidade técnica dos dois tipos de motores. Especificamente, ele pode ser analisado a partir de quatro dimensões principais:

Em primeiro lugar, a vantagem de confiabilidade proporcionada pela estrutura simplificada é um pré-requisito fundamental. Motores CA (especialmente motores assíncronos) não requerem os comutadores e escovas essenciais para motores CC. Seus rotores são compostos apenas por chapas e enrolamentos de aço silício, sem contato mecânico e peças de desgaste. Este projeto permite que eles operem de forma estável em ambientes industriais adversos, como poeira, vibração e alta temperatura, com um Tempo Médio Entre Falhas (MTBF) de mais de 10.000 horas. Em contraste, devido ao desgaste das escovas, os motores CC geralmente precisam ser desligados para substituição a cada 2.000 a 3.000 horas, o que afeta seriamente a continuidade da linha de produção. Por exemplo, nos equipamentos de laminação de siderúrgicas, os motores CA podem funcionar continuamente por vários meses sem manutenção, enquanto os motores CC costumavam desligar com frequência devido a problemas de faísca nas escovas, resultando em uma redução de mais de 30% na eficiência da produção.

Em segundo lugar, a vantagem abrangente de custo e eficiência energética reduz o limite para aplicações industriais. Em termos de custo de fabricação, o consumo de cobre e ferro dos motores CA é de 15% a 20% menor do que o dos motores CC com a mesma potência. Além disso, os motores CA não requerem tecnologia sofisticada de processamento de comutador, portanto, o custo de produção em massa pode ser reduzido em cerca de 25%. Em termos de eficiência energética operacional, a eficiência nominal dos motores assíncronos trifásicos geralmente atinge 90% a 96%, e os modelos de ultra-alta eficiência excedem até 97%. No entanto, devido à perda por atrito das escovas, a eficiência dos motores CC é geralmente de 5% a 8% menor do que a dos motores CA com a mesma potência. Tomando um motor de 100 kW como exemplo, um motor CA pode economizar cerca de 12.000 yuans em contas de eletricidade por ano (calculado com base em um preço de eletricidade industrial de 0,6 yuans/kWh e 8.000 horas de operação por ano), mostrando uma vantagem significativa no custo de uso a longo prazo.

Em terceiro lugar, o avanço na tecnologia de regulação de velocidade eliminou as deficiências tradicionais. Nos primeiros dias, os motores CA foram substituídos por motores CC em cenários que exigiam controle de velocidade preciso, pois era difícil obter uma regulação de velocidade suave para eles. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia eletrônica de potência, os conversores de frequência podem realizar a regulação de velocidade contínua de motores CA de 0 a 3000 rpm, alterando a frequência e a tensão da corrente alternada, com uma precisão de regulação de velocidade de ±0,5%, o que atende plenamente às necessidades de controle de equipamentos como máquinas-ferramentas e transportadores. Por outro lado, embora os motores CC tenham um desempenho de regulação de velocidade maduro, eles precisam ser equipados com sistemas complexos de controle de excitação. Em aplicações de alta potência (como acima de 1000 kW), seu volume e peso são muito maiores do que os dos motores CA, e a dificuldade de instalação, operação e manutenção aumenta significativamente.

Por fim, a adaptabilidade e a segurança da rede elétrica consolidaram a base da aplicação. As redes elétricas industriais geralmente utilizam corrente alternada trifásica para alimentação, e os motores CA podem ser conectados diretamente à rede elétrica para operação sem equipamentos de retificação adicionais, reduzindo perdas e pontos de falha no processo de conversão de energia elétrica. Em contraste, os motores CC precisam converter corrente alternada em corrente contínua por meio de retificadores, o que não apenas aumenta o custo do equipamento, mas também pode causar poluição harmônica e afetar a estabilidade da rede elétrica. Além disso, a corrente de partida dos motores CA pode ser controlada em 2 a 3 vezes a corrente nominal por meio de soft starters, evitando impacto na rede elétrica. No entanto, a corrente de partida direta dos motores CC pode atingir 5 a 8 vezes o valor nominal, o que pode causar flutuações na tensão da rede elétrica e interferir na operação de outros equipamentos.

Em conclusão, as vantagens abrangentes dos motores CA em termos de confiabilidade, custo, tecnologia de regulação de velocidade e adaptabilidade à rede elétrica os tornam o equipamento de acionamento preferido na produção industrial. Os motores CC, por outro lado, são limitados principalmente a cenários especiais que exigem precisão de regulação de velocidade extremamente alta e baixa potência (como instrumentos de precisão e pequenos robôs). Com o desenvolvimento de novas tecnologias de motores CA, como os motores síncronos de ímã permanente, sua gama de aplicações será ainda mais expandida, promovendo continuamente a melhoria dos níveis de automação industrial.