Oppfinnelsen av asynkronmotorer har revolusjonert den menneskelige sivilisasjonen. I dag, la oss utforske den indre funksjonen til asynkronmotorer. Asynkronmotorer er primært sammensatt av to komponenter: statoren og rotoren. Statoren er en spole med tre viklinger som drives av trefaset vekselstrøm.
Viklingen går gjennom statorslissene, som består av stablede tynne stålplater med høy permeabilitet. Når trefasestrøm flyter gjennom denne viklingen, skaper den et roterende magnetfelt, som er årsaken til rotorens rotasjon. For å forstå hvordan det roterende magnetiske feltet genereres og dets egenskaper, kan statoren forenkles.
Tre spoler er koblet sammen med intervaller på 120 grader, og skaper et magnetfelt rundt dem når en strøm går gjennom. Når en trefaset strømforsyning tilføres dette spesielle arrangementet, endrer det genererte magnetfeltet retning med vekselstrømmen i bestemte øyeblikk. Ved å sammenligne disse tre eksemplene kan vi observere et roterende magnetfelt med jevn intensitet. Hastigheten som magnetfeltet roterer med er kjent som den synkrone hastigheten. La oss vurdere en lukket leder plassert inne i dette roterende magnetfeltet.
I følge Faradays lov induserer et skiftende magnetfelt en elektromotorisk kraft i en krets, som igjen genererer en elektrisk strøm. Dette fenomenet ligner på en strømførende sløyfe i et magnetfelt, som skaper en elektromagnetisk kraft på sløyfen og får den til å begynne å rotere. Det samme fenomenet oppstår i en asynkronmotor, hvor man i stedet for en enkel sløyfe bruker noe som ligner et ekornbur. Et roterende magnetfelt skapes av den trefasede vekselstrømmen som går gjennom statoren.
I forrige eksempel vil strømmen bli indusert i ekornburstengene til den kortsluttede enderingen. Følgelig vil rotoren begynne å rotere. Dette er grunnen til at denne typen motorer omtales som en induksjonsmotor.
I stedet for å koble seg direkte til rotoren for å generere elektrisitet, brukes elektromagnetisk induksjon. Isolasjonsjernkjerneplater fylles inne i rotoren for å oppnå dette. Ved å bruke disse små jernplatene, minimerer induksjonsmotoren virvelstrømstap og gir betydelige fordeler. Den er i hovedsak selvstartende, da både magnetfeltet og rotoren roterer. Men hva er hastigheten som rotoren roterer med?
For å få svar på dette spørsmålet, må vi vurdere ulike scenarier. La oss vurdere tilfellet hvor hastigheten til rotoren er den samme som hastigheten til magnetfeltet. Siden begge roterer med samme hastighet, vil magnetfeltet aldri kutte av sløyfen. Derfor vil ingen indusert elektromotorisk kraft eller strøm genereres. Dette vil resultere i at kraft omdannes på rotorstengene. Rotoren vil gradvis bremse, og etter hvert som hastigheten avtar, vil magnetfeltet kutte av rotorkretsen. Som et resultat vil den induserte strømmen og kraften stige igjen. Rotoren vil da akselerere. Kort sagt, rotoren vil aldri kunne hamle opp med hastigheten til magnetfeltet.
