Opfindelsen af asynkronmotorer har revolutioneret den menneskelige civilisation. Lad os i dag udforske asynkronmotorers indre funktion. Asynkronmotorer er primært sammensat af to komponenter: statoren og rotoren. Statoren er en spole med tre viklinger, der drives af trefaset AC-elektricitet.
Viklingen passerer gennem statorslidserne, som er opbygget af stablede tynde stålplader med høj permeabilitet. Når trefaset strøm løber gennem denne vikling, skaber det et roterende magnetfelt, som er årsagen til rotorens rotation. For at forstå, hvordan det roterende magnetfelt genereres og dets karakteristika, kan statoren forenkles.
Tre spoler er forbundet med intervaller på 120 grader, hvilket skaber et magnetfelt omkring dem, når en strøm føres igennem. Når en trefaset strømforsyning anvendes til dette specielle arrangement, ændrer det genererede magnetfelt retning med vekselstrømmen på bestemte tidspunkter. Ved at sammenligne disse tre eksempler kan vi observere et roterende magnetfelt med ensartet intensitet. Den hastighed, hvormed magnetfeltet roterer, er kendt som den synkrone hastighed. Lad os overveje en lukket leder placeret inde i dette roterende magnetfelt.
Ifølge Faradays lov inducerer et skiftende magnetfelt en elektromotorisk kraft i et kredsløb, som igen genererer en elektrisk strøm. Dette fænomen ligner en strømførende sløjfe i et magnetfelt, som skaber en elektromagnetisk kraft på sløjfen og får den til at begynde at rotere. Det samme fænomen opstår i en asynkronmotor, hvor der i stedet for en simpel sløjfe bruges noget, der ligner et egernbur. Et roterende magnetfelt skabes af den trefasede vekselstrøm, der passerer gennem statoren.
I det foregående eksempel vil strømmen blive induceret i egernburstængerne på den kortsluttede endering. Følgelig vil rotoren begynde at rotere. Dette er grunden til, at denne type motor omtales som en induktionsmotor.
I stedet for direkte at forbinde til rotoren for at generere elektricitet, bruges elektromagnetisk induktion. Isolerende jernkerneplader fyldes inde i rotoren for at opnå dette. Ved at bruge disse små jernplader minimerer induktionsmotoren hvirvelstrømstab og giver betydelige fordele. Den er i det væsentlige selvstartende, da både magnetfeltet og rotoren roterer. Men hvad er hastigheden, hvormed rotoren roterer?
For at få svar på dette spørgsmål skal vi overveje forskellige scenarier. Lad os overveje det tilfælde, hvor rotorens hastighed er den samme som magnetfeltets hastighed. Da begge roterer med samme hastighed, vil magnetfeltet aldrig afskære sløjfen. Derfor vil der ikke blive genereret nogen induceret elektromotorisk kraft eller strøm. Dette vil resultere i, at der konverteres strøm på rotorstængerne. Rotoren vil gradvist bremse, og efterhånden som hastigheden falder, vil magnetfeltet afskære rotorkredsløbet. Som et resultat vil den inducerede strøm og kraft stige igen. Rotoren vil derefter accelerere. Kort sagt vil rotoren aldrig kunne hamle op med magnetfeltets hastighed.