اختراع موتورهای آسنکرون تمدن بشری را متحول کرده است. امروز، بیایید عملکرد داخلی موتورهای ناهمزمان را بررسی کنیم. موتورهای آسنکرون اصولاً از دو جزء تشکیل شده اند: استاتور و روتور. استاتور یک سیم پیچ با سه سیم پیچ است که با برق سه فاز AC تغذیه می شود.
سیم پیچ از میان شکاف های استاتور می گذرد که از ورق های فولادی نازک روی هم با نفوذپذیری بالا تشکیل شده اند. هنگامی که جریان سه فاز از این سیم پیچ عبور می کند، میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد می کند که علت چرخش روتور است. برای درک چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی دوار و ویژگی های آن، استاتور را می توان ساده کرد.
سه سیم پیچ در فواصل 120 درجه به هم متصل می شوند و در هنگام عبور جریان، میدان مغناطیسی در اطراف آنها ایجاد می کنند. هنگامی که یک منبع تغذیه سه فاز به این آرایش ویژه اعمال می شود، میدان مغناطیسی تولید شده با جریان متناوب در لحظات خاص تغییر جهت می دهد. با مقایسه این سه مثال می توان میدان مغناطیسی دوار با شدت یکنواخت را مشاهده کرد. سرعت چرخش میدان مغناطیسی به عنوان سرعت سنکرون شناخته می شود. بیایید یک هادی بسته را در نظر بگیریم که در داخل این میدان مغناطیسی دوار قرار گرفته است.
طبق قانون فارادی، یک میدان مغناطیسی در حال تغییر، نیروی محرکه الکتریکی را در مدار القا می کند که به نوبه خود جریان الکتریکی ایجاد می کند. این پدیده شبیه یک حلقه حامل جریان در میدان مغناطیسی است که نیروی الکترومغناطیسی روی حلقه ایجاد می کند و باعث شروع چرخش آن می شود. همین پدیده در یک موتور ناهمزمان رخ می دهد، جایی که به جای یک حلقه ساده، چیزی شبیه قفس سنجاب استفاده می شود. یک میدان مغناطیسی دوار با عبور جریان متناوب سه فاز از استاتور ایجاد می شود.
در مثال قبلی، جریان در میله‌های قفس سنجاب حلقه انتهایی اتصال کوتاه القا می‌شود. در نتیجه، روتور شروع به چرخش خواهد کرد. به همین دلیل است که از این نوع موتورها به عنوان موتور القایی یاد می شود.
به جای اتصال مستقیم به روتور برای تولید الکتریسیته، از القای الکترومغناطیسی استفاده می شود. برای رسیدن به این هدف، ورق های هسته آهن عایق در داخل روتور پر می شوند. موتور القایی با استفاده از این ورق های آهنی با اندازه کوچک، تلفات جریان گردابی را به حداقل می رساند و مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد. اساساً خود راه انداز است، زیرا هم میدان مغناطیسی و هم روتور در حال چرخش هستند. با این حال، سرعت چرخش روتور چقدر است؟
برای به دست آوردن پاسخ این سوال، باید سناریوهای مختلفی را در نظر بگیریم. بیایید موردی را در نظر بگیریم که در آن سرعت روتور با سرعت میدان مغناطیسی برابر است. از آنجایی که هر دو با سرعت یکسانی در حال چرخش هستند، میدان مغناطیسی هرگز حلقه را قطع نمی کند. بنابراین هیچ نیروی الکتروموتور یا جریان القایی ایجاد نخواهد شد. این منجر به تبدیل برق روی میله های روتور می شود. روتور به تدریج کند می شود و با کاهش سرعت، میدان مغناطیسی مدار روتور را قطع می کند. در نتیجه جریان و نیروی القایی مجدداً افزایش می یابد. سپس روتور شتاب می گیرد. به طور خلاصه، روتور هرگز نمی تواند به سرعت میدان مغناطیسی برسد.
