El motor que funciona según el principio de inducción electromagnética se conoce como motor de inducción. La inducción electromagnética es el fenómeno en el que la fuerza electromotriz induce a través del conductor eléctrico cuando se coloca en un campo magnético giratorio.
El estator y el rotor son dos partes esenciales del motor. El estator es la parte estacionaria, y transporta los devanados superpuestos, mientras que el rotor transporta el devanado principal o de campo. Los devanados del estator están separados por igual entre sí por un ángulo de 120°.
El motor de inducción es el motor de excitación única, es decir, el suministro se aplica solo a una parte, es decir, el estator. El término excitación significa el proceso de inducir el campo magnético en las partes del motor.
Cuando el suministro trifásico se da al estator, el campo magnético giratorio se produce en él. La siguiente figura muestra el campo magnético giratorio configurado en el estator.
Considere que el campo magnético giratorio induce en el sentido contrario a las agujas del reloj. El campo magnético giratorio tiene las polaridades en movimiento. Las polaridades del campo magnético varían en relación con el medio ciclo positivo y negativo del suministro. El cambio en las polaridades hace que el campo magnético gire.
Los conductores del rotor son estacionarios. Este conductor estacionario corta el campo magnético giratorio del estator, y debido a la inducción electromagnética, el campo electromagnético induce en el rotor. Este campo electromagnético se conoce como campo electromagnético inducido por el rotor, y se debe al fenómeno de inducción electromagnética.
Los conductores del rotor están cortocircuitados por los anillos extremos o por la ayuda de la resistencia externa. El movimiento relativo entre el campo magnético giratorio y el conductor del rotor induce la corriente en los conductores del rotor. A medida que la corriente fluye a través del conductor, el flujo induce en él. La dirección del flujo del rotor es la misma que la de la corriente del rotor.
Ahora tenemos dos flujos, uno por el rotor y otro por el estator. Estos flujos interactúan entre sí. En un extremo del conductor, los flujos se cancelan entre sí, y en el otro extremo, la densidad del flujo es muy alta. Por lo tanto, el flujo de alta densidad intenta empujar el conductor del rotor hacia la región de flujo de baja densidad. Este fenómeno induce el par en el conductor, y este par se conoce como par electromagnético.
La dirección del par electromagnético y del campo magnético giratorio es la misma. Por lo tanto, el rotor comienza a girar en la misma dirección que el campo magnético giratorio.
La velocidad del rotor es siempre menor que el campo magnético giratorio o la velocidad síncrona. El rotor intenta correr a la velocidad del rotor, pero siempre se desliza. Por lo tanto, el motor nunca funciona a la velocidad del campo magnético giratorio, y esta es la razón por la que el motor de inducción también se conoce como motor asíncrono.
¿Por qué el Rotor nunca funciona a velocidad síncrona?
Si la velocidad del rotor es igual a la velocidad síncrona, no se produce ningún movimiento relativo entre el campo magnético giratorio del estator y los conductores del rotor. Por lo tanto, el campo electromagnético no se induce en el conductor, y se desarrolla una corriente cero en él. Sin corriente, el par tampoco se produce.
Debido a las razones mencionadas anteriormente, el rotor nunca gira a la velocidad síncrona. La velocidad del rotor es siempre menor que la velocidad del campo magnético giratorio.
Alternativamente, el método del principio de funcionamiento del motor de inducción también se puede explicar de la siguiente manera.
Entendamos esto considerando el conductor único en el rotor estacionario. Este conductor corta el campo magnético giratorio del estator. Tenga en cuenta que el campo magnético giratorio gira en el sentido de las agujas del reloj. De acuerdo con la Ley de Faraday de inducción electromagnética, el campo electromagnético induce en el conductor.
A medida que el circuito del rotor se completa con la resistencia externa o con un anillo de extremo, el rotor induce un campo electromagnético que causa la corriente en el circuito. La dirección de la corriente inducida por el rotor es opuesta a la del campo magnético giratorio. La corriente del rotor induce el flujo en el rotor. La dirección del flujo del rotor es la misma que la de la corriente.
La interacción de los flujos de rotor y estator desarrolla una fuerza que actúa sobre los conductores del rotor. La fuerza actúa tangencialmente sobre el rotor y, por lo tanto, induce un par. El par empuja los conductores del rotor y, por lo tanto, el rotor comienza a moverse en la dirección del campo magnético giratorio. El rotor comienza a moverse sin ningún sistema de excitación adicional y, por esta razón, el motor se llama motor de arranque automático.
El funcionamiento del motor depende de la tensión inducida en el rotor, y por lo tanto se llama motor de inducción.