sähkömagneettisen induktion periaatteella toimiva moottori tunnetaan induktiomoottorina. Sähkömagneettinen induktio on ilmiö, jossa sähkömotorinen voima indusoi sähköjohtimen poikki, kun se asetetaan pyörivään magneettikenttään.

staattori ja roottori ovat Moottorin kaksi olennaista osaa. Staattori on paikallaan oleva osa, ja se kuljettaa päällekkäiset käämit, kun taas roottori kantaa pää-tai kenttäkäämiä. Staattorin käämit siirtyvät toisistaan yhtä paljon 120°: n kulmassa.

induktiomoottori on yksittäinen viritetty moottori, eli syöttö kohdistuu vain yhteen osaan eli staattoriin. Eksitaatiolla tarkoitetaan prosessia, jossa magneettikenttä indusoituu moottorin osiin.

kun kolmivaihesyöttö annetaan staattorille, syntyy siihen pyörivä magneettikenttä. Alla olevassa kuvassa näkyy staattoriin perustettu pyörivä magneettikenttä.

Consider that the rating magnetic field induces in the anticlockwise direction. Pyörivässä magneettikentässä on liikkuvat polariteetit. Magneettikentän polariteetit vaihtelevat tarjonnan positiivisen ja negatiivisen puolisyklin suhteen. Polariteettien muutos saa magneettikentän pyörimään.

roottorin johtimet ovat paikallaan. Tämä stationäärinen johdin leikkaa staattorin pyörivän magneettikentän, ja sähkömagneettisen induktion vuoksi EMF indusoi roottorissa. Tätä EMF: ää kutsutaan roottorin indusoimaksi EMF: ksi, ja se johtuu sähkömagneettisesta induktioilmiöstä.

roottorin johtimet ovat oikosulussa joko päätyrenkaiden tai ulkoisen vastuksen avulla. Pyörivän magneettikentän ja roottorin johtimen välinen suhteellinen liike indusoi virran roottorin johtimissa. Virran virratessa johtimen läpi vuo indusoituu siihen. Roottorivuon suunta on sama kuin roottorivirran suunta.

nyt meillä on kaksi vuota, joista toinen johtuu roottorista ja toinen staattorista. Nämä vuot ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Johtimen toisessa päässä vuot kumoavat toisensa, ja toisessa päässä vuon tiheys on hyvin korkea. Näin suuritiheyksinen vuo pyrkii työntämään roottorin johtimen kohti pienitiheyksistä vuon aluetta. Tämä ilmiö indusoi vääntömomentin johtimeen, ja tätä vääntömomenttia kutsutaan sähkömagneettiseksi vääntömomentiksi.

sähkömagneettisen vääntömomentin ja pyörivän magneettikentän suunta on sama. Näin roottori alkaa pyöriä samaan suuntaan kuin pyörivä magneettikenttä.

roottorin nopeus on aina pienempi kuin pyörivä magneettikenttä tai synkroninen nopeus. Roottori yrittää juosta roottorin nopeudella, mutta se luiskahtaa aina pois. Moottori ei siis koskaan käy pyörivän magneettikentän nopeudella, ja tästä syystä induktiomoottori tunnetaan myös asynkronisena moottorina.

miksi roottori ei koskaan kulje synkronisella nopeudella?

Jos roottorin nopeus on yhtä suuri kuin synkroninen nopeus, staattorin pyörivän magneettikentän ja roottorin johtimien välillä ei tapahdu suhteellista liikettä. Näin EMF ei indusoidu johtimeen, ja siihen kehittyy nollavirta. Ilman virtaa vääntöä ei myöskään synny.

edellä mainituista syistä johtuen roottori ei koskaan pyöri synkronisella nopeudella. Roottorin nopeus on aina pienempi kuin pyörivän magneettikentän nopeus.

vaihtoehtoisesti induktiomoottorin toimintaperiaatteen menetelmä voidaan selittää myös seuraavasti.

ymmärretään tämä tarkastelemalla paikallaan olevan roottorin yksittäistä johtinta. Tämä johdin leikkaa staattorin pyörivän magneettikentän. Harkitse, että pyörivä magneettikenttä pyörii myötäpäivään suuntaan. Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan EMF indusoi johtimessa.

kun roottorin piiri täydentyy ulkovastuksella tai päätyrenkaalla, roottori indusoi EMF: n, joka aiheuttaa virtapiirin. Roottorin indusoivan virran suunta on päinvastainen kuin pyörivän magneettikentän. Roottorin virta indusoi roottorin vuon. Roottorivuon suunta on sama kuin virran.

roottorin ja staattorivirran vuorovaikutus kehittää voiman, joka vaikuttaa roottorin johtimiin. Voima vaikuttaa tangentiaalisesti roottoriin ja aiheuttaa siten vääntömomentin. Vääntömomentti työntää roottorin johtimia, jolloin roottori alkaa liikkua pyörivän magneettikentän suuntaan. Roottori lähtee liikkeelle ilman ylimääräistä herätejärjestelmää ja tästä syystä moottoria kutsutaan itsestään käynnistyväksi moottoriksi.

moottorin toiminta riippuu roottoriin indusoidusta jännitteestä, joten sitä kutsutaan induktiomoottoriksi.