Il motore che funziona sul principio di induzione elettromagnetica è noto come il motore a induzione. L’induzione elettromagnetica è il fenomeno in cui la forza elettromotrice induce attraverso il conduttore elettrico quando è posto in un campo magnetico rotante.

Lo statore e il rotore sono due parti essenziali del motore. Lo statore è la parte stazionaria e trasporta gli avvolgimenti sovrapposti mentre il rotore trasporta l’avvolgimento principale o di campo. Gli avvolgimenti dello statore sono ugualmente spostati l’uno dall’altro di un angolo di 120°.

Il motore a induzione è il singolo motore eccitato, cioè l’alimentazione viene applicata solo a una parte, cioè allo statore. Il termine eccitazione indica il processo di induzione del campo magnetico sulle parti del motore.

Quando l’alimentazione trifase viene data allo statore, il campo magnetico rotante viene prodotto su di esso. La figura seguente mostra il campo magnetico rotante impostato nello statore.

Si consideri che il campo magnetico rotante induce in senso antiorario. Il campo magnetico rotante ha le polarità in movimento. Le polarità del campo magnetico variano a seconda del mezzo ciclo positivo e negativo della fornitura. Il cambiamento nelle polarità fa ruotare il campo magnetico.

I conduttori del rotore sono fermi. Questo conduttore stazionario taglia il campo magnetico rotante dello statore e, a causa dell’induzione elettromagnetica, l’EMF induce nel rotore. Questo EMF è noto come il rotore indotto EMF, ed è a causa del fenomeno di induzione elettromagnetica.

I conduttori del rotore sono cortocircuitati dagli anelli terminali o dall’aiuto della resistenza esterna. Il movimento relativo tra il campo magnetico rotante e il conduttore del rotore induce la corrente nei conduttori del rotore. Mentre la corrente scorre attraverso il conduttore, il flusso induce su di esso. La direzione del flusso del rotore è uguale a quella della corrente del rotore.

Ora abbiamo due flussi uno a causa del rotore e un altro a causa dello statore. Questi flussi interagiscono tra loro. Su un’estremità del conduttore i flussi si annullano a vicenda e, dall’altra parte, la densità del flusso è molto alta. Così, il flusso ad alta densità tenta di spingere il conduttore del rotore verso la regione di flusso a bassa densità. Questo fenomeno induce la coppia sul conduttore e questa coppia è nota come coppia elettromagnetica.

La direzione della coppia elettromagnetica e del campo magnetico rotante è la stessa. Pertanto, il rotore inizia a ruotare nella stessa direzione di quella del campo magnetico rotante.

La velocità del rotore è sempre inferiore al campo magnetico rotante o alla velocità sincrona. Il rotore cerca di correre alla velocità del rotore, ma scivola sempre via. Pertanto, il motore non funziona mai alla velocità del campo magnetico rotante, e questo è il motivo per cui il motore asincrono è anche noto come motore asincrono.

Perché il rotore non funziona mai a velocità sincrona?

Se la velocità del rotore è uguale alla velocità sincrona, non si verifica alcun movimento relativo tra il campo magnetico rotante dello statore e i conduttori del rotore. Quindi l’EMF non viene indotto sul conduttore e su di esso si sviluppa una corrente zero. Senza corrente, anche la coppia non viene prodotta.

A causa delle ragioni di cui sopra, il rotore non ruota mai alla velocità sincrona. La velocità del rotore è sempre inferiore alla velocità del campo magnetico rotante.

In alternativa, il metodo del principio di funzionamento del motore a induzione può anche essere spiegato come segue.

Capiamo questo considerando il singolo conduttore sul rotore fisso. Questo conduttore taglia il campo magnetico rotante dello statore. Si consideri che il campo magnetico rotante ruota in senso orario. Secondo la legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, l’EMF induce nel conduttore.

Poiché il circuito del rotore è completato dalla resistenza esterna o dall’anello terminale, il rotore induce un EMF che causa la corrente nel circuito. La direzione del rotore induce corrente è opposta a quella del campo magnetico rotante. La corrente del rotore induce il flusso nel rotore. La direzione del flusso del rotore è uguale a quella della corrente.

L’interazione dei flussi rotore e statore sviluppa una forza che agisce sui conduttori del rotore. La forza agisce tangenzialmente sul rotore e quindi induce una coppia. La coppia spinge i conduttori del rotore e quindi il rotore inizia a muoversi nella direzione del campo magnetico rotante. Il rotore inizia a muoversi senza alcun sistema di eccitazione aggiuntivo e per questo motivo il motore è chiamato motore di auto-avviamento.

Il funzionamento del motore dipende dalla tensione indotta sul rotore, e quindi è chiamato il motore a induzione.