Il motore a induzione è anche conosciuto come "motore asincrono", ovvero il rotore è posto in un campo magnetico rotante e, sotto l'azione del campo magnetico rotante, si ottiene una coppia rotazionale, quindi il rotore ruota. Il rotore è un conduttore rotante, solitamente a forma di gabbia di scoiattolo. Lo statore è la parte non rotante del motore e il suo compito principale è generare un campo magnetico rotante. Il campo magnetico rotante non viene ottenuto meccanicamente. Invece, la corrente alternata viene fatta passare attraverso diverse coppie di elettromagneti, in modo che le proprietà dei poli magnetici cambino ciclicamente, quindi è equivalente a un campo magnetico rotante. Questo tipo di motore non ha spazzole o anelli collettori come i motori a corrente continua. Esistono motori monofase e motori trifase a seconda del tipo di alimentazione CA utilizzata. I motori monofase sono utilizzati in lavatrici, ventilatori elettrici, ecc.; i motori trifase sono utilizzati come alimentazione per le apparecchiature di fabbrica.

Nikola Tesla (10 luglio 1856 - 7 gennaio 1943) è stato un inventore serbo-americano, ingegnere meccanico ed elettrico. È considerato uno dei principali motori della commercializzazione dell'elettricità ed è noto soprattutto per aver presieduto alla progettazione del moderno sistema a corrente alternata. Basato sulla teoria del campo elettromagnetico scoperta da Michael Faraday, Tesla ha una serie di invenzioni rivoluzionarie nel campo dei campi elettromagnetici. Ha inventato il motore a induzione nel 1887, i suoi numerosi brevetti correlati e il lavoro di ricerca teorica sull'elettromagnetismo sono la pietra angolare della moderna comunicazione wireless e della radio.

Attraverso il movimento relativo del campo magnetico rotante generato dallo statore (la cui velocità è la velocità sincrona n1) e l'avvolgimento del rotore, l'avvolgimento del rotore taglia la linea del campo magnetico per generare una forza elettromotrice indotta, generando così una corrente indotta nell'avvolgimento del rotore. La corrente indotta nell'avvolgimento del rotore agisce con il campo magnetico per generare una coppia elettromagnetica, che fa ruotare il rotore. Poiché quando la velocità del rotore si avvicina gradualmente alla velocità sincrona, la corrente indotta diminuisce gradualmente e anche la coppia elettromagnetica generata diminuisce di conseguenza. Quando il motore asincrono funziona nello stato del motore, la velocità del rotore è inferiore alla velocità sincrona. Per descrivere la differenza tra la velocità del rotore n e la velocità sincrona n1, viene introdotto uno scorrimento.

Struttura di base del motore asincrono monofase

Un motore asincrono monofase è un motore che necessita solo di un'alimentazione CA monofase. Il motore asincrono monofase è composto da statore, rotore, cuscinetto, involucro, coperchio terminale, ecc. Lo statore è costituito da un telaio e un nucleo di ferro con avvolgimenti. Il nucleo di ferro è formato da punzonatura e laminazione di lamiere di acciaio al silicio e due serie di avvolgimenti principali (chiamati anche avvolgimenti di funzionamento) e avvolgimenti ausiliari (chiamati anche avvolgimenti di avviamento per formare avvolgimenti secondari) sono incorporati nelle fessure con un angolo elettrico di 90° l'uno dall'altro. L'avvolgimento principale è collegato all'alimentazione CA e l'avvolgimento ausiliario è collegato in serie con l'interruttore centrifugo S o il condensatore di avviamento, il condensatore di funzionamento, ecc., e quindi collegato all'alimentazione. Il rotore è un rotore in alluminio pressofuso a gabbia di scoiattolo, formato laminando il nucleo di ferro e colando l'alluminio nella fessura del nucleo di ferro e colando insieme gli anelli terminali per cortocircuitare le barre del rotore in un tipo a gabbia di scoiattolo.

I motori asincroni monofase sono ulteriormente suddivisi in motori asincroni monofase ad avviamento a resistenza, motori asincroni monofase ad avviamento a condensatore, motori asincroni monofase a condensatore di funzionamento e motori asincroni monofase a condensatore a doppio valore.

Struttura di base del motore asincrono trifase

Il motore asincrono trifase è composto principalmente da statore, rotore e cuscinetto. Lo statore è composto principalmente da nucleo di ferro, avvolgimento trifase, telaio e coperchio terminale.

Il nucleo dello statore è generalmente punzonato e laminato da lamiere di acciaio al silicio spesse 0,35~0,5 mm con strati isolanti sulla superficie e fessure distribuite uniformemente sono punzonate nel cerchio interno del nucleo per incorporare gli avvolgimenti dello statore.

L'avvolgimento trifase è collegato da tre avvolgimenti con la stessa struttura e disposti con un angolo elettrico di 120° nello spazio. Le bobine di questi avvolgimenti sono rispettivamente incorporate in ogni fessura dello statore secondo una certa regola. La sua funzione è quella di far passare la corrente alternata trifase per generare un campo magnetico rotante.

Il telaio è solitamente in ghisa, il telaio di un grande motore asincrono è generalmente saldato con piastre d'acciaio e il telaio di un micromotore è in alluminio pressofuso.

Ci sono alette di raffreddamento all'esterno del telaio del motore chiuso per aumentare l'area di dissipazione del calore e i coperchi terminali alle due estremità del telaio del motore di protezione sono dotati di fori di ventilazione, in modo che l'aria all'interno e all'esterno del motore possa essere convogliata direttamente per facilitare la dissipazione del calore. Il coperchio terminale svolge principalmente il ruolo di fissare il rotore, sostenere e proteggere.

Il rotore è composto principalmente da nucleo di ferro e avvolgimenti. Il materiale del nucleo del rotore è lo stesso di quello dello statore, che viene punzonato e laminato da lamiere di acciaio al silicio spesse 0,5 mm. La circonferenza esterna della lamiera di acciaio al silicio è punzonata con fori distribuiti uniformemente per posizionare gli avvolgimenti del rotore. Di solito, il cerchio interno della lamiera di acciaio al silicio dopo che il nucleo dello statore è stato punzonato viene utilizzato per punzonare il nucleo del rotore. Generalmente, il nucleo del rotore dei piccoli motori asincroni è direttamente pressato sull'albero rotante e i nuclei del rotore dei motori asincroni di grandi e medie dimensioni (con un diametro del rotore di 300-400 mm o più) sono pressati sull'albero rotante con l'aiuto della staffa del rotore.

Gli avvolgimenti del rotore sono divisi in rotori a gabbia di scoiattolo e rotori avvolti.

(1) Rotore a gabbia di scoiattolo: l'avvolgimento del rotore è costituito da una pluralità di barre inserite nelle fessure del rotore e due anelli terminali anulari. Se il nucleo del rotore viene rimosso, l'intero avvolgimento assomiglia a una gabbia di scoiattolo, quindi viene chiamato avvolgimento a gabbia. I piccoli motori a gabbia utilizzano avvolgimenti del rotore in alluminio pressofuso e per motori superiori a 100KW, vengono saldate barre di rame e anelli terminali in rame. I rotori a gabbia di scoiattolo sono suddivisi in: rotori a impedenza, rotori a gabbia di scoiattolo singolo, rotori a gabbia di scoiattolo doppio e rotori a scanalatura profonda, con diverse coppie di avviamento e altre caratteristiche.

(2) Rotore avvolto: l'avvolgimento del rotore avvolto è simile all'avvolgimento dello statore ed è anche un avvolgimento trifase simmetrico, generalmente collegato a forma di stella e le tre teste di uscita sono collegate ai tre anelli collettori dell'albero rotante e quindi passano la spazzola collegata con circuiti esterni.