המצאת המנועים האסינכרוניים חוללה מהפכה בתרבות האנושית. היום, בואו נחקור את פעולתם הפנימית של מנועים אסינכרוניים. מנועים אסינכרוניים מורכבים בעיקר משני מרכיבים: הסטטור והרוטור. הסטטור הוא סליל עם שלוש פיתולים המופעל על ידי חשמל תלת פאזי AC.
הפיתול עובר דרך חריצי הסטטור, המורכבים מיריעות פלדה דקות מוערמות בעלות חדירות גבוהה. כאשר זרם תלת פאזי זורם דרך הפיתול הזה, הוא יוצר שדה מגנטי מסתובב, שהוא הגורם לסיבוב הרוטור. כדי להבין כיצד נוצר השדה המגנטי המסתובב ואת המאפיינים שלו, ניתן לפשט את הסטטור.
שלושה סלילים מחוברים במרווחים של 120 מעלות, ויוצרים סביבם שדה מגנטי כאשר עוברים זרם דרכם. כאשר מופעל על סידור מיוחד זה אספקת חשמל תלת פאזית, השדה המגנטי שנוצר משנה כיוון עם זרם החילופין ברגעים ספציפיים. על ידי השוואת שלוש הדוגמאות הללו, נוכל לצפות בשדה מגנטי מסתובב בעוצמה אחידה. המהירות שבה השדה המגנטי מסתובב ידועה כמהירות הסינכרונית. הבה ניקח בחשבון מוליך סגור המוצב בתוך השדה המגנטי המסתובב הזה.
על פי חוק פאראדיי, שדה מגנטי משתנה גורם לכוח אלקטרו-מוטורי במעגל, אשר בתורו יוצר זרם חשמלי. תופעה זו דומה ללולאה נושאת זרם בשדה מגנטי, היוצרת כוח אלקטרומגנטי על הלולאה וגורמת לה להתחיל להסתובב. אותה תופעה מתרחשת במנוע אסינכרוני, שבו במקום לולאה פשוטה, נעשה שימוש במשהו הדומה לכלוב סנאי. שדה מגנטי מסתובב נוצר על ידי זרם חילופין תלת פאזי העובר דרך הסטטור.
בדוגמה הקודמת, הזרם יושרה במוטות כלוב הסנאי של טבעת הקצה המקוצרת. כתוצאה מכך, הרוטור יתחיל להסתובב. זו הסיבה מדוע סוג זה של מנוע מכונה מנוע אינדוקציה.
במקום להתחבר ישירות לרוטור כדי לייצר חשמל, נעשה שימוש באינדוקציה אלקטרומגנטית. יריעות ליבת ברזל בידוד ממולאות בתוך הרוטור כדי להשיג זאת. באמצעות יריעות ברזל קטנות אלה, מנוע האינדוקציה ממזער את הפסדי זרם המערבולת ומציע יתרונות משמעותיים. זה בעצם מתנע מעצמו, שכן גם השדה המגנטי וגם הרוטור מסתובבים. עם זאת, מהי המהירות שבה מסתובב הרוטור?
כדי לקבל את התשובה לשאלה זו, עלינו לשקול תרחישים שונים. בואו ניקח בחשבון את המקרה שבו מהירות הרוטור זהה למהירות השדה המגנטי. מכיוון ששניהם מסתובבים באותה מהירות, השדה המגנטי לעולם לא ינתק את הלולאה. לכן, לא ייווצר כוח או זרם חשמלי מושרה. זה יגרום להמרת הכוח על מוטות הרוטור. הרוטור יאט בהדרגה, וככל שהמהירות תרד, השדה המגנטי ינתק את מעגל הרוטור. כתוצאה מכך, הזרם והכוח המושרה יעלו שוב. לאחר מכן הרוטור יאיץ. בקיצור, הרוטור לעולם לא יצליח להדביק את מהירות השדה המגנטי.