Ο επαγωγικός κινητήρας είναι επίσης γνωστός ως "ασύγχρονος κινητήρας", δηλαδή, ο ρότορας τοποθετείται σε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και, υπό την επίδραση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, λαμβάνεται μια ροπή περιστροφής, οπότε ο ρότορας περιστρέφεται. Ο ρότορας είναι ένας περιστρεφόμενος αγωγός, συνήθως σε σχήμα κλωβού σκίουρου. Ο στάτορας είναι το μη περιστρεφόμενο τμήμα του κινητήρα και το κύριο καθήκον του είναι να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο δεν επιτυγχάνεται μηχανικά. Αντίθετα, εναλλασσόμενο ρεύμα διέρχεται μέσω αρκετών ζευγών ηλεκτρομαγνητών, έτσι ώστε οι ιδιότητες των μαγνητικών πόλων να αλλάζουν κυκλικά, οπότε είναι ισοδύναμο με ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτός ο τύπος κινητήρα δεν έχει ψήκτρες ή δακτυλίους συλλογής όπως οι κινητήρες DC. Υπάρχουν μονοφασικοί κινητήρες και τριφασικοί κινητήρες ανάλογα με τον τύπο του AC ρεύματος που χρησιμοποιείται. Οι μονοφασικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε πλυντήρια ρούχων, ηλεκτρικούς ανεμιστήρες κ.λπ. οι τριφασικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται ως ισχύς για εργοστασιακό εξοπλισμό.

Ο Νίκολα Τέσλα (10 Ιουλίου 1856 - 7 Ιανουαρίου 1943) ήταν Σερβοαμερικανός εφευρέτης, μηχανικός μηχανολόγος και ηλεκτρολόγος μηχανικός. Θεωρείται ένας από τους βασικούς παράγοντες της εμπορευματοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας και είναι περισσότερο γνωστός για την προεδρία του στο σχεδιασμό του σύγχρονου συστήματος εναλλασσόμενου ρεύματος. Βασισμένος στη θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που ανακαλύφθηκε από τον Michael Faraday, ο Tesla έχει έναν αριθμό επαναστατικών εφευρέσεων στον τομέα των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Εφηύρε τον επαγωγικό κινητήρα το 1887, οι πολλές σχετικές πατέντες και η θεωρητική ερευνητική του εργασία για τον ηλεκτρομαγνητισμό είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης ασύρματης επικοινωνίας και του ραδιοφώνου.

Μέσω της σχετικής κίνησης του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από τον στάτορα (η ταχύτητα του οποίου είναι η σύγχρονη ταχύτητα n1) και την περιέλιξη του ρότορα, η περιέλιξη του ρότορα κόβει τη γραμμή του μαγνητικού πεδίου για να δημιουργήσει μια επαγόμενη ηλεκτρεγερτική δύναμη, δημιουργώντας έτσι ένα επαγόμενο ρεύμα στην περιέλιξη του ρότορα. Το επαγόμενο ρεύμα στην περιέλιξη του ρότορα δρα με το μαγνητικό πεδίο για να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητική ροπή, η οποία κάνει τον ρότορα να περιστρέφεται. Επειδή όταν η ταχύτητα του ρότορα πλησιάζει σταδιακά τη σύγχρονη ταχύτητα, το επαγόμενο ρεύμα μειώνεται σταδιακά και η παραγόμενη ηλεκτρομαγνητική ροπή μειώνεται επίσης ανάλογα. Όταν ο ασύγχρονος κινητήρας λειτουργεί στην κατάσταση του κινητήρα, η ταχύτητα του ρότορα είναι μικρότερη από τη σύγχρονη ταχύτητα. Για να περιγραφεί η διαφορά μεταξύ της ταχύτητας του ρότορα n και της σύγχρονης ταχύτητας n1, εισάγεται μια ολίσθηση.

Βασική δομή μονοφασικού ασύγχρονου κινητήρα

Ένας μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας είναι ένας κινητήρας που χρειάζεται μόνο μια μονοφασική παροχή AC. Ο μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας αποτελείται από στάτορα, ρότορα, ρουλεμάν, περίβλημα, κάλυμμα άκρου κ.λπ. Ο στάτορας αποτελείται από ένα πλαίσιο και έναν πυρήνα σιδήρου με περιελίξεις. Ο πυρήνας σιδήρου σχηματίζεται με διάτρηση και ελασματοποίηση φύλλων χάλυβα πυριτίου και δύο σύνολα κύριων περιελίξεων (που ονομάζονται επίσης περιελίξεις λειτουργίας) και βοηθητικών περιελίξεων (που ονομάζονται επίσης περιελίξεις εκκίνησης για να σχηματίσουν δευτερεύουσες περιελίξεις) είναι ενσωματωμένα στις σχισμές με ηλεκτρική γωνία 90° μεταξύ τους. Η κύρια περιέλιξη είναι συνδεδεμένη με την παροχή AC και η βοηθητική περιέλιξη είναι συνδεδεμένη σε σειρά με τον φυγοκεντρικό διακόπτη S ή τον πυκνωτή εκκίνησης, τον πυκνωτή λειτουργίας κ.λπ., και στη συνέχεια συνδέεται με την παροχή ρεύματος. Ο ρότορας είναι ένας χυτός αλουμινένιος ρότορας κλωβού σκίουρου, ο οποίος σχηματίζεται με ελασματοποίηση του πυρήνα σιδήρου και χύτευση αλουμινίου στην σχισμή του πυρήνα σιδήρου και χύτευση δακτυλίων άκρων μαζί για να κάνουν τις ράβδους του ρότορα βραχυκυκλωμένες σε τύπο κλωβού σκίουρου.

Οι μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες χωρίζονται περαιτέρω σε μονοφασικούς ασύγχρονους κινητήρες εκκίνησης αντίστασης, μονοφασικούς ασύγχρονους κινητήρες εκκίνησης πυκνωτή, μονοφασικούς ασύγχρονους κινητήρες λειτουργίας πυκνωτή και μονοφασικούς ασύγχρονους κινητήρες διπλής τιμής πυκνωτή.

Βασική δομή τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα

Ο τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας αποτελείται κυρίως από στάτορα, ρότορα και ρουλεμάν. Ο στάτορας αποτελείται κυρίως από πυρήνα σιδήρου, τριφασική περιέλιξη, πλαίσιο και κάλυμμα άκρου.

Ο πυρήνας του στάτορα διατρυπάται και ελασματοποιείται γενικά από φύλλα χάλυβα πυριτίου πάχους 0,35~0,5 mm με μονωτικά στρώματα στην επιφάνεια και ομοιόμορφα κατανεμημένες σχισμές διατρυπώνται στον εσωτερικό κύκλο του πυρήνα για να ενσωματωθούν οι περιελίξεις του στάτορα.

Η τριφασική περιέλιξη συνδέεται με τρεις περιελίξεις με την ίδια δομή και διατεταγμένες σε ηλεκτρική γωνία 120° στο χώρο. Τα πηνία αυτών των περιελίξεων είναι αντίστοιχα ενσωματωμένα σε κάθε σχισμή του στάτορα σύμφωνα με έναν ορισμένο κανόνα. Η λειτουργία του είναι να περάσει τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα για να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.

Το πλαίσιο είναι συνήθως από χυτοσίδηρο, το πλαίσιο ενός μεγάλου ασύγχρονου κινητήρα είναι γενικά συγκολλημένο με χαλύβδινες πλάκες και το πλαίσιο ενός μικροκινητήρα είναι κατασκευασμένο από χυτό αλουμίνιο.

Υπάρχουν πτερύγια ψύξης στο εξωτερικό του πλαισίου του κλειστού κινητήρα για να αυξηθεί η περιοχή απαγωγής θερμότητας και τα καλύμματα άκρων και στα δύο άκρα του πλαισίου του προστατευτικού κινητήρα είναι εφοδιασμένα με οπές εξαερισμού, έτσι ώστε ο αέρας μέσα και έξω από τον κινητήρα να μπορεί να μεταφέρεται απευθείας για να διευκολύνει την απαγωγή θερμότητας. Το κάλυμμα άκρου παίζει κυρίως το ρόλο της στερέωσης του ρότορα, της στήριξης και της προστασίας.

Ο ρότορας αποτελείται κυρίως από πυρήνα σιδήρου και περιελίξεις. Το υλικό του πυρήνα του ρότορα είναι το ίδιο με αυτό του στάτορα, το οποίο διατρυπάται και ελασματοποιείται από φύλλα χάλυβα πυριτίου πάχους 0,5 mm. Η εξωτερική περιφέρεια του φύλλου χάλυβα πυριτίου διατρυπάται με ομοιόμορφα κατανεμημένες οπές για την τοποθέτηση των περιελίξεων του ρότορα. Συνήθως, ο εσωτερικός κύκλος του φύλλου χάλυβα πυριτίου μετά τη διάτρηση του πυρήνα του στάτορα χρησιμοποιείται για τη διάτρηση του πυρήνα του ρότορα. Γενικά, ο πυρήνας του ρότορα μικρών ασύγχρονων κινητήρων είναι απευθείας πρεσαριστός στον περιστρεφόμενο άξονα και οι πυρήνες του ρότορα μεγάλων και μεσαίων ασύγχρονων κινητήρων (με διάμετρο ρότορα 300-400 mm ή περισσότερο) πιέζονται στον περιστρεφόμενο άξονα με τη βοήθεια του βραχίονα του ρότορα.

Οι περιελίξεις του ρότορα χωρίζονται σε ρότορες κλωβού σκίουρου και περιελίξεις ρότορα.

(1) Ρότορας κλωβού σκίουρου: Η περιέλιξη του ρότορα αποτελείται από ένα πλήθος ράβδων που εισάγονται στις σχισμές του ρότορα και δύο δακτυλιοειδείς δακτυλίους άκρων. Εάν αφαιρεθεί ο πυρήνας του ρότορα, ολόκληρη η περιέλιξη μοιάζει με κλωβό σκίουρου, επομένως ονομάζεται περιέλιξη κλωβού. Οι μικροί κινητήρες κλωβού χρησιμοποιούν χυτές αλουμινένιες περιελίξεις ρότορα και για κινητήρες άνω των 100KW, οι χάλκινες ράβδοι και οι χάλκινοι δακτύλιοι άκρων συγκολλώνται. Οι ρότορες κλωβού σκίουρου χωρίζονται σε: ρότορες σύνθετης αντίστασης, ρότορες μονό κλωβού σκίουρου, ρότορες διπλού κλωβού σκίουρου και ρότορες βαθιάς αυλάκωσης, με διαφορετική ροπή εκκίνησης και άλλα χαρακτηριστικά.

(2) Περιέλιξη ρότορα: Η περιέλιξη του ρότορα είναι παρόμοια με την περιέλιξη του στάτορα και είναι επίσης μια συμμετρική τριφασική περιέλιξη, γενικά συνδεδεμένη σε σχήμα αστεριού και οι τρεις κεφαλές εξόδου συνδέονται με τους τρεις δακτυλίους συλλογής του περιστρεφόμενου άξονα και στη συνέχεια περνούν την ψήκτρα που συνδέεται με εξωτερικά κυκλώματα.