A invenção dos motores assíncronos revolucionou a civilização humana. Hoje, vamos explorar o funcionamento interno dos motores assíncronos. Os motores assíncronos são compostos principalmente de dois componentes: o estator e o rotor. O estator é uma bobina com três enrolamentos que é alimentada por eletricidade CA trifásica.
O enrolamento passa pelas ranhuras do estator, que são feitas de finas chapas de aço empilhadas com alta permeabilidade. Quando a corrente trifásica flui por esse enrolamento, ela cria um campo magnético rotativo, que é a causa da rotação do rotor. Para compreender como o campo magnético rotativo é gerado e suas características, o estator pode ser simplificado.
Três bobinas são conectadas em intervalos de 120 graus, criando um campo magnético ao redor delas quando uma corrente é passada. Quando uma fonte de alimentação trifásica é aplicada a esse arranjo especial, o campo magnético gerado muda de direção com a corrente alternada em momentos específicos. Comparando esses três exemplos, podemos observar um campo magnético rotativo com uma intensidade uniforme. A velocidade na qual o campo magnético gira é conhecida como velocidade síncrona. Vamos considerar um condutor fechado colocado dentro desse campo magnético rotativo.
De acordo com a lei de Faraday, um campo magnético variável induz uma força eletromotriz em um circuito, que por sua vez gera uma corrente elétrica. Esse fenômeno é semelhante a um loop de transporte de corrente em um campo magnético, que cria uma força eletromagnética no loop e faz com que ele comece a girar. O mesmo fenômeno ocorre em um motor assíncrono, onde em vez de um loop simples, algo semelhante a uma gaiola de esquilo é usado. Um campo magnético rotativo é criado pela corrente alternada trifásica que passa pelo estator.
No exemplo anterior, a corrente será induzida nas barras de gaiola de esquilo do anel final em curto-circuito. Consequentemente, o rotor começará a girar. Esta é a razão pela qual este tipo de motor é chamado de motor de indução.
Em vez de conectar diretamente ao rotor para gerar eletricidade, a indução eletromagnética é usada. Folhas de núcleo de ferro isolante são preenchidas dentro do rotor para atingir isso. Ao usar essas folhas de ferro de tamanho pequeno, o motor de indução minimiza as perdas por correntes parasitas e oferece vantagens significativas. Ele é essencialmente autoinicializável, pois tanto o campo magnético quanto o rotor estão girando. No entanto, qual é a velocidade na qual o rotor está girando?
Para obter a resposta a esta pergunta, precisamos considerar diferentes cenários. Vamos considerar o caso em que a velocidade do rotor é a mesma que a velocidade do campo magnético. Como ambos estão girando na mesma velocidade, o campo magnético nunca cortará o loop. Portanto, nenhuma força eletromotriz induzida ou corrente será gerada. Isso resultará na conversão de energia nas barras do rotor. O rotor diminuirá gradualmente a velocidade e, à medida que a velocidade diminui, o campo magnético cortará o circuito do rotor. Como resultado, a corrente e a força induzidas aumentarão novamente. O rotor então acelerará. Em suma, o rotor nunca será capaz de alcançar a velocidade do campo magnético.
