Ein asynchroner Elektromotor ist das am einfachsten konstruierte Gerät einer Gerätefamilie, die elektrische Spannung in Bewegungsenergie umwandelt.
Zum ersten Mal wurde ein Motor dieses Typs vom Erfinder Dolivo-Dobrovolsky vorgeschlagen. Das allgemeine Funktionsprinzip basiert auf dem Zusammenwirken einer kurzgeschlossenen Wicklung und einem Magnetfeld in Drehbewegung. Zur Feldstärkung werden die Motorwicklungen auf ein aus Elektroblech (Dicke 0,5 mm) zusammengesetztes Adernpaar aufgelegt. Gleichzeitig werden die Stahlbleche zur Reduzierung von Wirbelstromverlusten mittels Lack gegeneinander isoliert.
Design
Der stationäre Teil des Gerätes bzw. der Stator ist ein Hohlzylinder. Darin ist in den Nuten eine Wicklung verlegt, die für eine Drehspannung ausgelegt ist und ein Magnetfeld anregt. Der bewegliche Teil, der Rotor, ist ebenfalls in Form eines Zylinders ausgeführt, jedoch nur massiv. Sein Standort ist die Motorwelle. Die Rotorwicklung befindet sich auf ihrer Oberfläche in den Nuten. Wenn Sie die Wicklung des beweglichen Teils gedanklich entfernen, erhalten Sie so etwas wie einen zylindrischen Käfig (wie ein Eichhörnchenrad), in dem die Rolle der Gitter von Aluminium- oder Kupferstäben gespielt wird, die an den Enden überbrückt sind. Die in die Nuten eingesetzten Stäbe sind nicht isoliert.
Arbeitsprinzip
Ein ruhender Asynchronmotor kann mit einem Transformator verglichen werden, nur dass hier anstelle der Primärwicklung Statordrähte und statt der Sekundärwicklung die Rotorwicklung vorhanden ist. Die an jeder Phasenstatorwicklung verfügbare Spannung wird durch die durch das Magnetfeld induzierte elektromotorische Kraft ausgeglichen. Dank ihm tritt Spannung im Rotor auf. Nach dem Lenz-Gesetz tendiert der Strom in der Rotorwicklung dazu, das Feld zu schwächen, das ihn induzierte. Durch die Feldschwächung wird jedoch die EMK im Stator reduziert, wodurch das elektrische Gleichgewicht gestört wird, wodurch eine unsymmetrische Überspannung entsteht. Der Statorstrom steigt, das Magnetfeld nimmt zu und das Gleichgewicht wird wiederhergestellt.
Die Ströme in Stator und Rotor sind proportional. Jene. eine Spannungsänderung in der Statorwicklung führt zu einer Spannungsänderung in der Rotorwicklung. Wenn der Motor zu drehen beginnt, durchquert das Magnetfeld die Rotorwicklung mit hoher Geschwindigkeit, wodurch EMF darin induziert wird. Auch im Stator tritt ein Anlaufstrom auf, der den Nennstrom (Betriebsstrom) um das ca. 7-fache übersteigt. Das Phänomen des Anlaufschocks ist typisch für Asynchronmotoren. Mit zunehmender Rotordrehzahl nimmt die dadurch erzeugte EMF allmählich ab, bzw. die Ströme in den Rotor- und Statorwicklungen nehmen ebenfalls ab. Bei voller Motordrehzahl wird der Strom auf den Nennstrom reduziert. Wird die Motorwelle belastet, steigt der Strom wieder an und erhöht damit die Leistungsaufnahme aus dem Netz.
