Asynkronisten moottoreiden keksintö on mullistanut ihmissivilisaation. Tänään tutkitaan asynkronisten moottoreiden sisäistä toimintaa. Asynkroniset moottorit koostuvat pääasiassa kahdesta osasta: staattorista ja roottorista. Staattori on kela, jossa on kolme käämiä ja joka saa virtansa kolmivaiheisesta vaihtovirtasähköstä.
Käämitys kulkee staattorin rakojen läpi, jotka koostuvat pinotuista ohuista teräslevyistä, joilla on korkea läpäisevyys. Kun kolmivaiheinen virta kulkee tämän käämin läpi, se muodostaa pyörivän magneettikentän, joka on syy roottorin pyörimiseen. Pyörivän magneettikentän muodostumisen ja sen ominaisuuksien ymmärtämiseksi staattoria voidaan yksinkertaistaa.
Kolme kelaa on kytketty 120 asteen välein luoden ympärilleen magneettikentän, kun virta kulkee läpi. Kun tähän erikoisjärjestelyyn kytketään kolmivaiheinen teholähde, syntyvä magneettikenttä muuttaa suuntaa vaihtovirran mukana tiettyinä hetkinä. Vertaamalla näitä kolmea esimerkkiä voimme havaita tasaisen intensiteetin pyörivän magneettikentän. Nopeutta, jolla magneettikenttä pyörii, kutsutaan synkroniseksi nopeudeksi. Tarkastellaan suljettua johdinta, joka on sijoitettu tämän pyörivän magneettikentän sisään.
Faradayn lain mukaan muuttuva magneettikenttä indusoi piiriin sähkömotorisen voiman, joka puolestaan synnyttää sähkövirran. Tämä ilmiö on samanlainen kuin virtaa kuljettava silmukka magneettikentässä, joka luo sähkömagneettisen voiman silmukkaan ja saa sen pyörimään. Sama ilmiö esiintyy asynkronisessa moottorissa, jossa yksinkertaisen silmukan sijaan käytetään jotain oravahäkkiä muistuttavaa. Pyörivä magneettikenttä syntyy staattorin läpi kulkevasta kolmivaiheisesta vaihtovirrasta.
Edellisessä esimerkissä virta indusoidaan oikosuljetun päätyrenkaan oravanhäkkitankoihin. Tämän seurauksena roottori alkaa pyöriä. Tästä syystä tämäntyyppistä moottoria kutsutaan oikosulkumoottoriksi.
Sen sijaan, että se kytkettäisiin suoraan roottoriin sähkön tuottamiseksi, käytetään sähkömagneettista induktiota. Tämän saavuttamiseksi roottorin sisään täytetään eristysrautalevyt. Näitä pienikokoisia rautalevyjä käyttämällä induktiomoottori minimoi pyörrevirtahäviöt ja tarjoaa merkittäviä etuja. Se on periaatteessa itsestään käynnistyvä, koska sekä magneettikenttä että roottori pyörivät. Mutta millä nopeudella roottori pyörii?
Saadaksemme vastauksen tähän kysymykseen meidän on tarkasteltava erilaisia skenaarioita. Tarkastellaan tapausta, jossa roottorin nopeus on sama kuin magneettikentän nopeus. Koska molemmat pyörivät samalla nopeudella, magneettikenttä ei koskaan katkaise silmukkaa. Siksi indusoitunutta sähkömotorista voimaa tai virtaa ei synny. Tämä johtaa tehon muuntamiseen roottorin tangoissa. Roottori hidastuu vähitellen, ja nopeuden pienentyessä magneettikenttä katkaisee roottorin piirin. Tämän seurauksena indusoitunut virta ja voima nousevat jälleen. Tällöin roottori kiihtyy. Lyhyesti sanottuna roottori ei koskaan pysty saavuttamaan magneettikentän nopeutta.