AC -moottorin toimintaperiaate

AC -moottorin toimintaperiaate perustuu Faradayn sähkömagneettisen induktion lakiin ja Lenzin lakiin. Sähköenergian muuntaminen mekaaniseksi energiaksi saavutetaan vuorovaikutuksella pyörimäisen magneettikentän ja moottorin sisällä olevan johtimen (roottorin) tuottaman vuorovaikutuksen välillä. Erityinen prosessi on seuraava:

Pyörivän magneettikentän muodostuminen: Kun kolmivaiheinen vaihtovirta johdetaan staattorin käämitykseen, staattorin sisällä syntyy pyörivä magneettikenttä johtuen 120 asteen vaiheen ero kolmivaiheisten virtojen välillä ajan myötä. Tämän magneettikentän pyörimisnopeus (kutsutaan synkroniseksi nopeudeksi) liittyy virtalähteen taajuuteen ja staattorin napaparien lukumäärään.

Indusoidun virran muodostuminen: roottorin johtimessa (kuten oravan häkin roottorin alumiinipalkit tai haavan roottorin käämitys) leikkaa magneettiset vuon viivat pyörivässä magneettikentässä, aiheuttaen indusoidun elektromotiivivoiman ja tuottaen sitten sen indusoitu virta. Nämä indusoidut virrat muodostavat myös roottorin magneettikentän, jota kutsutaan indusoiduksi magneettikentäksi tai roottorin magneettikentäksi.

‌ Sähkömagneettisen voiman vaikutus ja kierto: Roottorin magneettikentän ja staattorin magneettikentän, nimittäin sähkömagneettisen voiman, välillä on vuorovaikutusvoima. Koska staattorin magneettikenttä pyörii ja roottorin magneettikenttä on kiinnitetty (mutta liikkuu roottorin pyöriessä), sähkömagneettisen voiman suunta muuttuu jatkuvasti, ajaen roottorin pyöriä. Sähkömagneettisen induktion hystereesivaikutuksen vuoksi roottori todellakin on hiukan staattorin magneettikentän pyörimisnopeuden takana, ilmiö, nimeltään "Slip".

‌Silmäinen kierto‌: Koska vuorotteleva virta muuttuu määräajoin, myös staattorin magneettikenttä pyörii edelleen, ajaen roottorin jatkuvasti kiertämään. Samanaikaisesti staattori ja roottori saavat voiman sama virtalähde, ja virransuunnan muutokset synkronoidaan aina, mikä varmistaa, että sähkömagneettisen voiman suunta edistää aina roottorin pyörimistä.