Warum dreht sich der Rotor eines Induktionsmotors?

Der Rotor eines Induktionsmotors dreht sich aufgrund des Prinzips der elektromagnetischen Induktion. Wenn ein Wechselstrom (AC) an die Statorwicklungen des Motors angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld. Dieses rotierende Magnetfeld induziert in den Rotorleitern Ströme, sogenannte Wirbelströme. Nach dem Lenzschen Gesetz erzeugen diese Wirbelströme ein eigenes Magnetfeld, das mit dem Magnetfeld des Stators interagiert. Die daraus resultierende Wechselwirkung zwischen diesen Magnetfeldern übt ein Drehmoment auf den Rotor aus, wodurch dieser sich in Richtung des vom Stator erzeugten rotierenden Magnetfelds dreht.

Der Rotor eines Induktionsmotors dreht sich hauptsächlich aufgrund des Schlupfes langsamer als das Statorfeld. Unter Schlupf versteht man die Differenz zwischen der Synchrongeschwindigkeit des vom Stator erzeugten rotierenden Magnetfelds und der tatsächlichen Drehzahl des Rotors. Die Synchrongeschwindigkeit hängt von der Frequenz der Wechselstromversorgung und der Polzahl des Motors ab. Der Rotor dreht sich mit einer Geschwindigkeit, die geringfügig unter der Synchrongeschwindigkeit liegt, da er diesen Schlupf benötigt, um die für die Drehmomenterzeugung erforderlichen Ströme zu induzieren. Der Schlupf bestimmt den Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Motors, Drehmoment zu erzeugen.

Das Rotationsprinzip eines Induktionsmotors basiert auf der Wechselwirkung zwischen dem vom Stator erzeugten rotierenden Magnetfeld und den induzierten Strömen im Rotor. Wenn Wechselspannung an die Statorwicklungen angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld, das die Rotorleiter durchschneidet. Dadurch werden durch elektromagnetische Induktion Ströme im Rotor induziert. Diese Ströme interagieren mit dem Magnetfeld des Stators und erzeugen ein Drehmoment, das den Rotor in Drehung versetzt. Durch diese Drehbewegung kann der Induktionsmotor mechanische Arbeit verrichten, beispielsweise Ventilatoren, Pumpen oder andere Maschinen antreiben.

Aufgrund der Natur des Induktionsmotorbetriebs ist es unmöglich, dass sich der Rotor eines Induktionsmotors mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie das vom Stator erzeugte Magnetfeld. Aufgrund des Schlupfes ist die Drehzahl des Rotors naturgemäß langsamer als die synchrone Drehzahl des rotierenden Magnetfelds des Stators. Wenn sich der Rotor mit der Synchrongeschwindigkeit drehen würde, gäbe es keine Relativbewegung zwischen dem Magnetfeld des Stators und den Rotorleitern, was zu null induzierten Strömen und folglich zu keiner Drehmomenterzeugung führen würde. Daher ist Schlupf notwendig, um die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Stator und Rotor aufrechtzuerhalten, damit der Motor ein Drehmoment entwickeln und effektiv arbeiten kann.