Un motore a induzione può funzionare come un generatore essendo azionato a una velocità superiore alla sua velocità sincrona. Quando il rotore è azionato da una forza meccanica esterna oltre la velocità sincrona, lo scorrimento diventa negativo, facendo sì che il rotore tagli il campo magnetico dello statore nella direzione opposta. Questa azione induce una tensione negli avvolgimenti dello statore che, quando collegato a un carico, consente il flusso di corrente e quindi genera energia elettrica. Il requisito fondamentale è che lo statore sia collegato a una rete elettrica o disponga di condensatori per fornire la potenza reattiva necessaria per mantenere il campo magnetico.
Un motore a induzione diventa un generatore quando un motore primo esterno aziona il rotore più velocemente della sua velocità sincrona. Questa velocità eccessiva modifica la natura dello scivolamento, rendendolo negativo. Il movimento relativo del rotore rispetto al campo magnetico si inverte, inducendo una tensione nello statore. Questa tensione indotta, se collegata ad un carico o ad una rete, determina un flusso di corrente e la generazione di energia elettrica. Il motore utilizza essenzialmente l’energia cinetica del motore primo per produrre energia elettrica.
Un motore funziona come un generatore utilizzando i principi dell’induzione elettromagnetica al contrario. In un motore l’energia elettrica viene convertita in energia meccanica. Al contrario, quando funziona come generatore, l’energia meccanica fornita da una fonte esterna fa girare il rotore, facendo interagire il campo magnetico del rotore con gli avvolgimenti dello statore. Questa interazione induce una forza elettromotrice (EMF) negli avvolgimenti dello statore, generando energia elettrica. L’efficienza di questa conversione dipende da fattori come il tipo di motore, la velocità di rotazione e il carico collegato.
L’induzione funziona sui generatori attraverso il principio dell’induzione elettromagnetica, dove un campo magnetico variabile induce una forza elettromotrice (EMF) in un conduttore. In un generatore a induzione, il rotore viene azionato più velocemente della sua velocità sincrona, facendo sì che i conduttori del rotore taglino il campo magnetico dello statore. Questo movimento relativo tra il rotore e il campo magnetico genera una FEM negli avvolgimenti dello statore. Affinché il generatore possa sostenere questo processo, in genere richiede una fonte di potenza reattiva, spesso fornita da un banco di condensatori o da una connessione alla rete elettrica, per mantenere il campo magnetico nello statore.
Un motore a induzione funziona passo dopo passo come segue:
- Eccitazione dello statore: quando il motore è alimentato, la corrente alternata (CA) scorre attraverso gli avvolgimenti dello statore, creando un campo magnetico rotante.
- Induzione del rotore: questo campo magnetico rotante induce una corrente nelle barre del rotore, poiché il rotore è esposto a un flusso magnetico variabile.
- Produzione di coppia: la corrente indotta nel rotore genera il proprio campo magnetico, che interagisce con il campo magnetico rotante dello statore, producendo una forza che fa girare il rotore.
- Accelerazione del rotore: il rotore accelera nella direzione del campo magnetico rotante ma non raggiunge mai la velocità sincrona. Continua a girare leggermente più lentamente, mantenendo uno scorrimento essenziale per indurre corrente nel rotore.
- Uscita meccanica: il movimento rotatorio del rotore può quindi essere utilizzato per azionare carichi meccanici, completando la conversione dell’energia elettrica in energia meccanica.