Principio di funzionamento
Un motore a induzione trifase converte energia elettrica in rotazione senza alcun collegamento elettrico al rotore. Tre avvolgimenti statorici, sfasati di 120 gradi elettrici e alimentati da una rete trifase, producono un campo magnetico che ruota alla velocità di sincronismo. Questo campo rotante taglia le barre rotoriche cortocircuitate, vi induce una tensione, e la corrente che ne deriva reagisce con il campo sviluppando coppia. Poiché tutto il processo si basa sull'induzione e non su spazzole o magneti, la macchina è meccanicamente semplice ed estremamente robusta.
Scorrimento e velocità
La velocità di sincronismo discende direttamente da frequenza e numero di poli: 120 per la frequenza diviso il numero di poli. Un motore a 4 poli a 50 Hz ha quindi un campo rotante a 1500 giri/min. Il rotore non raggiunge mai del tutto quella velocità, perché al sincronismo non ci sarebbe moto relativo, né corrente indotta, né coppia. La piccola differenza si chiama scorrimento e vale tipicamente il 2-5 % a carico nominale. Nel simulatore si vede lo scorrimento crescere man mano che si aggiunge carico.
Coppia, corrente e avviamento
La corrente di spunto è la caratteristica più scomoda del motore a induzione: a rotore fermo lo scorrimento è del 100 %, quindi un avviamento diretto assorbe circa cinque-sette volte la corrente nominale per uno o due secondi. La coppia cresce con lo scorrimento fino al punto di rovesciamento e crolla oltre, motivo per cui un motore sovraccaricato si arresta invece di limitarsi a rallentare. Avviatori stella-triangolo, soft starter e inverter esistono proprio per rimodellare questo comportamento all'avviamento.
Dove si usa
I motori a induzione trifase azionano la maggior parte dei macchinari industriali del mondo: pompe, ventilatori, compressori, nastri trasportatori, mulini e macchine utensili. Con un inverter che mantiene costante il rapporto volt/hertz, la stessa macchina offre anche una velocità regolabile e fluida, ed è per questo che ha in gran parte soppiantato i motori in corrente continua nell'industria. Costo contenuto, alta affidabilità e manutenzione quasi nulla ne fanno la scelta predefinita ovunque sia disponibile una rete trifase.