Изобретяването на асинхронни двигатели революционизира човешката цивилизация. Днес нека проучим вътрешната работа на асинхронните двигатели. Асинхронните двигатели се състоят предимно от два компонента: статор и ротор. Статорът е намотка с три намотки, която се захранва от трифазен променлив ток.
Намотката преминава през процепите на статора, които са съставени от подредени тънки стоманени листове с висока пропускливост. Когато през тази намотка протича трифазен ток, той създава въртящо се магнитно поле, което е причината за въртенето на ротора. За да се разбере как се генерира въртящото се магнитно поле и неговите характеристики, статорът може да бъде опростен.
Три бобини са свързани на интервали от 120 градуса, създавайки магнитно поле около тях, когато през тях преминава ток. Когато към тази специална схема се приложи трифазно захранване, генерираното магнитно поле променя посоката си с променливия ток в определени моменти. Сравнявайки тези три примера, можем да наблюдаваме въртящо се магнитно поле с еднакъв интензитет. Скоростта, с която се върти магнитното поле, е известна като синхронна скорост. Нека разгледаме затворен проводник, поставен вътре в това въртящо се магнитно поле.
Съгласно закона на Фарадей, променящото се магнитно поле индуцира електродвижеща сила във верига, която от своя страна генерира електрически ток. Това явление е подобно на верига с ток в магнитно поле, което създава електромагнитна сила върху веригата и я кара да започне да се върти. Същото явление се случва в асинхронен двигател, където вместо обикновена верига се използва нещо, наподобяващо клетка на катерица. Въртящо се магнитно поле се създава от трифазен променлив ток, преминаващ през статора.
В предишния пример токът ще бъде индуциран в решетките на катерица на късо съединения краен пръстен. В резултат на това роторът ще започне да се върти. Това е причината този тип двигател да се нарича асинхронен двигател.
Вместо директно свързване към ротора за генериране на електричество, се използва електромагнитна индукция. За постигане на това във вътрешността на ротора се запълват изолационни листове от желязо. Чрез използването на тези малки по размер железни листове, асинхронният двигател минимизира загубите от вихрови токове и предлага значителни предимства. По същество той се стартира сам, тъй като и магнитното поле, и роторът се въртят. Но каква е скоростта, с която се върти роторът?
За да получим отговор на този въпрос, трябва да разгледаме различни сценарии. Нека разгледаме случая, когато скоростта на ротора е същата като скоростта на магнитното поле. Тъй като и двете се въртят с еднаква скорост, магнитното поле никога няма да прекъсне веригата. Следователно няма да се генерира индуцирана електродвижеща сила или ток. Това ще доведе до преобразуване на мощността на роторните пръти. Роторът постепенно ще се забави и с намаляването на скоростта магнитното поле ще прекъсне веригата на ротора. В резултат на това индуцираният ток и сила ще се повишат отново. След това роторът ще се ускори. Накратко, роторът никога няма да може да настигне скоростта на магнитното поле.