Motor AC dapat menghasilkan listrik, tetapi kemampuannya bergantung pada mode operasinya – motor AC pada dasarnya merupakan gabungan dari "motor" dan "generator", dan prinsip dasarnya didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik. Peralihan antara fungsi "listrik" atau "pembangkit daya" hanya dapat dicapai dengan mengubah metode input energi (energi listrik → energi mekanik atau energi mekanik → energi listrik).
1、 Prinsip inti: “Dua arah” induksi elektromagnetik
Baik “mode listrik” maupun “mode pembangkitan daya” motor AC berputar di sekitar induksi elektromagnetik, dengan satu-satunya perbedaan adalah “arah aliran energi”:
Mode listrik (konsumsi daya): daya AC input eksternal → belitan stator menghasilkan medan magnet berputar → medan magnet menggerakkan rotor (konduktor atau belitan) untuk memotong jalur induksi magnetik → rotor menghasilkan arus induksi → arus dikenakan gaya ampere dalam medan magnet → menggerakkan putaran rotor (energi listrik → energi mekanik).
Mode pembangkitan daya (pembangkitan listrik): Tenaga mekanik eksternal (seperti mesin, kincir angin, turbin air) menggerakkan rotor untuk berputar → medan magnet yang dihasilkan oleh rotor (magnet permanen atau belitan eksitasi) berputar bersama rotor → garis induksi magnetik dipotong dan diputar oleh belitan stator → belitan stator menginduksi gaya gerak listrik bolak-balik → setelah terhubung ke beban, mengeluarkan arus bolak-balik (energi mekanik → energi listrik).
2、 Tiga kondisi utama untuk pembangkitan daya motor AC
Tidak semua motor AC dapat menghasilkan listrik hanya dengan menyalakannya. Tiga kondisi inti berikut harus dipenuhi untuk menghasilkan energi listrik yang efektif:
1. Harus ada “medan magnet berputar” (sumber magnet)
Untuk menginduksi gaya gerak listrik pada belitan stator, pertama-tama diperlukan “medan magnet variabel” (medan magnet berputar adalah bentuk yang paling umum), dan sumber sumber magnet dibagi menjadi dua kategori:
Tipe magnet permanen: Rotornya sendiri merupakan magnet permanen (seperti motor sinkron magnet permanen), yang tidak memerlukan catu daya tambahan dan secara langsung menghasilkan medan magnet berputar selama rotasi. Rotor ini memiliki struktur sederhana dan umumnya digunakan pada generator kecil (seperti turbin angin rumah tangga dan peralatan pembangkit listrik portabel).
Jenis eksitasi: Rotor adalah belitan umum (seperti motor asinkron dan generator sinkron), yang memerlukan “arus eksitasi” eksternal (DC atau AC) untuk menghasilkan medan magnet di rotor (mirip dengan elektromagnet).
2. Harus ada “tenaga penggerak mekanis” (mengatasi torsi terbalik)
Inti dari pembangkitan daya adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sehingga harus ada gaya mekanik eksternal untuk menggerakkan rotor agar berputar, dan kecepatannya harus memenuhi dua persyaratan:
Lebih tinggi dari "kecepatan sinkron" (untuk motor sinkron): Frekuensi pembangkitan daya motor sinkron (seperti 50Hz) terkait erat dengan kecepatan (rumus: kecepatan n=60f/p, f adalah frekuensi, p adalah nomor kutub), dan kecepatan perlu dikontrol secara tepat oleh gaya mekanis untuk memastikan frekuensi keluaran yang stabil (seperti generator turbin uap di pembangkit listrik).
Di atas kecepatan kritis yang sesuai dengan laju slip (untuk motor asinkron): Ketika motor asinkron menghasilkan listrik, kecepatan rotor harus sedikit lebih tinggi daripada kecepatan medan magnet stator yang berputar (“kecepatan super sinkron”) agar belitan stator dapat memotong medan magnet dan menghasilkan energi listrik (jika tidak, itu hanya “operasi listrik”).
3. Harus ada “loop tertutup” (beban atau penyimpanan energi)
Gulungan stator menghasilkan "gaya gerak listrik bolak-balik", yang perlu dihubungkan ke sirkuit tertutup (seperti beban resistif, baterai, atau jaringan listrik) untuk membentuk "arus bolak-balik" – jika ada sirkuit terbuka (tanpa beban), hanya gaya gerak listrik yang ada tetapi tidak ada energi listrik yang dihasilkan, dan isolasi gulungan dapat rusak karena tegangan tinggi.