Двигатели переменного тока могут генерировать электроэнергию, но их способность генерировать электроэнергию зависит от режима работы. Двигатели переменного тока представляют собой, по сути, единство «двигателя» и «генератора», а их основные принципы основаны на законе электромагнитной индукции. Переключение между функциями «электричество» и «генерация энергии» достигается только изменением способа подачи энергии (электрическая энергия → механическая энергия или механическая энергия → электрическая энергия).

1. Основной принцип: «Двунаправленность» электромагнитной индукции.
Как «электрический режим», так и «режим генерации энергии» двигателей переменного тока основаны на электромагнитной индукции, и единственное различие заключается в «направлении потока энергии»:

Электрический режим (потребляемая мощность): внешний входной переменный ток → обмотка статора создает вращающееся магнитное поле → магнитное поле заставляет ротор (проводник или обмотку) пересекать линии магнитной индукции → ротор создает индуцированный ток → ток подвергается воздействию силы Ампера в магнитном поле → приводит во вращение ротор (электрическая энергия → механическая энергия).

Режим генерации мощности (выработки электроэнергии): Внешняя механическая сила (например, двигатель, ветряная мельница, водяная турбина) приводит в движение ротор → магнитное поле, создаваемое ротором (постоянным магнитом или обмоткой возбуждения), вращается вместе с ротором → линия магнитной индукции разрывается и вращается обмоткой статора → обмотка статора индуцирует переменную электродвижущую силу → после подключения к нагрузке выдает переменный ток (механическая энергия → электрическая энергия).

2. Три ключевых условия для выработки электроэнергии двигателем переменного тока
Не все двигатели переменного тока могут генерировать электроэнергию, просто включившись. Для эффективной выработки электроэнергии необходимо соблюдение следующих трёх основных условий:

1. Должно быть «вращающееся магнитное поле» (источник магнитного поля)
Для создания электродвижущей силы в обмотке статора необходимо прежде всего «переменное магнитное поле» (наиболее типичным является вращающееся магнитное поле), а источники магнитного поля делятся на две категории:

Тип постоянного магнита: ротор представляет собой постоянный магнит (например, синхронный двигатель с постоянными магнитами), который не требует дополнительного источника питания и непосредственно генерирует вращающееся магнитное поле во время вращения. Он имеет простую конструкцию и широко используется в небольших генераторах (например, бытовых ветрогенераторах и портативном электрооборудовании).
Тип возбуждения: Ротор представляет собой обычную обмотку (например, асинхронные двигатели и синхронные генераторы), для создания которой в роторе (аналогично электромагниту) требуется внешний «ток возбуждения» (постоянный или переменный).

2. Должна быть «механическая движущая сила» (преодоление обратного крутящего момента)
Суть выработки электроэнергии заключается в преобразовании механической энергии в электрическую, поэтому для вращения ротора должна быть приложена внешняя механическая сила, а скорость должна соответствовать двум требованиям:
Выше «синхронной скорости» (для синхронных двигателей): Частота генерации электроэнергии синхронными двигателями (например, 50 Гц) строго связана со скоростью (формула: скорость n=60f/p, f — частота, p — число полюсов), и скорость должна точно контролироваться механической силой для обеспечения стабильной выходной частоты (например, паровые турбогенераторы на электростанциях).
Выше критической скорости, соответствующей скорости скольжения (для асинхронных двигателей): Когда асинхронный двигатель вырабатывает электроэнергию, скорость ротора должна быть немного выше скорости вращающегося магнитного поля статора («сверхсинхронная скорость»), чтобы обмотка статора могла разорвать магнитное поле и выработать электрическую энергию (в противном случае это будет только «электрическая работа»).

3. Должен быть «замкнутый контур» (нагрузка или накопитель энергии)
Обмотка статора индуцирует «переменную электродвижущую силу», которую необходимо подключить к замкнутой цепи (например, резистивной нагрузке, аккумулятору или электросети) для формирования «переменного тока». Если цепь разомкнута (нет нагрузки), существует только электродвижущая сила, но нет выхода электроэнергии, а изоляция обмотки может быть повреждена из-за высокого напряжения.