交流电机是一种将交流 (AC) 电能转换为机械能的装置，其运行依赖于基本的电磁原理。为了了解它的工作原理，让我们分解一下它的关键部件以及实现运动的事件顺序。

 

首先，我们来了解一下主要部件。大多数交流电机，尤其是常见的感应电机，由两个主要部件组成： 定子 和 转子定子是电机的固定外部部件，包含一组围绕中心轴呈圆形排列的电磁铁（称为定子绕组）。这些绕组连接到交流电源。另一方面，转子是电机的旋转内部部件，通常是一个由层压金属片制成的圆柱形铁芯，其表面嵌入导电条（通常为铜或铝），在许多感应电机中形成“鼠笼”结构。这些导电条的两端通过环短路，从而允许电流通过。

 

交流电机的神奇之处在于 旋转磁场 由定子产生的磁场。当交流电流过定子绕组时，每个绕组都变成一个电磁铁，其极性会随着电流的交替而反转（因为交流电会周期性地改变方向）。至关重要的是，定子绕组以特定的角度间隔开（三相电机中通常间隔 120 度），并连接到彼此不同步的交流电源相位。这种相位差使定子产生的磁场以称为 同步转速取决于交流电的频率和定子绕组的极数。例如，一个 60 Hz 的电源，如果定子为 4 极，则同步转速为 1800 转/分钟 (RPM)。

 

下一个， 电磁感应 开始发挥作用，驱动转子旋转。当定子产生的旋转磁场穿过转子的导电条时，它会在转子条中感应出电流（这得益于法拉第电磁感应定律）。感应电流又会在转子周围产生自身的磁场（安培定律）。定子旋转磁场与转子磁场相互作用，产生扭矩（扭转力），使转子跟随旋转磁场旋转。

 

在感应电动机中，转子永远不会完全达到定子磁场的同步转速。这种差异被称为 滑，对于维持转子中的感应电流至关重要。如果转子与同步转速匹配，转子与磁场之间就不会发生相对运动，因此不会产生感应电流，也不会产生扭矩。相反，转子会以略低的速度旋转（通常比标准电机的同步转速低 2% 至 5%），从而确保持续感应电流和扭矩。

 

总而言之，交流电机通过旋转磁场（由定子的交流绕组产生）和电磁感应（在转子中感应出电流，产生磁场，并与定子磁场相互作用产生扭矩）的协同作用来运行。这一精妙的原理有效地将电能转化为机械运动，使交流电机在从家用电器到工业机械等无数应用中成为不可或缺的一部分。