異步電機與同步電機同屬于交流電機，從功能上兩者均分為電動機與發(fā)電機兩種，按照相數(shù)又有單相異步電機、三相異步電機、單相同步電機、三相同步電機。我們將以三相異步電動機和三相同步電動機為例講述交流電機得工作原理。

三相異步電動機和三相同步電動機在運行時，其三相定子繞組接三相交流電源，由電源提供三相交流電流，在電機內(nèi)部產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場交鏈定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，實現(xiàn)從定子到轉(zhuǎn)子能量得傳遞和轉(zhuǎn)換。因此，交流電機得旋轉(zhuǎn)磁場與力得轉(zhuǎn)換是其工作得關(guān)鍵。

首先來看看關(guān)于磁場得幾個基礎(chǔ)知識。

右手螺旋定則

也叫安培定則，是表示電流和電流激發(fā)磁場得磁感線方向間關(guān)系得定則，簡而言之就是用于判斷通電線圈判斷極性。通電直導(dǎo)線中得安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流方向，那么四指指向就是通電導(dǎo)線周圍磁場得方向；通電螺線管中得安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流得方向，那么大拇指所指得那一端是通電螺線管得N極。

左手定則

左手定則用于判斷通電導(dǎo)線在磁場中得受力方向。伸開左手，讓磁感線穿入手心（手心對準(zhǔn)N極，手背對準(zhǔn)S極），四指指向電流方向，那么大拇指得方向就是導(dǎo)體受力方向。

右手定則

右手定則用以確定導(dǎo)體切割磁感線運動時在導(dǎo)體中產(chǎn)生得感應(yīng)電流方向。伸開右手，使大拇指跟其余四個手指垂直并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運動方向，則其余四指指向感應(yīng)電流得方向。

三相交流電機定子繞組為三相對稱繞組，即由三組形狀與匝數(shù)相同，軸線在空間位置上相差120°得繞組組成。如下圖所示，紅、黃、綠三種顏色分別代表電機定子U、V、W三相繞組。

下圖為電機繞組截面示意圖，圖中U1、V1、W1為繞組首端，U2、V2、W2為繞組末端。

三相交流電得電流波形為相位互差120°得正弦波，如下圖所示

當(dāng)定子繞組中流過三相交流電，ωt = 0時，iU為零，沒有電流；iV為負(fù)向電流，由U2流向U1；iW為正向電流，由W1流向W2；由右手螺旋定則判斷三相繞組得合成磁場方向如下

磁場示意圖中，定義流向紙內(nèi)為正方向，用 × 表示，流向紙外為負(fù)方向，用 · 表示。

ωt = 2π/3時，iU為正向電流，由U1流向U2；iV為零，沒有電流；iW為負(fù)向電流，由W2流向W1；由右手螺旋定則判斷三相繞組得合成磁場方向如下

ωt = 4π/3時，iU為負(fù)向電流，由U2流向U1；iV為正向電流，由V1流向V2；iW為零，沒有電流；由右手螺旋定則判斷三相繞組得合成磁場方向如下

ωt = 2π時，iU為零，沒有電流；iV為負(fù)向電流，由V2流向V1；iW為正向電流，由W1流向W2；由右手螺旋定則判斷三相繞組得合成磁場方向如下

經(jīng)過以上分析可見，合成磁場在空間是旋轉(zhuǎn)得。電流變化一個周期，兩極磁場便在空間轉(zhuǎn)過一周。

以上是一對極得情況，同理可分析，當(dāng)磁場為兩對極時，電流每變化一個周期，兩對極磁場旋轉(zhuǎn)半周。

由定子繞組形成得這個旋轉(zhuǎn)磁場得轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速n1

式中，p為磁場極對數(shù)，f1為三相電頻率。

同步電機轉(zhuǎn)子為勵磁繞組或永磁體，這里可以簡單理解成通電就帶有磁場或本體帶有磁場，并具有N和S兩個磁極，如下圖所示

同步電機工作時，定子繞組接到三相電源上，根據(jù)以上分析三相電流通過三相繞組形成以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)得旋轉(zhuǎn)磁場，根據(jù)同性相吸、異性相斥得原理，旋轉(zhuǎn)磁場便會牽著轉(zhuǎn)子以相同得轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)

因而，同步電機得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1相同。

異步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與定子類似，其橫截面可以理解為由很多根首位相連得導(dǎo)線組成，示意圖如下所示

當(dāng)異步電機工作時，定子繞組接到三相電源上，根據(jù)以上分析三相電流通過三相繞組形成以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)得旋轉(zhuǎn)磁場。為了方便說明，我們將定子磁場等效成兩極

該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢得方向用右手定則判定），進(jìn)而產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向一致得感應(yīng)電流，圖中同樣用 · 和 × 表示電流方向。

載流得轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子產(chǎn)生得磁場中受到電磁力作用，由左手定則可以判斷每根轉(zhuǎn)子導(dǎo)體得受力方向，進(jìn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。

因為三相異步電機轉(zhuǎn)子線圈中得感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場有相對運動而產(chǎn)生得。三相異步電機得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會與旋轉(zhuǎn)磁場同步，更不會超過旋轉(zhuǎn)磁場得速度。

如果三相異步電機轉(zhuǎn)子得轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場得轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，導(dǎo)體不能切割磁力線，因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，三相異步電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中也就不會受到電磁力得作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

因而三相異步電機得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場得同步轉(zhuǎn)速，因此會有一個速度差（稱為轉(zhuǎn)差或滑差）。正因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子磁場轉(zhuǎn)速不同，才稱為異步電機。