交流电机

概念定义

交流电机是以交流电为电能形式、实现电能与机械能相互转换的电力机械。按能量转换方向，可分为交流电动机和交流发电机：交流电动机把交流电能转换为机械能，交流发电机则把机械能转换为交流电能。两者都属于电机，其运行基础是电磁作用以及电机内部的耦合磁场。

工作原理

交流电机工作时，定子与转子之间的气隙内存在磁场。该磁场沿定子铁心和转子铁心相对的圆柱面持续旋转，形成旋转磁场，并参与定子与转子之间的能量传递。建立磁场的电流称为励磁电流；铁心采用高磁导率材料，可用较小的励磁电流建立较大的磁通。

在交流电动机中，电能从定子绕组输入，经耦合磁场作用转换为机械能，再由转子轴输出。在交流发电机中，能量转换方向相反，输入的机械能最终转换为交流电能。电机内部磁场既是传递能量的媒介，也是实现电能与机械能转换的基本条件。

技术构成

交流电机的主体结构包括静止部分定子、运动部分转子，以及两者之间的气隙。定子铁心与转子铁心具有相对的圆柱面，旋转磁场位于两者之间的气隙。定子绕组承担电能输入等功能，转子及其转轴则与机械能的输入或输出相连。

电机铁心通常由磁导率较高的硅钢片制成，用于增强磁场并构成磁路。按主磁场相对于转轴的方向，电机还可分为径向磁场电机和轴向磁场电机。径向磁场电机的主磁场沿转轴的直径方向，轴向磁场电机的主磁场则沿转轴方向，后者也称圆盘电机。

应用场景

交流电动机适用于以交流电驱动机械负载的场景，通过转子轴向外输出机械能。为变频器设计的变频电机可在变频器驱动下改变转速与扭矩，以配合负载变化。交流发电机用于把外部输入的机械能转换为交流电能，是交流电机在发电方向的应用形式。

技术特点

交流电机与采用换向器的直流电机相比，不需要机械换向器，因而结构较为简单，制造方便且较为牢固。交流电机既涵盖电动运行，也涵盖发电运行；具体设备的能量流向取决于其作为电动机或发电机使用。