在我們的日常生活中，電動機的身影隨處可見，它們作為能量轉(zhuǎn)換裝置，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，用于各種電氣設(shè)備的驅(qū)動與控制。

電動機的類別型號各異，比較常見的有三相交流電動機、單相交流電機、直流電機、伺服電機、步進電機等，它們的結(jié)構(gòu)不一，但都是基于電磁感應(yīng)原理而工作。顯然，單相雙值電容電動機的工作原理也不外如是。那么，電動機是如何根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的呢？或者說，電動機是如何轉(zhuǎn)動的？

▎ 一、交流電動機轉(zhuǎn)動原理

眾所周知，導(dǎo)體切割磁力線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電壓），此時該導(dǎo)體能對外輸出電壓，相當(dāng)于一個電壓源。如果該導(dǎo)體是接在閉合回路中的，那么它就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。所謂“導(dǎo)體切割磁力線”，本質(zhì)其實是穿過導(dǎo)體組成的閉合回路中的磁力線數(shù)目（即磁通量）發(fā)生了改變。如下圖1-1所示，隨著導(dǎo)體的移動，導(dǎo)體與開關(guān)、檢流計組成的回路中穿過的磁力線也會發(fā)生改變，所以導(dǎo)體兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

圖1-1

電動機的轉(zhuǎn)子能夠轉(zhuǎn)動就是基于以上原理。我們以鼠籠型異步電動機為例，鼠籠式電動機的轉(zhuǎn)子去掉鐵芯后形似鼠籠，如下圖1-2所示的左邊所示，所以稱為鼠籠繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯的每槽中有一根導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別用端環(huán)短接起來形成閉合繞組。

圖1-2

而轉(zhuǎn)子能夠轉(zhuǎn)動，要歸功于定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。在電機起動之初，轉(zhuǎn)子是不動的，為了使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，就得給它施加一個力，這個力就是電磁力。換言之，只要轉(zhuǎn)子導(dǎo)條有電流流過，而且在磁場中，導(dǎo)條就會受到力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。

但鼠籠繞組并沒有外加電源，那它哪來的電壓與電流？沒錯，這靠的是定子繞組提供的旋轉(zhuǎn)磁場。在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場發(fā)生相對運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，又由于這些導(dǎo)條與端環(huán)形成回路，所以就有了電流！至此，問題又來了，旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的？

▎二、定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的形成

給三相異步電動機通以三相交流電，它的轉(zhuǎn)子就能正常轉(zhuǎn)動，不像單相電動機那樣需加電容。如下圖1-1所示為三相電動機定子繞組星形接法示意圖，基于三相電路的特性，此時流過每相繞組的電流為幅值相等、初相位依次相差120°的正弦交流電。

圖1-3

根據(jù)電磁感應(yīng)定律，流過正弦交流電的定子繞組會產(chǎn)生正弦交變的磁場（磁通），簡單來說，交流電流在每相定子繞組上產(chǎn)生的磁場是大小和方向都在不斷變化的，是一個脈動磁場。顯然，一相繞組的磁場不會旋轉(zhuǎn)，但如果同時給三相繞組通入三相交流電，這三個繞組產(chǎn)生的合成磁場，便會在空間上不斷旋轉(zhuǎn)。

如下圖1-3所示，假設(shè)三相繞組的電流參考正方向均為自首端流入末端，得到三個相電流波形圖。

圖1-3

從圖1-3可以得出，隨著角度（ωt）的變化，每相電流相繼變化。例如在ωt=120°時，L2相電流i2 為0；L1相的電流i1 為正，這表明，此時電流的實際方向和參考正方向一致，即從定子繞組的U1端流入，從U2端流出；同理，L3相電流i3 為負，表明電流實際方向和參考方向相反，即從定子繞組的W2端流入，從W1端流出。

如果你觀察得仔細一點，你甚至?xí)l(fā)現(xiàn)，120°時i1 和i3 兩相電流是大小相等、方向相反的！這是肯定的，因為i2 為零，根據(jù)KCL，i1 和i3 大小必然大小相等。

綜上，可以得出，由三相繞組電流產(chǎn)生的合成磁場如下圖1-4所示。其中的“ · ”表示電流方向從紙面流出，“×”表示電流方向從紙面流入。

圖1-4

例如當(dāng)ωt=270°時，結(jié)合圖1-3，i2 、i3 為正，i1 為負，所以對于U相而言，電流從U2端流入（U2端子為“×”），從U1端流出（U2端子為“ · ”），根據(jù)右手螺旋定則，U1端拇指向外，四指方向即為順時針方向，同理也可以得到其他相繞組的端子產(chǎn)生的磁場方向。

從圖1-4的整體而言，可以很快的發(fā)現(xiàn)，隨著角度的變化，合成磁場不斷旋轉(zhuǎn)，這就是旋轉(zhuǎn)磁場。