交流电机是什么？交流电机工作原理和交流电机品牌、类型

交流电机是一种常见的电动机类型，由交流电驱动。与大多数在日常工业应用中使用的有效实用电动机（以及在业余项目、家用商品和各种其他专业设备和消费品中使用的电动机）相比，交流电机提供了一种相对高效的方法，可以从简单的电气输入信号产生机械能。

交流电机与许多其他类型的电动机（尤其是相对较为熟悉的直流电机）在几个重要标准上有区别。其中最基本的是，交流电机依赖于交替改变电流在其电路中的流动，以产生高效的机械能。在本指南的后续章节中，我们将稍微深入地讨论这个独特的过程。

与直流电机不同的是，大多数交流电机不包含电刷。这意味着交流电机通常需要较少的维护和部件更换，并且大多数用户通常希望它们具有更长的平均寿命。与直流电机不同的是，许多类型的交流电机的输出速度通常由频率驱动控制来确定 - 同样，在本指南的稍后部分，我们将简要概述基本交流电机模型的一系列潜在变化。

由于交流电机具有耐用性、低制造成本、价格合理和易于操作等特点，它们经常被广泛应用于各种熟悉的消费品和工业设备。家庭和工作场所中一些典型的交流电机用途可能包括：

如上所述，将交流电机与许多其他电机类型（尤其是直流电机）区分开的主要特征是它们专门使用交流电运行。还有其他的区别，但这一点是理解交流电机的基本工作原理的关键。

交流电或电荷（通常缩写为AC，因此称为交流电机）是一种在电路中定期改变流动方向的电流。 （这种交流电流方向切换的特性也意味着交流电路上的电压会定期变化。）相比之下，直流电或直接电流只在电路中的一个方向上流动，因此直流电路上的电压保持相对恒定。

交流电流，以及由此延伸的交流电机，依赖于一种称为交流发电机的设备来产生这种交变的电荷方向。交流发电机是一种专门的电发生器，当电流通过一个旋转的轴（即转子）时，通常会产生一个电磁场（EMF），这个电磁场本身转动或位于一组静止的线圈（即定子）中。由此产生的电磁场的方向或极性会随着转子相对于定子的旋转而改变。

由于带电转子在固定轴上转动时产生的电磁场会在相对于定子的设定点上切换极性，所以交流电机中电流方向的周期性翻转会在规则而可预测的间隔内发生。在实践中，交流发电机和交流电路上的电流的行为有点像活塞或桨将水在管道系统中来回移动 - 当活塞以恒定速度推进和拉回时，它反过来通过导管将水来回推拉。

如上所述，感应电动机（或称为旋转变压器，不常用）是一种特定类型的交流电动机装配，依靠旋转的带电转子在定子周围产生电动势，从而产生交流电流，交流电动机可以将其转化为机械能。

这种类型的感应交流电动机也被称为异步电动机，因为输出转子通常以比正在供应的频率更慢的速度旋转。换句话说，电动机与供电功率的旋转速度“失步”。

这是因为真正的感应电动机的另一个重要特征：即电磁感应产生的电荷是转子接收到的唯一的电激励来源。如果转子以与定子上的旋转磁场完全相同的速度旋转，就不会产生感应电流，转子将需要另一个激励来源才能产生功率。这就是直流电动机中发生的情况，其中电流直接导向电枢，或者是同步交流电动机*（见下文）*。

同步交流电动机是一种特殊类型的电动机，其输出转子速度与供应给它的交流电流的速率直接对齐，可以说是“同步”的。而在标准的交流感应或异步电动机结构下，这通常会引发无电流的情况。同步交流电动机通常配备了额外的部件，称为滑环，允许电流在电动机的旋转部分和固定部分之间传输。

滑环是电机通过电气机械系统传输电信号的电机件。对于同步交流电动机来说，滑环是产生转子周围所需的磁场的关键，从而使其能够以与所供应的交流电流相同的速度旋转而不中断电流的流动。

鼠笼式电动机是一种异步交流感应电动机的亚型，它使用鼠笼转子，这是一种简单、坚固的设计，由导电金属条制成，用于通过转子传导电流，而不是一系列绕组线圈。

由于导电转子条在转子机构内部没有移动接触点（它们被嵌入端环中永久短路），鼠笼式电动机被认为是更耐用、维护成本较低的选择，并且生产和购买成本比绕组转子或滑环转子要低得多。

缺点是鼠笼式电动机采用永久短路结构，意味着不能在电路中串联外部电阻器，也就是说，无法控制在转子绕组中感应的电流，它是固定的。在实际应用中，这通常意味着它们需要较高的起动电流，并且初始产生的转矩相当低，直到达到全速。

阴影极交流电动机是单相鼠笼转子电动机的一种亚型，其特点是使用了辅助转子绕组，由铜环或铜条组成，这被称为阴影线圈。

与标准的鼠笼转子电动机不同，阴影极电动机适合在多种速度下运行，尽管其起动转矩相对于全速转矩较小。由于其简单、坚固的结构，阴影极电动机通常制造成本低廉，价格便宜，并且非常可靠。

因为以上这些原因，阴影极电动机通常是用于驱动风扇阵列以及其他一些启动负载较轻的小功率设备的理想选择之一，例如：

• 唱片机
• 玩具
• 电子钟
• 吹风机
• 其他小型仪器