交流异步电动机（又称感应电动机）的工作原理基于电磁感应和旋转磁场的相互作用。其核心过程如下：

核心原理分步解析：

1. 产生旋转磁场：

   • 当三相（或两相）交流电通入电动机的定子绕组时，在定子内部会产生一个旋转的磁场。
   • 这个磁场的转速称为同步转速，其计算公式为： nₛ = (60 × f) / p 其中：
     • nₛ = 同步转速 (转/分)
     • f = 电源频率 (赫兹)
     • p = 电动机的磁极对数

2. 在转子中感应电动势和电流：

   • 转子（通常是鼠笼式或绕线式结构）位于旋转磁场内。
   • 旋转磁场会切割转子上的导体（鼠笼条或绕组线圈）。根据电磁感应定律（法拉第定律），在闭合的转子导体中会产生感应电动势。
   • 由于转子导体是闭合回路（鼠笼本身短路或绕组通过外部电阻闭合），感应电动势会驱动感应电流在转子中流动。

3. 产生电磁转矩：

   • 载有感应电流的转子导体处于旋转磁场中。
   • 根据电磁力定律（安培力、洛伦兹力），磁场会对这些载流导体产生作用力。作用力的方向由左手定则确定。
   • 所有转子导体上的作用力合成，就形成了一个驱动电磁转矩作用在转子上。

4. 转矩驱动转子旋转：

   • 这个电磁转矩会驱动转子沿着旋转磁场的方向旋转起来。

5. “异步”的本质（转速差）：

   • 如果转子转速达到同步转速，转子导体与旋转磁场之间就没有相对运动，磁通无法被切割，感应电动势和电流就会消失，电磁转矩也会消失。
   • 因此，转子转速必须低于同步转速，才能持续切割磁感线，维持电磁转矩。这种转子转速略低于同步转速的现象称为转差。
   • 转差率是描述异步程度的关键参数： s = (nₛ - n) / nₛ 其中：
     • s = 转差率（通常为 2%-6%）
     • nₛ = 同步转速
     • n = 转子实际转速
   • 异步名称就源于转子转速与定子磁场转速不同步（即存在转差）。

关键要点总结：

• 能量转换： 定子绕组通入交流电产生电能 → 建立旋转磁场的磁能 → 通过电磁感应在转子中产生电流 → 通过电磁力作用将磁能转化为转子机械动能。
• 动力源： 旋转磁场的建立（由定子三相交流电产生）。
• 驱动机制： 转子中的感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。
• 核心特征：
  • 必须存在转差 (n < nₛ)： 这是感应电流和电磁转矩产生的物理基础。
  • 转子电流是感应得来： 无需外部电源直接供电，故称“感应”电动机。
  • 结构简单可靠（尤其鼠笼式）： 无需电刷滑环（鼠笼式），维护成本低。
  • 调速相对复杂（相比直流电机）： 但变频技术的发展极大改善了调速性能。

简言之：交流电产生旋转磁场，磁场切割转子导体产生感应电流，感应电流在磁场中受力形成转矩，而转矩要维持就必须存在转速差（异步）——这就是交流异步电动机工作的基本原理。 它是工业和家用领域应用最广泛的电动机类型（如水泵、风机、压缩机、机床、家电等）。