朋友小g问女士，电机有多复杂，怎么可能“熟悉”却想不通？女士用类似的问题回答了很多人，但总有很多非专业人士，所以一句话都说不出来，给出的信息大多是片面、零碎、不严谨的专业知识。
通过提及这个从来没有完美答案的话题，引出了讨论的话题：绕组及其潜能在交流电机中是如何发挥其神奇奇妙的作用的。
两种交流电机及其绕组功能
交流旋转电机主要分为同步电机和异步电机.虽然两种电机的励磁方式和运行特性有很大的差异，但电机的内部电磁现象和机电转换原理是一样的，交流电机的绕组、电势、磁势等常见问题也很多。
交流电机绕组的作用是在旋转磁场中感应电势，流动电流，产生电磁转矩，从而达到机电能量转换的目的。所以说绕组是电机的核心部件。
交流电机的基本工作原理
同步电机内部发生的电磁现象
以发电机为例，如图1 (a)所示。定子上有ax、by、cz三相绕组，空间相差120度，每相绕组匝数相同。转子磁极(简称主极)装有励磁绕组，由dc励磁，其磁通从转子n极出来，经过气隙、定子铁芯和气隙，进入转子s极形成回路。
图1
当发电机由原动机带动逆时针方向匀速转动时，磁极的磁力线会切割定子绕组的导体，根据电磁感应定律，定子导体中会感应出交变电势。如果磁极场的气隙磁密按正弦规律沿圆周分布，导体电势也随时间按正弦规律变化，即
ec=blv=bmlvsint=ecmsint……（1）
其中，ecm=bmlv为导体电位的最大值，b为导体所处的磁密，bm为正弦波磁密的最大值，l为磁线切割导体的长度，v为磁线切割导体的速度，=2f，f为电位的频率。
相位绕组在空间上彼此相差120电角度。在图1中如图a)所示的转动下，磁力线会先切割a相绕组，然后切割b相绕组，最后切割c相绕组。因此，定子三相电势大小相等，相位差为120。假设相电位最大值为em，a相电位初始相角为零，三相电位顺时针值为：
从图1中的图a)、式(1)、式(2)可以看出，多相交流电势在幅值、频率、波形、对称性等方面都存在问题，这是交流电机理论分析中经常遇到的问题，在以后的推送文章中会详细讨论。
潜在频率可确定如下：
转子为一对极时，转子旋转一周，绕组中感应电势刚好交替一次(即一个周期)；当电机有p个对极时，转子旋转一周，绕组中感应电势交替p次(即p个周期)；设置每个转子
分钟转数为n，则转子每秒钟旋转n/60转，因此感应电势每秒交变pn/60次，即电势的频率为
f=pn/60(赫) ……（3）
式（3）表明：
感应电势频率f等于电机的极对数p与转子每秒钟转数n/60的乘积。我国规定工频50赫，故而电机极数和转速成反比关系。如汽轮发电机中，转速n=3000转/分，电机为一对极；n=1500转/分，电机为两对极。所以转速越低极对数越多，如当水轮发电机转速n=100转/分，则电机为30对极。
● 异步电机内部发生的电磁现象
异步机主要用作电动机，故这里以电动机为例说明。从结构上讲，异步电机和同步电机的定子是一样的，只有转子结构不同而已。图1中b)图为一鼠笼式异步电动机原理图。转子槽内有导体，导体两端用短路环连接起来，形成一个闭合的绕组。
图1
当定子绕组加上对称的三相交流电压后，定子三相绕组中便有对称的三相电流通过，它们联合产生一个定子旋转磁场(参见ms.参先前推文《三相异步机旋转原理是这样的》)，在图1中b)图中用n、s极表示（注意异步机、同步机磁力线箭头方向，均为n极出发、回到s极，二者之所以不同，乃因磁极或励磁一个在转子上而另一个在定子上）。
设定子旋转磁场以转速n1(称为同步转速)沿反时针方向旋转，则它的磁力线将切割转子导体而感应电势。电势的方向可用右手定则确定，如图1中b)图所示。在该电势作用下，转子导体内便有电流通过，电流的有功分量与电势同相位。
于是，由电磁力定律可知，转子导体电流与旋转磁场相互作用使转子导体受到电磁力f，它的方向由左手定则确定，如图1中b) 图所示。在该电磁力作用下，电动机转子就转动起来，其转向与旋转磁场的方向相同。这时，如果转子轴上加上机械负载，电动机就拖动机械负载旋转，输出机械功率，即电动机把电能转换成机械能。
异步和同步之说
从式（3）可以看出，同步电机转速n和电网频率f之间有严格不变的关系，即当频率f一定时，电机的转速n=60f/p为一恒值。
而异步电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速，即同步转速；因为如果达到同步转速，则转子导体与旋转磁场之间没有相对运动，随之在转子导体中不能感应电势和电流，也就不能产生推动转子旋转的电磁力。
因此，异步电动机的转速总是低于同步转速，即两种转速之间总是存在差异，异步电动机因此而得名。
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