特斯拉電機的工作原理是什么

特斯拉電機是一種采用交流電供電的無刷電機，其工作基于電磁感應(yīng)和磁力相互作用。

由固定不動的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上繞有三個間隔 120 度的線圈，與交流電源相連，轉(zhuǎn)子上有一系列永久磁鐵。交流電源通電時，定子線圈產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互作用，讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

工作中，交變電源輸入使定子線圈電流變化，導(dǎo)致磁場變化，與轉(zhuǎn)子永磁磁場作用使轉(zhuǎn)子受力旋轉(zhuǎn)，因定子電流周期性變化，轉(zhuǎn)子也同頻旋轉(zhuǎn)。

特斯拉電機是感應(yīng)電動機，也叫異步電動機，定子連接三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，穿過轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時因電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢，進而有電流，與磁場相互作用產(chǎn)生力矩推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速有滑差。

轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞組式，鼠籠式由導(dǎo)條和短路環(huán)組成，定子旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)出電動勢使導(dǎo)條產(chǎn)生電流形成旋轉(zhuǎn)磁場推動轉(zhuǎn)動。繞組式類似直流電機轉(zhuǎn)子，啟動時接通外部電源形成旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后滑環(huán)斷開，轉(zhuǎn)子繞組處于感應(yīng)狀態(tài)。

感應(yīng)電機有能耗制動、反接制動和再生制動等電氣制動方式。能耗制動切斷三相交流電源，輸入直流電流到定子繞組，平穩(wěn)可靠但成本高、低速制動力小。反接制動分負(fù)載反接和電源反接，負(fù)載反接適用于繞線型電動機，要串大電阻使轉(zhuǎn)矩率大于 1，電源反接交換兩相電源線快速制動，速度快、力強但電流大易損部件。再生制動在重物作用下，電動機轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流和反向轉(zhuǎn)矩，需變速裝置減速。

感應(yīng)電機啟動方式有直接啟動、變頻啟動和自耦變壓器啟動。直接啟動簡單適用于小功率電機，大功率電機直接啟動會沖擊電網(wǎng)。變頻啟動用變頻器控制電源頻率和電壓，平穩(wěn)啟動調(diào)速，廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。自耦變壓器啟動逐漸升高電壓平滑啟動，減小電流沖擊但成本高，用于特定場合。

總之，特斯拉電機通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流和磁場相互作用使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，不同電機類型和制動方式滿足不同場景需求。電動汽車用電機替代內(nèi)燃機，特斯拉電機由電動機、電池組和電控系統(tǒng)組成，電動機將電能轉(zhuǎn)機械能，電池組存儲電能類似油箱，電控系統(tǒng)控制電能輸入輸出。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）