動力電機的工作原理是怎樣的

動力電機基于電磁感應(yīng)定律，通過磁場與電流相互作用，實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。它主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子在該磁場作用下受電磁力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以輸出機械功率。就如同一場精妙的“電磁之舞”，定子與轉(zhuǎn)子各司其職，在磁場與電流的交織中，完美地將電能轉(zhuǎn)化為機械能，為車輛等設(shè)備提供源源不斷的動力 。

具體而言，定子作為電機中靜止不動的部分，起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)支撐作用。當(dāng)定子繞組通入電流時，神奇的事情發(fā)生了，一個旋轉(zhuǎn)磁場就此誕生。這個旋轉(zhuǎn)磁場仿佛是一位無形的指揮家，掌控著整個電機運作的節(jié)奏。

而轉(zhuǎn)子，作為旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動能的關(guān)鍵部分，在旋轉(zhuǎn)磁場的召喚下開始舞動。轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，如同靈動的舞者切割磁感線，進而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的出現(xiàn)，又促使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。此時，轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這個電磁轉(zhuǎn)矩如同強大的動力引擎，驅(qū)動著轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，從而將電能轉(zhuǎn)化為機械能輸出。

以特斯拉使用的感應(yīng)（異步）電動機為例，它是 3 相、4 極感應(yīng)電動機。極對數(shù)是電機的一個重要參數(shù)，電動機的轉(zhuǎn)速 n =(1 - S)60f/P （S 是電機的轉(zhuǎn)差率，f 為電源頻率，P 就是極對數(shù)）。當(dāng)極對數(shù)固定時，通過控制定子線圈的通電頻率，就能產(chǎn)生可變強弱旋轉(zhuǎn)的電磁場。這個電磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)磁場相對運動，使得轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

在新能源汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)中，電機的工作過程與上述原理緊密相連又獨具特色。電池作為電動汽車的動力源泉，在車輛行駛時釋放電力，經(jīng)過電控系統(tǒng)輸出對應(yīng)電流和電壓給電機。電控系統(tǒng)就像是一位智慧的指揮官，通過傳感器感知車輛狀態(tài)和用戶駕駛行為，實時調(diào)整電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)子獲得電能后開始旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)矩將機械能傳遞到齒輪或軸承系統(tǒng)。電機或直接與車輪相連，或與齒輪箱連接，通過齒輪傳遞動力，最終為車輛提供前行的動力。

總之，動力電機通過定子和轉(zhuǎn)子在磁場與電流作用下的協(xié)同運作，實現(xiàn)了電能到機械能的轉(zhuǎn)換。無論是特斯拉的感應(yīng)電動機，還是新能源汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)，都遵循這一基本原理，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展創(chuàng)新，為現(xiàn)代交通和科技進步貢獻著不可或缺的力量。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）