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旋轉(zhuǎn)電機(jī)(以下簡稱電機(jī))是依靠電磁感應(yīng)原理而運行的旋轉(zhuǎn)電磁機(jī)械，用于實現(xiàn)機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換。發(fā)電機(jī)從機(jī)械系統(tǒng)吸收機(jī)械功率，向電系統(tǒng)輸出電功率；電動機(jī)從電系統(tǒng)吸收電功率，向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械功率。

電機(jī)運行原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時，應(yīng)具備能作相對運動的兩大部件：建立勵磁磁場的部件，感生電動勢并流過工作電流的被感應(yīng)部件。這兩個部件中，靜止的稱為定子，作旋轉(zhuǎn)運動的稱為轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子之間有空氣隙，以便轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

電磁轉(zhuǎn)矩由氣隙中勵磁磁場與被感應(yīng)部件中電流所建立的磁場相互作用產(chǎn)生。通過電磁轉(zhuǎn)矩的作用，發(fā)電機(jī)從機(jī)械系統(tǒng)吸收機(jī)械功率，電動機(jī)向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械功率。建立上述兩個磁場的方式不同，形成不同種類的電機(jī)。例如兩個磁場均由直流電流產(chǎn)生，則形成直流電機(jī)；兩個磁場分別由不同頻率的交流電流產(chǎn)生，則形成異步電機(jī)；一個磁場由直流電流產(chǎn)生，另一磁場由交流電流產(chǎn)生，則形成同步電機(jī)。

電機(jī)的磁場能量基本上儲存于氣隙中，它使電機(jī)把機(jī)械系統(tǒng)和電系統(tǒng)聯(lián)系起來，并實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，因此，氣隙磁場又稱為耦合磁場。

當(dāng)電機(jī)繞組流過電流時，將產(chǎn)生一定的磁鏈，并在其耦合磁場內(nèi)存儲一定的電磁能量。磁鏈及磁場儲能的多少隨定、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)子位置不同而變化，由此產(chǎn)生電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。這種能量轉(zhuǎn)換理論上是可逆的，即同一臺電機(jī)既可作為發(fā)電機(jī)也可作為電動機(jī)運行。但實際上，一臺電機(jī)制成后，由于兩種運行狀態(tài)下電機(jī)的參數(shù)和特性方面的原因，很準(zhǔn)滿足兩種運行狀態(tài)下的客觀要求，因此，同一臺電機(jī)不經(jīng)改裝和重新設(shè)計，不可任意改變其運行狀態(tài)。

電機(jī)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換過程中，存在電能、機(jī)械能、磁場能和熱能。熱能是由電機(jī)內(nèi)部能量損耗產(chǎn)生的。

對電動機(jī)而言：

從電源輸入的電能＝耦合電磁場內(nèi)儲能增量+電機(jī)內(nèi)部的能量損耗+輸出的機(jī)械能

對發(fā)電機(jī)而言：

從機(jī)械系統(tǒng)輸入的機(jī)械能＝輻合電磁場內(nèi)儲能增量+電機(jī)內(nèi)部的能量損耗+輸出的電能。