動(dòng)力電機(jī)的工作原理是怎樣的

動(dòng)力電機(jī)基于電磁感應(yīng)定律，通過磁場(chǎng)與電流相互作用，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)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(chǎng)，轉(zhuǎn)子在該磁場(chǎng)作用下受電磁力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)以輸出機(jī)械功率。就如同一場(chǎng)精妙的“電磁之舞”，定子與轉(zhuǎn)子各司其職，在磁場(chǎng)與電流的交織中，完美地將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為車輛等設(shè)備提供源源不斷的動(dòng)力 。

具體而言，定子作為電機(jī)中靜止不動(dòng)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(shí)，神奇的事情發(fā)生了，一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就此誕生。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)仿佛是一位無形的指揮家，掌控著整個(gè)電機(jī)運(yùn)作的節(jié)奏。

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

以特斯拉使用的感應(yīng)（異步）電動(dòng)機(jī)為例，它是 3 相、4 極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。極對(duì)數(shù)是電機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n =(1 - S)60f/P （S 是電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，f 為電源頻率，P 就是極對(duì)數(shù)）。當(dāng)極對(duì)數(shù)固定時(shí)，通過控制定子線圈的通電頻率，就能產(chǎn)生可變強(qiáng)弱旋轉(zhuǎn)的電磁場(chǎng)。這個(gè)電磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)的工作過程與上述原理緊密相連又獨(dú)具特色。電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源泉，在車輛行駛時(shí)釋放電力，經(jīng)過電控系統(tǒng)輸出對(duì)應(yīng)電流和電壓給電機(jī)。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(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)子獲得電能后開始旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)矩將機(jī)械能傳遞到齒輪或軸承系統(tǒng)。電機(jī)或直接與車輪相連，或與齒輪箱連接，通過齒輪傳遞動(dòng)力，最終為車輛提供前行的動(dòng)力。

總之，動(dòng)力電機(jī)通過定子和轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)與電流作用下的協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。無論是特斯拉的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，還是新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jìn)步貢獻(xiàn)著不可或缺的力量。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）