电动机是把电能转换成机械能的动力设备。电动机的种类很多，三相异步电动机与其他类型的电动机相比，具有结构简单、运行可靠、效率高、使用维护方便、价格便宜等一系列优点，在现代工农业生产中获得了极为广泛的应用。
异步电动机是怎么转动起来的
图1是一个装有手柄的马蹄形磁铁，在磁铁的两个磁极之间，放有一个可以自由转动的、由铜条组成的鼠笼形转子。当我们摇动手柄使磁铁旋转时，将会发现，转子将跟着磁铁一起转动。摇得快，转子转得也快；摇得慢，转子转得也慢；反方向摇动磁铁，转子也会跟着反转。
转子与磁铁并没有机械上的联系，为什么能随着磁铁一起转动呢？这是因为磁铁旋转时，转子的导体（铜条）会切割磁铁的磁力线，根据电磁感应原理，在导体回路中将产生感应电流（图2），电流的方向可以用右手定则（图3）确定，按图2所示的磁铁转动方向n\(_{o}\)，N极下的导体中电流是流出纸面的（用符号⊙表示）；在S极下的导体中电流是流入纸面的（用符号表示）。通有电流的导体在磁场中会受到电磁力F的作用，电磁力F的方向可以用左手定则（图4）判定。电磁力F产生电磁转矩，使转子与磁铁同向转动起来。
实际上，转子的转速n总是略低于磁铁的旋转速度n\(_{o}\)的。假设 n=n\(_{o}\)，转子导体和磁铁之间就会处于相对静止状态，导体不再切割磁力线，转子电流以及电磁转矩都将不复存在，转子也就不可能继续以转速n\(_{o}\)继续转动了。因此，转速n与磁场转速n\(_{o}\)之间必然存在差异，这就是异步电动机名称的由来。
三相异步电动机的结构
从以上演示实验可以看出，要使异步电动机转子转动起来，需要在转子外周建立一个旋转磁场。但是，实际的电动机并不是靠外力不停地转动磁铁来形成旋转磁场的，而是接通电源后，电动机就会转动起来。那么，旋转磁场是怎么产生的呢？为了说明这个问题，
首先需要了解三相异步电动机的构造。
图5示出了三相异步电动机的结构。它的主体包括定子和转子两大部分。定子由机座和装在机座内的圆筒状铁心（图6）以及嵌放在铁心槽中的三相定子绕组（线圈）组成。机座是用铸铁或铸钢制成的，铁心是由冲压成型的硅钢片（图7）压叠而成的。
转子由转轴、转子铁心和转子绕组等组成，如图8所示。转子铁心呈圆柱形，在铁心槽中放入铜条，其两端用端环连接，成为鼠笼状，作为转子绕组。中小型电机多采用铸铝转子。
利用三相电流产生旋转磁场
三相异步电动机的旋转磁场是在定子三相绕组中通上三相对称电流后产生的。图9绘出了三相绕组的接线图。各相绕组的始端和末端分别为A-X、B-Y、C-Z。将它们的末端接在一起，称为三相绕组的星形（Y形）连接。
大家知道，电力网供给工矿企业的低压电力都是三相交流电。三相交流电是三个单相交流电的组合，这三个单相交流电，电压和电流的最大值相等、频率相同，只是在相位上互差120°。图10是三相电流的波形图和矢量图。它们的三角函数表示式为：
i\(_{A}\)=I\(_{m}\)sinωt
i\(_{B}\)=I\(_{m}\)sin（ωt-120°）
i\(_{C}\)=I\(_{m}\)sin（ωt+120°）
由于i\(_{A}\)、i\(_{B}\)、i\(_{C}\)是随时间作周期性变化的，所以我们规定电流的正方向是以每相绕组的始端流入从末端流出。在电流处于正半周时，其值为正，它的实际方向与正方向一致；处于负半周时，其值为负，它的实际方向与正方向相反。在三相电流随时间变化的过程中，定子绕组中各相电流产生的磁场也跟着发生变化。我们取电流变化的几个时刻进行具体分析：
（1） 在t=t\(_{1}\)（即ωt=30°）瞬间，从波形图（图10）可以看出，i\(_{A}\)为正值，i\(_{B}\)是负值，i\(_{C}\)为正值。这时，定子各相绕组A-X、B-Y、C-Z中的电流方向如图11（a）所示。i\(_{A}\)从A端流入，X端流出；i\(_{B}\)从Y端流入，B端流出；i\(_{C}\)从C端流入，Z端流出。各相电流产生的磁场的磁力线方向，可以用右手螺旋定则确定。由图可见，定子三相绕组中电流所产生
的合成磁场，正好形成了N、S两个磁极。
（2） 在t=t\(_{2}\)（即ωt=90°）瞬间，i\(_{A}\)为正，i\(_{B}\)、i\(_{C}\)均为负。这时，i\(_{A}\)从A端流入，X端流出；i\(_{B}\)从Y端流
入，B端流出；i\(_{C}\)从Z端流入，C端流出。三相电流产生的合成磁场仍然形成N、S两个磁极〔图11（b）〕，但磁极在空间的位置与t=t1时刻相比，逆时针方向偏转了60°。
（3） 在t=t\(_{3}\)（即ωt=150°）瞬间，i\(_{A}\)为正，i\(_{B}\)为正，i\(_{C}\)为负。这时，三相电流产生的合成磁场如图11（c）所示。可以看到，N、S两个磁极从图11（b）的位置上又逆时针方向偏转了60°。
（4） 读者同样可以根据波形图画出t\(_{4}\)、t\(_{5}\)、t\(_{6}\)、t\(_{7}\)各瞬间三相电流所产生的合成磁场。可以看到，随着时间的变化，N、S极的位置也不断地以逆时针方向偏转。t\(_{1}\)～t\(_{7}\)所经历的时间，正好是交流电的一个周期，三相电流所产生的合成磁场，也正好逆时针方向转了一圈。
由以上分析可以得出这样的结论：给定子绕组通入三相电流，它们产生的合成磁场随电流周期性的变化不停地旋转着，与图1中摇动磁铁所产生的旋转磁场的作用完全相同。
图11中所分析的旋转磁场是逆时针方向转动的。很多电工朋友都知道，要使电动机反转，只需把引入电动机接线端子上的三相电源线中任意两根对调一下就行。由图12可见将B、C两相电源线对调后，三相电流产生的旋转磁场no已变成了顺时针方向（图13）。
三相异步电动机的极数与转速
图9所示的三相定子绕组，每相仅一个线圈，各相绕组的始端之间相差120°空间角，在通入三相电流后，旋转磁场具有一对磁极（用p=1表示），交流电变化一个周期，旋转磁场转动一周。通常，电动机的转速用转/分（符号为r/min），所以可算出两极电动机旋转磁场的转速n\(_{o}\)为3000r/min，n\(_{o}\)又叫异步电动机的同步转速。
如果每相绕组是由两个线圈串联组成（图14），各相绕组的始端之间相差60°空间角。这时，三相电流产生的旋转磁场将具有两对磁极（p=2），如图15所示。
值得注意的是，四极（p=2）电动机电流变化一周（t\(_{1}\)～t\(_{7}\)），磁场只能旋转180°。这就意味着交流电经过两个周期的变化，旋转磁场旋转一圈。如果需要旋转磁场具有三对磁极（p=3），只需使每相绕组由三个线圈串联组成，各相绕组的始端相差40°空间角。这时，交流电经过三个周期的变化，旋转磁场方能旋转一圈。
由以上分析可知，旋转磁场的转速n\(_{o}\)与磁极对数有关，n\(_{o}\)=60fp，式中，n\(_{o}\)为同步转速（r/min），f为交流电源的频率（Hz），p为定子绕组磁极对数。
（向群）