異步電機與同步電機同屬于交流電機，從功能上兩者均分為電動機與發電機兩種，按照相數又有單相異步電機、三相異步電機、單相同步電機、三相同步電機。我們将以三相異步電動機和三相同步電動機為例講述交流電機的工作原理。

三相異步電動機和三相同步電動機在運行時，其三相定子繞組接三相交流電源，由電源提供三相交流電流，在電機内部産生一旋轉磁場，該磁場交鍊定子繞組和轉子繞組，實現從定子到轉子能量的傳遞和轉換。因此，交流電機的旋轉磁場與力的轉換是其工作的關鍵。

首先來看看關于磁場的幾個基礎知識。

右手螺旋定則

也叫安培定則，是表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則，簡而言之就是用于判斷通電線圈判斷極性。通電直導線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向直導線中電流方向，那麼四指指向就是通電導線周圍磁場的方向；通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的方向，那麼大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。

左手定則

左手定則用于判斷通電導線在磁場中的受力方向。伸開左手，讓磁感線穿入手心（手心對準N極，手背對準S極），四指指向電流方向，那麼大拇指的方向就是導體受力方向。

右手定則

右手定則用以确定導體切割磁感線運動時在導體中産生的感應電流方向。伸開右手，使大拇指跟其餘四個手指垂直并且都跟手掌在一個平面内，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向導體運動方向，則其餘四指指向感應電流的方向。

三相交流電機定子繞組為三相對稱繞組，即由三組形狀與匝數相同，軸線在空間位置上相差120°的繞組組成。如下圖所示，紅、黃、綠三種顔色分别代表電機定子U、V、W三相繞組。

下圖為電機繞組截面示意圖，圖中U1、V1、W1為繞組首端，U2、V2、W2為繞組末端。

三相交流電的電流波形為相位互差120°的正弦波，如下圖所示

當定子繞組中流過三相交流電，ωt = 0時，iU為零，沒有電流；iV為負向電流，由U2流向U1；iW為正向電流，由W1流向W2；由右手螺旋定則判斷三相繞組的合成磁場方向如下

磁場示意圖中，定義流向紙内為正方向，用 × 表示，流向紙外為負方向，用 · 表示。

ωt = 2π/3時，iU為正向電流，由U1流向U2；iV為零，沒有電流；iW為負向電流，由W2流向W1；由右手螺旋定則判斷三相繞組的合成磁場方向如下

ωt = 4π/3時，iU為負向電流，由U2流向U1；iV為正向電流，由V1流向V2；iW為零，沒有電流；由右手螺旋定則判斷三相繞組的合成磁場方向如下

ωt = 2π時，iU為零，沒有電流；iV為負向電流，由V2流向V1；iW為正向電流，由W1流向W2；由右手螺旋定則判斷三相繞組的合成磁場方向如下

經過以上分析可見，合成磁場在空間是旋轉的。電流變化一個周期，兩極磁場便在空間轉過一周。

以上是一對極的情況，同理可分析，當磁場為兩對極時，電流每變化一個周期，兩對極磁場旋轉半周。

由定子繞組形成的這個旋轉磁場的轉速稱為同步轉速n1

式中，p為磁場極對數，f1為三相電頻率。

同步電機轉子為勵磁繞組或永磁體，這裡可以簡單理解成通電就帶有磁場或本體帶有磁場，并具有N和S兩個磁極，如下圖所示

同步電機工作時，定子繞組接到三相電源上，根據以上分析三相電流通過三相繞組形成以同步轉速n1旋轉的旋轉磁場，根據同性相吸、異性相斥的原理，旋轉磁場便會牽着轉子以相同的轉速旋轉

因而，同步電機的轉子轉速n與同步轉速n1相同。

異步電機轉子結構與定子類似，其橫截面可以理解為由很多根首位相連的導線組成，示意圖如下所示

當異步電機工作時，定子繞組接到三相電源上，根據以上分析三相電流通過三相繞組形成以同步轉速n1旋轉的旋轉磁場。為了方便說明，我們将定子磁場等效成兩極

該旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動，根據電磁感應原理，轉子導體（轉子繞組是閉合通路）産生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定），進而産生與感應電動勢方向一緻的感應電流，圖中同樣用 · 和 × 表示電流方向。

載流的轉子導體在定子産生的磁場中受到電磁力作用，由左手定則可以判斷每根轉子導體的受力方向，進而驅動轉子沿着旋轉磁場方向旋轉。

因為三相異步電機轉子線圈中的感應電流是由于轉子導體與磁場有相對運動而産生的。三相異步電機的轉子轉速不會與旋轉磁場同步，更不會超過旋轉磁場的速度。

如果三相異步電機轉子的轉速與旋轉磁場的轉速成大小相等，那麼，磁場與轉子之間就沒有相對運動，導體不能切割磁力線，因此轉子線圈中也就不會産生感應電勢和電流，三相異步電機轉子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉子轉動。

因而三相異步電機的轉子旋轉速度不可能與旋轉磁場相同，總是小于旋轉磁場的同步轉速，因此會有一個速度差（稱為轉差或滑差）。正因為轉子轉速與定子磁場轉速不同，才稱為異步電機。

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