Вращающееся магнитное поле

Магнитное поле, ось которого вращается, называется вращающимся магнитным полем. Если во время вращения значение магнитной индукции в воздушном зазоре на оси не меняется, то такое поле называют круговым вращающимся. Его можно изобразить на комплексной плоскости вращающимся вектором неизменной длины, конец которого описывает окружность.

Пусть в пазы статора уложены три одинаковые обмотки (рис. 8.20), оси которых сдвинуты в пространстве на угол (2π/3). Обмотки подключаются к источнику с симметричной системой фазных напряжений, соответственно будет симметрична и система токов в обмотках:

Каждый из токов создает пульсирующее поле, направленное вдоль оси своей катушки. Тогда и векторы магнитной индукции в воздушном зазоре на оси обмоток образуют симметричную трехфазную систему. Мгновенные значения индукции выражаются следующим образом:

Здесь – максимальное значение пульсирующего магнитного поля на оси каждой из обмоток, пропорциональное амплитуде тока. Если поместить эти векторы на комплексную плоскость, расположив их, как показано на рис. 8.22, то можно найти результирующий вектор суммированием составляющих:

Результат показывает, что ось магнитного поля вращается с постоянной угловой скоростью ω, равной угловой частоте синусоидальных токов в обмотках. Направление вращения – по часовой стрелке, а точнее – в сторону катушки с отстающим по фазе током. Величина магнитной индукции на оси постоянна и равна (рис. 8.23). Таким образом, с помощью трех обмоток, в которых протекает симметричная система токов, оси которых сдвинуты в пространстве на , можно получить круговое вращающееся магнитное поле с одной парой полюсов . Такое поле используется в трехфазных электродвигателях, синхронных и асинхронных.

Если удвоить число обмоток статора, создав магнитное поле с двумя парами полюсов , то скорость вращающегося магнитного поля уменьшится в 2 раза.

Очевидно, чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, достаточно поменять местами провода от двух фаз источника.