3.6 Круговое вращающееся магнитное поле

/

Одним из важнейших свойств многофазных систем является их способность создавать круговое вращающееся магнитное поле.

Круговое вращающееся магнитное поле представляет собой магнитное поле, вектор результирующей магнитной индукции которого, оставаясь неизменным по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью ω.

Сначала рассмотрим магнитное поле одной катушки, по которой протекает синусоидальный ток i=ImSinωt. Направление вектора магнитной индукции B определяется направлением намотки катушки и направлением тока в ней, в данный момент времени.

Если ток входит в зажим «н» и выходит из зажима «к», то вектор магнитной индукции направлен вверх (0<ωt<π). В следующий полупериод, когда ток изменяет направление на противоположное, вектор B направлен вниз. Таким образом, вектор магнитной индукции, изменяясь по модулю пропорционально току, остается всегда направленным по геометрической оси катушки (рис.3.11).

Пульсирующее магнитное поле

Рисунок 3.11 – Пульсирующее магнитное поле

Вектор B пульсирует по оси катушки, поэтому такое магнитное поле называют пульсирующим.

Теперь расположим три одинаковые катушки так, чтобы их оси был смещены на 120° относительно друг друга (рис. 3.12).

Получение кругового вращающегося магнитного поля

Рисунок 3.12 – Получение кругового вращающегося магнитного поля

Подключим эти катушки к симметричной трехфазной системе ЭДС. Пусть токи входят в начала катушек и изменяются во времени следующим образом (рис.16.4):

Система трехфазных токов

Рисунок 3.13 – Система трехфазных токов

Каждый из токов будет создавать пульсирующее магнитное поле, вектор магнитной индукции которого направлен по оси «своей» катушки. Положительное направление оси первой катушки обозначим +1, второй – +2, третьей – +3. Векторы магнитной индукции катушек обозначим соответственно B1; B2; B3.

Изобразим мгновенные значения B1, B2 и B3., а также результирующего вектора Bp для моментов времени ωt=0; π/2; π; 3π/2; 2π (рис.3.14):

Мгновенные значения векторов магнитной индукции для разных моментов времени

Рисунок 3.14 – Мгновенные значения векторов магнитной индукции для разных моментов времени

Из рисунка 3.14 видно, что с увеличением времени вектор результирующей магнитной индукции, оставаясь неизменным по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью ω по направлению от начала первой катушки с током ImSinωt к началу второй катушки с током ImSin(ωt-120°), т.е. вектор результирующей магнитной индукции вращается в сторону катушки с отстающим током.

Вращающееся магнитное поле используют в электрических двигателях.

/

Другие разделы главы 3: