Вращающееся магнитное поле

Вращающимся магнитным полем называется такое поле, ось которого вращается в пространстве с заданной скоростью, причем, значение индукции на этой оси максимально.

Рассмотрим сначала пульсирующее магнитное поле (рис. 7.24).

Рис. 7.24. Образование пульсирующего поля

Пусть по катушке протекает синусоидальный ток . Он вызывает появление магнитного поля с индукцией , т.е. возникает пульсирующее поле. Используя формулу Эйлера

, запишем выражение индукции для случая y _B = 0:

Отсюда следует, что пульсирующее магнитное поле можно представить в виде геометрической суммы вращающихся в противоположные стороны векторов, т.е. полей, причем максимальное значение этих полей равно половине амплитуды пульсирующего. Вращающиеся поля можно получить посредством многофазных токов.

Далее рассмотрим вращающееся поле трехфазного тока.

Расположим в пространстве три одинаковые катушки, оси которых повернуты друг относительно друга на 120° (рис. 7.25). Если по катушкам протекают токи симметричной трехфазной системы

,

,

,

то создаваемые ими магнитные индукции соответственно будут равны

.Используя формулу Эйлера и учитывая углы поворотов осей катушек в пространстве, найдем суммарное значение индукции:

С учетом того, что

,

первый член полученного выражения будет равен нулю. Следовательно,

Из этого выражения видно, что суммарное поле является вращающимся с постоянной скоростью и постоянной амплитудой, равной 3/2 амплитуды индукции любого из пульсирующих.

Нарушение симметрии в пространственном расположении катушек, идентичности характеристик (геометрических, конструктивных, технологических и т.д.), а также равенства токов, протекающих по катушкам, приводит к нарушению векторной симметрии создаваемых индукций и, следовательно, к появлению не кругового, а эллиптического вращающегося магнитного поля. Последнее ухудшает условия работы электрических машин и аппаратов, в основе работы которых заложен принцип использования эффектов вращающихся магнитных полей.

В общем случае для создания вращающегося поля (кругового или эллиптического) необходимо и достаточно иметь пространственный сдвиг катушек и временной сдвиг токов, протекающих в них.

Дата добавления: 2014-01-04