Вращающееся магнитное поле

Одним из основных преимуществ многофазных токов является возможность получения вращающихся магнитных полей, лежащих в основе принципа действия наиболее распространенных типов двигателей переменного тока, в частности, трехфазных асинхронных двигателей, исследуемых в данной лабораторной работе.

Рассмотрим получение вращающегося магнитного поля посредством трехфазной системы токов.

При подключении трехфазной обмотки статора к трехфазному источнику ЭДС, в фазах обмотки возникают токи:

Временные графики этих токов изображены на рис. 6.5.

Рис. 6.5.

Каждый из токов создает пульсирующее магнитное поле, направленное вдоль оси своей катушки:

Результирующее магнитное поле для любого момента времени определяется векторной суммой трёх индукций:

На рис. 6.6, а, б, в показаны схематические картины магнитного поля для различных моментов времени, следующие друг за другом.

В момент времени t₁, при котором (ωt₁ = 90°), ток в фазе А положителен и равен I_m, в фазах В и С токи отрицательны и составляют по величине 0,5I_m (рис. 6.5).

Выберем условно положительные направления токов трёхфазной обмотки статора. Пусть положительный ток i_а в фазе А направлен от её конца X к началу A, тогда в фазах B и C токи i_b, i_c имеют противоположное направление. На рис. 6.6, а направления токов обозначены крестиками и точками.

Рис. 6.6

Если продолжить анализ, то мы увидим, что для момента времени t₄ (ωt₄ = 450°) токи и соответственно картина магнитного поля такие же как и для t₁ (ωt₁ = 90°).

Таким образом, интервалу времени от t₁ до t₄ составляет период Т синусоидального тока i_a, а результирующее двухполюсное магнитное поля соверша­ет за это время один полный оборот.

Тогда угловая частота и частота вращения магнитного поля равны , с^-1; n₀ = 60 f, об/мин.

где f = 50 Гц, частота напряжения сети электроснабжения.

Увеличение числа катушек в фазах обмотки статора приводит к увеличению числа пар полюсов магнитного поля. При различном числе пар полюсов частоты вращения:

где p - число пар полюсов магнитного поля двигателя.

Частота вращения магнитного поля многоскоростных асинхронных двигателей при соответствующем числе пар полюсов 60f /р равна: 3000/1; 3000/2; 3000/3; 3000/4 и т.д.