Особенностью многофазных систем является возможность создать
в механически неподвижном устройстве вращающееся магнитное поле.
Катушка, подключенная к источнику переменного тока, образует пульсирующее
магнитное поле, т.е. магнитное поле, изменяющееся по величине и направлению.

Рис. 12.1 |
Возьмем цилиндр с внутренним диаметром D. На поверхности цилиндра разместим три катушки,
пространственно смещенные относительно друг друга на 120o. Катушки подключим к источнику
трехфазного напряжения (рис. 12.1). На рис. 12.2 показан график изменения мгновенных токов,
образующих трехфазную систему. |

Рис. 12.2
Каждая из катушек создает пульсирующее магнитное поле. Магнитные поля катушек,
взаимодействуя друг с другом, образуют результирующее вращающееся магнитное поле,
характеризующееся вектором результирующей магнитной индукции
На рис. 12.3 изображены векторы магнитной индукции каждой фазы и результирующий вектор
построенные для трех моментов времени t1, t2, t3.
Положительные направления осей катушек обозначены +1, +2, +3.

Рис. 12.3
В момент t = t1 ток и магнитная индукция в катушке А-Х
положительны и максимальны, в катушках В-Y и C-Z - одинаковы и отрицательны. Вектор результирующей
магнитной индукции равен геометрической сумме векторов магнитных индукций катушек и совпадает
с осью катушки А-Х. В момент t = t2 токи в катушках А-Х и С-Z одинаковы по величине и
противоположны по направлению. Ток в фазе В равен нулю. Результирующий вектор магнитной индукции
повернулся по часовой стрелке на 30o. В момент t = t3 токи в катушках А-Х и В-Y одинаковы
по величине и положительны, ток в фазе C-Z максимален и отрицателен, вектор результирующего
магнитного поля размещается в отрицательном направлении оси катушки С-Z. За период переменного тока
вектор результирующего магнитного поля повернется на 360o. Линейная скорость перемещения вектора
магнитной индукции
,
где f1 - частота переменного напряжения;
Т - период синусоидального тока;
n1 - частота вращения магнитного поля или синхронная
частота вращения.
За период Т магнитное поле перемещается на расстояние 2τ,
где
- полюсное деление или
расстояние между полюсами магнитного поля по длине окружности цилиндра диаметром D.
Линейная скорость |
 |
|
 |
откуда |
(12.1) |
где n1 - синхронная частота вращения многополюсного
магнитного поля с числом пар полюсов Р.
Катушки, изображенные на рис. 12.1, создают двухполюсное магнитное
поле, с числом полюсов 2Р = 2. Частота вращения поля равна 3000 об/мин.
Чтобы получить четырехполюсное магнитное поле, необходимо внутри
цилиндра диаметром D поместить шесть катушек, по две на каждую фазу. Тогда, согласно формуле (12.1),
магнитное поле будет вращаться в два раза медленней, с n1 = 1500 об/мин.
Чтобы получить
вращающееся магнитное поле, необходимо выполнить два условия.
- Иметь хотя бы две пространственно смещенные катушки.
- Подключить к катушкам несовпадающие по фазе токи.