Получение кругового вращающегося магнитного поля

Круговое вращающееся магнитное поле представляет собой магнитное поле, вектор результирующей магнитной индукции которого имеет постоянное значение и вращается с постоянной угловой скоростью со (см. рис. 6.22, б).

Расположим три одинаковые катушки так, чтобы их оси были смещены на 120° относительно друг друга (рис. 6.23, а). Присоединим катушки к симметричной трехфазной системе ЭДС. Пусть токи входят в начале катушек Н и изменяются следующим образом:

Графики токов изображены на рис. 6.23, б. Каждый из токов создает пульсирующее поле, направленное вдоль оси своей катушки.

Положительное направление оси первой катушки обозначим +1, второй — +2, третьей — +3. Магнитную индукцию первой катушки обозначим В_ь второй— В₂, третьей — В₃. Тогда.

Рис. 6.23.

Изобразим векторами в пространстве мгновенные значения В_ь В₂, В₃ и результирующую индукцию для моментов времени wt = 0, п/2, п, Зп/2 (рис. 6.24, а — г). Запишем алгебраическую сумму проекций векторов магнитных индукций В_г, В₂, В₃ на оси х и у декартовой системы координат (см. рис. 6.23, в), совместив ось х с осью I и ось у с осью +j:

Рис. 6.24.

Мгновенные значения проекций векторов магнитной индукции на оси х и у

По модулю результирующая индукция В — + Bj =1,5В_т и составляет угол (3 с осьюх:

т. е. угол (3 = cot.

С увеличением времени вектор результирующей магнитной индукции, оставаясь по модулю равным ЗВ_т/2, вращается с угловой скоростью о) по направлению от начала первой катушки с током к началу второй катушки с током /_msin (cot — 120°), т. е. вектор результирующей магнитной индукции вращается в сторону катушки с отстающим током.

Если ток sin (cot — 120°) пропустить по третьей, а ток sin (cot + 120°) — по второй катушке, то направление вращения поля изменится на противоположное.

Если произойдет обрыв одной из фаз или ток в ней по амплитуде не будет равен току в какой-либо другой фазе или сдвинут по фазе не на 120°, то образуется эллиптическое вращающееся поле. При его возникновении конец вектора результирующей магнитной индукции будет скользить по эллипсу.

Рис. 6.25.

Для того чтобы усилить вращающееся магнитное поле, внутрь катушек помещают полый или сплошной ферромагнитный цилиндр, а стороны катушек заключают в пазы внешнего ферромагнитного цилиндра (рис. 6.25).

Вращающееся магнитное поле используют в электрических двигателях.

Обратим внимание на то, что пульсирующее поле (см. параграф 6.17) можно представить в виде суммы двух вращающихся в противоположные стороны с угловой скоростью w магнитных полей. Действительно,.

Вектор 0,5B_me->^(a)t_90O) вращается против часовой стрелки, вектор 0,5B_me~№^t~⁹⁰°') — по часовой.