3.3. Вращающееся магнитное поле

В асинхронных машинах электромагнитное преобразование энергии осуществляется с помощью вращающегося магнитного поля (в воздушном зазоре машины). Это поле считается стационарным в том смысле, что во время вращения сохраняется амплитуда и форма магнитного поля. Вращающееся магнитное поле может возникнуть:

1) если обмотка с током, создающим поле, вращается в пространстве;

2) неподвижной обмоткой, расположенной со сдвигом по поверхности статора.

а б

Рис. 32. Вращающееся магнитное поле трехфазного тока

На рис. 32, б приведена векторная диаграмма токов фаз статора асинхронного двигателя. В любой момент времени мгновенное значение токов представляют собой проекции на ось ординат, а для данной диаграммы они будут равны ; . Для указанного на рисунке (рис.32, а) направления токов фаз токи в левой и правой половине совпадают по направлению и модулю. Каждый из этих токов создает магнитное поле, и в воздушном зазоре возникает результирующее магнитное поле, максимальная магнитная индукция которого будет перпендикулярна плоскости обмотки с максимальным током. Форма этого магнитного поля будет эллипсовидной (рис. 32, а).

В трехфазной цепи с течением времени максимум тока от фазы А перемещается в фазу В, в фазу С (рис. 32, б), а значит будет перемещаться по окружности магнитное поле в воздушном зазоре.

В рассматриваемом случае машина является двухполюсной. Полный оборот магнитное поле совершит за период в , а частота вращения магнитного поля будет совпадать с частотой тока обмоток:

(78)

где

f₁ – частота тока обмоток [Гц],

n₁ – скорость (частота) вращения магнитного поля [об/мин].

Если число полюсов машины больше 2, то

(79)

где р – число пар полюсов в асинхронном двигателе.

Скорость вращения магнитного поля n₁ называется синхронной скоростью.

Трехфазные асинхронные двигатели, выпускаемые серийно, рассчитаны для работы в трехфазной сети переменного тока промышленной частоты f₁ = 50Гц. Для этих двигателей синхронная скорость может принимать определенные значения в зависимости от числа пар полюсов.

Для промышленной частоты переменного тока f₁ = 50Гц синхронная скорость может принимать следующие значения:

Таблица 3. Значения синхронной скорости трехфазных АД

р	1	2	3	4	5	6
n1, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500

Замечание 1. Вращающееся магнитное поле может создаваться двухфазной, трехфазной и многофазной обмоткой.

Замечание 2. Однофазная обмотка создает пульсирующее магнитное поле, которое условно можно разложить на два противоположно вращающихся магнитных поля.