Вопрос 43.Получение вращающегося магнитного поля.
1Схема получения вращающегося магнитного поля
Внутри статора располагается ротор с обмоткой. Подключим катушки статора к источнику трехфазного электрического тока, как показано на рис. 1, и проследим процессы изменения тока в катушках и создаваемого ими магнитного потока в зависимости от времени t. В положении а ток 5 в I фазе равен нулю, во II фазе он имеет отрицательное значение 1% а в III — положительное 1%. Воспользовавшись правилом правой руки для определения направления, создаваемого током магнитного потока, можно установить, что внутренний конец сердечника второй катушки 2 будет северным полюсом, а внутренний конец сердечника третьей катушки 3 окажется южным полюсом. Суммарный магнитный поток внутри электродвигателя направлен от северного полюса катушки 2 к южному полюсу катушки 3. Дальнейшее изменение тока в фазах постепенно меняет величину магнитного потока катушек. В положении б ток во II фазе равен нулю. В III фазе ток изменил направление на отрицательное, и этот полюс 3 стал северным. Первый полюс 1, по катушке которого течет ток в положительном направлении, становится южным. Суммарный магнитный поток теперь направлен от третьего полюса к первому, т. е. повернулся на 120°, как это легко видеть из сравнения положений а и б на рис.1.
Рис. 1. Схема получения вращающегося магнитного поля в трехфазном электродвигателе
В положении в за счет дальнейшего изменения тока в катушках первый полюс становится северным, второй южным, в катушке третьего полюса ток отсутствует. Суммарный магнитный поток двигателя повернулся еще на угол 120°. И наконец, в положении г токи в катушках по величине и направлению становятся такими же, как и в положении а. Магнитный поток еще повернулся на 320°. Таким образом, за один период изменения переменного тока магнитный поток сделал полный оборот. Почти на один оборот (с учетом скольжения) повернется и ротор двигателя, увлекаемый магнитным потоком. Из рис. 178 можно видеть, что три полюсных обмотки асинхронного двигателя трехфазного тока создают двухполюсное магнитное поле (поле имеет один северный и один южный полюсы). В этом случае частота вращения магнитного поля равна частоте тока.
2. ПОЛУЧЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Рассмотрим систему трех одинаковых обмоток, размещенных симметрично в пространстве таким образом, что их оси находятся под углами 2/3=120° друг к другу. Обычно такая система обмоток располагается на статоре электрической машины. На рис.2 изображено поперечное сечение статора, в пазах на поверхности которого размещены проводники обмоток, перпендикулярные к плоскости рисунка. Обмотка фазы А с прямыми токами в проводниках группы А и обратными токами в проводниках группы А' создает магнитное поле, линии индукции BA0которого совпадают по направлению с изображенной на рис.2 осью обмотки АА'. Аналогично обмотка ВВ' создает поле, индукция которого имеет направление ВB0, а обмотка СС' — поле ВC0.
Рис. 2 |
В конструктивном отношении обмотки, предназначенные для создания вращающегося поля, выполнены несколько сложнее, чем это показано на рисунке. Специальный способ размещения проводников отдельных обмоток на статоре позволяет получить на поверхности статора синусоидальное пространственное распределение индукции от каждой обмотки. Описывая положение точки на поверхности статора угловой координатой , для пространственного распределения поля фазы А можем записать BA() = BA0cos , |
где BA0 — максимальное значение индукции, достигаемое на оси обмотки.