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.