Вращающееся магнитное поле трехфазного тока

В трехфазных машинах на статоре расположены три обмотки, сдвинутые в пространстве на угол . По обмоткам статора протекают токи, образующие симметричную трехфазную систему. Если за начальный момент времени принять момент, когда ток в первой фазе максимален, то магнитная индукция каждой фазы будет равна:

Так как обмотки сдвинуты в пространстве на угол , что учитывается множителем , то выражение для вектора магнитной индукции (на комплексной плоскости) будут иметь вид:

Результирующий вектор магнитной индукции равен сумме:

Поэтому

Полученное выражение показывает, что суммарное магнитное поле вращается с угловой скоростью . Амплитуда магнитной индукции вращающегося поля не зависит от времени, т.е. постоянна и в полтора раза превышает амплитуду пульсирующего поля одной фазы. Такое магнитное поле называется трехфазным вращающимся магнитным полем.
Конец результирующего вектора магнитной индукции описывает окружность, а поэтому такое поле также называется круговым вращающимся полем.
Образование вращающегося магнитного поле трехфазного тока можно проиллюстрировать следующим образом. Пусть в момент выключения (при t=0) мгновенные значения тока в фазах будут равны: (рис. 126).

Рис.126

Тогда магнитный потом в 1-й фазе будет максимальным, а во второй и третьей фазах – в два раза меньше, чем в первой. Фазные потоки направленны вдоль осей фазных обмоток. Направление можно определить по правилу буравчика. В результате сложения векторов получаем вектор результирующего магнитного потока. Ось результирующего магнитного потока совпадает с осью первой катушки, а его величина в 1,5 аза больше максимального потока одной фазы (рис. 126в). Образование результирующего магнитного потока в статоре показано на (рис. 126б).
Возьмем момент времени , когда ток в третьей фазе будет отрицательным и максимальным, а токи в первой и второй фазах – равные половине амплитудного значения (рис. 127а).

Рис. 127

Построив векторную диаграмму результирующего поля, видим, что поток по величине остался прежним, но ось потока повернулась на угол, равный углу поворота векторов тока. Если построения проделать еще для нескольких моментов времени, то можно убедится, что за один оборот векторов тока (за один период) результирующий магнитный поток также повернуться на один оборот, но в противоположном направление.
Таким образом, внутри статора с трехфазной обмоткой создается вращающееся магнитное поле. Направление вращения магнитного поля определяется порядком чередования токов в фазных обмотках статора: поле поворачивается в сторону фазы с отстающим током.