Создание вращающего магнитного поля.

Токи обмоток статора, подключенных к трехфазной сети, возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора, которое индуктирует ЭДС в замкнутой накоротко (или пусковыми реостатами) обмотке ротора. Токи ротора, возникающие под действием этой ЭДС, возбуждают вращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения этих полей одинаковы, что обусловливает результирующее вращающееся магнитное поле, называемое рабочим полем машины.

Рассмотрим характеристики вращающегося магнитного поля статора, полагая, что цепь ротора разомкнута. Характеристики этого поля зависят от геометрического расположения фазных обмоток на статоре машины.

Для получения двухполюсного вращающегося поля необходимо три одинаковые фазные обмотки расположить на статоре так, чтобы углы между их осями были равны 120°. На рис. 26, а каждая фазная обмотка условно показана в виде одновитковой секции и обозначено: А, В, С - начала, X, У, Z - концы обмоток. Если фазные обмотки соединить звездой (рис. 26, б) (или треугольником) и подключить к трехфазной сети питания, то токи в витках катушек (рис. 26, в) будут равны

Рис. 26

Токи фазных обмоток создают магнитные поля. На рис. 26, а показаны направления векторов индукции магнитных полей, создаваемых каждой катушкой вдоль своей оси:

(11)

Сумма векторов этих магнитных индукций образует магнитную индукцию поля статора.

Опишем поле статора через его составляющие по двум взаимно перпендикулярным осям x и y, причем оси x дадим направление оси катушки фазы А. Составляющая индукции магнитного поля вдоль оси x равна алгебраической сумме проекций на эту ось мгновенных значений трех индукций:

Подставив выражения индукций из (11), получим

(12)

Составляющая индукции магнитного поля по оси у

или после подстановки значений индукций из (14.2)

(13)

Таким образом, магнитная индукция поля статора

(14)

т. е. ее значение постоянно. Угол α, образуемый магнитными линиями поля с осью у (рис. 26, г), определяется условием

т. е. α = ω t.

Следовательно, магнитное поле статора вращается в плоскости осей катушек по направлению движения часовой стрелки с угловой скоростью ω. Вектор индукции поля последовательно совпадает по направлению с осью той из фазных обмоток, ток в которой достигает максимального значения, т. е. поле вращается в направлении последовательности фаз трехфазной системы токов в фазных обмотках.

Чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, достаточно изменить порядок подключения двух любых фазных обмоток асинхронной машины к трехфазному источнику электрической энергии, например как показано на рис. 26, б штриховой линией.

Частота вращения поля n₁, об/мин, составляет

n₁=60f₁/р, (15)

где f₁– частота тока в обмотке статора; р - число пар полюсов на фазу обмотки статора.