Магнитное поле однофазной обмотки

При питании переменным током однофазной обмотки возникает магнитное поле, пульсирующее во времени с частотой изменения тока/. В этом случае при синусоидальном распределении МДС вдоль окружности статора (рис. 12.8, а) в каждой точке воздушного зазора, расположенной на расстоянии х от оси обмотки, действует МДС.

где F₀ = F_m sin соt — МДС в точке, расположенной на оси обмотки.

Выражение (12.8) преобразуем к виду.

Каждый из членов правой части (12.9) представляет собой уравнение бегущей (или вращающейся) волны МД С.

Следовательно, пульсирующее магнитное поле однофазной обмотки, синусоидально распределенное в пространстве, можно представить в виде суммы двух магнитных полей, вращающихся в противоположных направлениях, (рис. 12.8, б). При этом бегущие волны МДС, создающие эти магнитные поля,.

В каждом из этих полей максимальные значения МДС, равные 0,5F_m в различные моменты времени остаются неизменными. Следовательно, если каждое из этих полей представить в виде пространственного вектора МДС F, то конец его описывает окружность. Такое поле называют круговым. Угловая скорость бегущих волн МДС (рад/с) в двухполюсной машине равна угловой частоте со = 2л/ переменного тока фазы.

В качестве положительного направления вращения МДС условно примем направление вращения бегущей волны МДС по часовой стрелке. Координату точки х, в которой МДС F* максимальная и равна 0,5F_m, можно получить, приняв sin (cot-7a:/T) = l. При этом u>t-nx/x = n/2, откуда.

Рис. 12.8. Диаграмма распределения МДС в воздушном зазоре (а) и бегущие волны МДС при пульсирующем поле (б) Следовательно, при увеличении угла wt (с увеличением времени t) координата точки х перемещается в положительном направлении, т. е.

МДС F_x вращается по часовой стрелке. Аналогично можно показать, что МДС F_x вращается против часовой стрелки (см. рис. 12.8, б). Линейная скорость перемещения бегущей волны МДС:

т.е. за один период синусоидального тока магнитное поле проходит два полюсных деления.

Частота вращения магнитного поля машины (об/мин).

или в (1/с).

Уравнение (12.12) соответствуют принятому нами ранее уравнению.

(12.1).

Магнитное поле трехфазной машины.

В трехфазной машине магнитное поле образуется с помощью трех обмоток А—X, В—Y и С—Z, оси которых сдвинуты в пространстве на угол 2л/3 (см. рис. 12.5).

Покажем, что при питании этих обмоток симметричным трехфазным током получим круговое вращающееся магнитное поле. На рис. 12.5 фазы обмотки для простоты показаны сосредоточенными, но распределение МДС, образуемое каждой фазой, следует считать синусоидальным.

Ввиду того, что в рассматриваемой обмотке фазы А—X, В—Y и С—Z смещены в пространстве на (2/3)л, а токи в них сдвинуты во времени на угол (2/3)т, получим следующие выражения для составляющих МДС в точке х от каждой из фаз, jF’xa,^fxb>^fxC^:

Результирующую МДС в точке х можно получить путем сложения ее составляющих F^, F^, F_xC:

Иными словами, результирующая МДС магнитного поля трехфазной машины вращается по часовой стрелке с частотой со = со₀ и ее амплитуда в 1,5 раза больше МДС фазной обмотки.