Как создается вращающееся магнитное поле в статоре

Принцип генерации вращающегося магнитного поля в статоре

В электродвигателе вращающееся магнитное поле внутри статора генерируется через определенный процесс, который включает фундаментальные принципы электромагнетизма. Вот подробное объяснение:

Основные принципы

Генерация вращающегося магнитного поля основывается на трехфазном переменном токе и конфигурации трехфазных обмоток. Конкретно, когда трехфазный переменный ток подается на трехфазные обмотки статора (эти обмотки расположены с углом 120° в электрическом пространстве), создается вращающееся магнитное поле между статором и ротором. Этот процесс можно понять через следующие шаги:

Подача трехфазного переменного тока

Сначала трехфазный переменный ток подается на трехфазные обмотки статора. Эти три фазы переменного тока имеют одинаковую частоту, но фазовый сдвиг между ними составляет 120°. Этот фазовый сдвиг обеспечивает, что изменения тока не происходят одновременно во всех обмотках, а чередуются поочередно.

Формирование магнитных полей и вращение

Когда ток проходит через обмотки, он генерирует магнитное поле вокруг них. Из-за фазового сдвига в трехфазных токах эти магнитные поля не статичны, а перемещаются в пространстве со временем. Конкретно, когда ток в одной обмотке достигает своего пика, токи в двух других обмотках находятся на разных этапах (например, один близок к нулю, а другой приближается к пику). Эти изменения тока вызывают непрерывное изменение направления и силы магнитного поля в пространстве, формируя вращающееся магнитное поле.

Направление вращающегося магнитного поля

Направление вращающегося магнитного поля зависит от последовательности фаз трехфазного тока. Если трехфазный ток меняется в порядке U-V-W, образующееся вращающееся магнитное поле будет вращаться по часовой стрелке в пространстве. Напротив, если последовательность любых двух фаз обмотки меняется (например, становится U-W-V), вращающееся магнитное поле будет вращаться против часовой стрелки.

Факторы

Скорость вращающегося магнитного поля связана не только с частотой тока, но и с числом пар полюсов. Для двухполюсного двигателя скорость вращения магнитного поля равна скорости изменения трехфазного переменного тока. Для четырехполюсного двигателя, однако, скорость вращающегося магнитного поля уменьшается вдвое.

Резюме

В заключение, вращающееся магнитное поле в статоре достигается путем подачи трехфазного переменного тока с фазовым сдвигом 120° на трехфазные обмотки. Эта конфигурация позволяет магнитному полю непрерывно перемещаться в пространстве, формируя вращающееся магнитное поле. Изменяя последовательность фаз тока, можно изменить направление вращающегося магнитного поля, а изменяя частоту тока или число пар магнитных полюсов, можно регулировать скорость вращающегося магнитного поля. Этот принцип широко используется в различных типах электродвигателей, включая трехфазные асинхронные и синхронные двигатели.