- •Трёхфазные цепи при наличии взаимоиндукции
- •Активная, реактивная и полная мощности трёхфазной системы
- •Измерение активной мощности в схеме звезда – звезда с нулевым проводом
- •Измерение активной мощности в трёхфазной трёхпроводной системе
- •Круговые и линейные диаграммы в трёхфазных цепях
- •Указатель последовательности чередования фаз
- •Магнитное поле катушки с синусоидальным током
- •Получение кругового вращающегося магнитного поля
- •Принцип работы трёхфазного асинхронного двигателя
- •Принцип работы трёхфазного синхронного двигателя
- •Разложение несимметричной системы трёх векторов на системы прямой, обратной и нулевой последовательности чередования фаз
- •Понятие о методе симметричных составляющих
Получение кругового вращающегося магнитного поля
Круговое вращающееся магнитное поле представляет собой поле, вектор результирующей магнитной индукции которого по величине неизменен и вращается с постоянной угловой скоростью ω.
Расположим тир одинаковых катушки так, что оси их будут смещены на 120° по отношению друг к другу (рис. 37). Присоединим катушки к симметричной трёхфазной системе ЭДС. Пусть токи входят в начала катушек «н» и изменяется следующим образом:
(122)
Рис. 37. Взаимное расположение трёх катушек
Графики токов, протекающих по катушкам, показаны на рис. 38.
Рис. 38. Графики токов, протекающих в катушке
Каждый из токов будет создавать пульсирующее магнитное поле, направленное вдоль оси своей катушки. Положительное направление оси первой катушки обозначают +1, второй +2, третий +3 (рис. 37).
Поскольку система линейная, так как окружающая среда воздух, то при протекании синусоидальных токов по трём катушкам в них возникают синусоидальные магнитные потоки. Магнитные индукции в катушках так же будут синусоидальными. Магнитную индукцию первой катушки обозначим В1, второй – В2, третьей – В3. Тогда
(123)
Изобразим векторы ,,и результирующий вектор магнитной индукциидля моментов времени ωt= 0, π/2, π, 3π/2. Кроме осей +1, +2, +3 введём декартову систему координат.
На рис. 39 векторы магнитной индукции изображены для ωt= 0.
Рис. 39. Расположение векторов магнитной индукции при ωt= 0
Подставим ωt= 0 в выражения (123):
(124)
Вектор направлен в отрицательном направлении оси +2. Векторнаправлен в положительном направлении оси +3.
Вектор результирующей магнитной индукции равен векторной сумме и
Это получится модуль результирующего вектора магнитной индукции. Из рис. 39 видно, что вектор направлен в отрицательном направлении оси х. В векторной форме этот вектор равен
(125)
На рис. 40 векторы магнитной индукции изображены для ωt= π/2.
Рис. 40. Расположение векторов магнитной индукции при ωt= π/2
Подставим ωt= π/2 в выражения (123):
(126)
Векторы инаправлены в отрицательном направлении осей +2 и +3 соответственно. Векторнаправлен в положительном направлении оси +1. Векторное сложениеидаёт вектор, равный, так как в равностороннем треугольнике все углы равны 60°.
Модуль результирующего вектора магнитной индукции
Из рис. 40 видно, что результирующий вектор магнитной индукции направлен в положительном направлении осиy:
(127)
где и- единичные орты по осям х и у.
Таким образом, при изменении ωtна π/2 результирующий вектор магнитной индукциитак же поворачивается на π/2, оставаясь при этом неизменном по величине.
На рис. 41 векторы магнитной индукции изображены для ωt= π.
Рис. 41. Расположение векторов магнитной индукции при ωt= π
Подставим ωt= π. В выражения (123)
(128)
Вектор направлен в положительном направлении оси +2, векторнаправлен в отрицательном направлении оси +3. Модуль результирующего вектора магнитной индукцииравен:
Из рис. 41 видно, что вектор результирующей магнитной индукции направлен в положительном направлении оси х:
(129)
Таким образом, при дальнейшем увеличении ωtна π/2 результирующий вектор магнитной индукцииопять поворачивается на π/2, оставаясь при этом неизменным по величине.
На рис. 42 векторы магнитной индукции изображены для ωt= 3π/2.
Рис. 42. Расположение векторов магнитной индукции при ωt= 3π/2
Подставим ωt= 3π/2 в выражения (123):
(130)
Векторы инаправлены в положительном направлении осей +2 и +3 соответственно. Векторнаправлен в отрицательном направлении оси +1. Векторное сложениеидаёт суммарный вектор длиной, так как в равностороннем треугольнике все углы по 60°.
Модуль результирующего вектора магнитной индукции равен:
Из рис. 42 видно, что результирующий вектор магнитной индукции направлен в отрицательном направлении оси y:
(131)
Таким образом, при дальнейшем увеличении ωtна π/2 результирующий вектор магнитной индукцииопять поворачивается на π/2, оставаясь при этом неизменным по величине.
Дальнейшее увеличение ωtна π/2 приводит к тому, что произошло изменение ωtна 2π, завершился один полный оборот. Расположение векторов магнитной индукции опять стало как на рис. 39.
Таким образом, с увеличением ωtа значит и времени вектор результирующей магнитной индукции, оставаясь по величине равным, вращается равномерно с угловой скоростью ω в сторону катушки с отстающим током, т. е. от первой ко второй и т. д.
Конец вектора результирующей магнитной индукции описывает окружность. Поэтому говорят, что получается круговое вращающееся магнитное поле.
Если ток пропустить по третьей катушке, а ток- по второй катушке, то направление вращения магнитного поля изменится на противоположное.
Если произойдет обрыв одной из фаз, или токи в катушках будут разными по амплитуде, то вместо кругового вращающегося магнитного поля образуется эллиптической вращающееся магнитное поле. Вектор результирующей магнитной индукции будет скользить по эллипсу.
Вращающееся магнитное поле используется в электродвигателях.