Вращающееся магнитное поле.
Допустим в начале, что все проводники статора двухполюсного асинхронного двигателя размещены в двух диаметрально расположенных пазах и в обмотке действует постоянный ток.
Магнитная цепь двигателя содержит ферромагнитные участки: сердечник статора и ротора и воздушный зазор между ротором и статором.
Для любой линии магнитной индукции по закону полного тока можно записать
2H0l0 + Hстlст = У Iw,
где H0, Hст - напряженности магнитного поля соответственно в воздушном зазоре (l0 ) и в участках сердечников ротора и статора ( lст ); Iw - МДС одной фазы обмотки.
Следует отметить, что B и H в различных участках сердечника статора и ротора неодинаковые, например, в зубцах между пазами статора, а также ротора они имеют наибольшее значение, поскольку сечение магнитопровода в зубцах наименьшее.
Так как H = B/мa, а мa >> м0 , то H0 >> Hст и, следовательно,
2H0l0 >> Hстlст.
Поэтому для упрощения анализа картины магнитного поля асинхронного двигателя можно полагать, что
2H0l0 ? У I w,
откуда
H0 = У I w/2l0,
и магнитная индукция в воздушном зазоре
B0 = м0 Н0 .
Поскольку воздушный зазор одинаков по всей длине напряженность и магнитная индукция вдоль всего зазора будут иметь одинаковые значения.
Проводники второй и третьей фаз обмотки создают аналогичные магнитные поля, но сдвинутые в пространстве на угол 120о. Если одну фазу обмотки подключить к сети однофазного тока, где напряжение изменяется во времени синусоидально, то магнитное поле будет изменятся во времени синусоидально с частотой тока сети. Таким образом, магнитное поле, созданное синусоидальным током одной фазы, распределяется вдоль воздушного зазора примерно синусоидально, неподвижно в пространстве и изменяется во времени.
Обмотка статора асинхронного двигателя соединяется звездой или треугольником и подключается к сети трехфазного тока. Поскольку каждая фаза обмотки имеет одинаковое число витков и они симметрично расположены по окружности статора, их сопротивление и амплитуда тока будут одинаковыми, но токи в фазах обмотки будут сдвинуты по времени относительно друг друга на 120о. Токи каждой фазы обмотки создадут магнитные поля, которые, очевидно, будут сдвинуты во времени на тот же угол. В результате сложения двух магнитных полей всех фаз образуется общее магнитное поле двигателя. Магнитная индукция результирующего магнитного поля оказывается распределенной вдоль воздушного зазора также по синусоиде, ее амплитуда не изменится во времени и в 1,5 раза больше амплитуды магнитной индукции одной фазы. Результирующее поле вращается с постоянной частотой.
