2.5. Магнитодвижущая сила трехфазной обмотки.

Трехфазная обмотка статора имеет на статоре 3 -и симметричные фазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга в пространстве на 120 эл.град. (1эл. град. =р*1геом. град.). При включении этой обмотки в симметричную трёхфазную сеть с напряжением U₁, в обмотках фаз появятся токи, сдвинутые по фазе на 120 эл. град.:

Ток каждой фазной обмотки создает пульсирующую МДС. При симметричной нагрузке фаз амплитуды МДС фаз будут равны:

С овокупность действий этих МДС создаёт результирующую МДС:

Вращающееся магнитное поле статора может быть круговым и эллиптическим. Круговое поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции этого поля вращается равномерно и своим концом описывает окружность. Круговое поле создается многофазной обмоткой, если векторы магнитной обмотки индукции каждой фазы одинаковы. В трехфазной обмотке эти условия обеспечиваются тем, что фазные обмотки одинаковые, а их оси смещены в пространстве относительно друг друга на 120 эл.град и подключены фазы обмотки к симметричной-3х фазной сети.

Круговое магнитное поле может быть получено и посредством двух фазной обмотки. Для этого оси фаз обмотки должны быть смещены в пространстве друг относительно друга на 90 эл.град и эти обмотки питаются токами сдвинутым во времени по фазе друг относительно друга на 90°. Если же изложенные условия не соблюдают, то вращающееся поле становится эллиптическим.

Изменить направление вращения поля можно, изменив последовательность чередования фаз обмотки, т.е. нужно поменять местами провода, подводящие ток из 3-х фазной сети к двум любым фазам.

Значения синхронной частоты вращения поля для промышленной частоты переменного тока f= 50 Гц в зависимости от числа пар полюсов приведены в таблице:

Число пар полюсов р	1	2	3	4	5	6
Синхронная частота n1 об/мин	3000	1500	1000	750	600	500

2.6. Магнитные поля, эдс и индуктивности обмоток

Под действием подводимого к фазам обмотки статора напряжения U₁ в них текут токи I₁ создающие магнитный поток статора, вращающийся с частотой n₁. Большая часть этого потока - поток Ф₁ сцепляется как с обмоткой статора, так и с обмоткой ротора - называется основным потоком обмотки статора. Меньшая часть потока статора - поток Ф_λ1 сцепляется только с витками обмотки статора - называется потоком рассеяния статора.

Наведенные в фазах обмотки ротора ЭДС частотой f₂ =sf₁ вызывают в их замкнутых ветвях токи I₂ такой же частотой. Эти токи создают свое магнитное поле, вращающееся относительно ротора со скоростью . Кроме того, сам ротор вращается со скоростью n₂. Таким образом, поле ротора вращается относительно поля статора со скоростью n₂ + n₂₂. Учитывая, что n₂ = n₁(1 - s) получаем:

т.е. поле ротора вращается в пространстве с такой же скоростью и в ту же сторону, что и поле статора и является взаимно-неподвижным.

Одна часть магнитного поля ротора (поток Ф₂) сцепляется с обеими обмотками называется основным потоком ротора, другая часть (меньшая) (поток Ф_λ2) сцепляется только с внешней обмоткой ротора и называется потоком рассеянием ротора. Потоки Ф₁ и Ф₂ , складываясь, создают основной поток Ф, который , как и в трансформаторе, при изменении нагрузки от нуля (в режиме х.х.) до номинальной практически остается неизменным, т.е. равным потоку х.х. Ф₀:

Ф = Ф₁ + Ф₂ = Ф₀ ≈ const.

Основной поток Ф, вращаясь в пространстве, пересекает обмотки статора со скоростью n₁ и обмотку ротора со скоростью n₂₂=n₁-n₂ и наводит в них ЭДС. Действующее значение ЭДС определяется по той же формуле, что и для трансформатора:

- ЭДС в обмотке фазы статора,

- ЭДС в обмотке фазы ротора,

Е₂ - ЭДС в обмотке неподвижного ротора (когда n₂=0, s=1, a f₂=f₁, к₁, к₂ - обмоточные коэффициенты, учитывающие распределение обмоток, укорочение шага.

Таким образом, ЭДС ротора E_2S изменяется прямо пропорционально скольжению. Она максимальна при пуске и равна нулю при идеальном хх (когда n₂=n₁, т.е. s=0).

Потоки рассеяния наводят в фазах соответствующих обмоток. ЭДС рассеяния, которые, как и в трансформаторе могут, быть выражения через I₁ и I₂ и индуктивные сопротивления: , где , и - индуктивности от потоков рассеяния. С учетом всех определений на рис.2.7 дана не приведенная схема замещения фазы обмотки статора и ротора без учета потерь в стали магнитопровода.