三相交流电产生的旋转磁场

.三相交流电产生的旋转磁场Three-phase Rotating Magnetic Field应用最广泛的电动机就是三相交流电动机，三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋转的。三相交流电由A、B、C三相组成，按每个交流周期360度算，每相间距120度，下面是三相交流电波形图， 黄色为A相波形，绿色为B相波形，红色为C相波形，我国使用的三相交流电频率是50赫兹。图1-三相交流电波形图三相交流电通过三相绕组来产生旋转磁场，三相绕组由三个嵌在电动机定子铁芯上的线圈组成，下面是一个三相交流电动机模型的定子，在定子内圆有6个嵌线槽，分别嵌有A、B、C三相线圈，三个线圈按120度分布，黄色线框AX是A相线圈，绿色线框BY是B相线圈，红色线框CZ是C相线圈。线框的A、B、C端为线圈入端，X、Y、Z端为线圈出端。图2-三相绕组示意图在三个线圈通上三相交流电后，在定子铁芯中间会形成一个旋转磁场，下图展示三相交流电与旋转磁场的动画截图。在A相线圈端口输入的是A相电流IA，在端口有箭头标明电流的方向；在B相线圈端口输入的是B相电流IB，在端口有箭头标明电流的方向；在C相线圈端口输入的是C相电流IC，在端口有箭头标明电流的方向。在定子铁芯中间有A相电流形成的黄色磁场箭头，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向；同样绿色与红色箭头分别代表B相与C相的磁场强度与方向；紫蓝色的箭头是A、B、C三相的合成磁场，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向。在动画中可看到三相电流的变化、三相磁场的变化及合成的旋转磁场。这里展示五幅截图，以A相起点为0度，图3是0度时的截图：图3-三相交流电与旋转磁场动画截图（0度）图4是105度时的截图：图4-三相交流电与旋转磁场动画截图（105度）图5是180度的截图：图5-三相交流电与旋转磁场动画截图（180度）图6是255度的截图：图6-三相交流电与旋转磁场动画截图（225度）图7是300度的截图：图7-三相交流电与旋转磁场动画截图（300度）交流电每变化一周磁场旋转一周，输入的三相交流电是50赫兹，产生的旋转磁场是每秒50周。下面请观看三相交流电与旋转磁场箭头的动画以上动画是用箭头来表示旋转磁场的方向与大小，三相交流电产生旋转磁场的动画还有用磁力线表示的动画，图8为用磁力线表示的动画截图图8-三相交流电与旋转磁场磁力线动画截图下面请观看三相交流电与旋转磁场磁力线的动画以上图片与动画中定子的三相绕组是独立的，实际应用中三相绕组是按星形接法（图9左）或三角接法（图9右），同样会产生旋转磁场。图9-三角形接法与星形接法需要改变旋转磁场的方向时，只需将接入的三相交流电中任意两相进行交换，旋转磁场就会向相反的方向旋转。真正的三相绕组可到交流电机绕组与三相交流电机绕组课件看看。这里演示的动画是理想的旋转磁场，实际上线圈的分布与转子形状都会影响旋转磁场的均匀性。对于实际运转的电动机，由于转子产生的反电动势对旋转磁场的影响是较大的。.