如下图所示:
图1、圆形旋转磁场
代表磁感应强度矢量的箭头匀速旋转,,,,,,,由于磁感应强度的幅值为恒定值,,,,,,,因而,,,,,,,箭头结尾的轨迹是一个圆形。。。。。。
在平面坐标系中,,,,,,,圆形旋转磁场阐发为一条与功夫轴平行的直线。。。。。。
我们来回首一下正弦波的界说:
如下图所示:正弦波是圆周运动在一条直线上(图中为平面坐标系的y轴)的投影。。。。。。
图2、正弦波的界说
上述动画清澈的描述了正弦波与圆周运动有内涵联系。。。。。。显然,,,,,,,用圆形旋转磁场能够产生正弦波。。。。。。具体步骤是将一个绕组摆放在圆形旋转磁场中,,,,,,,绕组将感应出正弦波电压,,,,,,,这就是同步发电机的工作道理。。。。。。同步发电机转子通过直流电流,,,,,,,产生的是幅值恒定的磁场,,,,,,,转子旋转,,,,,,,产生圆形旋转磁场,,,,,,,该磁场切割定子绕组,,,,,,,定子绕组感应出正弦电压,,,,,,,绕组形成关合回路,,,,,,,即可产生正弦波电流。。。。。。
因而,,,,,,,我们设想,,,,,,,可不成以反过来用正弦波电流来产生圆形旋转磁场呢??????
正弦波电流通过一个绕组,,,,,,,产生的是正弦磁场,,,,,,,该磁场幅值依照正弦法规变动,,,,,,,而方向始终在绕组轴线上。。。。。。
凭据矢量合成的路理,,,,,,,我们知路,,,,,,,两个分歧方向(夹角不是0°或180°)的矢量,,,,,,,能够合成一个方向与原矢量均不一样的新矢量。。。。。。扭转两个矢量的方向或幅值,,,,,,,均可扭转合成矢量的方向。。。。。。
那么,,,,,,,用两个固定方向(夹角不是0°或180°)的正弦波磁场,,,,,,,能不能合成圆形旋转磁场呢??????
答案是注定的!
如图3所示,,,,,,,空间地位顺次相差120°的三个一样绕组,,,,,,,施加三相对称正弦电压后,,,,,,,别离在各自轴线上的产生正弦磁场。。。。。。
图3、圆形旋转磁场的产生过程
在t0、t1、t2、t3、t4、t5时刻,,,,,,,三个磁场的合成矢量的角度别离为30°、90°、150°、210°、270°、330°。。。。。。
将上述时刻连动起来,,,,,,,就得到下述旋转磁场的动画:
图4、圆形旋转磁场动画
图3和图4从几个典型角度粗略描述了圆形旋转磁场的产生过程。。。。。。接下来,,,,,,,我们从理论角度对其进行证明。。。。。。
首先,,,,,,,一个正弦磁场能够分化为两个幅值为其1/2,,,,,,,方向相反的旋转磁场。。。。。。证明如下:
如果正弦磁场的表白式为:
B=Bmsin(ωt)(1)
该磁场是一个矢量,,,,,,,其方向为y轴的正向,,,,,,,其幅值随功夫按正弦法规变动。。。。。。
如图5所示,,,,,,,界说两个幅值均为0.5Bm的旋转磁场B+和B-:
图5、旋转磁场界说
两个旋转磁场对称散布在y轴两侧,,,,,,,其中B-的初始角度为0°(B顺使仉旋转90°),,,,,,,以角速度ω逆使仉旋转;;;;;;;;B+的初始角度为180°(B逆使仉旋转90°),,,,,,,以角速度ω顺使仉旋转。。。。。。
在时刻t,,,,,,,两者在x轴上的合成磁场为:
Bx=0.5Bmcos(ωt)+0.5 Bmcos(π-ωt)= 0.5Bmcos(ωt)- 0.5Bmcos(ωt)=0
两者在y轴上的合成磁场为:
By=0.5Bmsin(ωt)+0.5 Bmsin(π-ωt)= Bmsin(ωt)
此刻我们来合成圆形旋转磁场。。。。。。
其次,,,,,,,使空间散布角度顺次相差120°的三个绕组均产生式1所述的正弦磁场。。。。。。
如图6所示,,,,,,,将A、B、C三个绕组别离分化为两个幅值相称,,,,,,,旋转方向相反的旋转磁场,,,,,,,得到A+、A-、B+、B-、C+、C-六个旋转磁场。。。。。。
图6、旋转磁场分化
注:(A、B、C为正弦磁场,,,,,,,图中方向为绕组轴线方向,,,,,,,而非相位角,,,,,,,为固定角度。。。。。。A+、A-、B+、B-、C+、C-为旋转磁场,,,,,,,方向为旋转磁场的初始角度,,,,,,,随功夫变动而变动。。。。。。)
最后,,,,,,,由于现实三相绕组存在120°的相位差,,,,,,,表白式如下:
BA=Bmsin(ωt)
BB=Bm sin(ωt-120°)
BC=Bm sin(ωt-240°)
因而,,,,,,,图6的B-、B+、C-、C+该当作如下变换:
由于B相滞后A相120°,,,,,,,B-和B+应倒转120°
即:B-顺使仉旋转120°;;;;;;;;B+逆使仉旋转120°
由于C相滞后A相240°,,,,,,,C-和C+应倒转240°
即:C-顺使仉旋转240°;;;;;;;;C+逆使仉旋转240°
变换了局如图7所示。。。。。。
图7、旋转磁场所成
显然,,,,,,,三个逆使仉矢量相互抵消,,,,,,,合成磁场为零,,,,,,,而三个顺使仉矢量方向一致,,,,,,,合成磁场幅值为三个磁场的总和1.5Bm。。。。。。合成磁场依照顺使仉方向旋转,,,,,,,即:旋转磁场的方向与电流的相序一样。。。。。。