Обертове магнітне поле – магнітне поле, вектор магнітної індукції якого обертається в просторі з постійною частотою. Одержують додаванням 2 і більш змінних магнітних полів, зрушених у часі та просторі. Використовується в багатьох машинах змінного струму, вимірювальних приладах та ін. Наприклад електромагнітний момент в обертових ЕМ (електричних машинах) визначаються головним (основним) магнітним потоком. Це – потік взаємоіндукції. Він повинний бути змінним по відношенню до обмоток, оскільки ЕРС (електрорушійна сила ), у них індукована, пропорційна, а електромагнітний момент залежить від. Електричні машини конструюються таким чином, щоб магнітне поле, що змінюється, булообертовим. Можна придумати різні способи створення обертових полів. Наприклад, можна створити обертове поле як це показано на рис.1.1. Рис.1.1 – Обертове поле обмотки збудження. Тут ми в поперечному розрізі машини бачимо феромагнітний сердечник 1 з обмоткою збудження 2. В обмотці збудження – постійний струм від стороннього джерела. При зазначеному напрямку струму в сторонах котушки порушення напрямок потоку Ф показано стрілками. Ясно, що при обертанні сердечника з обмоткою збудження (ротора) з кутовою швидкістю, магнітний потік, нерухомий щодо ротора, буде обертатися разом з ним з тією же кутовою швидкістю. У розглянутому випадку обмотка зі струмом, що створює поле, є зосередженою. Розглянемо наступний приклад (рис.1.2). Рис. 1.2 – Обертове магнітне поле, що створене трифазною системою струмів. На рис.1.2. представлено порожній циліндр, набраний з кілець електротехнічної сталі, на якому намотані шість котушок A-z-B-x-C-y (статор). Всередині статора розміщений ротор. Підключимо до джерела напруги котушки A і x, струм в них створює магнітний потік, напрямок якого показано на рис.1.2. Якщо відключити від джерела струму котушки А та х, і підключити котушки В та у, то магнітний потік у системі займе положення. Далі можна розглянути зміна напрямку потоку при підключенні до джерела котушок С та z. Потім можна запропонувати способи поступового зменшення струмів у котушках А та х і збільшення їх у котушках В та у. При цьому, мабуть, магнітне поле, мірою якого є потік, буде плавно повертатися від осі котушок А та х до осі котушок В та у, і так далі. Одержуємо обертове поле. Швидкість його обертання визначається швидкістю зміни струмів у парах котушок A-x, B-y, C-z. Виконаємо аналіз магнітного поля, створеного двофазною обмоткою статора. Дві утворюючі її однофазні обмотки розподілені в пазах сердечника статора (рис.1.3),внутрішній діаметр якого D (діаметр розточки статора). Рис.1.3 – Найпростіша двофазна електромеханічна система. Осі обмоток, обумовлені напрямками максимальних абсолютний значень МРС фаз, а-х (перша фаза) і b-y (друга фаза) зрушені в просторі на. Нехай фази обмотки навантажені симетричними струмами: Представимо спрощену розгорнуту схему обмотки. Для цього думкою розріжемо циліндричне тіло статора по утворюючій, співпадаючої із серединою провідника фази а-х, і розгорнемо статор на площину (рис.1.4). Таким чином ми отримуємо біжуче магнітне поле Рис.1.4 – Спрощена розгорнута схема двофазної обмотки. На рис.1.4. – полюсний розподіл – частина окружності розточення статора, що приходиться на один полюс. Розподіл МРС, створеною такою обмоткою в зазорі, має складний характер. Раніше було обговорено, що процеси перетворення енергії розглядаються нами при обліку тільки основних гармонійних полів. Тому на рис.1.4. приведено основні гармонійні МРС фаз Fa і Fb. За початок координат (відліку кутів) прийнята вісь фази а. Для МРС фази приведемо справедливе рівняння: (1.9) Пам’ятаючи прості тригонометричні співвідношення, рівняння (1.9) можна записати в наступному виді: (1.10) Кожне з доданків у правій частині рівняння (1.10)- обертова хвиля МРС (механіко-рушійна сила), розподілена в просторі уздовж координати? по гармонійному законі з амплітудою. Якщо спостерігати за якими-небудь крапками цих хвиль, що мають постійні значення МРС, то для цих крапок: cos (?t – ?) = const; cos (?t + ?) = const. Очевидно, що (?t – ?) = const; (?t + ?) = const. Диференціюючи по t, знаходимо: = ? та = – ? Тому перший доданок у правій частині (1.10) – пряма хвиля, що обертається в напрямку позитивних кутів >0, а другий доданок – зворотна хвиля <0. МРС фаз а і b щодо осей своїх фаз визначаються вираженням (1.10), якщо для фази b замінити? t на (?t – ). При підсумовуванні МРС фаз кути? відраховуються від осі фази а, тому для фази b кут? у рівнянні (1.10) потрібно замінити на (? – ) обертові хвилі основних гармонійних МРС фаз рівні: (1.11) При симетричних фазах Fma = Fm
b = Fm, і рівняння результуючої хвилі: F = Fa + Fb = Fm cos (?t – ?) (1.12) Рівняння (1.12) – рівняння хвилі, що біжить. http://web-studia. net. ua/stat1.html