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旋轉磁場
應用于交流電機等裝置中的磁場
旋轉磁場，磁感應矢量在空間以固定頻率旋轉的一種磁場；是電能和轉動機械能之間相互轉換的基本條件。廣泛應用于交流電機、測量儀表等裝置中。
基本信息
| 中文名 | 旋轉磁場 |
| 外文名 | rotating magnetic field |
| 含義 | 一種大小不變，而以一定轉速在空間旋轉的磁場 |
| 應用 | 交流電機 、測量儀表等裝置 |
| 拼音 | xuán zhuǎn cí chǎng |
| 能量類型 | 電能和轉動機械能 |
| 分類 | 圓旋轉磁場和橢圓旋轉磁場 |
收起
概念解釋
旋轉磁場是一種大小不變，而以一定轉速在空間旋轉的磁場。在對稱三相繞組中流過對稱三相電流時會產生一種旋轉磁場，該磁場隨電流交變而在空間不斷地旋轉著。
交流電機氣隙中的磁場。因其沿定、轉子鐵心圓柱面不斷旋轉而得名。旋轉磁場是電能和轉動機械能之間互相轉換的基本條件。
通常三相交流電機的定子都有對稱的三相繞組（見電樞繞組）。任意一相繞組通以交流電流時產生的是脈振磁場。但若以平衡三相電流通入三相對稱繞組，就會產生一個在空間旋轉的磁場。磁場的對稱軸線φ隨時間而轉動，其轉速ns由電流頻率f和磁極對數(shù)P決定
ns稱為同步轉速或同步速（以轉每分表示）。中國現(xiàn)在應用的工業(yè)電源的頻率f為50赫，于是兩極電機（
）的
轉/分；四極電機（
）的
轉/分；余類推。
在一般情況下，電流變化一個周期，磁場軸線在空間就轉過一對極。
若近似地認為磁場沿圓周作正弦形分布，并用磁場軸線處的空間矢量Ø；來代表，用矢量長度表示磁場振幅，則理論分析證明，三相對稱繞組通以平衡的三相電流時，產生的是一個振幅不變的旋轉磁場。這時矢量Ø；在旋轉過程中它的末端軌跡為一圓形，故名圓形旋轉磁場。這個結論可以推廣到一般的多相（包括兩相）系統(tǒng)。即多相電機對稱繞組通以平衡多相交流電流，則產生圓形旋轉磁場。
一般說來，旋轉磁場的轉向總是從電流超前的相移向電流滯后的相。如果將三相的3個引出線任意兩個對調再接向電源，即通入三相繞組的電流相序相反，則旋轉磁場的轉向也跟著相反。
分類
圓旋轉磁場
逆時針旋轉的磁場：三個線圈的始端處通入負序的三相對稱電流，則在三個線圈的中心處O的磁感應強度矢量B的模
，但矢量B與x軸的夾角
。隨著時間的增加，磁感應強度矢量B的大小不變，卻以角速度ω作逆時針旋轉，故該磁場是逆時針旋轉的圓旋轉磁場。
橢圓旋轉磁場
磁感應強度矢量B的末端移動的軌跡為橢圓的旋轉磁場。當三個線圈不一樣或者是通入三個線圈始端的是正序（負序）不對稱三相電流，則隨著時間的增加磁感應強度矢量B末端移動的軌跡為橢圓，故該磁場為橢圓旋轉磁場。
應用實例
所謂二極是指定子繞組通電后將定子鐵心內壁劃分為一對磁極，磁感應線發(fā)出的極面稱為N極，磁感應線進入的極面稱為S極。三相感應電動機主要由定子（電動機不動部分）和轉子構成。定子包括鐵心和繞組。定子鐵心由硅鋼片疊壓而成，鐵心內壁開槽，槽內安放定子繞組。定子繞組是定子的電路部分，由漆包銅（或鋁）線繞成，是三組材料、匝數(shù)、線徑、繞法、形狀、大小完全相同的線圈，且空間位置互成，稱為對稱三相繞組。
由于旋轉磁場的轉速與電源頻率有固定的關系，所以旋轉磁場的轉速稱為同步轉速。旋轉方向是順時針。說明是由電流超前的相轉向電流落后的相。
當定子三相繞組通入三相對稱電流后電動機內就產生一個右圖所示的旋轉磁場。磁場順時針旋轉就相當于轉子籠條（即鑄鋁的鋁條，籠條有很多根，右圖中只畫出兩根
作代表）逆時針去切割磁感應線，于是在轉子籠條中產生感應電動勢和感應電流其方向右圖所示。由于轉子電流不是靠通電而是靠感應產生，所以稱為三相感應電動機。由安培定律可判斷出轉子籠條所受磁力方向。轉子在這個電磁力矩的作用下也將順時針轉動，即轉子的轉向與旋轉磁場的轉向是一致的。轉子的轉速與轉子轉軸所帶負載輕重有關，但轉子的轉速總要小于旋轉磁場的轉速，否則它將因不受電磁轉矩在阻力矩作用下慢下來。因而三相感應電動機又稱三相異步電動機。二極電動機中轉子轉速一般在2800轉/分以上，與旋轉磁場的轉速相差很小。旋轉磁場的轉速用
表示，轉子的轉速用n表示，則
稱為感應電動機的轉差率。二極電動機的轉差率大約在
之間，可見它的轉子轉速變化范圍不大。由于轉子轉向與旋轉磁場轉向一致，而旋轉磁場轉向又由電流的相序決定，所以當調換兩根電源線時由于電流相序的改變旋轉磁場的轉向就要反向，從而轉子的轉向也就反向。可見三相感應電動機可通過任意調換兩根電源線方便地使轉子轉軸改變轉動方向。
三相感應電動機是靠通電后轉軸上帶負載把電能變成機械能的裝置。它有堅固耐用、價格便宜、便于維修、使用簡便等優(yōu)點，但它也有起動轉矩不大、調速性能不好等缺點，在這方面直流電動機有明顯的優(yōu)越性。
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