Войти
A вращающееся магнитное поле - это магнитное поле, которое имеет подвижные полярности, в которых вращаются его противоположные полюса относительно центральной точки или оси. В идеале вращение изменяет направление с постоянной угловой скоростью. Это ключевой принцип работы двигателя переменного тока.
Вращающиеся магнитные поля часто используются для электромеханических приложений, таких как асинхронные двигатели и электрические генераторы. Однако они также используются в чисто электрических приложениях, таких как индукционные регуляторы.
A симметричное вращающееся магнитное поле может быть получено с помощью всего лишь двух полярных катушек, управляемых фазой 90 градусов. Однако почти всегда используются 3 набора катушек, потому что они совместимы с симметричной трехфазной системой синусоидального тока переменного тока. Три катушки приводятся в действие, при этом каждый набор перемещается на 120 градусов в фазе от других. В этом примере магнитное поле принимается как линейная функция тока катушки.
Синусоидальный ток в каждой из трех неподвижных катушек создает три синусоидальных переменных магнитных поля, перпендикулярных оси вращения. Три магнитных поля складываются как векторы, чтобы создать одно вращающееся магнитное поле. 
Вращающееся 3-фазное магнитное поле, как показано вращающейся черной стрелкой Результат сложения трех фазированных синусоидальных волн под углом 120 градусов на оси двигатель представляет собой единый вектор вращения, который всегда остается постоянным по величине. Ротор имеет постоянное магнитное поле. Полюс N ротора будет двигаться к полюсу S магнитного поля статора, и наоборот. Это магнито-механическое притяжение создает силу, которая заставляет ротор следовать за вращающимся магнитным полем синхронным способом.
США Патент 381968 : Способ и схема работы электродвигателей с поступательным переключением передач; Полевой магнит; Арматура; Электрическое преобразование; Экономичный; Передача энергии; Простая конструкция; Более легкая конструкция; Принципы вращающегося магнитного поля. Постоянный магнит в таком поле будет вращаться, чтобы поддерживать свое выравнивание с внешним полем. Этот эффект использовался в первых электродвигателях переменного тока . Вращающееся магнитное поле может быть создано с использованием двух ортогональных катушек с разностью фаз на 90 градусов в их переменных токах. Однако на практике такая система будет питаться по трехпроводной схеме с неравными токами. Это неравенство может вызвать серьезные проблемы при стандартизации сечения проводника. Чтобы преодолеть это, используются трехфазные системы, в которых три тока равны по величине и имеют разность фаз 120 градусов. В этом случае вращающееся магнитное поле будут создавать три одинаковые катушки, имеющие взаимные геометрические углы 120 градусов. Способность трехфазной системы создавать вращающееся поле, используемое в электродвигателях, является одной из основных причин доминирования трехфазных систем в мировых системах электроснабжения.
Вращающиеся магнитные поля также используются в асинхронных двигателях. Поскольку магниты со временем ухудшаются, в асинхронных двигателях используются закороченные роторы (вместо магнита), которые следуют за вращающимся магнитным полем многослойного статора . В этих двигателях короткозамкнутые витки ротора создают вихревые токи во вращающемся поле статора, которые, в свою очередь, перемещают ротор на силу Лоренца. Эти типы двигателей обычно не являются синхронными, но вместо этого обязательно имеют некоторую степень «скольжения», чтобы ток мог создаваться из-за относительного движения поля и ротора.
В 1824 году французский физик Франсуа Араго сформулировал существование вращающихся магнитных полей с помощью вращающегося медного диска и иглы, названных вращениями Араго. Английские экспериментаторы Чарльз Бэббидж и Джон Гершель обнаружили, что они могут вызвать вращение в медном диске Араго, вращая под ним подковообразный магнит с английским ученым Майклом Фарадеем позже приписал эффект электромагнитной индукции. В 1879 году английский физик заменил подковообразные магниты на четыре электромагнита и, вручную включая и выключая выключатели, продемонстрировал примитивный асинхронный двигатель.
Практическое применение вращающегося магнитного поля в Электродвигатель переменного тока обычно приписывается двум изобретателям, итальянскому физику и инженеру-электрику Галилео Феррарис и сербско-американскому изобретателю и инженеру-электрику Николе Тесла. Тесла утверждал в своей автобиографии, что эта идея пришла ему в голову в 1882, когда он гулял в парке и рисовал ее на песке, чтобы показать другу, как это сработало. Феррарис писал об исследовании концепции и построил работающую модель в 1885 году, хотя независимого подтверждения ни одного из утверждений нет. В 1888 году Тесла получил патент США (патент США 0,381,968 ) на свою конструкцию, и Феррарис опубликовал свое исследование в статье для Королевской академии наук в Турине.
