При наличии трехфазного тока, т. е. системы трех токов, сдвинутых по фазе друг относительно друга на 2?/3 (треть периода), очень легко получить вращающееся магнитное поле без механического вращения магнита и без всяких дополнительных устройств. Рис. 351, а показывает, как это осуществляется. Мы имеем здесь три надетые на железные сердечники катушки, расположенные друг относительно друга под углом 120°. Через каждую из этих катушек проходит один из токов системы, составляющей трехфазный ток. В катушках создаются магнитные поля, направления которых отмечены стрелками В1,В2, В3. Магнитная индукция же каждого из этих полей изменяется с течением времени по тому же синусоидальному закону, что и соответствующий ток (рис. 351, б). Таким образом, магнитное поле в пространстве между катушками представляет собой результат наложения трех переменных магнитных полей, которые, с одной стороны, направлены под углом 120° друг относительно друга, а с другой стороны, смещены по фазе на 2?/3. Мгновенное значение результирующей магнитной индукции В представляет собой векторную сумму трех составляющих полей в данный момент времени:
Если мы теперь станем искать, как изменяется со временем результирующая магнитная индукция В, то расчет показывает, что по модулю магнитная индукция результирующего поля не изменяется (В сохраняет постоянное значение), но направление вектора В равномерно поворачивается, описывая полный оборот за время одного периода тока.
Не входя в подробности расчета, поясним, каким образом сложение трех полей В1, В2, В3 дает постоянное по модулю вращающееся поле. На рис. 351, б стрелками отмечены значения магнитной индукции трех полей в момент t=0, когда B2=0, в момент t=T/3, когда B2=0, и в момент t=2T/3, когда B3=0, а на рис. 351, в выполнено сложение по правилу параллелограмма магнитных индукций В1, В2 и В3 в эти три момента, причем направления стрелок В2 и В3, B1 и В3, B1 и В2 соответствуют рис. 351, а. Мы видим, что результирующая магнитная индукция В имеет во все три указанных момента один и тот же модуль, но направление ее поворачивается за каждую треть периода на одну треть окружности.
Если в такое вращающееся поле поместить металлическое кольцо (или, еще лучше, катушку), то в нем будут индуцироваться токи так же, как если бы кольцо (катушка)
434
вращалось в неподвижном поле. Взаимодействие магнитного поля с этими токами и создает силы, приводящие во вращение кольцо (катушку). В этом заключается основная идея трехфазного двигателя с вращающимся полем, впервые осуществленного М. О. Доливо-Добровольским.
Устройство такого двигателя ясно из рис. 352. Его не-
Рис. 352. Трехфазный двигатель переменного тока в разобранном виде: 1 — статор, 2 — ротор, 3 — подшипниковые щитки, 4— вентиляторы, 5 — вентиляционные отверстия далее