概念解釋

旋轉(zhuǎn)磁場是一種大小不變,，而以一定轉(zhuǎn)速在空間旋轉(zhuǎn)的磁場。在對稱三相繞組中流過對稱三相電流時會產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁場,，該磁場隨電流交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著,。

交流電機(jī)氣隙中的磁場。因其沿定,、轉(zhuǎn)子鐵心圓柱面不斷旋轉(zhuǎn)而得名,。旋轉(zhuǎn)磁場是電能和轉(zhuǎn)動機(jī)械能之間互相轉(zhuǎn)換的基本條件。

通常三相交流電機(jī)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(chǎn)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(chǎn)生一個在空間旋轉(zhuǎn)的磁場,。磁場的對稱軸線φ隨時間而轉(zhuǎn)動,，其轉(zhuǎn)速ns由電流頻率f和磁極對數(shù)P決定 ns稱為同步轉(zhuǎn)速或同步速（以轉(zhuǎn)每分表示）。中國應(yīng)用的工業(yè)電源的頻率f為50赫,于是兩極電機(jī)(P=1)的ns=3000轉(zhuǎn)/分,；四極電機(jī)(P=2)的ns=1500轉(zhuǎn)/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(zhuǎn)過一對極,。

若近似地認(rèn)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(chǎn)生的是一個振幅不變的旋轉(zhuǎn)磁場,。這時矢量Ø在旋轉(zhuǎn)過程中它的末端軌跡為一圓形,，故名圓形旋轉(zhuǎn)磁場,。這個結(jié)論可以推廣到一般的多相（包括兩相）系統(tǒng)。即多相電機(jī)對稱繞組通以平衡多相交流電流,，則產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場,。

一般說來，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)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(diào)再接向電源,，即通入三相繞組的電流相序相反，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向也跟著相反,。

如果三相電流不平衡,，可用對稱分量法把三相電流系統(tǒng)分解為正序電流系統(tǒng)和負(fù)序電流系統(tǒng)。正序電流系統(tǒng)產(chǎn)生一個正向圓形旋轉(zhuǎn)磁場,，負(fù)序電流系統(tǒng)產(chǎn)生一個反向圓形旋轉(zhuǎn)磁場,。一般情況，兩個磁場振幅大小不等,，其合成磁場矢量的末端軌跡為一橢圓形,，故名橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。這個結(jié)論也可以推廣到一般的多相(包括兩相)電機(jī),。

分類

圓旋轉(zhuǎn)磁場

磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的箭頭末端沿圓周移動的旋轉(zhuǎn)磁場,。

順時針旋轉(zhuǎn)磁場：三個完全一樣的線圈AX、BY,、CZ在空間沿著順時針方向彼此間隔120°,，其中BY在AX之后，CZ又在BY之后(圖2),。若對這三個線圈的始端A,、B、C通入正序的對稱三相電流,，則在三個線圈的中心處O所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的模B=3/2Bmp(Bmp為每一相電流在O處產(chǎn)生的正弦磁感應(yīng)強(qiáng)度的振幅),，矢量B與x軸的夾角β=π-ωt。這樣,，隨著時間的增加,，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的大小保持為3/2Bmp不變，同時以角速度ω在空間作順時針旋轉(zhuǎn),，故該磁場為順時針旋轉(zhuǎn)的圓旋轉(zhuǎn)磁場,。圖3是該磁場中在t=0、T/4,、T/2和3/4T時的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的示意圖(設(shè)A相電流iA的初相位為零),。其中周期T=2π/ω，rA0,、rB0和rC0是指示方向的單位矢量,，長度為1,，方向則與所對應(yīng)的線圈的繞行方向成右手螺旋關(guān)系。

逆時針旋轉(zhuǎn)的磁場：三個線圈的始端A,、B,、C處通入負(fù)序的三相對稱電流，則在三個線圈的中心處O的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的模B=3Bmp/2,，但矢量B與x軸的夾角β=ωt,。隨著時間的增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的大小不變,，卻以角速度ω作逆時針旋轉(zhuǎn),，故該磁場是逆時針旋轉(zhuǎn)的圓旋轉(zhuǎn)磁場。

三相電動機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)：三相電動機(jī)定子上三個線圈叫做定子繞組,。將該電動機(jī)接于用戶端的三相電源線上,，若通入定子繞組AX、BY,、CZ始端的是正序的對稱三相電流,，繞組電流會在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使電機(jī)正轉(zhuǎn);若通入的是負(fù)序的對稱三相電流,，則三相電動機(jī)反轉(zhuǎn),。三相電動機(jī)正常工作時一般是正轉(zhuǎn)的。這樣,，三相電動機(jī)接到三相電源線之前,，需先用相序指示器確定好三相電源線的A、B,、C的相序,。

橢圓旋轉(zhuǎn)磁場

磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的末端移動的軌跡為橢圓的旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)三個線圈不一樣或者是通入三個線圈始端的是正序(負(fù)序)不對稱三相電流,，則隨著時間的增加磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B末端移動的軌跡為橢圓,，故該磁場為橢圓旋轉(zhuǎn)磁場。

產(chǎn)生條件

產(chǎn)生的基本條件：兩個磁軛的幾何夾角與兩相激磁電流的相位差均不等于0度或180度,。

應(yīng)用實例

三相感應(yīng)電動機(jī)：定子繞組由三相交流電源供電,，轉(zhuǎn)子繞組中的電流靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生，從而把電能變成機(jī)械能的裝置,。又稱異步電動機(jī),。

所謂二極是指定子繞組通電后將定子鐵心內(nèi)壁劃分為一對磁極,，磁感應(yīng)線發(fā)出的極面稱為N極,，磁感應(yīng)線進(jìn)入的極面稱為S極。三相感應(yīng)電動機(jī)主要由定子(電動機(jī)不動部分)和轉(zhuǎn)子構(gòu)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(nèi)壁開槽，槽內(nèi)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120°,，稱為對稱三相繞組,。

由于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率有固定的關(guān)系，所以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速,。旋轉(zhuǎn)方向是順時針,。說明是由電流超前的相轉(zhuǎn)向電流落后的相。

當(dāng)定子三相繞組通入三相對稱電流后電動機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一個圖4所示的旋轉(zhuǎn)磁場,。磁場順時針旋轉(zhuǎn)就相當(dāng)于轉(zhuǎn)子籠條(即鑄鋁的鋁條,，籠條有很多根，圖4中只畫出兩根a1,、a2作代表)a1,、a2逆時針去切割磁感應(yīng)線，于是在轉(zhuǎn)子籠條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流其方向圖4所示,。由于轉(zhuǎn)子電流不是靠通電而是靠感應(yīng)產(chǎn)生,，所以稱為三相感應(yīng)電動機(jī)。由安培定律可判斷出轉(zhuǎn)子籠條所受磁力方向,。轉(zhuǎn)子在這個電磁力矩的作用下也將順時針轉(zhuǎn)動,，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是一致的。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸所帶負(fù)載輕重有關(guān),，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,，否則它將因不受電磁轉(zhuǎn)矩在阻力矩作用下慢下來。因而三相感應(yīng)電動機(jī)又稱三相異步電動機(jī),。二極電動機(jī)中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般在2800轉(zhuǎn)/分以上,，與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相差很小。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速用n1表示,，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速用n表示,，則S=1-n/n1稱為感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率。二極電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率大約在0.02～0.06之間，可見它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化范圍不大,。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向一致,，而旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向又由電流的相序決定，所以當(dāng)調(diào)換兩根電源線時由于電流相序的改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向就要反向,，從而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也就反向,。可見三相感應(yīng)電動機(jī)可通過任意調(diào)換兩根電源線方便地使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸改變轉(zhuǎn)動方向,。

三相感應(yīng)電動機(jī)是靠通電后轉(zhuǎn)軸上帶負(fù)載把電能變成機(jī)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(zhuǎn)矩不大,、調(diào)速性能不好等缺點，在這方面直流電動機(jī)有明顯的優(yōu)越性,。