三相旋转磁场的方向和转速

1.磁场的旋转方向

提起旋转磁场的旋转方向，小李因为已经在实际工作中遇到过这类问题，所以踊跃地说：“这我知道。厂里有一台机床的正、反向控制电路如图1-15a所示。当接触器KM₁得电时，各相绕组通入电流的情况如图1-15b所示，电动机正转；而当接触器KM₂得电时，就把V相和W相的接线交换了，也就是让V相电流通入W相绕组，而让W相电流通入V相绕组，如图1-15c所示，电动机的旋转方向就和原来相反了。在实际工作中，只要交换任意两相就可以了。”

图1-15 旋转磁场的方向

a）V相和W相的接线交换 b）正向相序 c）反向相序

张老师赞许地说：“你能够结合厂里的生产实际来考虑问题，是很好的。接下来，你再分析一下旋转磁场的转速吧。”

2.旋转磁场的转速

小李试着推导如下，由式（1-6）：

x=2τft （1-11）

写到这里，小李抓耳挠腮了半天，红着脸说：“再往下，不知道怎么推了。”

张老师说：“工程上所说的转速，通常用每分钟多少转来表示，旋转磁场转速的符号是n₁，单位是r/min（转/分）。这里面有两件事情：

（1）时间 既然是每分钟的转数，当用n₁来代替x时，时间t就已经确定了，等于60s。

（2）转数 式（1-11）中的节距τ是两个线圈边之间的距离，当电动机只有一对磁极时，1个节距相当于半圈，两个节距才构成1转。式中的2τ就等于1转。所以，式（1-11）可改写为

n₁=60f （1-12）

式（1-12）说明，旋转磁动势的转速是和电流的频率成正比的，你能不能用图解的方法来说明一下？”

小李想了一会儿，就在纸上一边画，一边说：

“根据前面的分析，电流每交变一个周期，磁动势正好旋转一周。所以，如果每秒交变f次，磁动势也就每秒旋转f转，每分钟就旋转60f转。例如，当f=50Hz时，磁动势每转一转，只需20ms，如图1-16a所示；而当f=25Hz时，磁动势每转一转，需要40ms，如图1-16b所示。

图1-16 转速和频率的关系

a）f=50Hz b）f=25Hz

（3）p对磁极时的转速 当电动机有两对磁极时，每相绕组由两组线圈构成，如图1-17b所示，则每个线圈的两个线圈边之间的节距只有一对磁极时的一半了。或者说，式（1-11）应该改写为

n₁=30f

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图1-17 磁极对数与转数

a）一对磁极 b）两对磁极 c）简略示意

以此类推，当电动机有p对磁极时，每相绕组由p组线圈构成，则每个线圈的两个线圈边之间的节距τ只有一对磁极时的1/p了。式（1-11）应该改写为

式中 n₁——旋转磁场的转速，r/min；

f——电流的频率，Hz；

p——磁极对数。

这就是我们所要得到的旋转磁动势的转速公式，旋转磁动势的转速也叫同步转速。

同步转速和磁极对数之间的关系可以用图解的方法来说明，如图1-18所示，是两对磁极时的情形。”

图1-18 同步转速和磁极对数的关系

a）t=0 b）t=T/3 c）t=2T/3

“我看到有一本国外翻译过来的书上，把同步转速的公式写成：

那是怎么回事？”小李问。

“那是你没看仔细。我们国家把符号p定义为磁极的对数，而有的国家把p定义为磁极的个数，当然就和我们的公式相差一倍了。”张老师说到这里，又在纸上列出了一张表，并且说：“因为我国的电源频率都是50Hz，所以，在实际工作中，对于同步转速与磁极对数的关系应该记得很熟，见表1-1。”

表1-1 同步转速与磁极对数的关系

已经九点多了，为了不影响张老师的休息，小李就告辞了。临走前，张老师要小李复习一下异步电动机的工作原理。

小李的归纳

脉动磁场和旋转磁场