Одним из важных преимуществ трехфазной системы яв­ляется простота получения вращающегося магнитного поля, т. е. по величине неизменного магнитного поля, которое крутится снутри электронной машины вокруг ее оси. На использовании вращающегося магнитного поля основано устройство самых рас­пространенных электродвигателей, асинхронных движков трехфазного тока, также нередко используемых синхронных движков. Не считая того, средством вращающегося магнитного поля приводятся в действие многие измерительные приборы и аппараты регулирования и управления.

Методом поочередного конфигурации направления постоянно­го тока в 2-ух катушках, оси которых образуют угол 90°, можно вынудить магнитную стрелку равномерно поворачиваться в пре­делах 360°. Но переключаемый неизменный ток просто поменять переменным, который сам будет изменять направление. При всем этом нужно, чтоб конфигурации направления тока в 2-ух катушках происходили не сразу. Этому требованию удовлетворя­ют два переменных тока, сдвинутые по фазе один относительно другого на четверть периода. На рис. 1 показана система из 2-ух схожих катушек, оси которых образуют угол 90°. Для придания большей равномерности магнитному полю любая из катушек разбита на две части.

Потому что токи относительно смещены по фазе на четверть пе­риода, то магнитные индукции в полях, ими возбуждаемых, дол­жны быть также смещены по фазе одна по отношению к другой. Этому условию сдвига по фазе удовлетворяют синусоида и коси­нусоида.

Если секундное значение индукции в поле первой катушки

В₁= В_т cos ?t,

то секундное зна­чение индукции в поле 2-ой катуш­ки должно быть:

В₂ = В_т sin ?t,

тут В_m — амплиту­да магнитной индук­ции, однообразная в обеих катушках.

Закладываясь посреди устройства, два переменных маг­нитных поля образу­ют результирующее магнитное поле, ин­дукция в каком будет:

B_рез = vВ²₁ + В²₂

потому что направления полей катушек вза­имно перпендику­лярны (см. рис. 1). Подставив в выражение В_ре3 значения В₁ и В₂ как функций времени, получим:

Врез = В_т Vsin² ?t + cos² ?t = В_т

Как следует, результирующее магнитное поле устройства Врез повсевременно по величине, хотя оно и складывается из 2-ух пе­ременных магнитных полей.

Определим сейчас положение результирующего поля в про­странстве. По отношению к оси первой катушки это поле обра­зует угол, определяемый условием:

tg_a =B₂/B₁= sin ?t/ cos ?t=tg ?t

на основании чего a = ?t, т. е. угол, образуемый осью резуль­тирующего поля по отношению к оси катушки, умеренно изме­няется и за время 1-го периода переменного тока:

а = ?t = 2?/T x T=2?

т. е. поле делает полный оборот.

За секунду поле делает f оборотов, а число оборотов поля за минуту n = f • 60

Таким макаром, при стандартной промышленной частоте чис­ло оборотов поля за минуту составит:

п = 50-60 = 3000 об/мин.

Описанная система называется двухфазным вращающимся

магнитным полем. Для возбуждения его нужна двухфазная система переменных токов. Такая система просит для передачи энергии более 3-х проводов (см. рис. 1). Векторы 2-ух линейных токов /_л рассматриваемой системы образуют угол 90°, потому вектор тока в общем проводе /о определяется как гипо­тенуза равнобедренного прямоугольного треугольника. На осно­вании чего ток

/₀ =v2I²_л = v2I_л

Существенно прибыльнее получать крутящееся магнитное по­ле средством трехфазной системы токов, как это было предло­жено М. О. Доливо-Добровольским. Для получения трехфазного вращающегося поля необходимы три однообразные катушки (рис. 2), оси которых образуют углы по 120°.

Можно подсчитать, что в данном случае результирующее поле В_рез= 1,5 в_m, т. е. оно тоже повсевременно по величине.

Это поле крутится в плоскости осей катушек с угловой ско­ростью ?, как и выше рассмотренное двухфазное поле. Сравним сейчас условия двухфазного и трехфазного вра­щающихся полей. При двухфазной системе нужны два про­вода, рассчитанные на линейный ток /_л, и 3-ий провод, рассчи­танный на силу тока v2 /_л. Магнитная индукция во вращающем­ся двухфазном поле равна В_т. При трехфазной системе необхо­димые три схожих провода рассчитаны каждый на силу тока /_л, а индукция во вращающемся поле имеет величину 1,5 В_т.

Как следует, для двухфазной системы необходимо большее се­чение проводов, а крутящееся поле создается в 1,5 раза слабее, чем в трехфазной системе. По этим причинам двухфазный ток, придуманный ранее трехфазного (чешским инженером Тесла), в текущее время применяется исключительно в неких особых устройствах.