旋转磁场

概念定义

旋转磁场（rotating magnetic field）是磁感应矢量随时间在空间中以固定频率旋转的磁场。在交流电机中，它表现为气隙内的磁场沿定子与转子铁心的圆柱面不断旋转。旋转磁场为电能与转动机械能之间的相互转换提供基本条件，也可用于测量仪表等装置。

交流电机通常以定子绕组产生旋转磁场。三相交流电机的定子设有对称的三相绕组；当任意一相绕组单独通入交流电流时，该相产生的是脉振磁场。平衡三相电流通入三相对称绕组后，各绕组产生的磁场共同形成在空间中持续旋转的磁场，其磁场对称轴线也随时间转动。

磁场转动的速度称为同步转速或同步速，通常以每分钟转数表示。同步转速由电压频率与磁极对数决定，其中频率以 f 表示，磁极对数以 P 表示。在50赫兹电源条件下，两极电机的磁极对数为1，同步转速为3000转/分；四极电机的磁极对数为2，同步转速为1500转/分。

旋转磁场的形成涉及定子三相绕组、通入绕组的平衡三相电流，以及定子和转子铁心之间的气隙。定子绕组负责建立磁场，气隙则是交流电机中旋转磁场所在的空间。磁感应矢量在该空间持续改变方向，使磁场围绕固定轴心以一定速度旋转。

按照磁场的空间旋转形态，旋转磁场可分为圆旋转磁场和椭圆旋转磁场。两者都属于随时间在空间旋转的磁场，区别体现在磁场旋转的空间形态。

旋转磁场广泛用于交流电机。在这类设备中，定子绕组产生的旋转磁场参与电能与转动机械能之间的转换，是电机实现旋转运动的基本条件。除交流电机外，旋转磁场也应用于测量仪表等装置，用作相关电磁作用的基础。