图解发电机组的工作原理

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图解发电机励磁原理(2024)

对于要求高精度和快速响应的应用场合，应选择具有高性能的控制策略和优化方法，如最优励磁控制策略结合遗传算法或粒子群优化算法等。
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05
发电机励磁系统故障诊断与处理措施
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常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
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发电机励磁调节器原理与结构
2024/1/26
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调节器基本原理
2024/1/26
电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应原理，将输入的交流电转换为直流电，为发电机的励磁绕组提供励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正常的元器件替换后观察故障是否消除，以验证故障部位和原因。
2024/1/26
测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁系统各点的电压、电流、波形等参数，与正常值进行比较分析，进一步确定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁系统故障进行自动诊断和分析，提高故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
2024/1/26
系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求

发电机工作原理

∙汽车发电机工作原理∙交流发电机的结构∙各种发电机的优缺点对比交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。

JF132型交流发电机组件图见图2-5aJF132型交流发电机结构图见图2-5bJF132型交流发电机结构图见图2-5c（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。

转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。

集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。

当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。

当转子转动时，就形成了旋转的磁场。

交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。

见图2-7。

（二）定子定子的功用是产生交流电。

定子由定子铁心和定子绕组成。

见图2-8A定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。

定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。

三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。

1．每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。

2．每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。

3．三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o电角度）例：国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B结构参数如下：磁极对数p6对定子槽数z36槽定子绕组相数m3相每个线圈匝数N13匝绕组联结方法Y型联结在国产JF13系列交流发电机中，一对磁极占6个槽的空间位置（每槽60o电角度），一个磁极占3个槽的空间位置，所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽，每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽，三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽，8个槽，14个槽等。

图解汽轮发电机组工作原理及结构(ppt)

太阳能发电和风力发电流程（热核反应)，4氢—1氦，1KG氢的
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的能量，进行发电。
中国核电站分布图
原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应，产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核裂变反应。
图解汽轮发电机组工作原理及结构 (ppt)
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机锅炉集中控制室
600前希腊人泰勒斯发现了电（丝绸和琥珀麽擦产生静电）
1660年德国人埃里克发明了世界上第一台摩擦发电机（产生静电没有实用的价值）
。
1780年意大利医生加法尼,通过动物组织对电流的反应（他认为电是动物组织产生的）
1799年意大利物理学家伏特,他认为电不是来源动物 1800年伏特他发明了世界上第一块电池
1821年英国人法拉第发明了世界上第一台发电机。 1831年他发现当电磁铁穿过一个闭合回路时，线圈内就会产生电流，这就是“电磁感应”。由此他发明了世界上第一台永久磁铁能连续生产电流的发电机
1876年德国人西门子他发明了，采用电磁铁连续生产电流的发电机。
从作用力方面分析原理
蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力降低，速度增加一方面通过速度方
向的改变，产生冲动力F1
蒸汽在动叶中继续膨胀，压力降低，所产生的焓降转化为动能造成动叶
出口的相对速度w2大于进口相对速度w1，使汽流产生了作用于动叶上的与汽流方向相反的反动力Fr。

《发电机的工作原理》课件

交流发电机工作原理
总结词
通过相位和幅值的调节，实现电压和电流的控制。
VS
详细描述
在交流发电机中，相位和幅值的调节是实现电压和电流控制的关键。通过改变励磁绕组的电流大小和方向，可以改变磁场强度和方向，从而改变感应电场的大小和方向，实现电压和电流的控制。
发电机的工作条件
总结词
需要满足一定的条件才能正常工作。
详细描述
在直流发电机中，换向器和电刷的作用是实现电流方向的改变。换向器由多个换向片组成，与转子轴固定在一起，随着转子的旋转而转动。电刷则固定在定子上，与换向片接触，将电流引入或引出。
交流发电机工作原理
总结词
利用电磁感应原理，将机械能转换为交流电能。
详细描述
交流发电机利用电磁感应原理，将机械能转换为交流电能。在发电机运行时，转子在原动机的带动下旋转，使得励磁绕组产生磁场，这个磁场与定子绕组产生感应电场，从而产生交流电压和电流。
应用领域拓展
新能源领域
随着新能源技术的不断发展，发电机将广泛应用于风能、太阳能等新能源发电领域。
电动汽车领域
随着电动汽车市场的不断扩大，发电机将作为电动汽车的重要组件之一，发挥更加重要的作用。
工业领域
在工业领域中，发电机将广泛应用于各种设备和机器的驱动和供电。
未来展望
创新发展
未来发电机的发展将更加注重创新，不断推出新技术、新产品和新服务，满足市场的多样化需求。
《发电机的工作原理》ppt课件
目录
• 发电机简介 • 发电机工作原理 • 发电机结构 • 发电机维护与保养 • 发电机发展前景
01 发电机简介
发电机定义
总结词
发电机是一种将其他形式的能量转换为电能的装置。

风力发电机工作原理图

风力发电机工作原理图
风力发电机是一种利用风能转换为电能的装置，其工作原理图如下：
1. 风能转换。

当风吹过风力发电机的叶片时，风的动能被转换为叶片的动能。

风力发电机通
常由多个叶片组成，这些叶片被设计成可以捕捉更多的风能，并将其转换为机械能。

2. 机械能转换。

叶片的运动会带动风力发电机的转子转动。

转子连接着发电机的发电部件，当
转子转动时，机械能被转换为电能。

3. 发电部件工作原理。

发电部件通常由磁场和线圈组成。

当转子转动时，磁场和线圈之间会产生相对
运动，从而产生感应电动势。

这个电动势随着转子的转动而改变，最终被转换为交流电能。

4. 输电。

发电部件产生的电能会被输送到变压器中，经过变压器升压后，再输送到电网中。

风力发电机的工作原理图清晰地展示了风能如何被转换为电能的过程。

这种清
洁能源的利用方式对环境友好，能够有效减少对化石燃料的依赖，是未来发展的重要方向之一。

发电机工作原理 ppt课件

发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设备供电，并向蓄电池充电。
汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。
汽车上采用硅整流交流发电机，它以硅二极管为整流器，将交流电转变成直流电。具有结构简单、体积小、重量轻、功率高、工作可靠、寿命长、维修方便等特点。
由此可知：发电机的输出电压U与转速ｎ和磁通φ成正比。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
一、电压调节器的工作原理（教材P33）
当发电机的转速升高时，减小磁场电流，以减弱磁通φ，使φｎ基本保持不变，从而维持端电压的不变。
二、电压调节器的分类
触点式电压调节器
晶体管电压调节器
集成电路电压调节器
汽车用发电机在刚开始发电时，转子绕组由蓄电池供电产生磁场，属于他励；待发电机旋转起来，输出电压高于蓄电池电压时，发电机向磁场绕组供电，励磁方式由他励变为自励。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
§2-4、交流发电机的调节器
发电机的输出电压与发电机转子的转速有关：
U≈E＝Cφｎ
C—为发电机的结构常数 φ—为磁极磁通ｎ—为发电机转速
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
§2-6、发电机与充电系统的测试
一、输出直流电压的测试
起动发动机，并在怠速状态下运行，用数字万用表测量蓄电池两端的电压。
电压读数应在13～15伏之间（具体视调节器的设定值而定，如GM公司为 14.7±0.5V）。
当发电机的转速升高时，发电机输出的直流电压基本保持不变。
整流器是将交流电转换成直流电的一种装置，在车用发电机中，一般采用三相桥式整流电路作整流器。

康明斯伟力柴油发电机_图文_图文

康明斯伟力柴油发电机_图文_图文.ppt
发电机组结构及基本原理
康明斯/伟力柴油发电机
柴油发电机组由柴油机、发电机、控制系统三大部分及其他辅助设备组成
康明斯/伟力柴油发电机
一、柴油发电机工作原理
简而言之，就是柴油机驱动发电机运转。

在汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压
雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，
1、将充电机断电 2、做好安全措施 3、将蓄电池负极一端接线拆除。（操作中注意安全措施）
康明斯/伟力柴油发电机
十四、柴油发动机维护保养：
结合宝鸡站设备维护保养大表进行维护：
3、控制系统控制系统作用：柴油发电机组工作过程的监示和控制，包括柴油机工
作参数的测量显示、发电机电量测量显示、发电机输出主回路控制、柴油机、发电机保护及发电组过程控制。按结构分：（a）一体化控制箱（b）分体控制屏按功能分：(a)手动型(b)自动化型(c)并联型
二、部件介绍
康明斯/伟力柴油发电机
柴油发电机操作前的检查和准备：
在手动起机或把机组放在自动起动前，应作以下工作：控制屏各项参数检查。发电机组的接地检查。机油油位检查，油位应在油尺的高低标记线之间。散热水箱水位应符合要求，水箱水位低则添加冷却水。通风散热检查。确保机房进出风畅通无阻，进出通风量符合机组冷却要求。排气管检查。波纹管没有弯曲变形，排气管无泄漏，排气畅通。燃油管路、油箱检查。燃料油注油阀关闭，燃油管路畅通，油箱液位在规定的范围内。电池检查。电池电压符合机组起动要求，不能低于24V，充电机工作正常。检查所有连接管件紧固无渗漏；传动皮带、风扇等传动部件的护盖是否盖好。

图解发电机励磁原理

器向发电机提供励磁电流，建立磁场。当发电机端电压或电流发生变化时，励磁调节器自动调节励磁电流的大小，以维持发电机端电压稳定。当发电机停机或故障时，灭磁装置迅速切断励磁电流。
励磁系统类型与特点
直流励磁机励磁系统
采用直流发电机作为励磁电源，具有结构简单、运行可靠的特点。
交流励磁机励磁系统
采用交流发电机作为励磁电源，通过整流装置提供直流励磁电流，具有较大的灵活性和适应性。
04
发电机励磁系统故障诊断与处理
常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁回路开路、励磁绕组短路等原因导致。
励磁过流
可能是由于励磁回路短路、励磁绕组接地等原因导致。
励磁电压不稳定
可能是由于电源电压波动、励磁调节器故障等原因导致。
故障诊断方法与技巧
观察法
通过观察发电机运行时的励磁电压、电流波形等参数，判断是否
下坚实基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发展动态，了解新技术、新方法的应用情况，不断提升自己的专业素养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加强实践动手能力，培养解决实际问题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学科知识，如电力系统分析、电机学等，提升综合分析和解决
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发展，未来发电机励磁系统将更加数字化和智能化，实现更精确的控制和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电机励磁系统将向多功能集成化方向发展，如集成无功补偿、谐波治理等功能。

图解发电机励磁原理

开关励磁
可控硅励磁原理
三相全控桥电路 α=00:强励状态，AC变DC α=α0:整流状态，AC变DC α=1500:逆变状态，D电C力变工程A技C术（china-dianli）
全控桥与半控桥
全控桥：
整流与逆变整流特征相同能够逆变也能续流 Uf反相恒定
If线性衰减灭磁快
半控桥：
整流与续流整流特征相同不能逆变只能续流
性的振荡）（稳定余度好极限功率问题、安稳切机问题）； ❖ 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；
（周期性振荡）（安稳切机问题、继电保护问题）； ❖ 动态稳定是微小扰动或者是大扰动1－2周波后（暂稳后期），
因自动调节作用产生的电力稳工定程技性术（稳chi定na-d（ianli励）磁PSS问题）。
整流器输入开关
的定义：灭磁开关 &隔离开关：按是否投灭磁电阻而定电力工程技术（china-dianli）
现代励磁基础
同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）
电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、IGBT等
PN结、单相导通特性、可控硅伏安特性
可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲
可控硅关断条件：反向电压同步电压、触发脉电冲力工、程技脉术宽（ch调ina-制dianli）
2. 从电力系统角度研究励磁（励磁技术高级）
提高系统的静态稳定性（小扰动稳定）提高系统的动态稳定性（小扰动失稳）提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定）
励磁是发电机励磁，也是电系力统工程的技术励（磁chin，a-dia但nli）更重要的还是发电机励磁
励磁控制系统的主要任务
1、同步发电机励磁控制系统的最基本和最主要的任务是维持发电机电压在给定水平上

图解发电机励磁原理

现在励磁控制系统规律大多采用传统经典控制理论：PID+PSS 励磁控制系统科研主要内容：电力系统稳定器PSS；线性最优控制规律（华中科技大学）；非线性最优控制规律（清华大学）。
电力系统励磁控制发展过程： PID 控制； PSS 控制线性最优控制LO－PSS （Linear Optimal Control）非线性最优控制NO－PSS （Nonlinear Optimal Control）非线性鲁棒控制NR－PSS （Nonlinear Robust Control）
题）； ❖ 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；（周期性振荡）（安稳切机问题、继电保护问题）； ❖ 动态稳定是微小扰动或者是大扰动1－2周波后（暂稳后期），因自动调节作用产生的稳定性稳定（励磁PSS问
题）。
我国电力系统稳定导则定义
静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。稳定导则还规定，在有防止事故扩大的相应措施的情况下，水电厂送出线路或次要输电线路下列情况下允许只按静态稳定储备送电。暂态稳定是指电力系统受到大扰动后, 各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。暂态稳定的判据是电网遭受每一次大扰动后，引起电力系统各机组之间功角相对增大，在经过第一或第二个振荡周期不失步，作同步的衰减振荡，系统中枢点电压逐渐恢复。动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。动态稳定的判据是在受到小的或大的扰动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角和输电线路功率呈衰减振荡状态，电压和频率能恢复到允许的范围内。
励磁是发电机励磁，也是系统的励磁，但更重要的还是发电机励磁
励磁控制系统的主要任务

发电机工作原理演示幻灯片

线和切向磁拉力
– 转矩产生了
定子磁场
N
S
N
S
N
S
N
R转o子tor
负载运行
13
不同运行方式下的模型
• 运行方式
– 空载: 径向磁力线, 没有转矩
– 电动机运行: 定子磁场 “拉着” 转子磁场 (驱动转矩)
空载
– 发电机运行: 转子磁场 “拉着”定子磁场 (制动转矩)
• 失步
– 磁力线不能 “约束” 磁拉力
定子温升限制线
0.95
1.0
2
0.8
0.90
0.85 0.80
14.起吊设备能力（t）限制
15.运输尺寸重量（m3，t）限制
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与电磁设计相关联的发电机振动问题
• 定子的100Hz频率的零节点振动：由电网电压不平衡产生的负序电流造成。
• 定子的分数次谐波振动：发电机采用不恰当的分数槽绕组和绕组接线。
• 发电机有功输出功率大幅波动：发电机固有频率（扭振频率）与水轮机尾水脉振频率产生共振造成。对额定转速为300r/min左右的水轮发电机组，在水轮机部分出力（50～80％）下可能产生。
,额定转速nN（r/min）：按水轮机。由额定转速nN和额定频率
6.飞逸转速nr（r/min）：按水轮机。
7.飞轮力矩GD2（tm2）：由电电力系统稳定性和水轮机调保计算确定。
8. 短路比 Kcc：由电力系统对发电机的静态稳定度要求提出。
9. 纵轴瞬变电抗X’d（标么值）：由电电力系统对发电机的动态稳定度要求提出。
N
S
S
– 电流在时间上相差 120° 电角度
– 如同转子，定子产生一个旋转磁场，与电网频率n =60 f / p 同步旋转

发电机组的工作原理生动图解详细易懂

发电机基础
OPE Service
发电机结构 (自励磁方式)
① ② ① 定子 (主线圈) ② 副线圈 ③ 电刷
③
⑤ ⑦ ④ ⑥
④ 滑环 ⑤ 磁场系统 (转子线圈) ⑥ A.V.R (Auto Voltage Regulator) ⑦ 探测头
发电机基础
电压调整步骤
【有刷 & AVR 控制】
OPE Service
导体电阻值取决于物质本身导电性能
发电原理
法拉第法则磁场
OPE Service
磁铁移动线圈产生电流 (电动势)
线圈电流
Permanent Magnet
电流表移动
发电原理
法拉第法则 ① ① 磁场越强电流越大 (电动势)
OPE Service
②
② 移动越快
电流越大
③
③ 线圈越多
电流越大
发电原理
电刷
二极管组
转子磁场线圈 (FC)
转子励磁线圈
电刷
主线圈
副线圈 AVR 发动机
励磁线圈
步骤： 1. 发动机转动 → 带动飞轮上的永久磁铁 2. 磁场移动 → 励磁线圈产生电压 3. → AVR 转换成直流电提供给转子励磁线圈. 4. → 转子励磁线圈产生弱磁场 5. → 转子磁场转动 → 主 & 副线圈产生电压. 6. → AVR 把副线圈的电压转换成直流电并增加转子励磁线圈电流. 7. 转子磁场增强 8. → 主线圈产生额定电压. 9. 主线圈带载 → AVR 检测主线圈电压 → 低电压:提高转子励磁线圈电流. → 高电压:降低转子励磁线圈电流 10. → 主线圈电压自动保持恒定
线路接法
OPE Service

发电机原理图

柴油发电机组原理图柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。

从性能价格比、对工作环境的要求、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。

但是柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。

因此,柴油发电机组和UPS 通常是取其各自的优势构成一个完善的、可靠的电源系统,以确保重要设备的不间断供电。

柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。

各种用电设备要依靠它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。

1 同步发电机的工作原理同步发电机是根据电磁感应原理制造的。

主要组成部分如图1。

现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。

定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。

发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。

一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。

转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。

这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。

工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。

1—前端盖;2—出风盖板;3—轴承;4—定子;5—端子箱侧板;6—电压调节器;7—调节器支架;8—端子箱顶盖;9—端子箱前后板;10—接线板;11—接线板支架;12—端子箱侧板;13—吊攀;14—轴承盖;15—进风盖板;16—后端盖;17—励磁定子;18—励磁定子固定螺栓;19—轴承;20—旋转整流器;21—励磁电枢;22—接地牌;23—转子;24—风扇;25—永磁机机壳;26—永磁机转轴;27—永磁机转子;28—永磁机定子;29—永磁机定子固定螺栓;30—永磁机转子固定螺栓;31—垫圈;32—永磁机盖板图1 双轴承发电机剖视图转子及其恒定磁场被柴油机带动快速旋转时,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成一个旋转的磁场,称为转子磁场或主磁场。