Feldspule

Eine Feldspule ist eine Spule aus elektrisch leitfähigem Draht, die um einen magnetischen Kern oder eine magnetische Baugruppe gewickelt ist und dazu dient, ein magnetisches Feld zu erzeugen. Durch das Anlegen von Strom erzeugt die Feldspule einen Magnetfluss, der in elektromagnetischen Geräten mit einem geeigneten many Fluxweg wirkt. In Gleichstrommaschinen wird die Feldspule verwendet, um das Erregungsfeld festzulegen, das mit dem Läufer interagiert und so Drehmoment oder induzierte Spannung bestimmt.

Aufbau und Funktionsweise: Die Feldspule besteht meist aus kupfernem Draht mit Isolationsbeschichtung, der um einen Eisen- oder Stahlkern gewickelt ist. Der Kern bildet den magnetischen Kreislauf, oft in Form von Polschuhen und einer yoke-Struktur, um Verluste durch Wirbelströme zu minimieren. Die Feldstärke hängt von der Ampere-Wicklungszahl (NI) ab; der Spulenwirkungsgrad wird von Widerstand, Wärmeabfuhr und dem äquivalenten magnetischen Widerstand beeinflusst.

Typen: In Gleichstrommaschinen unterscheiden sich Feldspulen durch die Anordnung der Stromzufuhr. Die gängigsten Bauformen sind die Shunt-Feldwicklung (Parallelschaltung mit dem Armaturenkreis), die Serien-Feldwicklung (in Reihe mit dem Armaturelektrik), sowie gekuppelte oder zusammengesetzte Anordnungen (Compound-Feld). Oft erfolgt die Erregung separat oder selbst-erregend; in vielen modernen Anwendungen werden auch Permanentmagneten als Erregung verwendet.

Betrieb und Anwendungen: Die Feldspule lässt sich durch Anpassung der Erregerströme regeln, etwa zur Drehzahl- oder Laststeuerung in DC-Motoren und -Generatoren. Häufige Anwendungen finden sich in Antrieben von Bahnen, Industrieanlagen und älteren Maschinen. Moderne Designs verwenden gelegentlich permanentmagnetische statt feldgeführter Erregung, um Wartung zu reduzieren.