Rotorfeldern

Rotorfeldern bezeichnet man allgemein die Felder – magnetische, elektrische oder strömungsbedingte –, die von einem sich drehenden Rotor in einer Maschine erzeugt oder beeinflusst werden. In der Elektrotechnik ist vor allem das magnetische Feld im Luftspalt zwischen Stator und Rotor von Bedeutung, da es die Drehbewegung überträgt. Die Felder entstehen durch Wicklungen, Permanentmagneten oder bewegte Ladungströme.

Bei dreiphasigen Statorwicklungen entsteht durch Phasenverschiebung ein rotierendes magnetisches Feld, das mit der Rotation des Rotors wechselwirkt. In Synchronmaschinen läuft der Rotor synchron zum Feld; in Asynchronmaschinen induziert der Rotor Ströme, die ein eigenes Feld erzeugen und eine Drehung ermöglichen. Unterschiede ergeben sich aus Aufbau, Wellenführung und Betriebszustand, etwa ob der Rotor leitende Käfigströme aufnimmt oder magnetisierte Rotoren verwendet werden.

Außerhalb der Elektrotechnik beschreibt der Begriff auch Rotationsstrukturen in Fluid- oder Luftströmungen um Rotorelemente. Dort spricht man von Rotorströmungsfeldern, die die Strömung, den Druck und damit die Effizienz beeinflussen. Diese Felder werden in der Turbomachinen- und Strömungsforschung analysiert, um Verluste, Geräusche und Vibrationen zu verringern.

Die Gestaltung von Rotorfeldern umfasst die Wahl der Wicklungsanordnung, Materialwahl, Laminierung, Magnetisierung und Kühlung. Leistungs- und Zuverlässigkeitscharakteristika wie Flussdichte, Sättigung, Wirbelströme und Wärmeabfuhr hängen direkt mit dem Feldverhalten zusammen. Messung und Simulation erfolgen mittels Finite-Elemente-M methode, Hall-Sensorik und experimentellen Tests.

Historisch geht die Idee des rotierenden Feldes auf frühe Arbeiten von Nikola Tesla zurück, der ein rotierendes Magnetfeld als Grundlage für Wechselstrommaschinen nutzte. Seitdem ist das Konzept zentral für Konstruktion, Betrieb und Optimierung elektrischer Maschinen und moderner Antriebssysteme.