Statorfelder

Statorfelder sind die magnetischen Felder, die im Stator von elektrischen Maschinen erzeugt werden. Sie entstehen durch die von den Statorwicklungen angelegten Wechselströme und können als Summe von Feldkomponenten beschrieben werden. Im Betrieb von Wechselstrommotoren und -generatoren bildet der Stator ein rotierendes Magnetfeld im Luftspalt zwischen Stator und Rotor.

Bei dreiphasigen Maschinen erzeugen die drei Phasenströme eine zeitlich veränderliche magnetomotorische Kraft, deren Fundamentalkomponente ein Rotationsfeld ergibt. Die Geschwindigkeit dieses Feldes entspricht der synchronen Geschwindigkeit, bestimmt durch Frequenz und Polzahl der Maschine. Das rotierende Statorfeld wirkt auf den Rotor, wodurch Drehmoment entsteht.

In Synchronmaschinen koppelt sich das Statorfeld direkt mit dem Rotor, der aus Permanentmagneten oder läufigen Wicklungen bestehen kann; in Asynchronmaschinen induziert das bewegte Statorfeld Ströme im Rotor, wodurch dieser mit Schlupf dem Feld folgt und Drehmoment entwickelt.

Die räumliche Verteilung des Statorfeldes ist eine Fourier-Reihe aus Grund- und Oberharmonischen, geprägt von Geometrie der Statorfenster, Spaltbreite und Wicklungsverlegung. Eine starke Oberwellenbelastung erhöht Verluste, Erwärmung, Geräuschentwicklung und torque ripple; daher zielt das Design auf eine möglichst reine Fundamentalfeldverteilung.

Statorfelder bilden zentrale Konzepte in der Elektrotechnik und werden in Motoren, Generatoren sowie Transformatoren untersucht. Die Messung erfolgt häufig durch Sensoren am Luftspalt oder durch magnetische Analysen in der Maschinenkonstruktion.