Statorwicklungen

Statorwicklungen sind die Wicklungen des Stators, des ruhenden Teils vieler rotierender elektrischer Maschinen. Sie erzeugen das statorische Magnetfeld, indem sie mit mehrphasigem Wechselstrom gespeist werden. Das sich daraus ergebende Drehfeld interagiert mit dem Rotor, wodurch sich dieser in Bewegung setzt oder synchron läuft.

Konstruktion und Aufbau: Die Wicklungen bestehen aus isoliertem Leitermaterial, typischerweise Kupfer oder Aluminium. Die Leiter werden zu Spulen gewickelt und in den Nutkanälen des Statorlammers befestigt. Wicklungen können als verteilte Wicklungen oder als konzentrierte Wicklungen ausgeführt sein; oft werden sie kurz gepitcht, um Oberwellen zu reduzieren. Die Wicklungen sind durch Isolation, Lack- oder Klebersysteme geschützt und unterliegen strengen Isolationsklassen, die Temperatur- und Feuchtigkeitsbestimmungen berücksichtigen.

Anordnung und Verbindung: In dreiphasigen Systemen werden drei Wicklungsgruppen so angeordnet, dass sie um 120 Grad elektrische Phasenverschiebung versetzt sind. Die Verbindung erfolgt üblicherweise als Stern- oder Dreieckverbindung, je nach Netzspannung, Leistungsbedarf und Maschinencharakteristik. Die mechanische und elektrische Balance der Wicklungen beeinflusst das Kupferverlustverhalten, die Leckinduktanz und das Temperaturverhalten.

Wichtige Kennwerte: Zu den zentralen Größen gehören der Wicklungsfaktor Kw, der Anzahl der Windungen pro Phase, der Leiterquerschnitt und die Kennwerte der Isolation. Die Wicklung beeinflusst Verluste, Wärmeentwicklung, Flussverteilung und das Mast- bzw. Luftspaltverhalten.

Anwendungen: Statorwicklungen finden sich in Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen, Generatoren und bürstenlosen Motoren. Sie bilden das energieführende Element des Stators und bestimmen grundlegende Leistungsmerkmale wie Spannung, Strom, Drehmoment und Effizienz.