rotorontwerpen

Rotorontwerpen omvat het plannen en optimaliseren van de roterende onderdelen in systemen zoals elektromotoren, generatoren en turbines. Het doel is een veilige, efficiënte en betrouwbare werking over het gewenste operationele bereik, met aandacht voor belastingen, warmteafvoer en trillingen. Een rotor werkt samen met een stator of met externe stroming en bepaalt mede het vermogen, het toerental en de verliezen van de machine.

Bij elektrische machines zijn magnetische, mechanische en thermische aspecten cruciaal. Ontwerpen richten zich op de afstemming tussen rotor en stator, de keuze van rotorconfiguratie (cilindrische of salient-pole rotor; met permanente magneten of wikkelingen; al dan niet met een kortsluitend rooster) en de integratie met koeling en afdichtingen. Doel is hoog rendement, geschikt vermogen, beperkte slip en beheersbare warmtegeneratie. Ook de gewicht- en sterkteverhouding speelt een rol, omdat massa en inertia invloed hebben op dynamiek en betrouwbaarheid.

Bij windturbines ligt de focus op rotorbladen, hub en nacelle. Het ontwerp van de blades omvat aerodynamische profielkeuze, gewicht en stijfheid, verbindingen en weerstand tegen vermoeiing. Belangrijke aspecten zijn pitch-regeling, toerentalbereik, tip-speed ratio en geluidsreductie. Materialen bestaan meestal uit koolstof- en glasvezelcomposieten; productie en inspectie zijn bepalend voor duurzaamheid en onderhoudsfrequentie.

Bij water- en stoomturbines gaat het om rotorbladen en rotorwielen die hoge krachten en vibraties dragen. Belangrijke aandachtspunten zijn sterkteberekeningen, cavitatie- en slijtagebestendigheid, balans en warmteafvoer, met name bij grote installaties.

Ontwerpprocessen maken gebruik van rekentechnieken zoals finite-elementanalyse (FEA) en computational fluid dynamics (CFD), evenals multi-physics simulaties. Prototyping, testen en veldmonitoring leveren feedback voor iteratie en kwaliteitsborging. Normen en veiligheidskaders bieden een raming voor praktijktoepassingen.