Als Drehfeld wird in der Elektrotechnik ein Magnetfeld bezeichnet, das sich fortlaufend um eine Rotationsachse dreht. Als erster erkannte Nikola Tesla den Nutzen des elektromagnetischen Drehfelds und entwickelte es weiter.
Grundlagen
Drehfelder werden erzeugt, um die Wellen von Drehstrommotoren und selbstständig anlaufenden Wechselstrommotoren anzutreiben: das Drehfeld zieht den koaxial auf der Welle des Motors befestigten Rotor magnetisch mit.
Dreiphasenwechselstrom bietet durch den zeitlichen Versatz der drei Wechselströme die Möglichkeit, durch die kreisförmige Anordnung von Spulen ein Drehfeld zu erzeugen. Im einfachsten Fall werden dazu sechs Spulen im Kreis angeordnet und die jeweils gegenüberliegenden Spulen zu einem Polpaar zusammengeschaltet, das die beiden Pole eines Elektromagneten bildet. Die Phasen sind um je 120° verschoben. Das Vertauschen zweier beliebiger Außenleiter des Dreiphasenwechselstroms bewirkt eine Umkehr der Drehrichtung.
Ein Drehfeld kann auch mit Zweiphasenwechselstrom erzeugt werden. Er bildet ein Drehfeld durch den zeitlichen Versatz zweier Wechselströme um 90°. Zweiphasenwechselstrom spielt in der Energieübertragung keine wesentliche Rolle, da die Leiterquerschnitte schlecht ausgenutzt werden, wird aber bei manchen Maschinen wie dem Zweiphasen-Synchronmotor zur Erzeugung eines Drehfeldes verwendet.
Mathematischer Ansatz
Die Polpaare werden reihum zeitversetzt vom Wechselstrom magnetisiert, sodass sich idealisiert ein drehendes Magnetfeld ergibt, dessen Drehzahl 
Durch Vervielfachung der Polpaaranzahl 
Die maximale Drehzahl bei der üblichen Frequenz des Stromnetzes von 50 Hz liegt vor bei der minimalen Polpaarzahl 
Drehfeld als Summe von drei Wechselfeldern
Das magnetische Drehfeld einer einpolpaarigen Dreiphasenmaschine kann wie in der Animation (oben) durch Summation von drei um jeweils 120 Grad räumlich und zeitlich phasenverschobenen Wechselfeldern erzeugt werden:
Mit den einzelnen Wechselfeldern in Raumzeigerdarstellung:
und
- der magnetischen Flussdichte
- der Cosinus-Funktion
- der Kreisfrequenz
- der Eulerschen Zahl
- der imaginären Einheit
.
ergibt sich:
Die magnetische Induktion des dreiphasig erzeugten Drehfeldes hat also den zeitlich konstanten 1,5-fachen Betrag der Induktion der einzelnen Wechselfelder und rotiert mit der Kreisfrequenz 
Besondere Anwendungen
Selbstständig anlaufende Wechselstrommotoren erzeugen ein Drehfeld durch eine Phasenverschiebung. Eine Phasenverschiebung des elektrischen Stroms wird durch einen Kondensator erzielt, eine Phasenverschiebung des magnetischen Flusses durch Kurzschlussringe am Eisenkern (siehe Kondensatormotor, Spaltpolmotor).
Drehfeldmessgerät
Um die Orientierung des Feldes zu erkennen, werden Drehfeldmessgeräte verwendet. Frühe Exemplare waren mit einem kleinen Elektromotor ausgerüstet, aktuelle Geräte arbeiten auf elektronischer Basis und können auch den Ausfall einer Phase anzeigen.
Drehfeldtheorie
Im Rahmen der von Heinz Jordan 1950 maßgeblich geprägten Drehfeldtheorie wird die räumliche Verteilung einiger physikalischer Größen in einer elektrischen Maschine als Fourierreihen dargestellt. Betrachtet werden:
- Strombeläge
- magnetischer Leitwert des Luftspalts
- magnetische Spannung zwischen zwei im Luftspalt gegenüberliegenden Punkten (Felderregung)
- die magnetische Induktion des Luftspaltfeldes.
Im fortgeschrittenen Elektromaschinenbau sind Oberschwingungen und Oberwellen von besonderem Interesse, da sie für viele mitunter unerwünschte Effekte verantwortlich sind, z. B. für zusätzliche Stromwärmeverluste oder Geräusche.
Hierbei ist es wichtig, beide Begriffe voneinander zu trennen:
- Oberschwingungen sind zeitabhängig. Im Rahmen der Drehfeldtheorie können Strom, Spannung, Kraft und Drehmoment Oberschwingungen haben.
- Oberwellen sind ortsabhängig. Im Rahmen der Drehfeldtheorie betrifft dies Strombelag, Luftspaltleitwert, Felderregung und Induktion.
