CH322793A - Variable capacitor - Google Patents

Variable capacitor

Info

Publication number
CH322793A
CH322793A CH322793DA CH322793A CH 322793 A CH322793 A CH 322793A CH 322793D A CH322793D A CH 322793DA CH 322793 A CH322793 A CH 322793A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
rotor
stator
variable capacitor
capacitor according
sector
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
K Guettinger Kurt
Original Assignee
Contraves Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contraves Ag filed Critical Contraves Ag
Publication of CH322793A publication Critical patent/CH322793A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/04Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of effective area of electrode
    • H01G5/12Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of effective area of electrode due to rotation of part-cylindrical, conical, or spherical electrodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/38Multiple capacitors, e.g. ganged

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

  

  Drehkondensator    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf einen Drehkondensator mit mindestens  einer isoliert auf einer Drehwelle festsitzen  den, quer zu derselben orientierten, metalli  schen     Rotorscheibe,    . welcher auf mindestens  einer Seite wenigstens ein durch einen Luft  spalt als     Dielektrikum    von ihr getrennter,  parallel zu ihr orientierter, metallischer     Sta-          torteil    gegenübersteht.

   Um einen derartigen  Drehkondensator zur Verwendung als Rechen  gerät, welches die Aufgabe hat, eine Eingangs  weehselspannung in vorbestimmter funktionel  ler Abhängigkeit von der     Rotordrehstellung    zu  beeinflussen, geeignet zu machen, ist gemäss  vorliegender Erfindung vorgesehen, dass als       Statorteile    vier gleiche,     viertelskreisringsektor-          förmige    Platten vorhanden sind, die mecha  nisch starr auf einem Träger befestigt sind,  aber gegeneinander und gegenüber dem Trä  ger elektrisch isoliert sind.

   Zweckmässiger  weise ist zusätzlich vorgesehen, dass auch auf  der andern Seite der     Rotorscheibe    vier von ihr  durch einen Luftspalt getrennte metallische       Statorteile    gegenüberstehen, die gleich aus  gebildet sind wie die erstgenannten     Stator-          teile,    und dass die vier Sektoren der zweiten  Serie     Stat.orteile    je mit einem gegenüberlie  genden Sektor der erstgenannten     Statorteile     elektrisch und mechanisch verbunden sind.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes ist in der beiliegenden Zeichnung  dargestellt. Es zeigen:         Fig.l    ein Schaubild eines     Rechenkonden-          sators    mit abgehobener vorderer     Statorplatte,          Fig.    1A die vordere     Statorplatte,          Fig.    2 einen Schnitt nach der in     Fig.    3 ein  gezeichneten Schnittlinie durch den Gegen  stand von     Fig.    1 und<B>_</B>     1A,    in grösserem Mass  stab,       Fig.    3 eine Draufsicht auf den Gegenstand  von     Fig.    1,

         Fig.    4 die Ansicht einer     Rotorscheibe,          Fig.    5 den Luftspalt zwischen einer Rotor  fläche und einer gegenüberliegenden     Stator-          fläche    in grösserem Massstab,       Fig.    6     einen    Schnitt nach der Linie     VI-VI     von     Fig.    4, in grösserem Massstab,       Fig.7    ein Schaltbild eines Anwendungs  beispiels,       Fig.    8 ein Schaltbild eines andern Anwen  dungsbeispiels.  



  Eine Mittelscheibe 4, welche die Trag  scheibe für alle Teile des Kondensators dar  stellt, bildet in ihrem Zentralteil eine Lager  büchse 11, in welcher zwei     Kugellager    12  und 12' eingesetzt sind. Auf ein Wellenstück  10, dessen in bezug auf     Fig.    2 links gelegenes  Ende eine Tragscheibe 13 für die     Rotorplatte     2 bildet, ist von rechts eine Hülse 14 aufge  schoben, deren rechtes Ende die Tragscheibe  für die     Rotorplatte    2' bildet.  



  Die beiden Teile 10 und 14 werden durch  eine auf die rechte Stirnseite der Hülse 14           aufgedrückte    Sicherungsscheibe 15, deren  vierkantiges Zentrumsloch auf einem Vier  kantteil des Wellenstückes 10 sitzt, drehfest  miteinander verbunden und mit Hilfe einer  auf ein Gewindeende des Wellenstückes 10  aufgeschraubten Spannmutter 16 zu einem  einzigen, durch die Kugellager 12 und 12'  drehbar in der Lagerhülse 11 gelagerten Teil  verspannt, dessen Achse mit 1-1 bezeich  net ist. Eine mit Hilfe von Schrauben 17  auf die     linke    Stirnseite der Tragscheibe 13  aufgeschraubte Kupplungsscheibe 18 ermög  licht die mechanische Kupplung dieser zu  sammengesetzten     Rotorwelle    mit einer An  triebswelle.  



  Auf den zylindrischen Umfangsflächen  der beiden     Rotortragscheiben    13 bzw. 14 sind  Metallringe 20 bzw. 20'     aufgepresst,        aaf    wel  chen beispielsweise aus Giessharz bestehende  Isolierringe 21 bzw. 21' sitzen. Durch diese  Isolierringe sind die     Nabenteile        22-bzw.    22' der  Rotoren 2     bzw.    2' elektrisch von den innern  Teilen isoliert, während die beiden Rotoren  mechanisch zu einer Einheit verbunden sind.

    Auf den der Tragscheibe 4 zugekehrten Innen  seiten der     Rotornaben    22 bzw. 22' sind Kon  taktringe 23 bzw. 23' aus elektrisch besonders  gut leitfähigem Material, beispielsweise ver  silbertem Messing     aufgepresst,    denen mit  Schleifkontakten     besetzte    Ringe 24 bzw. 24'  gegenüberstehen, die mit Hilfe von je     zwei     Isolierstützen 25 an der Tragscheibe 4 be  festigt sind, derart, dass ihre Schleifkontakte  federnd an den Kontaktringen 23 bzw. 23'  anliegen. In zwei von der Aussenfläche der  Tragscheibe 4 nach     innen    verlaufenden Boh  rungen befinden sich Isolierrohre 27, durch  welche je ein elektrischer Verbindungsdraht  26 zu den     Sehleifkontaktringen    24 geführt  sind.

   Diese Verbindungsdrähte sind an     Klem-          menstifte    28 bzw. 28' angeschlossen, welche  auf einem Isoliersteg 29 sitzen. Auf den bei  den Stirnflächen der Tragscheibe 4 befinden  sich Isolierringe 40 bzw. 40', vorzugsweise aus  Giessharz, durch welche je vier     viertelskreis-          sektorförmige        Statdrplatten    41, 42, 43, 44 bzw.  41', 42', 43', 44' mechanisch starr mit der  Tragscheibe 4     verbinden    werden, aber unter    sich und gegenüber der Tragscheibe 4 elek  trisch isoliert sind.  



  Zwei     Statortragringe    3 bzw. 3', auf wel  chen in gleicher Weise durch Isolierringe 30  bzw. 30' v     iertelskreissektorförmige        Statorteile     31, 32, 33, 34 bzw. 31', 32', 33', 34' isoliert  aufgeheftet sind, stehen den     vorhergenannten          Statorplatten    gegenüber, indem je zwei     Sta-          torplatten        31-41,        32-42,        33-43,    34-44  bzw.

       31'-41',        32'-42',        33'-43',        34'-44'     durch Schrauben 35 zu elektrischen und me  chanischen Einheiten verbunden werden. Die  so gebildeten     viertelskreissektorförmigen        Sta-          torteile    sind voneinander elektrisch isoliert  und können durch unter die Köpfe der Schrau  ben 35 bzw. 35' eingelegte     Anschlussösen    36  an je eine Leitung angeschlossen werden. Im  Innern dieser     Statoren    befindet sich je einer  der beiden Rotoren 2 bzw. 2'.

   Es steht also  jeder     Rotorscheibe    auf beiden Seiten je eine       Statorfläche    gegenüber und die beiden einem  Rotor gegenüberliegenden     Statorflächen    bil  den eine elektrische und mechanische Einheit.  Zur Vergrösserung der Kapazität und     zur    Ver  steifung der     Rotorseheibe    gegenüber thermisch  oder mechanisch bedingten     Verziehungserschei-          nungen    sind beide     Rotorseiten    mit Scharen  von koaxialen, in radialer Richtung abstehen  den Bogenlamellen 5, 6 bzw. 5', 6' besetzt.

   Wie  aus den     Fig.1    bis 6 leicht ersichtlich ist,  haben all diese Lamellen dieselbe rechteckige  Profilform, wobei deren axiale Höhe grösser  ist als deren radiale Dicke. Die Versteifungs  wirkung dieser Lamellen wird dadurch noch  gesteigert, dass die     Lamellenscharen    5 bzw. 5'  auf der einen Seite jedes Rotors gegenüber  den     Lamellenscharen    6 bzw. 6' auf der andern  Seite in radialer Richtung versetzt sind.  



  Die Lamellen 5 und 6 bzw. 5' und 6' der       Rotorplatten    2 bzw. 2' -greifen je zwischen  gleichgeformte Lamellen 50 und 60 bzw. 50'  und 60' der     gegenüberliegenden        Statorplatten     ein, wobei die axialen Luftspalte a grösser sind  als die radialen Luftspalte b zwischen sich  gegenüberliegenden zylindrischen Lamellen  flanken. Dies aus dem Grunde, weil die radial  gerichteten Konstruktionsmasse genauer ein  haltbar sind als die     axialgerichteten        Kon.              struktionsmasse,    so dass es vorteilhafter ist, den  grössten Teil der Kapazität in diese zylin  drischen Luftspalte b zwischen sich gegen  überliegenden     Lamellenflanken    zu verlegen.  



  Die dargestellte     und    beschriebene Anord  nung hat gegenüber bekannten Anordnungen  die äusserst vorteilhafte Wirkung, dass kleine,  radiale und axiale Spielbewegungen des Ro  tors, die insbesondere bei rascher Drehung der       Rotorwelle    praktisch unvermeidbar sind, keine  Störungen der Kapazitätswerte ergeben, weil  jede Kapazitätsvergrösserung auf der einen  Seite durch eine annähernd gleiche Kapazi  tätsverminderung auf der andern Seite kom  pensiert wird.  



  Die     Form    und die Anordnung der Lamellen 5  und 6 auf der     Rotorplatte    2 geht aus den     Fig.    3  bis 6 hervor. Die     Begrenzungskurve    der nieren  förmigen und zu einer Mittellinie symmetri  schen     Rotorplatte    endigt ungefähr auf der  Geraden     A-A,    welche durch die     Rotorachse     1 gelegt werden kann; die ganze     _        Rotorfläche     liegt somit auf der einen Seite dieser Geraden.

    Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Nutz  kapazität grösser wird, wenn die     Rotorachse     nicht innerhalb, sondern auf oder ausserhalb       cler    geschlossenen Begrenzungskurve der     Ro-          torplatte    liegt.  



  Ein besonderes Problem bildet die Ausfüh  rung der Randzonen der     Rotorlamellen    5, 6,  da die Kapazitätskurve stetig verlaufen soll.  Die Versetzung der Lamellen auf beiden Sei  ten der     Rotorplatte    2 schafft teilweise einen  Ausgleich, der jedoch nicht in allen Fällen  genügt. Gemäss der     Fig.6    sind die Rotor  lamellen 5, 6 des Rotors 2 an den Schnittstellen  mit den     Rotorumrisslinien    durch Flächen 51  bzw. 52     angeschrägt,    wodurch sprunghafte  Kapazitätsänderungen beim Drehen des Ro  tors vermieden werden.  



  Der dargestellte Drehkondensator kann  z. B. zur Darstellung der beiden Funktionen       sin    und     cos    verwendet werden, oder er kann  zur Darstellung von Summen und Differen  zen dieser Funktionen dienen.  



  In     Fig.1    sind die vier elektrisch vonein  ander getrennten     Viertelskreissektoren    41, 42,  43 und 44 sichtbar, die isoliert auf der Trag-    Scheibe 4 montiert sind. Ausserdem     ist-    die       Rotorwelle    1     und    die darauf montierte Rotor  platte 2 sichtbar.

   Die     abgehobene    Tragplatte  3 trägt die     Statorsektoren    31, 32, 33 und 34,  wobei die     Statorpaare        32-42,        33-43    und       43-44    je zusammen einen     viertelskreissektor-          förmigen        Stator    bilden und diese Sektoren  voneinander elektrisch getrennt     sind.     



  <B>E</B>in Anwendungsbeispiel eines in den     Fig.1     bis 6 dargestellten Drehkondensators als       Transformationsachtpol    ist in     Fig.7    der  Zeichnung dargestellt.  



  Es sind von den beiden     Statoren    je nur  die     Viertelskreissektoren    31, 32, 33, 34 bzw.  31', 32', 33', 34' dargestellt, denen in Wirk  lichkeit die auf je gleichem Potentialliegenden       Gegensektoren    41, 42, 43, 44 bzw. 41', 42', 43',  44' gegenüberstehen. Ebenfalls sind die Ro  toren 2 bzw. 2' auf der gemeinsamen, strich  punktiert angedeuteten Welle 1     und    deren       Anschlussleitungen    26 bzw. 26' eingezeichnet.  Dabei ist zu beachten, dass der Rotor 2'     ge-          geniiber    dem Rotor 2 um 90  verdreht ist.  



  Die     Eingangswechselspannung    El wird der       Primärwicklung    U11 des Transformators U1  zugeführt. An den Enden der in der Mitte       geerdeten        Seluindärwicklung    U12 dieses  Transformators entstehen die um 180  gegen  einander phasenverschobenen Spannungen       +        El    und -E1, die an die     Statoren    31 und  31' bzw.     33--Lind    33'     geführt    werden.  



  In gleicher Weise liegt die Eingangswech  selspannung E2 an der     Primärwicklung    U21  des     Transfoimators    U2, so dass an den Enden  von dessen in der Mitte geerdeten Sekundär  wicklung U22 die     Spannungen        +E2    und  -E2 entstehen, welche an die     Statoren    34  und 34' bzw. 32 und 32'     geführt    werden.

   An  den     Rotorleitungen    26 bzw. 26' entstehen  dann gegenüber Erde die Ausgangsspannun  gen    Al = E1     cos    a - E2     sin    a     und     A2 = E1     sin   <I>a</I>     -I-    E2     cos   <I>a</I>    Ein zweites     Anwendungsbeispiel    eines Re  chenkondensators als Phasenschieber ist in       Fig.    8 der Zeichnung dargestellt.      Von einem     Wechselspannungsgenerator    aus  wird der Primärwicklung U31 eines Übertra  gers die     Wechselspannung    E1 zugeführt.

   Die  beiden Enden der in der Mitte geerdeten Se  kundärwicklung U32 sind an zwei Diagonal  punkte einer aus vier     RC-Gliedern    R1 C1,  <I>R2 C2, R3</I> C3, R4 04 bestehenden Phasen  schieberbrücke angeschlossen, deren andere       Diagonalpimkte    geerdet sind. Von einem       Rechenkondensator,    wie er     in    bezug auf die       Fig.    1 bis 6 beschrieben worden ist; sind nur  die     viertelskreisförmigen        Statorplatten    31, 32,  33, 34 und der Rotor 2 gezeichnet.

   Die vier       Statorsegmente    sind je an die     Verbindungs-          punkte    des Widerstandes R und der Kapazität  C jedes     Brückenzweiges    angeschlossen und er  halten deshalb     Wechselspannungskomponenten     derselben Frequenz, die aber unter sich um  je 90  phasenverschoben sind.  



  Am Rotor 2, der zur     Übertragung    einer       Sinusfunktion        nierenförmig-symmetrisch    ge  schnitten ist, kann gegen Erde eine Spannung       abgenommen    werden, die gegenüber der Fre  quenz gleichen Spannung E1 um einen Winkel       g7        e1    phasenverschoben ist, welcher dem Dreh  winkel     cp        mech    des Rotors 2 gleich ist.

   Diese       Spannung    E2 kann in einem Verstärker V  verstärkt und in einem     Phasenmessgerät    P mit  der     Bezugsspannung    El verglichen werden,  um am Ausgang dieses     Phasenmessgerätes    P  eine elektrische Spannung E3 zu erhalten,  welche die Grösse     cp        e1    =     gg        mech    darstellt..  Die in     Fig.8    dargestellte Einrichtung dient  also der Umwandlung eines mechanischen  Drehwinkels     cp        mech    in eine elektrische Pha  sendifferenz     9p        e1.  



  Rotary capacitor The present invention relates to a rotary capacitor with at least one isolated on a rotating shaft, the fixed, transverse to the same oriented, metallic rotor disc,. which faces on at least one side at least one metallic stator part which is separated from it by an air gap as a dielectric and is oriented parallel to it.

   In order to make such a variable capacitor suitable for use as a computing device, which has the task of influencing an input alternating voltage in a predetermined functional dependence on the rotor rotation position, the present invention provides that four identical, quarter-ring sector-shaped plates are present as stator parts are that are mechanically rigidly attached to a carrier, but are electrically isolated from each other and from the Trä ger.

   It is also expediently provided that on the other side of the rotor disk there are also four metal stator parts separated from it by an air gap, which are formed in the same way as the first-mentioned stator parts, and that the four sectors of the second series of stator parts each have an opposite sector of the first-mentioned stator parts are electrically and mechanically connected.



  An embodiment of the subject invention is shown in the accompanying drawing. They show: FIG. 1 a diagram of a computing capacitor with the front stator plate lifted, FIG. 1A the front stator plate, FIG. 2 a section according to the section line drawn in FIG. 3 through the object of FIG. 1 and <B> 1A, on a larger scale, Fig. 3 is a plan view of the object of Fig. 1,

         4 shows the view of a rotor disk, FIG. 5 shows the air gap between a rotor surface and an opposite stator surface on a larger scale, FIG. 6 shows a section along the line VI-VI of FIG. 4 on a larger scale, FIG a circuit diagram of an application example, Fig. 8 is a circuit diagram of another application example.



  A center disk 4, which represents the support disk for all parts of the capacitor, forms in its central part a bearing sleeve 11 in which two ball bearings 12 and 12 'are used. A sleeve 14 is pushed up from the right, the right end of which forms the support disk for the rotor plate 2 'on a shaft piece 10, the end of which is located on the left with respect to FIG. 2 and forms a support disk 13 for the rotor plate 2.



  The two parts 10 and 14 are non-rotatably connected to each other by a locking washer 15 pressed onto the right end of the sleeve 14, the square center hole of which sits on a square part of the shaft piece 10, and become one with the help of a clamping nut 16 screwed onto a threaded end of the shaft piece 10 single clamped by the ball bearings 12 and 12 'rotatably mounted in the bearing sleeve 11, the axis of which is denoted by 1-1 net. A screwed with the help of screws 17 on the left end face of the support plate 13 clutch disc 18 made light the mechanical coupling of this composite rotor shaft with a drive shaft.



  Metal rings 20 and 20 'are pressed onto the cylindrical circumferential surfaces of the two rotor support disks 13 and 14, respectively, and insulating rings 21 and 21', for example made of cast resin, are seated. With these insulating rings, the hub parts 22 or. 22 'of the rotors 2 or 2' electrically isolated from the inner parts, while the two rotors are mechanically connected to form a unit.

    On the inner sides of the rotor hubs 22 and 22 'facing the support disk 4 are con tact rings 23 and 23' made of a particularly good electrical conductive material, for example ver silver-plated brass, which are opposed to rings 24 and 24 'with sliding contacts With the help of two insulating supports 25 on the support plate 4 be fastened, such that their sliding contacts rest resiliently on the contact rings 23 and 23 '. In two from the outer surface of the support disk 4 inwardly extending bores are insulating tubes 27, through which an electrical connecting wire 26 to the sliding contact rings 24 are guided.

   These connecting wires are connected to terminal pins 28 and 28 ′, which are seated on an insulating web 29. On the end faces of the support disk 4 there are insulating rings 40 or 40 ', preferably made of cast resin, through which four quarter-circle sector-shaped static plates 41, 42, 43, 44 or 41', 42 ', 43', 44 'mechanically be rigidly connected to the support plate 4, but among themselves and with respect to the support plate 4 are elec trically isolated.



  Two stator support rings 3 and 3 ', on wel chen in the same way by insulating rings 30 and 30' quarter circle sector-shaped stator parts 31, 32, 33, 34 and 31 ', 32', 33 ', 34' are attached isolated, are the the aforementioned stator plates by placing two stator plates 31-41, 32-42, 33-43, 34-44 or

       31'-41 ', 32'-42', 33'-43 ', 34'-44' can be connected by screws 35 to form electrical and mechanical units. The quarter-circle sector-shaped stator parts formed in this way are electrically insulated from one another and can be connected to one line each by means of connection lugs 36 inserted under the heads of the screws 35 and 35 '. One of the two rotors 2 or 2 'is located inside each of these stators.

   So there is each rotor disk on both sides opposite a stator surface and the two stator surfaces opposite a rotor bil an electrical and mechanical unit. To increase the capacity and to stiffen the rotor disk against thermally or mechanically caused distortion phenomena, both rotor sides are provided with groups of coaxial arc blades 5, 6 and 5 ', 6' that protrude in the radial direction.

   As can easily be seen from FIGS. 1 to 6, all of these lamellae have the same rectangular profile shape, their axial height being greater than their radial thickness. The stiffening effect of these lamellas is further increased by the fact that the lamella shares 5 and 5 'on one side of each rotor are offset in the radial direction with respect to the lamellar shares 6 and 6' on the other side.



  The lamellae 5 and 6 or 5 'and 6' of the rotor plates 2 and 2 'each engage between identically shaped lamellae 50 and 60 or 50' and 60 'of the opposite stator plates, the axial air gaps a being larger than the radial ones Flank air gaps b between opposing cylindrical slats. This is for the reason that the radially directed construction dimensions are more accurate than the axially directed con. Structural mass, so that it is more advantageous to lay most of the capacity in these cylindrical air gaps b between opposite lamella flanks.



  The arrangement shown and described has the extremely advantageous effect over known arrangements that small, radial and axial backlash movements of the rotor, which are practically unavoidable especially when the rotor shaft rotates rapidly, do not result in any disturbances in the capacitance values because every increase in capacitance on the one hand is compensated by an approximately equal capacity reduction on the other side.



  The shape and the arrangement of the lamellae 5 and 6 on the rotor plate 2 can be seen from FIGS. 3 to 6. The limiting curve of the kidney-shaped and symmetrical to a center line's rotor plate ends approximately on the straight line A-A, which can be laid through the rotor axis 1; the entire rotor surface is thus on one side of this straight line.

    It has been shown that the useful capacity increases when the rotor axis is not within, but on or outside of the closed limiting curve of the rotor plate.



  A particular problem is the execution of the edge zones of the rotor lamellas 5, 6, since the capacity curve should be continuous. The offset of the lamellae on both Be th of the rotor plate 2 creates some compensation, which is not sufficient in all cases. According to FIG. 6, the rotor lamellae 5, 6 of the rotor 2 are beveled at the interfaces with the rotor outlines by surfaces 51 and 52, which avoids sudden changes in capacity when rotating the rotor.



  The illustrated rotary capacitor can, for. B. can be used to represent the two functions sin and cos, or it can be used to represent sums and differences of these functions.



  In Figure 1, the four electrically vonein other quarter circle sectors 41, 42, 43 and 44 are visible, which are mounted on the support disk 4 in an isolated manner. In addition, the rotor shaft 1 and the rotor plate 2 mounted on it is visible.

   The raised support plate 3 carries the stator sectors 31, 32, 33 and 34, the stator pairs 32-42, 33-43 and 43-44 each forming a quarter-circle sector-shaped stator and these sectors are electrically separated from one another.



  An application example of a variable capacitor shown in FIGS. 1 to 6 as a transformation eight pole is shown in FIG. 7 of the drawing.



  There are of the two stators only the quarter circle sectors 31, 32, 33, 34 and 31 ', 32', 33 ', 34' shown, which in fact the opposite sectors 41, 42, 43, 44 or respectively lying on the same potential 41 ', 42', 43 ', 44' face each other. The rotors 2 and 2 'are also shown on the common shaft 1, indicated by dash-dotted lines, and its connecting lines 26 and 26'. It should be noted here that the rotor 2 'is rotated by 90 relative to the rotor 2.



  The AC input voltage El is fed to the primary winding U11 of the transformer U1. At the ends of the self-aligning winding U12 of this transformer, which is earthed in the middle, the voltages + E1 and -E1, which are phase-shifted by 180 relative to one another, arise, which are fed to the stators 31 and 31 'or 33-Lind 33'.



  In the same way, the alternating input voltage E2 is applied to the primary winding U21 of the transformer U2, so that the voltages + E2 and -E2 arise at the ends of its secondary winding U22, which is grounded in the middle, which are applied to the stators 34 and 34 'and 32 and 32 '.

   The output voltages Al = E1 cos a - E2 sin a and A2 = E1 sin <I> a </I> -I- E2 cos <I> a </I> then arise at the rotor lines 26 and 26 'with respect to earth A second application example of a Re chenkondensators as a phase shifter is shown in Fig. 8 of the drawing. The AC voltage E1 is fed to the primary winding U31 of a transformer from an AC voltage generator.

   The two ends of the secondary winding U32 grounded in the middle are connected to two diagonal points of a phase slide bridge consisting of four RC elements R1 C1, R2 C2, R3 C3, R4 04, the other diagonal points of which are grounded . From a computing capacitor as described with reference to FIGS. 1 to 6; only the quarter-circular stator plates 31, 32, 33, 34 and the rotor 2 are drawn.

   The four stator segments are each connected to the connection points of the resistor R and the capacitance C of each bridge branch and therefore keep alternating voltage components of the same frequency, which, however, are each 90 out of phase with each other.



  At the rotor 2, which is kidney-shaped symmetrically cut to transmit a sine function, a voltage can be taken from earth that is phase shifted by an angle g7 e1 with respect to the same voltage E1, which is equal to the rotation angle cp mech of the rotor 2 is.

   This voltage E2 can be amplified in an amplifier V and compared in a phase measuring device P with the reference voltage El in order to obtain an electrical voltage E3 at the output of this phase measuring device P, which represents the quantity cp e1 = gg mech The device shown serves to convert a mechanical angle of rotation cp mech into an electrical phase difference 9p e1.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Drehkondensator mit mindestens einer iso liert auf einer Drehwelle (1) festsitzenden, quer zu derselben orientierten, metallischen Rotorscheibe (2), welcher auf mindestens einer Seite wenigstens ein durch einen Luftspalt als Dielektrikum von ihr getrennter, parallel zu ihr orientierter, metallischer Statorteil (41) gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, dass als Statorteile vier gleiche, viertelskreisring- sektorförmige Platten vorhanden sind, die me- chanisch starr auf einem Träger (4) befestigt sind, PATENT CLAIM Variable capacitor with at least one insulated on a rotating shaft (1) firmly seated, oriented transversely to the same, metallic rotor disk (2), which on at least one side by an air gap as a dielectric separated from it, parallel to it oriented, metallic stator part ( 41), characterized in that there are four identical, quarter-ring sector-shaped plates as stator parts, which are mechanically rigidly attached to a carrier (4), aber gegeneinander und gegenüber dem Träger elektrisch isoliert sind. LIN TERANSPRÜCHE 1. Drehkondensator nach Patentanspruch, bei welchem auch auf der andern Seite der Ro- torscheibe (2) wenigstens ein von ihr durch einen Luftspalt getrennter, metallischer Sta- torteil (31) gegenübersteht, dadurch gekenn zeichnet, dass auch auf der andern Seite vier gleiche, viertelskreisringsektorförmige Platten vorhanden sind, but are electrically isolated from one another and from the carrier. 1. Variable capacitor according to claim, in which on the other side of the rotor disk (2) at least one metallic stator part (31) separated from it by an air gap faces, characterized in that on the other side there are four equal, quarter-ring sector-shaped plates, die mit je einem ihnen gegen überliegenden Sektor der erstgenannten Sta- torteile elektrisch und mechanisch verbunden sind. 2. Drehkondensator nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kapa7i- tätsvergrösserung und zur mechanischen Ver steifung die Rotorplatte auf beiden Seiten mit je einer Schar von je Schar nach einer an dern der beiden Axialrichtungen abstehenden Bogenlamellen besetzt sind, die zwischen gleichartige Bogenlamellen der ihnen gegen überliegenden Statorteile hineinragen, each of which is electrically and mechanically connected to an opposite sector of the first-mentioned stator parts. 2. Rotary capacitor according to dependent claim 1, characterized in that the capacity enlargement and mechanical Ver stiffening the rotor plate on both sides with a flock of each flock after one at the other of the two axial directions protruding arc blades are occupied, which are between similar arc blades of them protrude towards opposite stator parts, wobei alle Lamellen die gleiche rechteckige Profil form aufweisen, deren in Axialriehtung des Kondensators gemessene Ausdehnung grösser ist als deren radial am Kondensator gemessene Ausdehnung und wobei die radiale Dicke (b) der zwischen sich gegenüberliegenden Stator- iind Rotorlamellenflanken ergebenden Zylin- derluftspalte geringer ist als die axiale Luft spaltdistanz (a) zwischen der Krone jeder Lamelle und dem Grund der Nut, in welche sie hineinragt. 3. whereby all lamellas have the same rectangular profile shape, whose expansion measured in the axial direction of the capacitor is greater than their radially measured expansion on the condenser, and the radial thickness (b) of the cylinder air gaps between the opposing stator and rotor lamella flanks is less than the axial air gap distance (a) between the crown of each lamella and the base of the groove into which it protrudes. 3. Drehkondensator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die ganze Rotor scheibenfläche auf einer Seite eines durch die Drehachse des Kondensators gelegten Durch messers liegt und eine zu einer Mittellinie sym metrische Nieren-Umrissform aufweist, die beim Drehen des Rotors gegenüber zwei sich diametral gegenüberliegenden Statorsektoren einen sinusförmigen Kapazitätsverlauf und gegenüber. den beiden andern Statorsektoren einen kosinusförmigen Kapazitätsverlauf er gibt. 4. Rotary capacitor according to claim, characterized in that the entire rotor disk surface lies on one side of a diameter laid through the axis of rotation of the capacitor and has a kidney shape symmetrical to a center line, which when the rotor rotates opposite two diametrically opposed stator sectors is sinusoidal Capacity history and opposite. the other two stator sectors have a cosine-shaped capacitance curve. 4th Drehkondensator nach den Unteran sprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten einer Tragplatte (4), in welcher die Rotorwelle (1) drehbar gelagert ist, Anordnungen von je vier innern Stator- sektorplatten. (41-44, 41'-44') isoliert auf geheftet sind, mit denen je vier voneinander isolierte äussere Statorsektorplatten (31-34, 31'-34') elektrisch und mechanisch verbun den sind, und dass auf beiden Seiten der Trag platte (4) je eine Rotorscheibe (2, 2') isoliert montiert ist, so dass zwei Drehkondensator teile zu einer baulichen Einheit vereinigt sind. 5. Variable capacitor according to claims 2 and 3, characterized in that on both sides of a support plate (4), in which the rotor shaft (1) is rotatably mounted, arrangements of four inner stator sector plates each. (41-44, 41'-44 ') are insulated and stapled, with each of which four outer stator sector plates (31-34, 31'-34') are electrically and mechanically connected, and that on both sides of the support plate (4) a rotor disk (2, 2 ') is mounted insulated, so that two variable capacitor parts are combined to form a structural unit. 5. Drehkondensator nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Ver wendung als Transformationsachtpol so ausge bildet ist, dass bei Speisung durch zwei Weehselspannungen E1 und E2 gemäss dem Schaltbild Fig. 7 am einen Rotor eine Span nung A1 =- E1 # cos <I>a</I> - E2 sin <I>a</I> und am andern Rotor eine Spannung A2 = E1 # sin a + E2 cos a auftritt, Variable capacitor according to dependent claim 4, characterized in that it is designed for use as a transformation eight pole so that when fed by two alternating voltages E1 and E2 according to the circuit diagram in FIG. 7, a voltage A1 = - E1 # cos <I> on a rotor a </I> - E2 sin <I> a </I> and a voltage A2 = E1 # sin a + E2 cos a occurs on the other rotor, wobei @a der Drehwinkel der beiden miteinander verbundenen Rotoren gegenüber einer festen Bezugslage ist. 6. Drehkondensator nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Verwen dung als Phasenschieberorgan so ausgebildet ist, dass bei Speisung der vier Statorsektoren durch voneinander um je 90 phasenverscho bene Wechselspannungen gleicher Amplitude und Frequenz am Rotor eine Spannung auf tritt, deren Phasenwinkel dem Drehwinkel des Rotors gleich ist (Fig. 8). where @a is the angle of rotation of the two interconnected rotors with respect to a fixed reference position. 6. Rotary capacitor according to dependent claim 3, characterized in that it is designed for use as a phase shifter element so that when the four stator sectors are fed by alternating voltages of the same amplitude and frequency of the same amplitude and frequency on the rotor, a voltage occurs whose phase angle corresponds to the angle of rotation of the rotor is the same (Fig. 8).
CH322793D 1954-07-10 1954-07-10 Variable capacitor CH322793A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH322793T 1954-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH322793A true CH322793A (en) 1957-06-30

Family

ID=4498907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH322793D CH322793A (en) 1954-07-10 1954-07-10 Variable capacitor

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH322793A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1149821B (en) * 1959-11-18 1963-06-06 Christian Schwaiger Variable capacitor
DE1224063B (en) * 1960-05-24 1966-09-01 Commissariat Energie Atomique Device for automatic and continuous interpolation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1149821B (en) * 1959-11-18 1963-06-06 Christian Schwaiger Variable capacitor
DE1224063B (en) * 1960-05-24 1966-09-01 Commissariat Energie Atomique Device for automatic and continuous interpolation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0551066A1 (en) Capacitive rotary transducer
DE3617335C2 (en)
EP0664441B1 (en) Inductive position sensor
EP2270433B1 (en) Capacitative rotation angle sensor
DE4016434A1 (en) CAPACITIVE POSITIONER
WO2014037004A1 (en) Resolver bearing
DE4234016C2 (en) Position measuring device for rotary movements with a capacitive rotating position sensor
DE102015208837B4 (en) Sensor arrangement with an angle sensor and rolling bearing arrangement with sensor arrangement
DE102014205397A1 (en) Sensing element for an inductive angle measuring device
CH322793A (en) Variable capacitor
DE1438162B2 (en) DEVICE FOR INDICATING THE LIQUID LEVEL IN A CONTAINER
DE102012223942A1 (en) Sensor arrangement with an angle sensor and rolling bearing arrangement
DE1813153B2 (en) CAPACITIVE TRANSDUCER FOR CONVERTING MECHANICAL CHANGES IN ELECTRICAL SIZES
DE3909579A1 (en) HIGH PERFORMANCE TUNING CAPACITOR
DE2937248A1 (en) Angle measurement device capacitive transducer - has dielectric discs carrying circle sector electrode layers rotating w.r.t. each other
DE4232116C2 (en) Arrangement for a capacitive angle of rotation sensor
DE2833349A1 (en) Wind speed indicator - has electrode, whose rotation angle determines analogue voltage tapped between it and fixed electrode
DE920016C (en) Switch for high-frequency vibrations, especially for waves in the centimeter range
DE1423823B1 (en) CAPACITIVE TRANSMITTER
DE3934158C2 (en)
DE1423823C (en) Capacitive transmitter
DE1128546B (en) Synchronous motor self-starting in one direction
DE19653047A1 (en) Position measuring system for absolute angle or displacement measurements
DE1540231C3 (en) Rotary potentiometer, especially for setting different bias voltages for capacitance diodes
DE599447C (en) Rotary capacitor, the stator and rotor plates of which have identical shape and dimensions (dimensions)