CH354516A - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Ummagnetisierungsverluste von Elektroblechen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Ummagnetisierungsverluste von Elektroblechen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Ummagnetisierungsverluste von Elektroblechen. Man kann die Messgrösse, die diese Verluste pro Gewichtseinheit kennzeichnet - die sogenannte   Verlustziffer - aus    den Wattverlusten bestimmen, die an einer im wesentlichen aus einem Joch, einer Magnetisierungswicklung und einer Induktionswicklung bestehenden
Messspulen-Anordnung auftreten.



   Im allgemeinen werden die Ummagnetisierungs verluste von Elektroblechen in der Weise bestimmt, dass man aus dem zu untersuchenden Material Streifen heraus schneidet, die Streifen übereinanderschichtet und die Verlustziffer des Streifenpakets im sogenannten Epstein-Apparat bestimmt, einer Einrichtung, die im wesentlichen aus der oben erwähnten Messspulenanordnung besteht. Dabei ist es von Nachteil, dass bei der Epstein-Messung jeweils nur Streifen der zu untersuchenden Blechtafeln für die Ermittlung der Verlustziffer herangezogen werden, so dass aus den Messwerten des Streifenpaketes nur mit einer gewissen Annäherung auf den Messwert der gesamten Blechtafeln geschlossen werden kann.

   Ferner können die für die Messung zerschnittenen Tafeln zumeist gar nicht, allenfalls aber nur zu einem kleinen Teil zu Fabrikationszwecken weiter verwendet werden, so dass eine solche Verfahrensweise erhebliche Materialverluste mit sich bringt.



  Schliesslich besteht dabei noch der Übelstand, dass nur ein Mittelwert gemessen wird und dass die Verlustziffern der einzelnen Blechtafeln einer Gesamtlieferung in weiten Grenzen um den ermittelten Messwert streuen.



   Man hat daher bereits daran gedacht, für die Ermittlung der Verlustziffer von Blechtafeln die Streifenmessung durch eine Ganztafelmessung zu ersetzen. Der praktischen Durchführung solcher Messungen stehen aber grosse Schwierigkeiten im Wege.



  Die bisher vorgeschlagenen Ganztafelmessungen sind demgemäss entweder ungenau oder sie erfordern zuviel Zeit und sind daher praktisch nicht brauchbar.



   Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Ganztafelmessung sowohl hinsichtlich Genauigkeit als auch hinsichtlich Schnelligkeit. Unter dem Ausdruck  Ganztafel  werden sowohl solche Bleche verstanden, die beim Walzprozess bereits in Form von Tafeln anfallen, als auch solche Bleche, die beim Zerlegen eines Blechbandes in Form von Tafeln voller Bandbreite erhalten werden.



   Das erfindungsgemässe Verfahren zum Messen der Verluste von Elektroblechen in einer als Ganztafelmessgerät ausgebildeten Messspulenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass ausgehend von ganzen Blechtafeln die Tafeln vor ihrer Einführung in die Messspulenanordnung gewogen werden und dass die Messspannung zwecks Herbeiführung einer - auch bei schwankenden Blecheigenschaften konstanten Induktion durch den vorher ermittelten Wiegewert selbsttätig geregelt wird.



   Auf diese Weise erreicht man die Bestimmung der Ummagnetisierungsverluste mit geringem Zeitaufwand und mit grosser Genauigkeit, so dass die Kontrolle innerhalb jeder einzelnen Lieferung verbessert wird.



   Die ebenfalls Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer ein Joch, eine Magnetisierungswicklung und eine Induktionswicklung aufweisenden Messspulenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Messspulenanordnung eine Waage vorgeschaltet ist, die mit einem Waagepotentiometer zusammenwirkt, das der Magnetisierungswicklung der Messspulenanordnung eine dem Wiegewert entsprechende Messspannung zuführt.  



   In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.



   Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ist ein Schaltbild der für die Erfindung wesentlichen Teile der Messanordnung, also des Ganztafelmessgerätes.



   Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung besteht im wesentlichen aus dem Ablagetisch 1, auf dem die zu untersuchenden Elektrobleche 2 gestapelt werden, einer Waage 3 mit Anzeigevorrichtung 4, der eigentlichen Messspulenanordnung 5, die sich aus einem flachliegenden, mit einer Magnetisierungswicklung 6 und einer Induktionswicklung 7 bewickelten Spulenkörper 8 und einem darunter befindlichen Joch 9 zusammensetzt, sowie einem Sortiertisch 10. Zwischen den einzelnen Einrichtungen 1, 3, 5 und 10 sind Schaltkontakte 11, 12, 13 und 14 vorgesehen, deren Wirkungsweise ebenso wie diejenige zweier an der Waage 3 vorgesehener Hilfskontakte 15 und 16 weiter unten noch näher beschrieben wird.



   Die der Messspulenanordnung 5 vorgeschaltete Waage 3 ist als Prozentwaage ausgebildet, die innerhalb ihres Messbereichs auf   verschiedene - vorzugs-    weise auf   beliebige - Sollgewichte    voreinstellbar ist.



  Die von der Waage in Prozentwerten angezeigten Abweichungen vom Sollgewicht geben - bei gleichem Tafelformat und gleichem Werkstoff - unmittelbar die Abweichungen der Blechstärke von der Sollstärke wieder. Denn da bei der Herstellung von Elektroblechen das Format der zu untersuchenden Blechtafeln mittels entsprechend eingestellter Scheren verhältnismässig genau eingehalten wird, d. h. also-eine Lieferung jeweils ein bestimmtes Format besitzt, sind innerhalb einer Lieferung die Abweichungen vom Sollgewicht tatsächlich den Querschnittsänderungen, also den Schwankungen in der Dicke der untersuchten Tafeln proportional.



   Die Waage wird für die jeweils vorliegende Lieferung auf eine vorbestimmte Sollstärke der Tafeln   eingestellt.    Für Tafeln dieser vorbestimmten Dicke zeigt die Waage dann   1000/o    an, nämlich das Sollgewicht.



   Es empfiehlt sich, eine Waage vorzusehen, bei der die Voreinstellung durch Veränderung der Waagebalkenlänge vorgenommen wird, und zwar vorzugsweise durch Änderung der Länge des Lastarmes.



   Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist eine solche Waage vorausgesetzt, die mit einer linearen Skala ausgerüstet ist. Mit dem Zeiger 4 dieser Prozentwaage ist ein Potentiometer 17 gekuppelt, dessen Abgriff 18 sich bei Verstellen des Zeigers verstellt, und zwar in linearer Abhängigkeit zu der Zeigerverstellung. Damit wird die Messspannung in der Magnetisierungswicklung 6 der Messspulenanordnung so eingestellt, dass sich in dem zu untersuchenden Elektroblech eine konstante, von der jeweiligen Blechstärke unabhängige Induktion ergibt.



   Wie Fig. 2 zeigt, kann eine solche Regelung durch einen vorzugsweise als Spannungskonstanthalter wirkenden Regler, z. B. einen Thoma-Regler 19, bewirkt werden, der über einen Regeltransformator den Abgriff 20 eines parallel zur angelegten Netzspannung U geschalteten Potentiometers 21 entsprechend der Waageeinstellung verschiebt.



   Um von etwaigen Schwankungen der Netzspannung   U unabhängig    zu sein, sind die Schaltung des Thoma-Reglers sowie die Schaltung des mit der Waage zusammenwirkenden Potentiometers 17 im einzelnen so gewählt, wie es das Schaltbild nach Fig. 2 wiedergibt. Das Waage-Potentiometer 17 wird mittels einer Gleichstrombatterie 22 gespeist. Zwischen dem Abgriff 18 des Potentiometers 17 und dem Thoma-Regler 19 einerseits und der Magnetisierungswicklung 6 der Messspule 5 anderseits ist eine Gleichrichteranordnung 23 vorgesehen. Bei Schwankungen der Netzspannung U und damit auch bei entsprechenden Spannungsschwankungen am Zwischentransformator 24 sowie an der Magnetisierungsspule 6 ändert sich daher auch der durch die Regelspule des Thoma-Reglers 19 fliessende Strom.

   Der Regler 19 verschiebt daher entsprechend dem durch die Gleichstrombatterie 22 festgelegten Spannungssollwert den Abgriff 20 am Potentiometer 21 so, dass sich an der Spule 6 sofort wieder der Spannungssollwert einstellt.



   Derjenige Regelvorgang, der infolge von durch die Waage ermittelten Gewichtsänderungen auftritt, spielt sich so ab, dass bei Verschiebung des Potentiometerabgriffes 18 sich zugleich auch die am Potentiometer 17 abgegriffene Gleichspannung ändert. Da der Regler 19 so lange ein Verstellmoment auf den Regeltransformator ausübt, bis der Strom in der Reglerspule wieder seinen Sollwert erreicht, ändert sich auch die Spannung an der Messspule 6, bis sie schliesslich ihre dem jeweiligen Wiegewert entsprechende Grösse angenommen hat.



   Ein weiteres Merkmal des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Übertragung des Wiegewerts auf die Regelvorrichtung ohne Beeinträchtigung der Wägung erfolgt. Um zu verhindern, dass durch die Kupplung des Waagezeigers mit dem Potentiometer 17 ein die Wägung verfälschendes Drehmoment auf die Waage ausgeübt wird, kann an der Drehachse des Zeigers der Waage 3 ein Kontaktblech befestigt werden, das während der Wägung das Potentiometer 17 nicht berührt, sondern erst nach beendeter   Wägung - beispielsweise    nach Einschalten des Waagefeststellers und mittels einer   elektrb    magnetischen Kupplung - mit dem Potentiometer 17 in Berührung kommt, so dass erst dann der Stromkreis geschlossen wird.

   Auf diese Weise wird erreicht, dass die Anzeige der Waage durch das Abgreifen des Potentiometers nicht beeinflusst wird, mithin eine genaue Gewichtsanzeige gewährleistet ist.



   Die eigentliche Messspulenanordnung besteht aus der Magnetisierungswicklung 6, der Induktionswicklung 7 und dem Joch 9, auf dessen Schenkelenden das Blech während seiner Messung aufliegt.



  Es empfiehlt sich, ein Joch vorzusehen, das im Quer  schnitt wesentlich dicker ist als die zu messende Tafel.



  Dann ergibt sich im Joch eine relativ kleine Induktion, die bei der quadratischen Abhängigkeit der Eisen-Ummagnetisierungsverluste von der Induktion vernachlässigt werden kann.



   Zur Messung der Verluste ist der Messspule 5 ein Leistungsmesser 24 nachgeschaltet, und zwar so, dass seine eine Stromspule 25 in den Stromkreis der Magnetisierungsspule 6 und seine andere Stromspule 26 zusammen mit seiner Spannungsspule 27 in den Stromkreis der Induktionswicklung 7 eingeschaltet ist. Jedoch wird die Spule 26 in entgegengesetzter Richtung von Strom durchflossen wie die Spule 25.



  Auf diese Weise wird die Verlustleistung von der primär aufgenommenen Leistung sofort in Abzug gebracht, so dass also nur die in dem zu untersuchenden Blech auftretenden Verluste ermittelt werden.



  Die zur Regelung abgenommene Spannung kann anstatt von der Wicklung 6 auch von der Wicklung 7 der Spulenanordnung 5 abgenommen werden.



   Um nun auch Verlustziffern, also Verluste pro kg Blechgewicht, unmittelbar angeben zu können, ist in den Stromkreis der Induktionswicklung 7 der Spulenanordnung 5 ein Potentiometer 28 eingebaut, das mit dem Waagezeiger ähnlich wie das Potentiometer 17 gekuppelt ist. In diesem Falle ist die Kupplung zwischen Waagezeiger und Potentiometer 28 jedoch so ausgebildet, dass die am Potentiometer 28 abzugreifende Spannung jeweils umgekehrt proportional dem Wiegewert ist. Durch diese Schaltung wird daher die Anzeige des Leistungsmessers 24 unmittelbar auf das Einheitsgewicht reduziert, und zwar jeweils entsprechend der Abweichung vom Sollgewicht der der Messung gerade unterzogenen Tafel.



   Sollen mit der oben beschriebenen Anordnung nun in betriebsmässig grossem Umfange Bleche hinsichtlich ihrer Verluste untersucht werden, so kann man folgendermassen verfahren; Zunächst wird auf dem Tisch 1 der zu messende Blechstapel abgelegt.



  Danach werden die Tafeln einzeln über den sich durch das Blechgewicht schliessenden Schaltkontakt 11 gezogen und auf dem Wiegetisch abgelegt, wobei sich dann die Hilfskontakte 15, 16 schliessen. Nach der Wägung wird die Tafel in den Spulenkörper 8 geschoben. Dabei werden die Kontakte 12, 13 und 14 geschlossen. Nach beendeter Messung gelangt die Tafel auf den Sortiertisch 10 und wird von dort auf die verschiedenen Sortierpacken gelegt.



   Die Steuerung der Aufeinanderfolge der einzelnen Messvorgänge durch die Schaltkontakte 11 bis   16 geschieht im einzelnen wie folgt : Durch das Schlie-    ssen des Schaltkontaktes 11 wird die Einleitung eines neuen Messvorganges angezeigt und damit die für die vorher gemessene Tafel bestehende Blockierung der Apparatur aufgehoben, wenn der Messvorgang im Joch 5 an der vorgehenden Tafel beendet ist, was durch Freigabe der Kontakte 12, 13 und 14 angezeigt wird. Mit dem Kontakt 15 ist beispielsweise der Kontakt 12 gekuppelt. Sofern der Kontakt 11 geschlossen und der Kontakt 12 ohne Blechdruck ist, also offen steht, ist die Waage für die Wägung freigegeben.

   Die Wägung kann aber erst vorgenommen werden, wenn durch den Druck des zu wiegenden Bleches die Hilfskontakte 15 und 16 eingeschaltet sind und nach Ablauf einer gewissen Zeit, innerhalb der die Waage ausschwingen kann, der Waagefeststeller über ein Zeitrelais freigegeben worden ist.



  Gleichzeitig mit der Freigabe des Waagefeststellers wird ein zweites Zeitrelais betätigt, das nach dem Einspielen der Waage den Feststeller wieder abschaltet und die Kupplung für das Abtasten des Potentiometers 17 einschaltet. Daraufhin wird die Tafel in die Messspulenanordnung 5 eingeschoben.



  Das Blech schaltet alsdann durch sein Gewicht die Schaltkontakte 14 und 13 ein, wodurch die Messspannung auf die bei offenem Joch spannungslose Spule 5 gegeben wird. Die geschilderte Abhängigkeitsschaltung ermöglicht   Rs,    noch während der Messung in der Spule 5 bereits wieder ein neues Blech auf die Waage 3 aufzulegen, dessen Gewicht dann selbsttätig wieder gemessen wird, nachdem die vorhergehende Tafel das Joch 9 verlassen hat.



   Die Erfindung ist in erster Linie für Elektrobleche bestimmt, und zwar insbesondere für Fe-Si Bleche.



   Mit Hilfe der Vorrichtung gemäss der Erfindung kann man die Bleche auch selbsttätig sortieren, beispielsweise dadurch, dass man im Anschluss an das Grenztafelmessgerät eine Transportvorrichtung vorsieht, die mit weichenähnlichen Organen ausgerüstet ist, durch die die Bleche auf verschiedene Stapel gelenkt werden. Dabei werden die Weichen über Hilfsrelais von der Vorrichtung gemäss der Erfindung aus gesteuert. Man kann ferner wegen der schnelleren und bequemeren Ermittlung der Verlustziffern mit Hilfe der Vorrichtung gemäss der Erfindung das Herstellungsverfahren, beispielsweise die Glühbehandlung der Bleche steuern.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Messen der Ummagnetisierungsverluste von Elektroblechen in einer als Ganztafelmessgerät ausgebildeten Messspulenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von ganzen Blechtafeln die Tafeln vor ihrer Einführung in die Messspulenanordnung gewogen werden und dass die Messspannung zwecks Herbeiführung einer auch bei schwankenden Blecheigenschaften konstanten Induktion durch den vorher ermittelten Wiegewert selbsttätig geregelt wird.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I mit einer ein Joch, eine Magnetisierungswicklung und eine Induktionswicklung aufweisenden Messspulenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Messspulenanordnung eine Waage vorgeschaltet ist, die mit einem Waagepotentiometer zusammenwirkt, das der Magnetisierungswicklung der Messspulenanordnung eine dem Wiegewert entsprechende Messspannung zuführt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätige Regelung der Messspannung in Abhängigkeit vom Blechgewicht potentiometrisch erfolgt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Wiegewertes auf die Regelvorrichtung für die Messspannung ohne Rückwirkung auf die Wägung durchgeführt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der an der Messspule auftretenden Verluste ein Leistungsmesser mit Selbstkorrektur verwendet wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 3, dadurch ff (, gekennzeichnet, dass der bei der Wägung des Bleches ermittelte Wiegewert zur Bestimmung der auf das Einheitsgewicht bezogenen Verluste herangezogen wird, indem der Wiegewert zur Regelung der einem in der Messspulenanordnung vorgesehenen Leistungsmesser zugeführten Spannung benutzt wird, und zwar in dem Sinne, dass letztere umgekehrt proportional dem Blechgewicht geändert wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiegewert auf die Regelvorrichtung für die dem Leistungsmesser zugeführte Spannung ohne Rückwirkung auf die Wägung wirksam wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Wägung des Bleches ermittelte Wiegewert mittels Zeitrelais und Hilfskontakten so lange erhaltenbleibt, bis das Blech in die Messspule eingeführt und die Verlustmessung durchgeführt worden ist.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlustmessung bei stillstehendem Blech durchgeführt wird.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspannung über einen zugleich als Spannungs-Konstanthalter wirkenden Reg ler übertragen wird.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine die Wägungsanzeige nicht ver ändernde Übertragungsvorrichtung für den Wiegewert auf die Regelvorrichtung für die Induktion.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch eine sich erst nach Arretierung der Waage einschaltende Verbindung zwischen Waage und Waagenpotentiometer.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Zeiger der Waage ein Kontaktblech in Verbindung steht, das erst nach beendeter Wägung mit dem Potentiometer in Berührung gebracht wird, um den Potentiometer-Stromkreis zu schliessen.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessung des Stromkreises mittels einer elektromagnetischen Kupplung erfolgt.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Waagepotentiometer mittels einer Gleichstrombatterie gespeist wird, und dass zwischen dem Potentiometerabgriff und dem Thoma Regler einerseits und dem Spannungsabgriff an der Messspule anderseits eine Gleichrichteranordnung vorgesehen ist.

   14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Waage als eine auf verschiedene Sollwerte einstellbare Prozentwaage ausgebildet ist.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 14, gekennzeichnet durch eine Prozentwaage mit linearer Skala.

   16. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 14, gekennzeichnet durch eine Prozentwaage in Form einer doppelarmigen Hebelwaage, bei der die wirksame Länge eines Armes zwecks Voreinstellung der Waage auf verschiedene Sollgewichte verstellbar ist.

   17. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastarm verstellbar ist.

   18. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der die Ummagnetisierungsverluste anzeigende Leistungsmesser mit Selbstkorrektur so geschaltet ist, dass seine eine Stromspule in den Magnetisierungsstromkreis, seine andere Stromspule ebenso wie seine Spannungsspule in den die Induktionswicklung enthaltenden Stromkreis, jedoch in entgegengesetzter Stromrichtung, eingeschaltet ist.

   19. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die der Spannungsspule des Leistungsmessers zugeführte Spannung an einem von der Waage gesteuerten Potentiometer abgegriffen wird, wobei das Potentiometer so ausgebildet ist, dass die an ihm abgegriffene Spannung umgekehrt proportional dem Blechgewicht ist.

   20. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, gekennzeichnet durch eine ohne Beeinflussung des Wiegewertes arbeitende tSbertra- gungsvorrichtung zwischen Waage und Regelvorrichtung für die Spannung des Leistungsmessers.