CH546956A

CH546956A - Verfahren zur kontrolle der genauen windungszahl, von unterbrechungen, der richtigen polaritaet und von windungsschluessen bei spulenwicklungen.

Info

Publication number: CH546956A
Application number: CH1019372A
Authority: CH
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1974-03-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der genauen Windungszahl, von Unterbrechungen, der richtigen Polarität und von Windungsschlüssen bei noch nicht mit einem Kern montierten Spulenwicklungen.

Bisher war es üblich, die Genauigkeit der Windungszahl bei Wandlern oder Drosselspulen für Schutzrelais erst im eingeschachtelten Zustand , d. h. nach Montage mit dem Kern zu kontrollieren. Wurde ein Fehler festgestellt, so mussten die Kerne wieder entfernt werden, was vielfach, z. B. bei Mu-Metall, zu einer Beschädigung der Eisenbleche führte.

Es wurden dabei direkte Vergleichsmethoden verwendet, wobei der zu prüfende Wandler oder die Drossel mit einem Normal verglichen oder aber das Übersetzungsverhältnis bei Wandlern mit einem Wechselstrom-Kompensator gemessen wurde. In jedem Fall wurden direkt die Primärwicklungen der Normal- und zu prüfenden Wandler gespeist und die Spannungen sekundärseitig verglichen, oder es wurde die Primärwicklung des zu prüfenden Wandlers gespeist und die Sekundärspannung gemessen bzw. kompensiert.

Diese Lösungen sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Bei der direkten Vergleichsmethode braucht man einen kompletten Normalwandler und Prüflinge im bereits montierten Zustand, d. h. Spulenwicklungen mit Kern. Die Kontrolle ist einfach und schnell, aber die Genauigkeit ist nicht sehr hoch und durch die Eigenschaften der Kerne beinflusst, welche Eigenschaften zwischen Prüfling und Normal abweichen können. Die Kompensationsmethoden sind im Hinblick auf Einfachheit und Schnelligkeit weniger günstig und benötigen eine Abgleichung und Auswertung. Die Fehlergrenze bei der Windungszahlkontrolle wird beispielsweise mit i 0,1% angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass ein Messkern mit einer darauf angeordneten Primär-Erregerwicklung verwendet wird, die im Messkern einen pulsierenden Magnetfluss induziert, dass der Prüfling und eine die Soll-Windungszahl aufweisende, fehlerfreie Bezugsspule als leerlaufende Sekundärwicklungen auf den Messkern aufgebracht und gegeneinandergeschaltet werden und dass die resultierende Differenzspannung als Kriterium für eine Abweichung zwischen Prüfling und Bezugsspule dient.

Die Erfindung wird jetzt anhand der Figuren 1 und 2 an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung von Messkern und Spulen
Fig. 2 ein Schaltungsschema zur Verdeutlichung des Mess prinzips
In Fig. list 4 der Messkern, der hier, wie gezeigt, als Schnittbandkern mit Trennfläche 5 ausgeführt ist. 3 ist die von einer Wechselspannung gespeiste Erregerwicklung, die im Kern einen pulsierenden Magnetfluss induziert. Die Bezugsspule 1 und die zu prüfende Spule (Prüfling) 2, beide von gleicher Länge, sind koaxial und konzentrisch auf demsel ben Schenkel des Messkerns 4 aufgebracht, und zwar in einem den Streufeldeinfluss ausschliessenden Abstand von der Kern-Trennfläche 5. Somit ist der Magnetfluss für beide Wicklungen genau gleich.

Als Alternative kann natürlich auch umgekehrt die äussere Spule 1 als Prüfling und die innere Spule 2 als Bezugsspule fungieren.

Das Messprinzip entnimmt man dem Schaltungsschema von Fig. 2. Bezugsspule 1 und Prüfling 2 sind als leerlaufende Sekundärwicklungen auf den Messkern aufgebracht (nach Art der Fig. 1); die Erregerwicklung 3 ist die Primärwicklung. Die resultierende Differenzspannung zwischen 1 und 2 wird hier nahezu leistungslos, z. B. mit einem Galvanometer G, gemessen.

Wenn die Wicklungen 1 und 2 gleiche Windungszahlen haben, ist die resultierende Spannung gleich 0. Sofern aber der Prüfling nur eine Windung mehr (bzw. weniger) hat, misst man die Spannung, die in der einen Spulenwindung induziert wird, welche kein Gegengewicht durch die andere Wicklung hat. Diese Spannung ist immer gleich und hängt nicht von der gesamten Windungszahl des Prüflings ab, son dern nur von der Grösse des Magnetflusses.

Die Windungszahl der Bezugsspule kann auch durch An zapfungen variabel gemacht werden; so kann z. B. bei einer
Soll-Windungszahl von 700 die Bezugsspule 701 Windungen aufweisen, und die letzten 3 Windungen sind mit Anzapfun gen herausgeführt. Normalerweise wird die Anzapfung der
Windung Nr. 700 zum Kontrollvergleich verwendet; stellt man bei einem Prüfling eine Differenzspannung entspre chend einer Windung fest, so schaltet man bei der Bezugs spule z. B. zunächst auf Windung Nr. 699. Verschwindet die
Differenzspannung, so hat der Prüfling 699 Windungen. Ver doppelt sich aber die Differenzspannung, so schaltet man auf Windung Nr. 701. Dann verschwindet die Differenzspan nung, und man weiss, dass der Prüfling 701 Windungen hat.

Man kann mit diesem Verfahren den Fehler von einer ein zigen Windung auch bei Spulen mit mehreren tausend Win dungen leicht feststellen, wenn die geeignete Messmethode verwendet wird. Die Empfindlichkeit der Kontrolle ist sehr gross. Mit einem Kompensator würde hier die Messung durch den ohmschen Widerstand des Prüflings beeinflusst werden.

Ausser der Kontrolle der Windungszahl werden mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren naturgemäss gleichzeitig auch Unterbrechungen, Windungsschlüsse und die richtige Polarität der zu prüfenden Wicklungen festge stellt.

Mittels des oben beschriebenen Verfahrens kann man eine Abweichung von der Soll-Windungszahl, die kleiner ist als 0,05%, leicht. schnell und sicher feststellen. Dabei wird auch bei grossem Fehler der Spule eine Beschädigung des
Kontrollinstruments vermieden.

Die Schnelligkeit und Einfachheit der Kontrolle ist da durch gewährleistet, dass es nur der Ablesung eines Messin struments bedarf und kein Abgleich (wie bei einem Wechsel stromkompensator) erforderlich ist. Deshalb ist die Kon trolle für die Serieprüfung in einer Spulen-Wicklerei gut ge eignet. Das Verfahren ermöglicht die wirtschaftlichere Her stellung von Wandlern bzw. Schutzrelais, deren richtige Wir kung durch die genaue Einhaltung der Windungszahl einzel ner Spulen bedingt ist.

Die äusserst empfindliche und genaue Vorkontrolle der noch nicht mit dem Kern montierten Spulen erspart Zeitver luste und verbilligt die Herstellung von kleinen Strom- und
Spannungswandlern sowie Drosselspulen mit genauer Win dungszahl.

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Kontrolle der genauen Windungszahl, von
Unterbrechungen, der richtigen Polarität und von Windungs schlüssen bei noch nicht mit einem Kern montierten Spulen wicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messkern (4) mit einer darauf angeordneten Primär-Erregerwicklung (3) verwendet wird, die im Messkern einen pulsierenden Magnet fluss induziert, dass der Prüfling (2) und eine die Soll-Win dungszahl aufweisende, fehlerfreie Bezugsspule (1) als leerlau fende Sekundärwicklungen auf den Messkern (4) aufge bracht und gegeneinandergeschaltet werden und dass die re sultierende Differenzspannung als Kriterium für eine Abwei chung zwischen Prüfling und Bezugsspule dient.

5
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der Messkern (4) als zweiteiliger Ringkern mit

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der genauen Windungszahl, von Unterbrechungen, der richtigen Polarität und von Windungsschlüssen bei noch nicht mit einem Kern montierten Spulenwicklungen.

Bisher war es üblich, die Genauigkeit der Windungszahl bei Wandlern oder Drosselspulen für Schutzrelais erst im eingeschachtelten Zustand , d. h. nach Montage mit dem Kern zu kontrollieren. Wurde ein Fehler festgestellt, so mussten die Kerne wieder entfernt werden, was vielfach, z. B. bei Mu-Metall, zu einer Beschädigung der Eisenbleche führte.

Es wurden dabei direkte Vergleichsmethoden verwendet, wobei der zu prüfende Wandler oder die Drossel mit einem Normal verglichen oder aber das Übersetzungsverhältnis bei Wandlern mit einem Wechselstrom-Kompensator gemessen wurde. In jedem Fall wurden direkt die Primärwicklungen der Normal- und zu prüfenden Wandler gespeist und die Spannungen sekundärseitig verglichen, oder es wurde die Primärwicklung des zu prüfenden Wandlers gespeist und die Sekundärspannung gemessen bzw. kompensiert.

Diese Lösungen sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Bei der direkten Vergleichsmethode braucht man einen kompletten Normalwandler und Prüflinge im bereits montierten Zustand, d. h. Spulenwicklungen mit Kern. Die Kontrolle ist einfach und schnell, aber die Genauigkeit ist nicht sehr hoch und durch die Eigenschaften der Kerne beinflusst, welche Eigenschaften zwischen Prüfling und Normal abweichen können. Die Kompensationsmethoden sind im Hinblick auf Einfachheit und Schnelligkeit weniger günstig und benötigen eine Abgleichung und Auswertung. Die Fehlergrenze bei der Windungszahlkontrolle wird beispielsweise mit i 0,1% angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass ein Messkern mit einer darauf angeordneten Primär-Erregerwicklung verwendet wird, die im Messkern einen pulsierenden Magnetfluss induziert, dass der Prüfling und eine die Soll-Windungszahl aufweisende, fehlerfreie Bezugsspule als leerlaufende Sekundärwicklungen auf den Messkern aufgebracht und gegeneinandergeschaltet werden und dass die resultierende Differenzspannung als Kriterium für eine Abweichung zwischen Prüfling und Bezugsspule dient.

Die Erfindung wird jetzt anhand der Figuren 1 und 2 an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Anordnung von Messkern und Spulen Fig. 2 ein Schaltungsschema zur Verdeutlichung des Mess prinzips In Fig. list 4 der Messkern, der hier, wie gezeigt, als Schnittbandkern mit Trennfläche 5 ausgeführt ist. 3 ist die von einer Wechselspannung gespeiste Erregerwicklung, die im Kern einen pulsierenden Magnetfluss induziert. Die Bezugsspule 1 und die zu prüfende Spule (Prüfling) 2, beide von gleicher Länge, sind koaxial und konzentrisch auf demsel ben Schenkel des Messkerns 4 aufgebracht, und zwar in einem den Streufeldeinfluss ausschliessenden Abstand von der Kern-Trennfläche 5. Somit ist der Magnetfluss für beide Wicklungen genau gleich.

Als Alternative kann natürlich auch umgekehrt die äussere Spule 1 als Prüfling und die innere Spule 2 als Bezugsspule fungieren.

Das Messprinzip entnimmt man dem Schaltungsschema von Fig. 2. Bezugsspule 1 und Prüfling 2 sind als leerlaufende Sekundärwicklungen auf den Messkern aufgebracht (nach Art der Fig. 1); die Erregerwicklung 3 ist die Primärwicklung. Die resultierende Differenzspannung zwischen 1 und 2 wird hier nahezu leistungslos, z. B. mit einem Galvanometer G, gemessen.

Wenn die Wicklungen 1 und 2 gleiche Windungszahlen haben, ist die resultierende Spannung gleich 0. Sofern aber der Prüfling nur eine Windung mehr (bzw. weniger) hat, misst man die Spannung, die in der einen Spulenwindung induziert wird, welche kein Gegengewicht durch die andere Wicklung hat. Diese Spannung ist immer gleich und hängt nicht von der gesamten Windungszahl des Prüflings ab, son dern nur von der Grösse des Magnetflusses.

Die Windungszahl der Bezugsspule kann auch durch An zapfungen variabel gemacht werden; so kann z. B. bei einer Soll-Windungszahl von 700 die Bezugsspule 701 Windungen aufweisen, und die letzten 3 Windungen sind mit Anzapfun gen herausgeführt. Normalerweise wird die Anzapfung der Windung Nr. 700 zum Kontrollvergleich verwendet; stellt man bei einem Prüfling eine Differenzspannung entspre chend einer Windung fest, so schaltet man bei der Bezugs spule z. B. zunächst auf Windung Nr. 699. Verschwindet die Differenzspannung, so hat der Prüfling 699 Windungen. Ver doppelt sich aber die Differenzspannung, so schaltet man auf Windung Nr. 701. Dann verschwindet die Differenzspan nung, und man weiss, dass der Prüfling 701 Windungen hat.

Man kann mit diesem Verfahren den Fehler von einer ein zigen Windung auch bei Spulen mit mehreren tausend Win dungen leicht feststellen, wenn die geeignete Messmethode verwendet wird. Die Empfindlichkeit der Kontrolle ist sehr gross. Mit einem Kompensator würde hier die Messung durch den ohmschen Widerstand des Prüflings beeinflusst werden.

Ausser der Kontrolle der Windungszahl werden mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren naturgemäss gleichzeitig auch Unterbrechungen, Windungsschlüsse und die richtige Polarität der zu prüfenden Wicklungen festge stellt.

Mittels des oben beschriebenen Verfahrens kann man eine Abweichung von der Soll-Windungszahl, die kleiner ist als 0,05%, leicht. schnell und sicher feststellen. Dabei wird auch bei grossem Fehler der Spule eine Beschädigung des Kontrollinstruments vermieden.

Die Schnelligkeit und Einfachheit der Kontrolle ist da durch gewährleistet, dass es nur der Ablesung eines Messin struments bedarf und kein Abgleich (wie bei einem Wechsel stromkompensator) erforderlich ist. Deshalb ist die Kon trolle für die Serieprüfung in einer Spulen-Wicklerei gut ge eignet. Das Verfahren ermöglicht die wirtschaftlichere Her stellung von Wandlern bzw. Schutzrelais, deren richtige Wir kung durch die genaue Einhaltung der Windungszahl einzel ner Spulen bedingt ist.

Die äusserst empfindliche und genaue Vorkontrolle der noch nicht mit dem Kern montierten Spulen erspart Zeitver luste und verbilligt die Herstellung von kleinen Strom- und Spannungswandlern sowie Drosselspulen mit genauer Win dungszahl.

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Kontrolle der genauen Windungszahl, von Unterbrechungen, der richtigen Polarität und von Windungs schlüssen bei noch nicht mit einem Kern montierten Spulen wicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messkern (4) mit einer darauf angeordneten Primär-Erregerwicklung (3) verwendet wird, die im Messkern einen pulsierenden Magnet fluss induziert, dass der Prüfling (2) und eine die Soll-Win dungszahl aufweisende, fehlerfreie Bezugsspule (1) als leerlau fende Sekundärwicklungen auf den Messkern (4) aufge bracht und gegeneinandergeschaltet werden und dass die re sultierende Differenzspannung als Kriterium für eine Abwei chung zwischen Prüfling und Bezugsspule dient.

5 UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der Messkern (4) als zweiteiliger Ringkern mit Trennfläche (5) ausgeführt ist und der Prüfling (2) sowie die Bezugsspule (1) die gleiche Länge aufweisen und koaxial und konzentrisch auf demselben Schenkel des Messkerns (4) in einem Streufeldeinflüsse ausschliessenden Abstand von der Trennfläche (5) angeordnet werden so dass der Magnetfluss für beide Wicklungen genau gleich ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Differenzspannung zwischen Prüfling (2) und Bezugsspule (1) nahezu leistungslos, z. B. mittels eines Galvanometers (G), gemessen wird.