DE1132358B - Verfahren zur Messung einer Dralldifferenz - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung einer Dralldifferenz Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Drall bzw. die Dralldifferenz in einem bestimmten Zeitraum zu messen, ohne daß die Schwungmasse durch die Messung merklich beeinflußt wird. Hierbei wird das physikalische Gesetz benutzt, daß das zugeführte oder abgeführte Drehmoment, über die Zeit summiert bzw. integriert, ein Maß für den Drall bzw. die Dralldifferenz ist. Es ist also erforderlich, das Zeitintegral des Drehmomentes zu messen. Dies kann mit einer Einrichtung erfolgen, die beispielsweise auf elektrischem Wege den Meßwert des Drehmomentes integriert, wobei derartige Integrationseinrichtungen an sich schon bekannt sind. Durch Einschalten dieses Meßwerkes zur Zeit t = T0 und Abschalten des Gerätes amEnde der Messung bei t = Te wird derUnterschied des Dralls in diesem Zeitintervall erfaßt, wenn keine Verluste, beispielsweise Reibung, vorhanden sind. Für die eventuell auftretenden Verluste kann aber eine entsprechende Korrektur eingeführt werden.
• Durch diese Korrektur wird, besonders bei großen Schwungmassen, eine für die Praxis hinreichend genaue Messung der Dralländerung erreicht. Diese Meßmethode gilt ohne Einschränkung in bezug auf Schwungmassen- oder Drehzahländerung. Das von der Antriebsmaschine abgegebene Drehmoment, die Größe des Schwungmomentes und die Drehzahl können einen beliebig zeitlichen Verlauf haben. Selbstverständlich kann auch der eine oder andere dieser Werte zeitlich konstant bleiben. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und bewirkt auch keine Verbesserung der Genauigkeit dieses Verfahrens.
• Einrichtungen, bei denen die Messung der Dralldifferenz erforderlich ist, werden häufig durch elektrische Masohinen angetrieben, insbesondere durch die robusten Asynchronmotoren. Hierbei kann man zum Beispiel durch Messung der Speisespannung des Asynchronmotors das Drehmoment bestimmen, denn es ist bekannt, daß bei Asynchronmotoren das Drehmoment proportional dem Quadrat der Spannung ist M U-. Dieses gilt jedoch nur bei konstanter Drehzahl. Außerdem kann man nicht die Spannung direkt verwenden, sondern muß diese Spannung in einem geeignetenMeßwerk quadrieren. Falls man eine Veränderung der Drehzahl zulassen will, muß man die Drehmomentgleichung durch eine Funktion [F(,j] erweitern, die die Abhängigkeit des Drehmomentes von der Drehzahl bei konstanter Spannung angibt.
• Dann gilt die Bedingung M zur F(n, . U2. Solange man diese Gleichung hinreichend genau nachbilden kann, ist auch die Messung des Drehmomentes hinreichend genau, und damit gelingt auch die Bestimmung der Dralldifferenz durch Integration dieser Funktion D ~ f F(n) . U2 . dt. Die hierzu erforderlichen Multiplikations- und Integrationsvorrichtungen sind an sich in diversen Ausführungen bekannt, so daß die Darstellung des Dralls aus den gegebenen Werten technisch keine Schwierigkeiten bereitet. Eine andere Möglichkeit bei elektrischen Maschinen, das Drehmoment ohne praktische Rückwirkung auf den Antrieb zu erfassen, besteht darin, daß man das Produkt aus dem Maschinenfeld und dem Speisestrom bilden kann nach der bekannten Gleichung M h, 0 J cos .
• Man muß also das Maschinenfeld und den Speisestrom messen und diese beiden Größen in einen ge eigneten Multiplikator phasenwinkelgerecht multiplizieren. Als Multiplikator kann man beispielsweise ein wattmetrisches Meßwerk oder einen Hallgenerator be nutzen. Der Hallgenerator ist für die Praxis besonders geeignet, da er robust aufgebaut ist, keine beweglichen Teile besitzt und bis zu hohen Frequenzen phasenwinkelgerecht multipliziert. Durch geeignete Anpassung bekommt der Hallgenerator eine nahezu lineare Kennlinie, so daß die bei der Multiplikation entstehenden Fehler gering sind.
• Die Messung des Dralls bzw. der in einem hestimmten Zeitintervall auftretenden Dralländerung ist in der Praxis in vielen Fällen nur dann brauchbar, wenn diese Messung praktisch ohne Rückwirkung auf die Einrichtung erfolgt, deren Drall gemessen werden soll. Dies ist durch das oben beschriebene Meßverfahren auf einfache, wirtschaftlich tragbare Weise möglich.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Messen der Dralldifferenz einer rotierenden angetriebenen Schwungmasse während einer frei wählbaren Zeit von t = T0 bis t = Te, wobei sowohl die Drehzahl als auch die Schwungmasse während der Messung veränder- lich oder konstant sein können, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Drehmoment kontinuierlich während der Messung erfaßt wird und dieses Drehmoment gleichzeitig durch ein an sich bekanntes Integrierglied über die Zeit von der Zeit t = To bis t = Te zur Dralldifferenz in dieser Zeitspanne integriert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Antrieb der Schwungmasse durch eine elektrische Maschine, insbesondere durch einen Asynchron- motor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Drehmomentes durch Messung des Maschinenfeldes und des Speisestromes undMultiplikation dieser beiden Größen in einem Multiplikator, z. B. einem Hallgenerator, erfolgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1065 633; »Grimschl's Lehrbuch der Physik«, 14. Auflage, Bd.1,S.120.