DE1149813B

DE1149813B - Moving iron multi-range instrument

Info

Publication number: DE1149813B
Application number: DEL36750A
Authority: DE
Inventors: Hans Partenfelder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-08-04
Filing date: 1960-08-04
Publication date: 1963-06-06

Description

Dreheisen-Mehrbereichinstrument Die Anwendung spannbandgelagerter beweglicher Systeme macht es möglich, Dreheisen-Meßwerke mit sehr kleinen Drehmomenten zu bauen. Dadurch kann die für den Vollausschlag des Drehsystems erforderliche AW-Zahl so klein gehalten werden, daß sich in dem verfügbaren Wickelraum mehr Strombereiche unterbringen lassen als vordem.Moving iron multi-range instrument The use of tension belt-mounted movable systems makes it possible to have moving iron measuring mechanisms with very small torques to build. This allows the AW number required for the full scale of the turning system be kept so small that there are more current ranges in the available winding space let accommodate than before.

Sind die Strombereiche für sehr unterschiedliche Nennstromstärken auszulegen, so ergeben sich entsprechend unterschiedliche Windungszahlen. Unter der Annahme, daß zum Vollausschlag des Systems 30 AW nötig sind, werden z. B. tausend Windungen für den Bereich 30 mA, aber nur fünf Windungen für den Bereich 6 A und nur eine einzige Windung für den Bereich 30 A gebraucht. Die Konstruktion von Spulen mit derart unterschiedlichen Wicklungsabschnitten bereitet keine Schwierigkeit, solange für jeden Strombereich eine besondere Skalenteilung vorgesehen ist. Sollen dagegen die Strombereiche auf gleiche Empfindlichkeit und einheitlichen Skalenverlauf abgestimmt werden, ohne dabei das Wechselstromverhalten oder thermische Eigenschaften der Wicklung zu beeinträchtigen, so ergeben sich dann beträchtliche Schwierigkeiten. Are the current ranges for very different nominal currents are designed, there are correspondingly different numbers of turns. Under assuming that the full scale of the system 30 AW are necessary, z. B. thousand Turns for the range 30 mA, but only five turns for the range 6 A and only a single turn is needed for the 30 A range. The construction of coils with such different winding sections there is no problem as long as a special scale division is provided for each current range. Should on the other hand, the current ranges have the same sensitivity and uniform scale can be tuned without affecting the alternating current behavior or thermal properties To affect the winding, then there are considerable difficulties.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und ein Dreheiseninstrument mit mehreren Meßbereichen bei nur einer Skala zu schaffen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreheisen-Meßbereichinstrument mit einer einzigen Skala und einer die drehmomentbildenden magnetischen Teile umfassenden Erregerspule, die aus Teilwicklungen besteht, welche einzeln verwendet werden oder teilweise oder insgesamt in Serie geschaltet sind. The invention has set itself the task of solving these difficulties to eliminate and a moving iron instrument with multiple measuring ranges with only one To create scale. The invention relates to a moving iron range instrument with a single scale and one comprising the torque-generating magnetic parts Excitation coil, which consists of partial windings, which are used individually or are partially or entirely connected in series.

Die Erfindung besteht darin, daß die Teilwicklungen in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind und daß einzelne Teilwicklungen aus über die Länge der Gesamtwicklung verteilten einwindigen offenen Ringscheiben aus Blech bestehen, die elektrisch in Reihe oder reihenparallel oder parallel schaltbar sind.The invention consists in that the partial windings in the axial direction are arranged side by side and that individual partial windings from over the length single-turn, open ring disks distributed over the entire winding are made of sheet metal, which can be connected electrically in series or in parallel or in parallel.

Einer weiteren Ausführungsform entsprechend sind jeweils mehrere Ringscheiben zusammengefaßt.In accordance with a further embodiment, there are a plurality of ring disks in each case summarized.

Zweckmäßig bilden die Ringscheiben die Stirn- und Zwischenwände eines rohrförmigen Spulenkörpers.The ring disks expediently form the end and intermediate walls of a tubular bobbin.

Es ist bereits ein als Vielfach-Meßinstrument ausgebildetes Dreheisen-Meßwerk bekannt, bei welchem die Erregerspule aus Teilwicklungen besteht, die übereinander angeordnet sind. Die koaxiale Anordnung der Teilwicklungen beim bekannten Instrument ist außerordentlich nachteilig. Beim Wickeln der Teilwicklungen müssen die Durchmesser derselben überwacht werden. Dies ist bei einer tJbereinanderanordnung dieser Wicklungen praktisch nicht möglich. Ergeben sich unterschiedliche Durchmesser dieser Wicklungen, so ändert sich entsprechend die magnetische Wirksamkeit. Sind beispielsweise beim bekannten Instrument die inneren Wicklungen magnetisch zu wirksam, so wird dies durch die parallel geschalteten Widerstände korrigiert. Beim Erfindungsgegenstand gibt es derartige Widerstände nicht. Durch die Aneinanderreihung der Teilwicklungen kann die Korrektion in einfacher Weise durch entsprechende Abstimmung der Windungszahl erreicht werden. Die Windungen der Teilwicklungen beim Erfindungsgegenstand sind in jedem Falle ohne Schwierigkeiten zugänglich. It is already a moving iron measuring mechanism designed as a multiple measuring instrument known, in which the excitation coil consists of partial windings that are superimposed are arranged. The coaxial arrangement of the partial windings in the known instrument is extremely disadvantageous. When winding the partial windings, the diameter the same are monitored. This is when these windings are arranged one above the other practically impossible. If these windings have different diameters, the magnetic effectiveness changes accordingly. Are for example at the known instrument, the inner windings are magnetically effective, so this will be corrected by the resistors connected in parallel. With the subject matter of the invention there is no such resistance. By lining up the partial windings the correction can be done in a simple manner by appropriate coordination of the number of turns can be achieved. The turns of the partial windings in the subject matter of the invention are in any case accessible without difficulty.

Das bekannte Instrument hat einen höchsten Strombereich von 6 A. In der Praxis wird jedoch ein noch höherer Strombereich, beispielsweise von 30 A, gefordert. Die für diesen Meßbereich erforderliche Teilwicklung muß beim bekannten Instrument als Blechband entweder außen auf die Teilwicklungen oder innen aufgebracht werden. Zum Abgleich muß dieser Bandwicklung ein zusätzlicher abgleichbarer Nebenschlußwiderstand parallel geschaltet werden, der thermisch und elektrisch äußerst ungünstig ist. Auch eine derartige Teilwicklung mit dem notwendigen Nebenwiderstand entfällt beim Erfindungsgegenstand. Auch das Frequenzverhalten des bekannten Instrumentes ist wegen der den Teilwicklungen parallel geschalteten Widerstände, die als Dämpfung wirken, schlecht. The well-known instrument has a maximum current range of 6 A. In practice, however, an even higher current range, for example from 30 A, required. The partial winding required for this measuring range must be used in the known Instrument applied as a sheet metal band either on the outside of the partial windings or on the inside will. This tape winding must have an additional adjustable shunt resistor for adjustment be connected in parallel, which is thermally and electrically extremely unfavorable. Such a partial winding with the necessary shunt resistance is also omitted Subject matter of the invention. Also the frequency behavior of the well-known instrument is because of the resistances connected in parallel to the partial windings, which act as damping work, bad.

Es sind auch Dreheiseninstrumente mit mehreren Meßbereichen bekanntgeworden, deren Teilwicklungen in der verschiedensten Weise zusammengeschaltet werden. Für die Ausbildung der Erregerspule wird dabei eine Verseilung der Spulenteile bzw. eine Übereinanderanordnung der Teilwicklungen benutzt. Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung mehrwindiger Blechwicklungen bekannt, die als Stromspulen verwendet werden sollen. Moving iron instruments with several measuring ranges have also become known, whose partial windings are interconnected in a wide variety of ways. For the formation of the excitation coil is a stranding of the coil parts or an arrangement of the partial windings one above the other is used. It is also a process known for the production of multi-turn sheet metal windings, which are used as current coils should be.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is illustrated schematically on the basis of one in FIGS illustrated embodiment explained in more detail.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, umfaßt der Spulenkörper 4 das Eisensystem, das aus dem auf der Meßwerkachse 1 befestigten Drehkern 2 und dem am Meßwerkgehäuse verstellbar angeordneten Festkern 3 besteht. Der Spulenkörper 4 besteht aus Isolierstoff, er kann aus einem Stück bestehen oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Die Wicklungsteile 5 bis 14 sind offene, vorzugsweise aus Kupfer bestehende Blechringe mit Anschlußlötösen 15, während die Wicklungsteile 16 bis 19 vorzugsweise aus isoliertem Draht gewickelt sind. Zweckmäßig sind immer gleich zwei Blechringe 5, 6 bzw. 7, 8 usw. nebeneinander angeordnet. Die Flansche des Spulenkörpers können auch ganz entfallen, und an deren Stelle treten gleich die Ringe. Diese werden dann in geeigneter Weise isoliert, z. B. durch Überziehen mit einem Lack. As FIGS. 1 and 2 show, the bobbin 4 comprises the iron system, that from the rotating core 2 attached to the measuring mechanism axis 1 and the one on the measuring mechanism housing adjustably arranged fixed core 3 consists. The coil body 4 consists of insulating material, it can consist of one piece or be composed of several parts. The winding parts 5 to 14 are open sheet metal rings, preferably made of copper with terminal lugs 15, while the winding parts 16 to 19 are preferably made of insulated Wire are wound. It is advisable to always use two sheet metal rings 5, 6 or 7, 8 etc. arranged side by side. The flanges of the bobbin can also be whole omitted, and the rings will take their place. These will then be more appropriate Way isolated, e.g. B. by coating with a varnish.

Zur weiteren Erläuterung sei nun angenommen, daß die dargestellte Anordnung für die Meßbereiche 30A-6A-1,5A-0,3A ausgelegt ist und etwa 30 AW für den Vollausschlag des Systems gebraucht werden. In diesem Falle würden die einzelnen Meßbereiche wie folgt erzielt: Bereich 30 A durch Parallelschaltung der Blechringe S-7-9-11-13; Bereich 6A durch Reihenschaltung der Blechringe 6-8-10-12-14; Bereich 1,5A durch Reihenschaltung der Drahtwicklungen 16und18; Bereich 0,3 A durch Reihenschaltung der Drahtwicklungen 17 und 19. For further explanation it is now assumed that the illustrated Arrangement is designed for the measuring ranges 30A-6A-1.5A-0.3A and about 30 AW for the full scale of the system are needed. In this case the individual would Measuring ranges achieved as follows: Range 30 A by connecting the sheet metal rings in parallel S-7-9-11-13; Area 6A by connecting the sheet metal rings 6-8-10-12-14 in series; area 1.5A by connecting the wire windings 16 and 18 in series; 0.3 A range through series connection of the wire windings 17 and 19.

Die Schaltung des Instruments ist in Fig. 3 dargestellt. Der Einfachheit halber ist für jeden Bereich eine besondere Klemme vorgesehen. The circuit of the instrument is shown in FIG. Of simplicity For this reason, a special clamp is provided for each area.

Selbstverständlich könnte auch ein Meßbereichumschalter od. dgl. vorgesehen werden. Auch könnten Meßbereiche durch Serien- oder Parallelschaltung von Wicklungsteilen erzielt werden. Zum Beispiel würde die Reihenschaltung allerBlechringe 5-6-7-8-9-10-11-12-13-14 einen Bereich 3 A ergeben. Bei dem gewählten Beispiel werden die Endwertausschläge der einzelnen Bereiche wie folgt einjustiert: Bereich 30 A durch Verstellen des festen Eisenkernes 3 im Meßwerk; Bereich 6A hat dann infolge der räumlichen Anordnung der Blechwindungen automatisch die gleiche Empfindlichkeit; Bereich 1,5A durch Verstellen des Justiernebenwiderstandes 20; Bereich 0,3 A durch Abgleich der Windungszahl der zugehörigen Wicklungsabschnitte. Of course, a measuring range switch or the like could also be used. are provided. Measuring ranges could also be connected in series or in parallel of winding parts can be achieved. For example, connecting all of the sheet metal rings in series 5-6-7-8-9-10-11-12-13-14 result in a range of 3 A. In the example chosen, the final value deflections of the individual areas are adjusted as follows: Range 30 A by adjusting the fixed iron core 3 in the measuring mechanism; Area 6A then has a consequence the spatial arrangement of the sheet metal windings automatically has the same sensitivity; Range 1.5A by adjusting the adjustment shunt resistor 20; Range 0.3 A. Adjustment of the number of turns of the associated winding sections.

Für die einzelnen Wicklungsteile können auch bei bestimmten Meßbereichsauslegnngen nur Blechscheiben verwendet werden. For the individual winding parts, even with certain measuring ranges only sheet metal washers are used.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, 1. daß die Wicklungen mit den geringen Windungszahlen elektromagnetisch so gleichwertig sind, daß ihre Empfindlichkeiten durch Verstellen des feststehenden Eisenkernes 3 gleichzeitig abgleichbar sind. (Das Abgleichen mit Nebenwiderständen ist bei niederohmigen Strompfaden unbequem, und es beeinflußt das Wechselstromverhalten und das Temperaturverhalten ungünstig); 2. daß die Wicklungen mit den höheren Windungszahlen (Bereich 0,3 A, 1,5 A) so zugänglich sind, daß ihre Empfindlichkeiten einzeln durch Korrigieren der Windungszahlen abgleichbar sind, so daß nur der eventuell noch erforderliche Feinabgleich durch elektrische Mittel, z. B. Justiernebenwiderstände (Fig. 3), vorgenommen zu werden braucht; 3. daß die Wicklungen untereinander so ähnliche Feldbilder aufweisen, daß in Verbindung mit dem Eisensystem 2, 3 des Meßwerks in jedem Strombereich der gleiche Skalenverlauf entsteht; 4. daß die in den Wicklungen (besonders für die hohen Nennströme) erzeugte Eigenwärme gut verteilt abgeführt wird, was besonders bei Überlastungen wichtig ist; 5. und daß die Meßwerksspule einfach und raumsparend aufgebaut ist. The inventive design achieves 1. that the windings with the small number of turns are so electromagnetically equivalent that their Sensitivities by adjusting the fixed iron core 3 at the same time are adjustable. (The balancing with shunt resistors is for low-resistance current paths inconvenient, and it affects the AC behavior and the temperature behavior unfavorable); 2. that the windings with the higher number of turns (range 0.3 A, 1.5 A) are so accessible that their sensitivities can be corrected individually the number of turns can be adjusted so that only the possibly still required Fine adjustment by electrical means, e.g. B. Adjusting shunt resistors (Fig. 3) made needs to become; 3. that the windings have field patterns that are so similar to one another, that in connection with the iron system 2, 3 of the measuring mechanism in each current range of the same scale progression arises; 4. that those in the windings (especially for the high nominal currents) generated self-generated heat is dissipated well distributed, which is special is important in case of overloads; 5. and that the measuring coil is simple and space-saving is constructed.

Der Raumbedarf der Wicklungen für die größeren Nennströme (6 A, 30 A) ist sehr gering. The space required by the windings for the larger nominal currents (6 A, 30 A) is very low.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Multi-range moving iron instrument with a single Scale and an excitation coil comprising the torque-generating magnetic parts, which consists of partial windings which are used individually or partially or are all connected in series, characterized in that the partial windings are arranged next to one another in the axial direction and that individual partial windings made of single-turn, open ring disks distributed over the length of the entire winding consist of sheet metal that are electrically in series or in parallel or can be switched in parallel.

2. Instrument according to claim 1, characterized in that each several ring disks (5, 6; 7, 8, etc.) are combined

3. Instrument according to claim 1 and 2, characterized in that the ring disks the front and partitions form a tubular bobbin. ~~~~~~~ Publications considered: German Patent No. 157,417; British Patent No. 800,655; ATM J 7314.