DE1195861B

DE1195861B - Elektrizitaetszaehler mit frei schwebendem Laeufer

Info

Publication number: DE1195861B
Application number: DEM53228A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Steingroever
Original assignee: Magnetfabrik Bonn GmbH
Current assignee: Magnetfabrik Bonn GmbH
Priority date: 1962-06-16
Filing date: 1962-06-16
Publication date: 1965-07-01
Also published as: CH413101A; GB976176A

Description

Elektrizitätszähler mit frei schwebendem Läufer Die Erfindung betrifft einen Elektrizitätszähler, dessen Läufer durch magnetische Kräfte frei schwebend gehalten wird, so daß er ohne jede mechanische Reibung arbeitet.
Es ist bekannt, den Läufer eines Elektrizitätszählers durch magnetische Kräfte teilweise zu entlasten, um die Reibung der mechanischen Lager herabzusetzen. Da es dabei jedoch nicht möglich ist, auf eine Stabilisierung durch Fesselung eines Freiheitsgrades, sei es in axialer oder in radialer Richtung, zu verzichten, sind zur seitlichen Stabilisierung von magnetisch entlasteten Läufern schon diamagnetische Ringe verwendet worden, die mit dem Läufer verbunden sind und die durch das irrhomogene Feld zusätzlicher Ringspaltmagnete zentriert werden.
Gegenstand der- Erfindung ist ein besonders einfacher und betriebssicherer Elektrizitätszähler mit völlig frei schwebendem Läufer. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, daß sein Läufer aus einem diamagnetischen Ring besteht, der im irrhomogenen Feld eines Ringspaltmagneten angeordnet und von diesem getragen ist, und daß dieser Ring selbst unmittelbar durch elektrische Wirbelströme angetrieben wird oder ein durch elektrische Wirbelströme angetriebenes elektrisch leitendes Triebteil trägt.
Die Zählung der Läuferumdrehungen erfolgt zweckmäßig fotoelektrisch, kapazitiv oder induktiv in an sich bekannter Weise, so daß jede mechanische Berührung des Läufers vermieden wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist in A b b. 1 ein Ring aus diamagnetischem Werkstoff, z. B. Wismut oder Kohlenstoff, bezeichnet, der völlig frei im irrhomogenen Feld eines Ringspaltmagnetsystems schwimmt. Dieses besteht aus dem Dauermagneten 2 mit den Polen N und S, dem Eisentopf 3 und der Polplatte 4. Der Verlauf des Magnetflusses- ist gestrichelt dargestellt. Der Läuferring wird durch ein Triebsystem 5 oder durch mehrere Triebsysteme 5 und 6 angetrieben, wobei der Wechselmagnetfluß des oder der Triebwerke zum Teil durch die Eisenteile des Dauermagnetsystems geführt werden kann. Die Tragkraft des im Magnetfeld- schwimmenden Läuferringes kann erforderlichenfalls zum Tragen eines Triebteiles 7, vorzugsweise aus Aluminium, ausgenutzt werden; in diesem Fall ist es zweckmäßig, die Triebwerke auch oder nur auf das Triebteil wirken zu lassen.
Zum Ausschalten der Luftreibung kann das Drehsystem im Vakuum oder in einem Gas mit geringer Viskosität, z. B. Wasserstoff, laufen, wenn, wie in A b b. 2, der Luftspalt des Magnetsystems mit einem Ring 8 verschlossen und mit einer Glocke 9 abgedeckt wird. In A b b. 2 ist auch schematisch ein rotationssymmetrisches Triebwerk mit topfförmigem Eisenrückschluß dargestellt, das für den Antrieb des erfindungsgemäßen Läufers besonders geeignet ist.
Solange der Läuferring bzw. die Läuferscheibe zentrisch im radialsymmetrischen Feld des Ringspaltes rotiert, wird durch Wirbelströme keine Bremsung verursacht, weil alle induzierten Spannungsvektoren radial nach außen gerichtet sind. Unterbricht man die Symmetrie durch einen oder mehrere Schlitze oder Aussparungen in den Polen des Magnetsystems, so entstehen Wirbelströme, die eine geschwindigkeitsabhängige Bremsung des Drehsystems bewirken, wodurch in bekannter Weise die gewünschte Integration der elektrischen Leistung zustande kommt.
A b b. 3 zeigt eine solche Anordnung, bei der das Magnetfeld an den Stellen 10 durch Nuten in den Eisenpolen irrhomogen ist, so daß elektrische Wirbelströme sich ausbilden und das Drehsystem 11 geschwindigkeitsabhängig bremsen können. Es ist zweckmäßig, .diese Aussparungen symmetrisch zueinander anzuordnen, damit seitliche Kräfte sich gegenseitig aufheben.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrizitätszähler mit frei schwebendem Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer aus einem diamagnetischen Ring besteht, der im irrhomogenen Feld eines Ringspaltmagneten angeordnet und von diesem getragen ist, und daß dieser Ring selbst unmittelbar durch elektrische Wirbelströme angetrieben wird oder ein durch elektrische Wirbelströme angetriebenes elektrisch leitendes Triebteil trägt.
2. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß das Feld des Ringspaltmagneten längs des Umfangs verschieden stark ist, so daß eine Bremsung des Läufers durch Wirbelströme bewirkt wird. 3. Elektrizitätszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiedenheit des magnetischen Feldes längs des Umfangs durch Änderung der geometrischen Abmessungen des Ringspaltes, insbesondere durch Aussparungen, Schlitze oder Erhebungen, bewirkt wird. 4. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Läufer umgebende Raum evakuiert oder mit Gas geringer Reibungskonstante, insbesondere Wasserstoff, gefüllt ist. 5. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Läufers ein ein rotationssymmetrisch umlaufendes Magnetfeld erzeugendes Organ mit topfförmigem Eisenrückschluß verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 976 997; britische Patentschrift Nr. 539 409; schweizerische Patentschriften Nr. 267 993, 290 344; »Zeitschrift f. Physik«, 112. Bd., 1939, S. 764 bis 769; »Philips' Techn. Rundschau«, 18. Jg., 1956/57, S. 59 bis 62.