DE1238814B - Induktiver Winkelgeber nach dem Transformatorprinzip - Google Patents
Induktiver Winkelgeber nach dem TransformatorprinzipInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
G08c
Deutsche Kl.: 74 b-8/04
Nummer: 1238 814
Aktenzeichen: M 68491IX d/74 b
Anmeldetag: 23. Februar 1966
Auslegetag: 13. April 1967
Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Winkelgeber zur elektrischen Fernanzeige von Winkel-Stellungen,
z. B. für Regelungs- und Steuerzwecke.
Es sind induktive Winkelgeber bekannt, bei denen durch die Drehbewegung eines mit einer Achse verbundenen
ferromagnetischen Teiles eine Induktivitätsänderung in einer oder mehreren Spulen herbeigeführt
wird. Durch elektrische Messung der jeweils vorliegenden Induktivität kann eine Winkelstellung
ferngemessen werden. Bei entsprechender Schaltung von z. B. zwei bei einer Drehbewegung gegenläufig
geänderten Induktivitäten kann z.B. bei Schaltung als induktive Halbbrücke und Speisung mit einer
Wechselspannung unmittelbar eine elektrische Spannung entnommen werden, deren Amplitude und
Phasenlage gegenüber einer Bezugsphase als Maß für die Winkelstellung dient.
Diese Anordnung hat für einige Anwendungsfälle, besonders in Regelkreisen, den Nachteil, daß bei
einem Fehler (z. B. Drahtbruch in einer Wicklung) ein extremes Signal auftreten kann.
Es sind weiterhin induktive Winkelgeber bekannt, die nach dem Transformatorprinzip arbeiten, wobei
z. B. die Primärwicklung des Transformators als Statorwicldung und die Sekundärwicklung als Rotor- as
wicklung ausgebildet sind. Wird der Rotor gegenüber dem Stator gedreht, so verändert sich die im Rotor
induzierte Wechselspannung in ihrer Amplitude und/ oder Phasenlage. Diese Spannung kann als Maß für
die Winkelmessung dienen. Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß bei größeren Verdrehungswinkeln die
Verbindung zum Rotor über Schleifringe oder ähnliche verschleißanfällige Bauteile erfolgen muß.
Weiterhin ist ein ebenfalls nach dem Transformatorprinzip arbeitender induktiver Winkelgeber bekannt,
bei welchem sich mehrere Primärwicklungen und die Sekundärwicklungen gegeneinander fest angeordnet
im Stator befinden. Der Rotor trägt eine über Kreuz verbundene Mehrphasen-Kurzschlußwicklung.
Die Energieübertragung von den Primärwicklungen auf die Sekundärwicklungen findet hierbei durch
Vermittlung über die Rotorwicklungen statt. Es ergibt sich bei diesem induktiven Winkelgeber eine konstante
Ausgangsspannung in der Sekundärwicklung, deren Phasenlage sich gegenüber einer Bezugsphase
bei Verdrehung des Rotors gegenüber dem Stator ändert und somit ein Maß für den Verdrehungswinkel
ergibt.
Die Erfindung betrifft einen induktiven Winkelgeber mit neuartiger Wirkungsweise mit gegeneinander
feststehenden Spulen, bei dem sich aus dem Induktiver Winkelgeber
nach dem Transformatorprinzip
Anmelder:
Merckle Flugzeugwerke G. m. b. H.,
Oedheim (Württ.)
Als Erfinder benannt:
Robert Kähne, Bad Friedrichshall
Aufbau ein geringer Volumenbedarf ergibt. Der induktive Winkelgeber nach der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein unsymmetrischer Wirbelstromkörper als geschlitztes Rohr ausgebildet
ist und in an sich bekannter Weise aus nichtmagnetisierbarem, gut leitendem Material gefertigt und so
drehbar angeordnet ist, daß eine von der Winkelstellung zwischen den Wicklungen und dem Wirbelstromkörper
abhängige Verzerrung des von der Primärwicklung hervorgerufenen Magnetfeldes eintritt,
wodurch in der Sekundärwicklung eine von der Winkelstellung abhängige Spannung induzierbar ist,
deren Amplitude und Phasenlage gegenüber einer Bezugsphase ein Maß für die Winkelstellung ist. Insbesondere
der Durchmesser läßt sich gegenüber den bekannten Ausführungen induktiver Winkelgeber
wesentlich verringern. Hierbei ergibt sich der Vorteil, einen solchen Winkelgeber z. B. unmittelbar in eine
hohle Achse einer Maschine einbauen zu können. Durch einen besonders unkomplizierten Aufbau ergeben
sich gute Betriebssicherheit und geringe Herstellungskosten. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
daß elektrische Anschlüsse nur bei einem Teil des Winkelgebers vorhanden sind, wodurch Schleifringe
oder ähnliche Kontaktelemente auch bei Verdrehungswinkeln über 360° hinaus nicht erforderlich
sind. Bei einem Fehler im Winkelgeber (z. B. Drahtbruch oder Windungsschluß an einer Spule) wird die
Ausgangsspannung zu Null. Diese Eigenschaft kann insbesondere beim Einsatz des Winkelgebers in
Steuerungen oder Regelkreisen gegenüber solchen Winkelgebern, bei denen im Störungsfall die maximale
Ausgangsspannung vorliegt, da hierdurch sogenannte Hartlagen vermieden werden, vorteilhaft sein.
Eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen induktiven Winkelgebers ist in Ab b. 1 dargestellt,
und zwar zeigt Teil A den Spulenteil und Teil B den unsymmetrischen Wirbelstromkörper, der
als geschlitztes Rohr ausgebildet ist.
709 549i
Claims (2)
1. Induktiver Winkelgeber nach dem Transformatorprinzip mit gegeneinander feststehender
Primär- und Sekundärwicklung zur elektrischen Fernmessung von Winkelstellungen bei Speisung
mit einer Wechselspannung, wobei die in der Sekundärwicklung induzierte Spannung ein Maß
für die zu messende Winkelstellung ist und die Ebenen der Primär- und Sekundärwicklung
in einem Winkel von 90° zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein unsymmetrischer Wirbelstromkörper als geschlitztes
Rohr (3) ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise aus nichtmagnetisierbarem, gut
leitendem Material gefertigt und so drehbar angeordnet ist, daß eine von der Winkelstellung
zwischen den Wicklungen (1 und 2) und dem Wirbelstromkörper (3) abhängige Verzerrung des
von der Primärwicklung hervorgerufenen Magnetfeldes eintritt, wodurch in der Sekundärwicklung
(2) eine von der Winkelstellung abhängige Spannung induzierbar ist, deren Amplitude und
Phasenlage gegenüber einer Bezugsphase ein Maß für die Winkelstellung ist.
2. Induktiver Winkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlitzte
Rohr (3) so ausgebildet ist, daß sich durch Formgebung oder Materialauswahl die Unsymmetrie
der Wirbelströme so ausbildet, daß der Verlauf der Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel
einer gewählten Funktion angepaßt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1150 599,1056 972.
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1150 599,1056 972.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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