DE1516223A1

DE1516223A1 - Induction electricity meter with standing wave and asymmetrical drive magnet arrangement

Info

Publication number: DE1516223A1
Application number: DE19641516223
Authority: DE
Inventors: Wulff Dipl-Phys Waldemar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-29
Filing date: 1964-09-29
Publication date: 1969-04-24

Description

Induktions-Elektrizitätszähler mit stehender Welle und zu dieser asymmetr ccher Triebmagnet anordnung Es ist bekannt, daß bei Induktions-Elektrlzitätszählern mit stehender Läuferwelle und zu dieser asymmetrischer Triebmagnetanordnung Thomsonkräfte wirksam sind, die auf die Ankerwelle eine nicht ausgeglichene magnetische Schubkraft ausiiben. Thomsonkräfte wirken durch Induktion auf einen elektrischen Leiter, der sich in einem inhomogenen Magnetfeld befindet. Bei einem Induktions-Elektrizitätszähler drückt die Thomsonkraft die Läuferscheibe von der Spannungsspule weg, und zwar sowohl nach unten als auch radial zur Läuferwelle hin. Induction electricity meter with standing wave and to this asymmetrical drive magnet arrangement It is known that induction electricity meters with stationary rotor shaft and Thomson forces for this asymmetrical drive magnet arrangement are effective that an unbalanced magnetic thrust force on the armature shaft exercise. Thomson forces act by induction on an electrical conductor, the is in an inhomogeneous magnetic field. For an induction electricity meter the Thomson force pushes the carrier away from the voltage coil, both downwards as well as radially towards the rotor shaft.

Die senkrechte Komponente wird vom Unterlager der LäuSerwelle aufgefangen. Die waagerechte Komponente aber drückt die Lagerkugel des Unterlagers, die bei den meisten Induktionszählern vorgesehen ist, etwas nach der Seite weg, was sich in erhöhter Reibung äußert. Außerdem ruft ein Teil des Seitendruckes auch im Oberlager Reibungskräfte hervor.The vertical component is caught by the lower bearing of the LäuSerwelle. The horizontal component, however, presses the bearing ball of the lower bearing, which is the case with the Most induction meters are designed to move something to the side that is in expresses increased friction. In addition, part of the side pressure is also calling in the upper camp Frictional forces.

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 1 042 104), bei einem Induktionszähler mit stehender Läuferwelle und zu dieser symmetrischer Triebmagnetanordnung, die auf die Läuferwelle eine nicht ausgeglichene magnetische Schubkraft (Thomsonkraft) ausübt, die Schubkraft durch eine von besonderen Mitteln oder Maßnahmen hervorgerufene, direkt auf die Läuferachse einwirkende Gegenkraft wenigstens annähernd auszugleichen. Diese Mittel und Maßnahmen weisen aber alle noch diesen oder jenen Mangel auf: Ein einfaches bekanntes mittel (Zusatz-DBP 1 048 996).besteht beispielsweise bei der Verwendung einer Lagerpfanne für das Unterlager der Läuferwelle in einem Zusatzgewicht am Läufer konzentrisch zur Läuferwelle; eine Gewichtserhöhung des Läufers kann aber aus anderen Gründen unerwünscht sein. Ein anderes bekanntes Mittel zur Kompensation der Thomsonkraft (Anspruch 2 der genannten Patentschrift 1 042 104 und Spalte 5, Zeile 50ff.) besteht in zwei sich anziehenden oder abstoßenden Magneten, wobei der eine Magnet auf die Läuferwelle aufgesteckt und der andere feststehend angeordnet ist. Aber auch bei diesem Mittel hat der auf die Läuferwelle aufgesteckte Magnet eine Gewichtsvergrößerung des Läufers zur Folge.It is known (German patent specification 1 042 104) for an induction meter with stationary rotor shaft and to this symmetrical drive magnet arrangement, the an unbalanced magnetic thrust force (Thomson force) on the rotor shaft exerts, the thrust is caused by a special means or measure, at least approximately to compensate for the counterforce acting directly on the rotor axis. However, all of these means and measures still have this or that deficiency: One simple known means (additional DBP 1 048 996). exists for example with the Use of a bearing socket for the lower bearing of the rotor shaft in an additional weight on the rotor concentric to the rotor shaft; however, the runner's weight can increase be undesirable for other reasons. Another known means of compensation the Thomson force (claim 2 of said patent specification 1 042 104 and column 5, Line 50ff.) Consists of two attracting or repelling magnets, whereby the one magnet is attached to the rotor shaft and the other is fixed is. But even with this means, the magnet attached to the rotor shaft has an increase in the weight of the runner result.

Es sind auch schon Maßnahmem zur Kompensation der Thomsonkraft bekannt, die zwar das Läufergewicht nicht erhöhen, dafür aber andere Mängel aufweisen. Beispielsweise ist.die Maßnahme bekannt (Anspruch 3 der genannten deutschen Patentschrift 1 042 104), der Läuferwelle oder dem ganzen Trieb system bei lotrecht angeordnetem Zählergehäuse eine von der Lotrechten etwas abweichende Stellung zu geben; sie hat aber den Mangel, daß das Justieren der gewünschten Schiefstellung nicht ganz einfach ist. Der gleiche Mangel besteht auch bei einer anderen bekannten Maßnahme (Anspruch 4 der Patentschrift 1 042 104)3 bei der die Aufhängevorrichtung des Zählers so ausgebildet wird, daß der Zähler beim Anbringen an einer lotrechten Wand eine zur Lotrechten etwas geneigte Stellung hat.Measures to compensate the Thomson force are already known, which do not increase the weight of the runner, but have other shortcomings. For example the measure is known (claim 3 of the aforementioned German patent specification 1 042 104), the rotor shaft or the entire drive system with the meter housing arranged vertically to give a position slightly different from the vertical; but she has the defect that adjusting the desired misalignment is not very easy. The same There is also a deficiency in another known measure (claim 4 of the patent specification 1 042 104) 3 in which the suspension device of the meter is designed so that the counter when attached to a vertical wall is slightly inclined to the vertical Position.

Schließlich ist noch die Maßnahme bekannt (Zusatz-DSP 1 121 209), den Spannungstriebmagnet unterhalb und den Stromtriebmagnet oberhalb der Läuferscheibe anzuordnen; aber auch diese Maßnahme ist nicht immer ohne weiteres anwendbar.Finally, the measure is known (additional DSP 1 121 209), the voltage drive magnet below and the current drive magnet above the rotor to order; but this measure, too, is not always readily applicable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kittel zur Kompensation der Thomson kraft zu finden, das weder das Gewicht des Läufers vergrößert noch die vorgenannten Mangel aufweist, und das bei jeder beliebigen Triebsystemausbildung eines Induktionszählers gleichermaßen anwendbar ist.The object of the invention is to provide a gown to compensate for the Thomson force to find that neither increases the weight of the runner nor the aforementioned Has deficiency, and that with any drive system design of an induction meter is equally applicable.

Diese Aufgabe wird bei einem Induktionszähler mit stehender Läuferwelle und zu dieser asymmetrischer Triebmagnetanordnung, die auf die Läuferwelle eine nicht ausgeglichene magnetische Schubkraft (Thomsonkraft) ausübt, mit magnetischen Mitteln die auf die Läuferwelle eine die Schubkraft wenigstens annähernd ausgleichende magnetische Gegenkraft hervorrufen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Vorhandensein einer Läuferwelle aus ferrornagnetischem Werkstoff ein in an sich bekannter Weise feststhend angeordneter Magnet unmittelbar die ferromagnetische Läuferwelle anzieht. Bei dieser Lösung braucht an der Läuferwelle überhaupt nichts angebracht oder geändert zu werden, was das Gewicht des Läufers vergrößern oder ihn sonstwie behindern könnte, und sie ist allgemein anwendbar.This task is performed with an induction meter with a stationary rotor shaft and to this asymmetrical drive magnet arrangement, which on the rotor shaft a Unbalanced magnetic thrust (Thomson force) exerts, with magnetic A means which at least approximately compensates for the thrust force on the rotor shaft Cause magnetic counterforce, according to the invention achieved in that when it is present a rotor shaft made of ferromagnetic material an in itself known way fixedly arranged magnet directly the ferromagnetic Rotor shaft attracts. With this solution, nothing at all is needed on the rotor shaft installed or changed, which add to the weight of the runner or otherwise hinder it, and it is generally applicable.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt, während Fig. 2 eine Weiterbildung zeigt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIG Drawing shown schematically, while Fig. 2 shows a development.

In Fig. 1 sind zu sehen: eine Läuferscheibe 1 mit einer Läuferwelle 2, ein Oberlager 3, ein Unterlager 4 sowie ein Spannungsystem 5 und ein Stromeisen 6, die zusammen das Triebsystem des Zählers bilden.In Fig. 1 can be seen: a rotor disk 1 with a rotor shaft 2, an upper bearing 3, a lower bearing 4 as well as a tension system 5 and a current iron 6, which together form the meter's drive system.

Das Spannungssystem 5 erzeugt in der Läuferscheibe 1 die beiden Thomsonkraft-Komponenten 7 und 8. Die waagerechte Komponente 7 drückt die Läuferwelle 2 vom Spannungssystem weg, so daß am Oberlager 3 ein Gegendruck entsteht, der Reibung verursacht. Das Unterlager 4 dagegen, das als Doppelsteinlager gezeichnet ist, kann durch die Thomsonkraft etwas ausweichen. Erfindungsgemäß ist aber noch ein Dauermagnet 9 vorgesehen, und zwar derart, daß er sich unter halb der Läuferscheibe 1 in der Nähe der Läuferwelle 2 befindet, die aus weichmagnetischem Werkstoff besteht. Der Dauermagnet 9 zieht also die Läuferwelle 2 an, er erzeugt hiermit eine Gegenkraft zur Komponente 7 in der Richtung des Pfeiles 10, und er drängt somit den Läufer wieder zu seiner Normallage hin.The voltage system 5 generates the two Thomson force components in the carrier disk 1 7 and 8. The horizontal component 7 pushes the rotor shaft 2 from the tension system away, so that a counter pressure is created on the upper bearing 3, which causes friction. That Sub-bearing 4, on the other hand, which is drawn as a double stone bearing, can be achieved by the Thomson force evade a little. According to the invention, however, a permanent magnet 9 is also provided, and in such a way that it is located under half of the rotor disk 1 in the vicinity of the rotor shaft 2 is located, which consists of soft magnetic material. The permanent magnet 9 pulls so the rotor shaft 2, it thereby generates a counterforce to the component 7 in the direction of arrow 10, and it thus urges the runner back to its normal position there.

Wenn die Kompensation der waagerechten Thomsonkraft-Komponente bei einem Zähler vorgenommen wird, der in an sich bekannter Weise mit einer dem Läufergewicht mindestens teilweise entgegenwirkenden magnetischen'Entlastungs- bzw. Tragvorrichtung versehen ist, so wird durch diese Vorrichtung zusätzlich auch noch die senkrechte Komponente der Thomsonkraft kompensiert. Als ein Beispiel hierfür ist in Fig. 1 noch eine magnetische Entlastungsvorrichtung in Form der beiden Dauermagnetringe 11 und 12 eingezeichnet. Der Ring i1 sitzt fest am Unterlager 4, der Ring 12 ist mittels einer unmagnetischen Tragscheibe 13 an der Läuferwelle befestigt. Die beiden Magnetringe 11 und 12 sind so polarisiert, daß sie sich gegenseitig abstoßen und damit auf die Läuferwelle eine Kraft senkrecht nach oben ausüben. Diese nach oben wirkende Kraft verringert am Unterlager 4 nicht nur den Lagerdruck, der vom Läufergewicht herrührt, sondern auch den Lagerdruck, der von der senkrechten Thomsonkraft-Komponente hervorgerufen wird. Durch geeignete Bemessung der beiden Ringmagnete 11 und 12 hat es der Fachmann in der Hand, den Lagerdruck auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die beiden Ringmagnete können aber gewünschtenfalls auch so bemessen werden, daß sie in an sich bekannter Weise den Lagerdruck völlig kompensieren und den Läufer damit in der Schwebe tragen. Als Beispiel hierfür ist in Fig. 2 ein magnetisches Traglager gezeigt, das an die Stelle des Unterlagers 4 in Fig. 1 treten kann und wie folgt aufgebaut ist: Auf das untere Ende der Läuferwelle 2 ist eine Traghülse 13 aufgesteckt, in die ein Führungs-Ringlager 14, z. B. aus Graphit, eingesetzt ist. In das Ringlager 14 greift eine feststehende Führungsnadel 15 ein, die in einen feststehenden Lagerkörper 16 eingespannt ist. Am Lagerkörper 16 ist der schob bei Fig. 1 erwähnte Dauermagnetring 1-1 eingesetzt, und an der Traghülse 13 ist der Dauermagnetring 12 befestigt. Die Magnete sind so bemessen, daß sie durch ihre gegenseitige Abstoßungskraft den gesamten Läufer in der Schwebe tragen.If the compensation of the horizontal Thomson force component is a counter is made in a known manner with a magnetic relief device that at least partially counteracts the rotor's weight or carrying device is provided, so this device is also still compensates for the vertical component of the Thomson force. As an example of this is in Fig. 1 still a magnetic relief device in the form of the two permanent magnet rings 11 and 12 are shown. The ring i1 is firmly seated on the lower bearing 4, which is the ring 12 attached to the rotor shaft by means of a non-magnetic support disk 13. The two Magnet rings 11 and 12 are polarized so that they repel each other and thus exert a force vertically upwards on the rotor shaft. This up The force acting on the lower bearing 4 not only reduces the bearing pressure caused by the weight of the rotor but also the bearing pressure from the perpendicular Thomson force component is caused. By suitable dimensioning of the two ring magnets 11 and 12 has it is up to the expert to reduce the bearing pressure to a minimum. the Both ring magnets can, if desired, also be dimensioned so that they Compensate completely in a known manner the bearing pressure and thus the rotor carry in the balance. As an example of this, a magnetic support bearing is shown in FIG shown, which can take the place of the base 4 in Fig. 1 and as follows is constructed: A support sleeve 13 is attached to the lower end of the rotor shaft 2, in which a guide ring bearing 14, for. B. made of graphite is used. In the ring bearing 14 engages a fixed guide needle 15 one that into one fixed bearing body 16 is clamped. On the bearing body 16 is the pushed at Fig. 1 mentioned permanent magnet ring 1-1 used, and on the support sleeve 13 is the Permanent magnet ring 12 attached. The magnets are sized so that they are by their mutual Repulsive force carry the entire runner in suspension.

2 Figuren 2 Patentansprüche2 figures 2 claims

Claims

Claims 1. Induction electricity meter with a stationary rotor shaft and to this asymmetrical drive magnet arrangement, which on the rotor shaft a Unbalanced magnetic thrust (Thomson force) exerts, with magnetic Means that at least approximately compensate for the thrust force on the rotor shaft exert magnetic counterforce, characterized in that in the Vorhad ensein one Rotor shaft made of ferromagnetic material is fixed in a manner known per se arranged magnet directly attracts the ferromagnetic rotor shaft.

2. Counter according to claim 1, characterized in that it has a the weight of the rotor at least partially counteracting magnetic relief or support device is provided.