DE1638206A1

DE1638206A1 - Changeable magnetic shunt in DC measuring motors or generators

Info

Publication number: DE1638206A1
Application number: DE19681638206
Authority: DE
Inventors: Franz Meier; Kurt Oelsch
Original assignee: ZACHARIAE OELSCH MEIER
Current assignee: ZACHARIAE OELSCH MEIER
Priority date: 1968-01-20
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1971-07-01

Description

Veränderbarer magnetischer Nebenschluß bei Gleichstrommeßmotoren oder -ßeneratoren Die Erfindung betrifft einen veränderbaren, magnetischen Nebenschluß bei Gleighstrommeßmotoren oder -generatoren mit Kernmagnetaystem und'einem als magnetischer Rückschluß-dienenden Gehäuse von zylindrischer Grundform.Variable magnetic shunt in DC measuring motors or generators The invention relates to a variable magnetic shunt in DC measuring motors or generators with core magnet systems and a housing of cylindrical basic shape serving as a magnetic yoke.

Im Meßgerätebau, i.nabesundere in Drehspulmeßwerken, ist es bekannt, zur genauen Einatellurdes magnetischen Flussee in Luftspalt einen einstellbaren magnetischen Nebenschluß vorzu- sehen. Dieses Prinzip ist auch in anderen Geräten bekannt bei denen eine bestiMalte magnetische Feldstärke nach dem Zusammenbau einjustiert werden muß. Hei Kernmagnetsyetemen wie beispielsweise qleit:hstrommeßmotoren und -generatr.ren bietet es jedoch gewiesG Schwierigkeitent einen regelbaren magnetischen Nebensghluß so zu konstruieren, daß 1. die Funktion des Gerütea nicht t@eeinflußt wird, 2. der Nebeneohluß nach der Fertigstellung des Meßmotore oder -generatore von außen einstel@bär ist,. 3. die Änderung der Feldstärke im Luftspalt linear .mit dem Stallweg erfolgt und außerdem so groß ist, daß dir höchst vorkommenden Abweichungen der Feldstärke der MAgnet& abgeglichen werden können und 4. bei Stoßheeehleunigungen keine Änderungen des magnetischen Flue,eee auftreten kann, die durch Verstellung des regelbaren Nebenechluauee hervoroerufe,n izit. Dabei bildet die Erfüllung der Bedingung 3 die meisten Schwierigkeiten.In Meßgerätebau, i.nabesundere in moving coil instruments, it is known to see vorzu- an adjustable magnetic shunt in the air gap for accurate Einatellurdes magnetic Flussee. This principle is also known in other devices in which a certain magnetic field strength has to be adjusted after assembly. In the case of core magnet systems such as current measuring motors and generators, however, it is difficult to construct an adjustable magnetic secondary casting in such a way that 1. the function of the device is not influenced, 2. the secondary flow after the measuring motors or generators have been completed from the outside setting @ bear is. 3. the change in the field strength in the air gap takes place linearly with the stall path and is also so large that the highest possible deviations in the field strength of the magnet can be adjusted and 4. in the case of shock accelerations, no changes in the magnetic flue, eee, can occur due to adjustment of the adjustable secondary discharge, n izite. The fulfillment of condition 3 is the most difficult.

Aus diesem Grunde wurden zur genauen Einptellung-der Drehzahl eines Gleichstrommeßmotprs mit Kernmagneteyetea Reihen-und/oder Parallelschaltungen von Widerstünden vorgesehen, um die durch die Fertigungstoleranzen, vor allem die Peldstärkeunterscniede der einzelnen Kernmagnete entstandenen Drehzablabweichungen zu korrigieren. Dies bringt erhebliche Nachteile mit sich: Der elektrische AbgleiehMer Feldstärke- unterschiede in der Form, daß die Drehza41 bei einer vorge- gebenen Spannung oder einem vorgegebenen Stuom auf einen ge- wünschten Wert gebracht wird, erfordert_ginen relativ hohen Aufwand an Arbeitszeit. Die Serienachaltunge'n ergeben größere Anlaufwerte. Spannungsteilerschaltungen.bedngen einen klei- neren Eingangswiderstand: .. For this reason, for accurate Einptellung-the speed of a Gleichstrommeßmotprs with Kernmagneteyetea series and / or parallel circuits are provided by abutment stood to the costs incurred in manufacturing tolerances, especially the Peldstärkeunterscniede of the individual core magnets Drehzablabweichungen gieren to corr i. This brings significant disadvantages: The electrical field strength AbgleiehMer differences in the shape that the Drehza41 is brought at a predetermined voltage or a predetermined Stuom to a desired value, erfordert_ginen relatively high expenditure of working time. The series updates result in higher starting values. Voltage divider circuits require a lower input resistance: ..

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen vorä,nderbaren magnetischen Nebengehluß bei Qleiohetroamegmotoren oder -generatoren mit Kern»gneteystem $p schaffen, durch wel- chen Peldsthrkeuntersqhiede den gern»gaeteysteme auf ein- fache Weise und noch.Hoitage des Motors abgeglichen werden könnend a Erfindungsgemäß wird den erreicht durch p@nen vor der Stirneeite den Kernmagneten angeordneten Bingxerper aus yerromagnetischen Material, gor in eeine= »6E zu des @rnffl8neton durch von der Stirnseite den ßshäueet ha=.eitende Stellglieder derart verstellbar lote dag eine Vggtuderam der KraftfluBdiehte in 4ftepelt den Motors bfr. Generators im wesentlichen lineer'm.t' den. Stellweg etrf`p.@t@ , Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschrieben: Der Kernmagnet 1 in Figo ist mit einem Halterungsglied 2 aus Aluminium verklebt. Ein Gehäuse 3 aus Vle.cheisen, welches als magnetischer Rückachluß dient, ist mit dem Halterungeglied 2 mittels Schrauben befestigt. Der Außendurchmesser des Kernmagzieten 1 und der Innendurchmesser des Gehäuses 3 sind so bemessen, daß sich ein Rotor 4, ohne die Wände zu berühren, in dem Luftspalt 5 zwj.echexi Kernmagnet und Gehäuse drehen kann. Der Rotor ist in üblicher Weise als Gloekenanker ausgebildet und-auf einer in einem Steinlager 6 gelagerten Welle 7 befestigt. Die Befestigung des Glockenankers an der Welle ist in der Abbildung nicht dargestellt. Die Feldstärke in dem Luftspalt 5 ist mittels eines veränäerbaren magnetischen Nebenschlusses justierbara Dieser magnetische Nebenschlußerfolgt über einen %ftepalt 8 und einen Weicheisenring 9. Der Weicheisenring 9 ist auf einen Gewindering.10 aus nicht magnetischem Material (Nichteisenmetall) sufgepreßt. Der Ring 10 ist mit einem Innengewinde 11 versehen und besitzt 'eine Außenverzahnung 120 Mit der Außenverzahnung 12 steht ein Ritzel 13 in Eingriff, welches in der Stirnseite des Gehäuses 3 gelagert ist und von außen mittels einer angedrehten Schlitzschraube 14 verdreht werden kann. 'Um zu verhindern, daß sich das Ritzel 13 und damit der .Weicheisenring 9 unfewollt verstellty ist das Ritzel 13 mit einer Federscheibe 23 und einem Sprengring 24 versehen. The invention is therefore the object of a vorä, nderbaren magnetic Nebengehluß at Qleiohetroamegmotoren or generators to be matched like "gaeteysteme a simple manner and noch.Hoitage the motor with core" gneteystem $ p create, by WEL chen Peldsthrkeuntersqhiede being able a According to the invention NEN by p @ before the Stirneeite the core magnet arranged Bingxerper from yerromagnetischen material gor in aA = "6E to the @ rnffl8neton through from the front side to ßshäueet ha = .eitende actuators solders such adjustable dag a Vggtuderam the KraftfluBdiehte in the achieved 4ftepelt the motor bfr. generator substantially 'the lineer'm.t. Stellweg etrf`p. @ T @, Some exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and described below: The core magnet 1 in Figo is glued to a support member 2 made of aluminum. A housing 3 made of Vle.cheisen, which serves as a magnetic Rückachluß, is attached to the mounting member 2 by means of screws. The outer diameter of the core magnet 1 and the inner diameter of the housing 3 are dimensioned so that a rotor 4 can rotate in the air gap 5 between the core magnet and the housing without touching the walls. The rotor is designed in the usual way as a globe anchor and is attached to a shaft 7 mounted in a stone bearing 6. The attachment of the bell-shaped armature to the shaft is not shown in the figure. The field strength in the air gap 5 is adjustable by means of a changeable magnetic shunt. This magnetic shunt takes place via a gap 8 and a soft iron ring 9. The soft iron ring 9 is pressed onto a threaded ring 10 made of non-magnetic material (non-ferrous metal). The ring 10 is provided with an internal thread 11 and has external teeth 120. A pinion 13 engages with the external teeth 12, which is mounted in the end face of the housing 3 and can be turned from the outside by means of a turned slotted screw 14. In order to prevent the pinion 13 and thus the soft iron ring 9 from being unintentionally adjusted, the pinion 13 is provided with a spring washer 23 and a snap ring 24.

Das Halterungeglied besitzt auf seiner zylindrischen Mantelfläche zwischen Kernmagnet 1 und Gehäusestirnfläche ein Ge- winde 15, auf welchem der Gewindering 10 geführt ist.-Über das Rit$el 13 ist der Gewindering 10 mit dem Weicheisenring 9 verdrehbaro t. Dadurch wird der Gewindering 10 mit dem Weicheisenring 9 auf dem Gewinde 15 auf- Und abgeschraubt. Hierdurch läßt sich der Luftspalt 8 beispielsweise zwischen etwa 3,5 bis Null Millimeter veratellen.The holding stanchion member has on its cylindrical lateral surface between the core magnet 1 and the housing end face an overall thread 15 on which the threaded ring out 10 ist. over-the Rit $ el 13, the threaded ring 10 to the soft iron ring 9 verdrehbaro t. As a result, the threaded ring 10 with the soft iron ring 9 is screwed onto the thread 15 and unscrewed. As a result, the air gap 8 can be adjusted between approximately 3.5 to zero millimeters, for example.

Eine weitere Ausführungsform ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Die Konstruktion des Gleichstrommeßmotors bzwo .-generators ist im wesentlichen die gleiche wie in pig.1. Entsprechende Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie dort. Der magnetische Nebenechluß wird wieder von einem Weicheisenr:ing `f6 gebildet, der jedoch zum Zwecke der einfachen Montage geteilt ist. Dabei ist zu beachten, daß der Weicheisenring 16 so montiert wird, daß seine Luftsparte 17 genau in Nord-Süd-Richtung-des Kernmagneten 1 ausgerichtet Bind, w14 das in rigo4 dargestellt ist.Another embodiment is shown in FIGS. The construction of the DC measuring motor or generator is essentially the same as in pig.1. Corresponding parts are provided with the same reference numerals as there. The magnetic shunt is again formed by a soft iron ring `f6, which, however, is divided for the purpose of easy assembly. It should be noted that the soft iron ring 16 is mounted in such a way that its air space 17 is aligned exactly in the north-south direction of the core magnet 1, w14 which is shown in rigo4.

Die Veränderung des buf'-tspaltes 8 in dem magnetischen NebenschluB zwischen dex° S ti:rnseite des Kernmagneten 1 und dem geteilten Weicheisenring 1 6 Wird durch zwei 4'@nstell-Schraubbolzen 18 erreicht. Diese sind von außen mittels einen geschlitzten Kipfeci vexdrehbar, worden ,jedoch gegen axiale Bewegung zwischen der Stirnseite des Gehäuses 3 und dem Halterungsglied 2b gesichert, welches ähnlich Wie das Halterungsglied 2 von Pig.1 mit dem Kernmagneten und der Stirnseite des Gehäueee 3 verbunden ist. Zu diesem Zweck sind an die Schraubbolgen 18 an ihren Kopfenten Flansche 19 angedreht, die sich nach der Montage in Senkungen 20 zwischen der Stirnfläche des" Geh4usee 3 und dem Halterungegli ed 2b befinden. Zwischen dem Gehäuse 3 und dem Flansch 19 der Einetellechraube 1L7. liegt eine Federscheibe 21, dis ein axiales Spiel verhip@ ert . Wiwd nur an jeder der beiden Einstelleahrauben 18 . gleichmäßig gedreht, so kann der .auftspalt 8 ebenfalls kontinuierlich verändert worden® Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen die Figuren 5 bis 7. Auc1z hier stimmt die Konstruktion des Gleichetrommeßmotors bzwo -generator® mit der -von fig.,1 im" wesentlichen überein. Auf einem :agerring 1Ua ist ein Weicheisenring 22 angebracht. Der Lagerring 10a ist jedoch kein Gewand errixig, sondern fret drehbar auf der zylindrischen Außenfläche des Halterungegliedes 2c gelagert. Der lagerring 10a benitzt ebenfalls eir: Außer;verzahizun g9 Die Außeryc,r;iihrrungd;eht mit einem Ri tzel in EingzIf, f n weiches wie das Ritwel 1¢ von la'igpl in der Stirnseite. des Gehäuses 3 gelagert und von außen verdrehbnr ist. Der rin dem Lagerkörper 10a kernmagneirseitig von der Außenverzahnung angebrachte Weicheisen--lUngktirper ist auf seiner dem Kernmagneten zugewandten Unterfläche mit einer dem halben Umfang entsprechenden Periode in exialer Richtung gewellt. Die Abwicklung des Weicheisenringes von Pige5 und 6 ist :in Figo7 dargestellt. Durch Verdrehung des Tagerringee 10a iind des Weicheisenringes 22 auf dein Halterungsglied 2c ist ebenfalle eine wirksame AnUerung des Luftspaltes 8 im Nebenechluß von Null bitr etwa 3,5 Millimeter mögli --h o Der Nebenschluß ist sui gertri#;:iten, wenn die beiden Wellentäler des Weicheiaenringes 22 reit dem Nord- bzw. Südlpol des Kernmagneten 1 fluehteii@ Am atärketen ist der Nebenachluß jeweile in einer 900 dazu verdrehten Stalluag9 Bei den beschriebenen Ausführungsbeiapielnn ist der Ringkörper 9 bzwo 16 bx:w. 22 L.us Weicheisen hergestellt. Statt dessen könnte er natüxlich rauch aus einem anderen ferro-.. v magnetischen Werkstoff bestehen. 5 . Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fi.c;uren 8 umd 9.The change in the buffer gap 8 in the magnetic shunt between the inner side of the core magnet 1 and the divided soft iron ring 16 is achieved by two 4-inch adjusting screw bolts 18. These are vexrotated from the outside by means of a slotted Kipfeci, but secured against axial movement between the front side of the housing 3 and the mounting member 2b, which is connected to the core magnet and the front side of the housing 3, similar to the mounting member 2 of Pig.1. For this purpose, flanges 19 are screwed onto the screw bolts 18 at their heads, which after assembly are located in depressions 20 between the end face of the housing 3 and the mounting bracket 2b. Between the housing 3 and the flange 19 of the single screw 1L7 a spring washer 21, which changes axial play. If only each of the two adjusting screws 18 is turned uniformly, the opening gap 8 can also be continuously changed. FIGS. 5 to 7 show a third embodiment of the invention the construction of the Gleichetrommeßmotors or -generator® with that of fig., 1 essentially "corresponds. A soft iron ring 22 is attached to an agerring 1Ua. The bearing ring 10a, however, is not an errixig garment, but rather is rotatably mounted on the cylindrical outer surface of the holding member 2c. The bearing ring 10a also has: Except; toggle g9 Die Ausseryc, r; hehrrungd; ehts with a mark in the indentation, fn soft like the Ritwel 1 ¢ from la'igpl in the face. of the housing 3 and twisted from the outside. The soft iron - lUngktirper attached to the outer toothing on the core magnet side of the bearing body 10a is corrugated on its lower surface facing the core magnet with a period corresponding to half the circumference in the exial direction. The development of the soft iron ring of Pige5 and 6 is shown in Figo7. By rotating the Tagerringee 10a of the soft iron ring Iind 22 au f your support member 2c is flat case, an effective AnUerung of the air gap 8 in Nebenechluß zero bitr about 3.5 millimeters Moegli --ho The shunt is sui gertri # ;: i th when the two troughs of the soft ring 22 rides the north or south pole of the core magnet 1 fluehteii @ At the atärketen, the secondary branch is each in a 900 twisted stall. 22 L.us made of soft iron. Instead, it could of course be made of another ferro- .. v magnetic material. 5 . A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 8 and 9.

Der Aufbau des Motors ist dem in Pige 1 entsprechend. Lediglich der Antrieb des Weicheisenringes zur Veränderung des Luftspaltes zwischen Stirnseite des Kernmagnetsystems und dem Weicheisenring ist so ausgeführt, daß der Zahnring 23 über seine Außenverzahikung 24 durch eine nicht dargestellte Spindel oder von Hand angetrieben werden kann. Die Innengerzahnung 25 des Zahnringes 23 treibt drei aus Zahnrad 26 und dem Gewindebolzen 27 bestehende Spindeln 28 an, die mit ihrem Gewindebolzen in einem Gewindeloch des Weicheisen-, ringen 29 eingeschraubt sind. Wird nun der Zahnring 23 gedreht, so werden auch die drei um 120o versetzten Spindeln 28 gedreht, wodurch der Weicheisehring 29 in axialer Richtung bewegt werden kann und damit der Luftspalt 30 veränderbar ist. Der Weicheisenring 29 ist auf dem Halterungsglied 31 in axialer Richtung verschiebbar. Die Spindeln 28 und'der Zahnring 23 sind durch einen rufgebördelten Ring 32 gegen Herausfallen gesichert. Der rufgebördelte Ring 32 läßt jedoch noch ein heringes axiales Spiel der Spindeln 28 und des Zahnringes 23 zu.The structure of the engine is the same as in Pige 1. Only the Drive of the soft iron ring to change the air gap between the face the core magnet system and the soft iron ring is designed so that the toothed ring 23 via its external teeth 24 by a spindle, not shown, or by Can be hand driven. The internal teeth 25 of the ring gear 23 drives three from gear 26 and the threaded bolt 27 existing spindles 28, which with their Threaded bolts in a threaded hole of the soft iron, rings 29 are screwed. If the toothed ring 23 is now rotated, the three spindles, which are offset by 120o, also become 28 rotated, whereby the soft iron ring 29 can be moved in the axial direction and thus the air gap 30 can be changed. The soft iron ring 29 is on the support member 31 displaceable in the axial direction. The spindles 28 und'der toothed ring 23 are through a ring beaded 32 secured against falling out. The ring beaded with a ring However, 32 still leaves a heringes axial play of the spindles 28 and the toothed ring 23 to.

Claims

PateRrche 1. changeable magnetic secondary eoblux at . -OlelcbetrosmeBmotoren or -generotoren with Kernaagüpteyetem and the magnetic rear outlet serve a housing of cylindrical basic shape. - characterized by f eilien dee front of the face 'core magnet (1) arranged annular body (9) of ferro.-magnetiechem Na'tpripl, the rage in its, the $ u = Gernkogel eagneten (1) dnxc4 fron ler Stirneblfte- dee housing (3) engaging forth ßtellglieder (13) is adjustable such that a V # T "alteration of -Kraftfüxßdiehte 'in luftepalt of Fotore b $ r. generator substantially linearly with the Stallweg erjolgto -2. Nebenechluß according to claim 1, characterized in that 1 that the core magnet @ 1) by means of a centrally * adaption of the end face aqgebrac to b-th, unmagnetieohen 8 @ lterUngsgliedee (2 is attached) to qer Stir @ aeite of Oehäuses (3), - * elchee on eeipor Xantelflgcbe zwisohen Zognet and Gebäueeetirqtlä, cbp a thread (15 ) a «knows that the ring body is guided with a threaded ring '(1ü) ' on the retaining ring 42) and that of the threaded rings @ (2) outside the ring bodies (9) a Außenverza4npag is provided, which is stored with a in the Stirnfleqhe the äehäueae (3) en, from the outside adjustable ^ 8itzel (13) is in engagement . 3 v Nebenoehluß according to claim 19, characterized in that the core magnet (1) is attached to the end face of the housing (3) by means of a primordial magnetic element (2b) attached centrally to its end face and .. dafl 'the ring body (' i6 ) is guided on the holding member (2b) and by a rotatable,. but secured against axial movement-Pen screw pin (1g) 9, which engages in a bore in the annular body (16), is axially adjustable. -. 4. shunt according to claim 3, characterized in that A that the ring body ('16) is divided into two separate parts each over about 18 (J0 148n dafi mounting member around between the north pole and Sgdpo: j..the core magnet extending parts -'fi i8, 49 which can be rotated by means of a screw bolt (18). R. 1 5. Auxiliary circuit according to claim 1, characterized in that the core magnet (1) is attached to the front face of the core magnet (1) by means of a non-magnetic lialterungaglieda. (2a) attached centrally to its end face Housing (: 3) is attached and the Halterun '"(2o) has a cylindrical shell surface gwischen Xagnet (1) and between Gehäueeatirn- # surface that on the Hal sion member (2e) a ring body (22) carrying the bearing ring (% 0a) is rotatably mounted, which is provided with an external toothing which is in engagement with an externally rotatable pinion mounted in the housing face and that of the outer toothing on the Luger body (? 0a) on the core magnet side brought ring body (22) on his. The lower surface facing the core magnet is corrugated with a period corresponding to half the circumference in the axial direction. 6. Nebenansehluß according to claim 1, characterized in that three gears are in engagement with a toothed ring rotatably mounted on the housing, which are arranged meshed against each other by 1240 and are each connected to a threaded spindle, and that the secondary socket body ipit threaded holes is guided on the three threaded spindles