DE183819C

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Publication number: DE183819C
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Description

KAISERLICHES

AMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e. GRUPPE

EUGENE MEYLAN

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juli 1906 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Temperatureinflüsse bei allen Meßapparaten, bei welchen durch Induktionsströme in einer im Felde eines oder mehrerer Elektromagnete oder Spulen beweglichen Metallscheibe Drehkräfte hervorgerufen und magnetische Reaktionen erzeugt werden und wobei auf die Metallscheibe andererseits eine Schwerkraft oder ίο Federkraft dem Drehmoment entgegenwirkt. Bei der Ausführung derartiger Apparate als Volt- oder Amperemeter wird das Drehmoment entweder durch Nebenschluß- oder durch Hauptstromspulen bezw. Elektromagnete erregt, während bei der Ausführung als Wattmeter sowohl Nebenschluß- als auch Hauptstromspulen bezw. Elektromagnete gleichzeitig das Drehmoment hervorrufen.

Wenn man bei derartigen Apparaten die bewegliche Armatur, welche bei Wattmetern gewöhnlich aus einer Scheibe oder einem Zylinder oder aus Teilen solcher besteht, aus einem gut leitenden Metall, wie Kupfer oder Aluminium, herstellt, so wird sich das Anas triebsmoment umgekehrt proportional mit dem elektrischen Widerstand dieser Armatur verändern. Da die Schwer- bezw. Federkraft von der Temperatur unabhängig ist, so wird der Ausschlag also genau in dem Maße abnehmen, als die Temperatur zunimmt. Die Abweichung beträgt ungefähr 4 Prozent für 10⁰C.

Stellt man dagegen die bewegliche Armatur aus einer geeigneten Legierung her, so wird die Abweichung geringer, aber da Legierungen weniger gute Leiter als Reinmetalle sind, wird trotz schwererer Armatur ein schwächeres Drehmoment erhalten.

Nach vorliegender Erfindung werden nun die infolge Temperaturänderung auftretenden Abweichungen ausgeglichen, und es können sowohl Reinmetalle als auch relativ gut leitende Legierungen verwendet werden.

Wesentlich ist dabei, daß das Drehmoment mit der Temperatur im gleichen Verhältnis vergrößert wird, als es infolge der Widerstandsvergrößerung der Armatur vermindert wird. Dies wird erreicht durch Anordnung von magnetischen Nebenschlüssen aus Nickelstahl, deren Permeabilität mit der Temperatur abnimmt, oder durch Anwendung von Hilfs- ' elektromagneten, die im entgegengesetzten Sinne der Hauptmagnete wirken und deren Einfluß bei zunehmender Temperatur abnimmt, so daß die resultierende Wirkung im gewünschten Verhältnis vergrößert wird.

In Fig. ι und 2 ist eine derartige Ausgleichsvorrichtung an einem Wattmeter für induktionsfreie Belastung in Vorder- und Seitenansicht dargestellt.

Über einer Metalischeibe A ist beispielsweise ein Blätterelektromagnet f,f_ltf% angeordnet, welcher durch Nebenschlußspulen e_:, e.₂ und die Hauptstromspule j erregt wird. Die erzeugten Fluxe werden auf der Scheibe durch ein gleichfalls aus Blättern hergestelltes Joch C konzentriert. Die Spulen e_l , e.₂ sind so miteinander verbunden, daß ihre Amperewindungen in dem Magnetstromkreis/,/_1;/₂

ίο sich addieren. Bekanntlich erzeugt der durch die Spulen Q₁ , e₂ hervorgerufene Teil des Fluxes beim Übertritt in das Joch in der Armatur Ströme, deren Rückwirkung auf das durch die Hauptstromspule j hervorgerufene Magnetfeld ein Drehmoment erregt, das sich mit demjenigen zusammensetzt, welches durch die Rückwirkung der Induktionsströme vom Feld j auf das zwischen J₁, f_% und C durch die Spulen e_x, e₂ gebildete Feld erregt wird.

Dieses resultierende Moment hat eine Spannung der einerseits an einer Achse h und andererseits an einem Gestell S befestigten Feder R und eine Kreisbewegung der Scheibe und des vor einer Skala E angeordneten Zeigers α zur Folge. Um dieses Drehmoment unabhängig von der Temperatur zu machen, ist ein zur Vermeidung von Foucaultströmen mit einem Einschnitt versehener Nebenschlußanker S₁ aus Nickelstahl zwischen den beiden Polansätzen J₁, f% .angeordnet. Die Anordnung dieses Nebenschlusses hat den Zweck, den abgeleiteten Flux zu vergrößern, der die Scheibe nicht mehr durchdringt und demzufolge den nutzbaren Flux verringert. In dem Maße, wie die Temperatur zunimmt, vergrößert sich der magnetische Widerstand von S₁ und. der nutzbare Flux wächst und demzufolge auch das Drehmoment.

Es genügt, diesen Nebenschluß so zu dimensionieren, daß seine Wirkung die durch entsprechende Vergrößerung des elektrischen Widerstandes der Scheibe hervorgerufene Verkleinerung des Drehmoments ausgleicht.

So leitet der Nebenschluß bei 15 ° C. annähernd 35 Prozent Kraftlinien ab, welche die Ansätze f_x, f₂ und das Ankerstück C durchsetzen, bei 25⁰C. etwa 31V₂ Prozent für eine bestimmte Nickelstahlsorte; man wird also 3 ¹J₂ Prozent vom nutzbaren Flux oder vom Drehmoment gewinnen, was ungefähr dem Ausgleich der Reinmetalle entspricht. Für die praktischen Temperaturgrenzen von 10 bis 30° C. ist dieser Ausgleich nahezu vollkommen, wie Versuche ergeben haben.

Anstatt den Nebenschluß zwischen den Ansätzen anzuordnen, kann man ihn auch seitlich anbringen, und zwar an den Seiten unterhalb jeder Spule e_x, e₂.

Dieselben Anordnungen lassen sich natürlich bei Wattmetern für induktive Belastung verwenden, indem man beispielsweise um das Joch C eine zweite Wicklung j₂ von sehr großer Selbstinduktion anordnet, die im entgegengesetzten Sinne von j wirkt und zu derselben im Nebenschluß geschaltet ist nach den bekannten, bei Zählern gebräuchlichen Grundsätzen.

Anstatt einen Teil , der nutzbaren Spannungsflüsse durch einen Nebenschluß von mit der Temperatur abnehmender Permeabilitat abzuleiten, kann man auch zwei der Scheibe gegenüberstehende Elektromagnetsysteme anordnen, wobei das erste und wichtigere mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten, jedoch ohne den Nebenschluß S₁, übereinstimmt und das andere ausgleichende in dem diesem gegenüberliegenden Feldbereich angeordnet wird. In diesem Fall wird dessen zweckmäßig aus einzelnen Lamellen zusammengesetzter Kern aus Nickelstahl von gleicher Beschaffenheit wie der des Nebenschlusses S₁ hergestellt. Die Wirkungsweise ist hierbei genau die gleiche wie oben beschrieben. Bei Voltmetern oder Amperemetern wird man zweckmäßig immer dasselbe System eines Nebenschluß- oder eines Elektromagnetausgleiches anordnen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausgleich der Temperatureinflüsse bei Meßapparaten mit Drehfeld, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Ausgleichsnebenschlusses aus Nickelstahl o. dgl. Material, dessen Permeabilität mit der Temperatur abnimmt, um die mit zunehmender Temperatur sich vergrößernde elektrische Widerstandswirkung der beweglichen Armatur auszugleichen.

2. Eine Ausführungsform nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung eines in gleicher Weise, aber in entgegengesetztem Sinne wie der oder die Hauptmagnete wirkenden Ausgleichselektromagneten mit aus Nickelstahl hergestelltem Kern bezw. Joch, derart, daß

- das negative Ausgleichsmoment mit zunehmender Temperatur abnimmt und so die Vergrößerung des elektrischen Wider-Standes der beweglichen Armatur ausgleicht. ^:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.