DE2130556B2 - Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von Drehfeldmaschinen - Google Patents
Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von DrehfeldmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von Drehfeldmaschinen.
Zur Flußregelung von Drchfeldmaschinen, wie Synchron- oder Asynchronmaschinen, wird als Istwert
der Luftspaltfluß benötigt. Wird das Luftspaltfeld von Drehfeldmaschinen durch eine punktförmige oder
nahezu punktförmige Messung auf der Ständerseite erfaßt, so zeigt der Meßwert Oberschwingungen, die
ihre Ursache in der unterschiedlichen magnetischen Leitfähigkeit der Zähne und der Nuten des Läufers
haben. Die Frequenz dieser Oberschwingung beträgt das rt|/p-fache der Grundschwingung, wobei n, die
Läufer-Nutenzahl und ρ die Polpaarzahl ist.
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, diese durch die Läufernuten bedingten Oberschwingungen
zu unterdrücken, wobei eine elektrische Glättung des Signals nicht möglich ist. da die Messung gegebenenfalls
auch bei Stillstand der Maschine durchgeführt werden soll.
Versuche und daranknüpfende Überlegungen haben zu der Erkenntnis geführt, daß der Oberschwing\.ugsanteil
im Meßwert unterdrückbar ist, wenn erfindungsgemäß eine Meßsonde, bestehend aus einer
Induktionsschleife oder einer Halbleiteranordnung, in einer arbeitsluftspaltseitigen Vertiefung des Ständerpakets
angeordnet ist, wobei die aktive Ausdehnunp der Sonde in der Umfangsrichtung des Ständers etwa
der auf den Ständer projizierten Läufernutteilung entspricht.
Die Integration über der Länge der Läufernutteilung erfolgt vorzugsweise vermittels Hallgeneratorsonden,
was gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Weise realisierbar ist, daß die gesamte
aktive Fläche der Hallgeneratorsqnde in der Umfangsrichtung entsprechend dem Abstand der Läufernutmitten
gewählt wird.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine Sonde mit mindestens
zwei Hallgeneratoren vorzusehen, da meist ein einziger Hallgenerator nicht die erforderlichen Abmessungen
aufweist; hierbei soli bei einem Zahn-/Nutverhälinis
des Läufers gleich 1:1 der eine Hallgenerator in seiner Länge einer Läuferzahnbreite und der andere
ίο in seiner Länge einer Läufernutbreite angepaßt sein,
und die Ausgangssignale beider Hallgeneratoren waren dann zu addieren.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßanordnung sei nachstehend an
Hand zweier Figuren näher erläutert.
Ist die Meßstelle Ml für die Aufnahme der Meßsonde im Ständerpaket ST lediglich punktförmig oder
annähernd punktförmig, so zeigt der Meßwert Oberschwingungen, wie dies in der Fig. 2 veranschaulicht
ist, wo der Verlauf des Meßwertes bei sinusförmiger Motorspannung aufgetragen ist.
Dagegen können die Oberschwingungen vermieden werden, wenn die Meßstelle Ml für die Aufnahme
der Meßsonde nicht punktförmig, sondern in der Umfangsrichtung des Ständers ST eine Länge aufweist,
üie gleich der auf den Ständer ST projizierten Läufernutteilung ist. Die Läufernuten sind in der
Fig. 1 mit L, die Zähne mit Z bezeichnet. Vom Drehpunkt D der Maschine sind zwei radiale Linien
rl und rl durch die Mitten zweier nebeneinander angeordneter Läufernuten LN durchgezogen und bis
zum Ständerinnendurchmesser verlängert. Der gegebenen Lehre entsprechend soll demgemäß auf der
dem Arbeitsluftspalt S zugewandten Seite im Ständerpaket ST eine Vertiefung V vorgesehen sein, die
mindestens die Länge / aufweist. In diese Vertiefung V wäre dann die Sonde (z. B. eine induktionsschleife,
eine Feldplatte, ein Hallgenerator), die nicht näher veranschaulicht ist, ein?ubetten. Die Ausdehnung
der Sonde soll der Länge / entsprechen, und es sollte gewährleistet sein, daß die Meßsonde an allen
Stellen gleich empfindlich ist. Die erfindungsgemäße Maßnahme entspricht einer Integration bzw. Mittelwertbildung
über einen Weg.
Für den Fall, daß keine Relativgeschwindigkeit zwischen Feld und Meßsonde besteht, werden zweckmäßig
Hallso >f4"in, sonst aber Induktionsschleifen als
Sonden, verre-viet. Bei der Verwendung von Hallgeneratoren
·■·· ■! ·■ en Längen-ZBreitenverhältnis die
geforde't e . *»äßige Empfindlichkeitsverteilung
erbringen, ί .' ·ιη solcher Hallgenerator nicht zur
Verfügung oocr kann er - z. B. wegen seiner Größe - nicht in die Vertiefung V eingelassen werden, so
wird er zweckmäßig durch zwei oder mehrere kleinere
5ts Hallgeneratoren ersetzt, deren Ausgangssignale addiert
werden.
Zur Befestigung der Hallgeneratoren in der Vertiefung V (von etwa 1 mm Tiefe) kann beispielsweise
Siliconkautschuk, der gute Klebereigenschaften aufweist, Verwendung finden. Als Schutz gegen Masseschluß
wird zweckmäßig zwischen Hallgenerator und Ständerblechpaket eine selbstklebende Teflonfolie
geklebt. Die Zuleitungskabel werden zweckmäßig in den nächstgelegenen Ständernuten, deren Keile hierfür
entsprechend vertieft sein sollten, herausgeführt und zu einem gesonderten Klemmenkasten des Motors
verlegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von Drehfeldmaschinen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Meßsonde, bestehend aus einer Induktionsschleife oder einer Halbleiteranordnung
bzw. einer Gruppe von Halbleitern in einer arbeitsluftspaltseitigen Vertiefung ( V) des
Ständerpakets (ST) angeordnet ist, wobei die gesamte aktive Ausdehnung (/) der Sonde in der
Umfangsrichtung des Ständers (ST) etwa der auf den Ständer (ST) projizierten Läufernutteilung
(Ln) entspricht.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Integration über der
Länge der Läufernutteilung vermittels Hallgeneratorsonden erfolgt, deren gesamte aktive Fläche
in der Umfangsrichtung entsprechend dem Abstand der Läufernutmitten gewählt ist.
3. Meßanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer mindestens zwei Hallgeneratoren enthaltenden
Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zahn-/Nutverhältnis des Läufers gleich
1:1 der eine Hallgenerator in seiner Länge eine Läuferzahnbreite (L7) und der andere in seiner
Länge einer Läufernutbreite (Ln) angepaßt ist. und daß die Ausgangssignale beider Hallgeneratoren
addiert werden.
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