DE2130556C3 - Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von Drehfeldmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Meßanordnung zur Ermittlung des Luftspaltflusses von Drehfeldmaschinen.

Zur Flußrcgelung von Drehfe'dmaschinen, wie Synchron- oder Asynchronmaschinen, wird als Istwert der l.uftspaltfluß benötigt. Wird das Luftspaltfeld von Drehfeldmaschinen durch eine punktförmige oder nahezu punktförmige Messung auf der Ständerscite 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 /ι,/ρ-fache der Grundschwingung, wobei /i, 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 Oberschwingungsanteil im Meßwert unterdrückbar ist, wenn erfindungsgemäß eine Meßsonde, bestehend aus einer Induktionsschleife oder einer Halbleiteranordnung, in einer arbeitsluftspaltseitigen Vertiefung des Ständerpakeis angeordnet ist, wobei die aktive Ausdehnung 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 Laufernutmitten gewählt wird.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine Sonde mit mindestens

zwei Hallgeneratorcn vorzusehen, da meist ein einziger Hallgenerator nicht die erforderlichen Abmessungen aufweist; hierbei soll bei einem Zahn-/Nutverhältnis des Läufers gleich 1:1 der eine Hullgenerator in seiner Lange einer Läuferzahnbreite und der andere

ίο in seiner Länge einer Laufernutbreite angepaßt sein, und die Ausgangssignale beider Hallgeneratoren waren dann /u addieren.

Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßanordnung sei nachstehend an

Hand zweier Figuren näher erläutert.

Ist die Meßstelle AfI 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 Mntorspannung aufgetragen ist.

Dagegen können die Oberschwingungen vermieden werden, wenn die Meßstelle Ml liir die Aufnahme der Meßsonde nicht punktförmig, sondern in der Umfangsrichtung des Ständers .ST eine I.änge aufweist, die gleich der auf den Ständer .S/ projizierten Läufernutteilung ist. Die Läufernuten sind in der Fig. 1 mit /.. die Zähne mit / bezeichnet. Vom Drehpunkt D der Maschine sind zwei radiale Linien

r\ 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 Stän-

i-, derpaket .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, einzubetten. Die Ausdehnung der Sonde soll der Länge / entsprechen, und es sollte gewährleistet sein, daß die Meßsonde an allen Stellen gleich empfindlich ist. Die erfindungsgemäßc Maßnahme entspricht einer Integration b/w. Mittelwertbildung über einen Weg.

Für den Fall, daß keine Relativgeschwindigkeit zwischen Feld und Meßsonde besteht, werden zweckmäßig Hallsonden, sonst aber Induktionsschleife!! als Sonden, verwendet. Bei der Verwendung von Hallgeneratoren soll deren Längen-/Breitenverhältnis die geforderte gleichmäßige Empfindlichkeitsverteilung erbringen. Steht ein solcher Hallgenerator nicht zur Verfugung oder kann er - z. B. wegen seiner Größe - nicht in die Vertiefung V eingelassen werden, so wird er zweckmäßig durch zwei oder mehrere kleinere 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 auf-

6<i weist, 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 vertiert sein sollten, herausgeführt und zu einem gesonderten Klemmenkasten des Motors verlegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Meßanordnung zur Ermittlung des Luitspaltfiusses 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 Son Je in der Umfangsrichtung des Ständers (ST) etwa der au( den Ständer (ST) projizierten Läufernutteilung (L_n) entspricht.

2. Meßanordnung nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß die Integration über der Länge der Läufernutteilung vermittels Hallgeneratorsonden erfolgt, deren gesamte aktive Fläche in der Umfangsrichtung entsprechend dem Absland der Läufernutmitten gewählt ist.

3. Meßanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer mindestens zwei Hallgeneratoren enthaltenden Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ZahiwNiiivcrhältnis des Läufers gleich 1:1 der eine Hallgt/ncrator in seiner Länge eine Läuferzahnbreite (L_y) und der andere in seiner Länge einer Läufernutbreite (/._%) angepaßt ist, und daß die Ausgangssignale beider Hallgeneratoren addiert werden.