DE2134860C3

DE2134860C3 - Induktiver Wegabgriff

Info

Publication number: DE2134860C3
Application number: DE19712134860
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. Krause; Karl Otto Prof.Dr.-Ing. Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-13
Filing date: 1971-07-13
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE2134860A1; DE2134860B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Wegabgriff, im wesentlichen bestehend aus einem Magnetkern mit einer Erregerwicklung und zwei in Differenz geschalteten Abgriffswicklungen und einem beweglichen Glied.

Es sind eine Reihe derartiger induktiver Wegabgriffe bekannt, bei denen der abzubildende Weg mit Hilfe eines in dem Luftspalt des Magnetkerns beweglichen Glieds in Form einer Kurzschlußspule oder eines Kurzschlußbügels über rage Änderung des Quotienten zweier über diese» Ijf^palt fließender Magnetflüsse als an den Abgriifstwdbhwgen abnehmbare elektrische Größe darstellbiu* ist Das bedingt, daß in derartigen Wegabgriffen nur relativ kleine Weglängen erfaßbar sind Überdies ist die Herstellung aufwendig, da relativ komplizierte Blechschniue für den Aufbau der Erregerund Abgriffswicklungen tragenden Kerne benötigt werden.

Es besteht die Aufgabe, einen induktiven Wegabgriff zu schaffen, der insbesondere für größere Weglängen verwendbar ist und mit dem auch eine nichtlineare Übertragungscharakteristik erzielt werden kann. Umwelteinflüsse, insbesondere magnetische Störfelder, sollen möglichst wenig Einfluß auf die Meßgenauigkeit des induktiven Wegabgriffs haben.

Als Lösung der Aufgabe wird ein induktiver Wegabgriff der eingangs genannten Art angegeben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Magnetkern aus mindestens einem luftspaltfreien Rahmenkern von rechtelc kiger I orm gebildet ist. auf dem die erste Abgriffswick lung fest in der Nähe der Erregerwicklung und die zweite Angriffs wicklung auf dem längeren Schenkel bewegbar angeordnet sind.

Durch die Verwendung eines geschlossenen Rah menkerns. dessen Seitenlängen sich in einer bevorzugten Ausfüiirungsform um etwa eine Größenordnung unterscheiden, und der damit erzielten Vermeidung eines Luftspaltes ist der Eisenweg des induktiven Wegabgriffs wenig störanfällig. Es ist möglich, Blechschnitt für den Eisenkern zu entwickeln, die den Aufbau in derartiger Weise ermöglichen, daß die längeren Schenkel des Rahmenkerns mindestens auf einem Teil ihrer Lange einen stetig veränderten Querschnitt aufweisen. Da mit kann die Übertragungscnarakteristik in weitem Bereich beeinflußt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. 1 bis

4 Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch der. prinzipiellen Aufbau eines induktiven Wegabgriffs gemäß der Erfindung. Auf einem der längeren Schenkel eines geschlossenen, aus Blechabschnitten geschichteten Rahmenkerns 1 von länglich rechteckiger Form und einem Seitenverhältnis von etwa 1 :5 bis I : 10 sind drei Wicklungen angeordnet, und zwar eine von einer Wechselstromquelle 2 gespeiste Erregerwicklung 3, eine in unmittelbarer Nähe derselben fest angeordnete erste Abgriffswicklung 4 und eine innerhalb der den Meßbereich B darstellenden Strecke verschiebbare zweite Abgriffswicklung 5. Die Erregerwicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 befinden sich außerhalb des Meßbereichs B. Von der Erregerwicklung 3 wird in dem Rahmenkern 1 ein magnetischer Wechselfluß erzeugt, der in der fest angeordneten ersten Abgriffswicklung 4 eine konstante Spannung erzeugt. In der bewegbaren zweiten Abgriffswicklung 5 wird ebenfalls eine Spannung induziert, die jedoch von der Entfernung der Wicklung

5 von der Erregerwicklung 3 aufgrund des magnetischen Spannungsabfalls im Rahmenkern 1 abhängig isi. Die Ausgänge der beiden Abgriffswicklungen 4 und 5 sind gegeneinander geschaltet, so daß als elektrischer Meßwert die Differenzspannung der Induktionsspannungen in den Abgriffswicklungen zur Verfügung steht. Diese der mechanischen Größe proportionale elektrische Größe kann, wie üblich, zu Meß- oder Regelzwekken weiterverarbeitet werden. Durch diese Meßmethode mit der Verwendung von zwei gleichartigen Ab-

griffswicklungen kann der Einfluß von Änderungen der Speisespannung vermindert oder ausgeschaltet werden.

Wie in Fig.2 schematisch dargestellt, kann die Ausführung nach F i g. 1 dahingehend abgeändert werden, daß die drei Wicklungen nicht auf dem gleichen Sehenkel des Rahmenkerns 1 angeordnet sind, sondern daß die Erregerwicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 auf dem einen Schenkel des Rahmenkerr.s 1 angeordnet ist, wobei erstere sich nahezu über dessen Länge erstreckt, und daß die zweite Abgriffswicklung 5 auf dem anderen Schenkel des Rahmenkerr.s verschiebbar angebracht ist Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß bei unverändertem Meßbereich B der Abgriff kürzer gebaut werden kann, bzw. bei gleicher Baulänge ein größerer Meßbereich zur Verfügung steht.

Um den konstruktiven Aufbau weiter zu symmetrieren und damit Störeinflußmöglichkeiten wie Störfelder auszuschalten, besteht wie in F i g. 3 dargestellt der Eisenweg aus zwei gleichartigen Rahmenkernen 1 und Γ, die in «iner Ebene parallel zueinander angeordnet sind und deren benachbarte Schenkel als gemeinsamer Kern für die drei Wicklungen, die Erregerwicklung 3, die erste Abgriffswicklung 4 und die zweite Abgriffswicklung 5, dienen. Es kann so eine gleichmäßigere Durchflutung erzielt werden. Die bewegbare zweite Abgriffswicklung 5 ist einmal, voll gezeichnet, in der rechten Endlage des Meßbereichs, zum anderen, gestrichelt gezeichnet in der linken Endlage des Meßbereichs dargestellt. Die beiden Ausgangsleitungen 6 und 7 der beiden entgegengesetzt hintereinander geschalteten Abgriffswicklungen 4 und 5 liegen an einer BrükkengleiehrichterschaUung 8, an deren Meßdiagonale ein Anzeigeinstrument 9 angeschlossen ist

Um bei dem relativ großen Meßbereich B etwa auftretende Unlinearitäten de. Obertragungskennlinie auszugleichen bzw. eine gewünschte Unlinearität der Kennlinie zu erzielen, ist es möglich, die Rahmenkeme 1 bzw. Γ nicht wie in den bisherigen Ausführungsbeispielen mit gleichmäßigem Eisenquerschnitt sondern mit stetig verändertem Querschnitt auszuführen. Dies geschieht durch entsprechende Formgebung der Blechschnitte, aus denen die Rahmenkeme aufgebaut sind.

Um beispielsweise den magnetischen Spannungsabfall im Eisenweg und damit den Meßeffekt zu vergrößern, weisen, wie in F i g. 4 dargestellt die Schenkel der beiden Rahmenkeme 11 und W innerhalb des Meßbereichs B in Richtung des von der Erregerwicklung ferneren Endes der Rahmenkeme einen stetig abnehmenden Querschnitt auf. Um dies zu erreichen, sind die längeren Seiten der Blechschnitte, die zum Aufbau der Rahmenkeme 11 und 11' dienen, in dem angegebenen Bereich trapezförmig ausgebildet. Die Erregerwicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 sind als Doppelspule unmittelbar benachbart am rechten Ende des, wie in F i g. 2, ausgebildeten Doppelrahmens 11, W angeordnet. Die zweite Abgriffswicklung 5 ist auf einen Spulenkörper 10 gewickelt, der auf einer Schubstange 12 befestigt ist. Mit Hilfe dieser Schubstange 12 wird die mechanische Größe in der Stellung der Abgriffswicklung 5 innerhalb des Meßbereichs ß abgebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

^ 1, Induktiver Wegabgriff, im wesentlichen besteig hend aus einem Magnetkern mit einer Erregerwick-

lung und zwei in Differenz geschalteten Abgriffswtektungen und einem beweglichen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus mindestens einem luftspaltfreien Rahmenkern (J) von rechteckiger Form gebildet ist, auf dem to die erste Abgriffswicklung (4) fest in der Nähe der Erregerwicklung (3) und die zweite Abg/iffswickiung (5) aur* dem längeren Schenkel bewegbar angeordnet sind.
2. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1, <iadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abgriffswicklungen (4,5) g5eichartig aufgebaut sind.
3. induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sieh die drei Wicklungen (3, 4. 5) auf einem Schenkel des Rahmenkerns (1) befinden.
4. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich Erregerwicklung (3) und erste Abgriffswicklung (4) auf dem einen, die zweite Abgriffswicklung (5) auf dem anderen Schenkel des Rahmenkerns (1) befinden.
5. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in einer Ebene parallel zueinander angeordnete, gleichartige Rahmenkerne (1. Γ; 11, 1Γ), deren benachbarte Schenkel als ge meinsamer Kern für die drei Wicklungen (3. 4. 5) dienen.
b. Induktiver Wegabgrtff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Schenkel der Rahmenkerne (1. Γ) einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen.
7. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch I oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Schenkel der Rahmenkerne (11. II') mindestens auf einem Teil ihrer Länge einen stetig veränderten Querschnitt aufweisen.
8. Induktiver Wegabgrtff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt im Meßbereich (B) in Richtung des von der Erregerwicklung (3) ferneren Endes des Rahmenkerns (It. 11') stetig abnimmt.
9. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seiten der Blechschnitte zum Aufbau der Rahmenkerne (11, 11') in der Länge des vorgesehenen Meßbereichs (B) trapezförmig ausgebildet sind.
10. Induktiver Wegabgriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis der Rahmenkerne(1.1'; II. 11) 1 :5 bis 1 :10 beträgt.