DE219806C

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Publication number: DE219806C
Application number: DENDAT219806D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e. GRUPPE

Phasenmesser. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. April 1908 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Phasenmesser, bei welchen sich das bewegliche, aus einer oder mehreren Haupt- oder Spannungsstrom führenden Spulen bestehende System in dem Lufträum zwischen zwei ruhend und konzentrisch zueinander angeordneten Eisenkernen eines vom Spannungs-, bzw. Hauptstrom erregten Elektromagneten bewegt. Eine typische Ausführungsform eines Phasenmessers oder Synchronismusanzeigers der oben erwähnten Art ist schematisch in Fig. ι veranschaulicht. Die Eisenkerne bestehen aus Scheiben A -und Ringen C, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Der ringförmige Raum B zwischen ihnen nimmt die Leiter der um eine Achse drehbaren Spule D auf. Die Drehachse ist senkrecht zu der Ebene der Scheiben A bzw. der Ringe C angeordnet. In Fig. 1 sind der besseren Übersicht halber die Magnetisierungsspulen auf dem Ring C weggelassen, ebenso die Vorrichtung zum Tragen des Kernes A und der Spule D. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ergibt ein sehr kräftiges magnetisches Feld in dem Luftspalt B. Die bewegliche Spule D wird infolgedessen, wenn sie aus ihrer normalen Lage herausgeführt wird, einer kräftigen drel^nden Kraft unterworfen, welche sie im rechten Winkel zu ihrer normalen Stellung in dem Luftspalt einstellt. Für die praktische Ausbildung der Instrumente ist es wünschenswert, den Luftspalt B möglichst gering zu halten.

■ Um die Herstellung möglichst wohlfeil zu gestalten, erweist es sich als nötig, die Magnetisierungsspulen in mäßig wenig Schlitzen, die auf der inneren Fläche der Ringe C angeordnet sind, unterzubringen. Die ringförmigen Kerne C werden vorteilhaft aus zwei Hälften hergestellt, die bei /, / miteinander verklemmt werden. Die Magnetisierungsspulen können auf eine geeignete Form aufgewickelt werden, so daß sie alsdann über den halben Ring C geschoben und in den in diesem vorgesehenen Schlitzen befestigt werden können. Es kann auch ein jeder Teil des Ringes C als Spulenkern benutzt werden, auf den die Windungen an Ort und Stelle aufgewunden werden.

Es hat sich nun herausgestellt, daß, wenn . der Luftspalt B so klein gehalten wird, als es wünschenswert ist, die ungleiche Verteilung des magnetischen Fluxes in diesem Luftspalt, und zwar infolge der Anordnung der Schlitze in dem Ring C, eine sehr unregelmäßige. Skala für die Instrumente erfordert, was für die in der Praxis zu verwendenden Instrumente sehr unerwünscht ist.

Es hat sich ergeben, daß die erwähnten Unregelmäßigkeiten, die auf die Anordnung der Schlitze in dem Ring C zurückzuführen sind, vermieden werden können, wenn die Schlitze so angeordnet und der Rahmen der beweglichen Spule so ausgebildet werden, daß für irgendeine Stellung der Spule ungefähr die halbe Länge der wirksamen Leiter der Spule sich Schlitzen und die andere Hälfte dieser Leiter sich Zähnen gegenüber befinden.

Die Wirkung der Instrumente der vorliegen-

den Art ist bekanntlich bedingt durch die Kräfte, die in dem im Luftspalt bestehenden Feld auf die wirksamen Leiter der beweglichen Spule ausgeübt werden. Das Feld in dem Luftspalt wird durch den in den festen Magnetisierungsspulen fließenden Strom erzeugt. Dieses Feld ist in der Nähe der Zähne kräftig, in der Nähe der Schlitze hingegen schwach, so daß die wirksamen Leiter der beweglichen Spule

ίο bei deren Drehung abwechselnd einem kräftigen und einem schwachen Felde ausgesetzt sind. Es ist nun sehr wichtig, daß die drehende Kraft, die von jeder festen Spule auf die bewegliche Spule ausgeübt wird, annähernd konstant bleibt, bis die wirksamen Leiter der letzteren den die entsprechende feste Spule enthaltenden Schlitz passiert haben.

Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Anordnung der Schlitze und die Ausbildung des Rahmens in der eben angegebenen Weise gewählt wird. Alsdann unterliegen nämlich die den Schlitzen gegenüber befindlichen wirksamen Leiter einer kleineren und die Zähnen gegenüber befindlichen wirksamen Leiter einer größeren drehenden Kraft. Die Kräfte wirken aber so auf die bewegliche Spule, daß sie diese in derselben Richtung drehen. Die Summe der einzelnen auf die bewegliche Spule wirkenden Kräfte ist für jede Lage dieser Spule annähernd konstant.

Ein sehr einfacher Weg zur Erfüllung der Bedingung, daß für irgendeine Stellung der beweglichen Spule ungefähr die eine Hälfte der wirksamen Leiter der Spule sich Schlitzen und : die andere Hälfte dieser · Leiter sich Zähnen gegenüber befinden, ist der, die bewegliche Spule auf einen rechteckigen Rahmen aufzuwinden, der um eine zentrale und parallel zu den beiden Seiten dieses Rahmens angeordnete Achse sich drehen kann, die Breite der Spule, der Zähne und der Schlitze einander gleich zu machen und die Schlitze in den beiden Hälften des Ringes C so anzuordnen, daß ein Schlitz auf der einen Hälfte des Ringes C sich einem Zahn auf der anderen Hälfte dieses diametral gegenüber befindet. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 2. Bei dieser führt der Durchmesser durch einen Zahn und einen Schlitz in dem Ring C.

Das gleiche Resultat läßt sich dadurch erzielen, daß die Breite der beweglichen Spule D gleich der Breite eines Zahnes und eines Schlitzes gemacht wird. Andere Mittel und Wege, die die Erfüllung der oben angeführten Bedingungen ermöglichen, sind in den Fig. 3 und 4 .veranschaulicht. In jeder der beiden Anordnungen sind die Schlitze in dem Ring C diametral einander gegenüber angeordnet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 besteht die bewegliche Spule aus zwei in Form eines Rechteckes gewundenen Teilen D¹ und -D². Diese sind so miteinander verbunden, daß der durch ihre Ebenen gegebene Winkel der gleiche ist wie der Winkel zwischen einem Zahn und einem Schlitz, so daß, wenn sich die Leiter des einen Spulenteiles -D¹ gegenüber Zähnen befinden, die Leiter des anderen Spulenteiles D² Schlitzen gegenüber liegen und umgekehrt. Die Leiter der beiden Spulenteile D¹, D² sind hintereinander geschaltet, sie bilden also in Wirklichkeit nur eine einzige breite Spule. Eine einfächere Anordnung zeigt Fig. 4. Bei dieser ist die Spule auf einen Rahmen aufgewunden, der eine solche Form hat, daß, wenn sich die Leiter auf der einen Seite des Rahmens einem Zahn gegenüber befinden, die Leiter auf der anderen Seite einem Schlitz gegenüber liegen und umgekehrt.

Claims

Patent-Ansprüche:

■ i. Phasenmesser mit einem vom Spannungs- oder Hauptstrom erregten Elektromagneten aus zwei konzentrisch ineinander steckenden und aus lamelliertem Eisen gebildeten Kernen, welche fest angeordnet sind und einen Luftspalt von geringer Weite zwischen sich lassen, in welchem sich das Haupt- bzw. Spannungsstrom führende bewegliche System drehen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in dem Elektromagnetkern zur Aufnahme der Spulen des Elektromagneten und die bewegliche Spule so ausgebildet und angeordnet sind, daß für jede Lage der letzteren ungefähr ■ die Hälfte der wirksamen Leiter sich Schlitzen und die andere Hälfte sich Zähnen des Elektromagnetkernes gegenüber befinden, zum Zwecke, die durch die Unregelmäßigkeiten der Felddichte im Luftspalt bedingten schädlichen Wirkungen zu vermeiden.
2. Ein Phasenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze und Zähne ungefähr gleiche Breite besitzen und die Schlitze diametral gegenüber Zähnen liegen (Fig. 2).
. 3. Ein Phasenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze und Zähne, ungefähr gleiche Breite besitzen und Breite der beweglichen Spule gleich der Breite je eines Schlitzes und Zahnes zusammen ist.
4. Ein Phasenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze und Zähne ungefähr gleiche Breite besitzen und die bewegliche Spule aus zwei elektrisch miteinander verbundenen Spulenteilen besteht, von denen sich der eine Teil mit seinen wirksamen Leitern vor Schlitzen befindet, wenn der andere Teil mit seinen wirksamen Teilen vor Zähnen steht (Fig. 3).
5. Ein Phasenmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze und Zähne ungefähr gleiche Breite besitzen und die bewegliche Spule die Breite eines Schlitzes bzw.- Zahnes hat und auf einen Rahmen von solcher Form aufgewickelt ist,

daß bei symmetrischer Anordnung der Schlitze bzw. Zähne die wirksamen Leiter der einen Spulenseite sich vor einem Zahn befinden, wenn die wirksamen Leiter der anderen Spulenseite vor einem Schlitz liegen.

IO

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.