DE240479C

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Publication number: DE240479C
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Description

Elften=(Exemplar

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- te 240479 -■ KLASSE 21 e. GRUPPE

Induktionsmotorzähler mit elektromagnetischer Bremse. Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselstromzähler der Motortype mit elektromagnetischer Bremse.

Die Erfindung bezweckt, in dem Luftspalt, in welchem die Scheibe oder die an ihrer Stelle befindliche Vorrichtung sich dreht, einen konstanten magnetischen Kraftfluß von maximaler Stärke bei verschiedenen Spannungen zu erzielen. Was unter konstantem magnetischen

ίο Kraftfluß von maximaler Stärke zu verstehen ist, wird in der Beschreibung später eingehender erklärt werden. Der erwähnte Zweck wird aber erreicht, indem man die Feldspulen so nahe als irgendmöglich dem Luftspalt anordnet und den Querschnitt des Eisenkerns zwecks Erzielung eines hohen Sättigungsgrades verringert bzw. zusammenzieht, jedoch innerhalb der Spulen konstant erhält, so daß die Kraftliniendichte an den Polen die gleiche ist wie in irgendeinem Querschnitt durch den Kern innerhalb der Windungen.

In der Zeichnung sind in Fig. ι bis 4 die zum Verständnis der Wirkungsweise nötigen Diagramme gezeichnet, und zwar sind Fig. 1 und 3 zwei Hysteresisschleifen, Fig. 2 und 4 die entsprechenden Wechselstromkurven mit überlagerten Magnetisierungskurven. In Fig. 5 bis 9 ist eine zweckmäßige Ausführungsform eines Zählers gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht. Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Zählers und Fig. 6 eine Seitenansicht desselben, und zwar von rechts nach links in Fig. 5 gesehen. Die Fig. 7 und 8 sind Querschnitte nach den bezüglichen Linien A-B und E-F in Fig. 5. Fig. 9 zeigt die Umrißform der durch Stanzen hergestellten Teile, die für den Aufbau des elektromagnetischen Bremssystems benutzt werden.

In dem Diagramm (Fig. 1) ist die ansteigende Magnetisierungskurve durch starke Linien hervorgehoben, während die schwächer gezeichneten Linien die absteigende Kurve bedeuten. Diese letztere zeigt in ihrem oberen, mit χ bezeichnetem Teil ein Stück, welches nahezu eine gerade Linie ist, d. h. die Feldstärke bleibt während eines gewissen Zeitraumes konstant. In Fig, 2 wird diese Kurve auf eine Wechselstromkurve bezogen und durch die voll ausgezogene Linie dargestellt; wie ersichtlich, ist die Kurve der effektiven Magnetisierung in der Nähe des Maximalwertes abgeflacht und das Feld konstant.

Wächst die Feldstärke bei steigender Spannung bis auf einen Maximalwert, so entsteht die in der Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Linie.

Nimmt man nun an, daß die Feldstärke auf den angegebenen Maximalwert wachse, und zwar in derselben Zeit, in welcher der voll ausgezogene Wert erreicht wird, so entsteht die in Fig. 3 dargestellte Hysteresiskurve.

Der Teil % ist nunmehr, wo die maximale Feldstärke größer ist, kürzer geworden. Bei Eintragung der Magnetisierungskurve in das Wechselstromdiagramm erhält man die Fig. 4. Werden in diese Figur auch die (stark ausgezogenen) Kurven der Fig. 2 eingetragen, so

wird es deutlich, daß die geradlinigen Kurvenzweige χ mit zunehmender Kraftlinienzahl kürzer werden. Da die Abszisse die Zeit enthält, so folgt daraus, daß das Produkt aus FeIdstärke und Zeit in weiten Grenzen konstant gehalten werden kann. Es bleibt demnach die Bremswirkung der Bremsmagnete konstant, weil bei Änderung der Feldstärke infolge Änderung der magnetomotorischen Kraft sich die

ίο Zeitdauer, während welcher der maximale Wert der Feldstärke besteht, im entgegengesetzten Sinne ändert, so daß das Produkt dieser zwei Faktoren eine Konstante bildet.

Läßt man ein magnetisches Feld auf eine umlaufende Scheibe wirken., so ist die erzielte Bremsung proportional der Anzahl der Kraftlinienschnitte, also proportional dem Produkt aus Kraftlinienzahl und Umlaufsgeschwindigkeit. Bleibt also das Produkt Feldstärke mal Zeit bei Verwendung von Wechselstrom (unabhängig von den durch Änderungen, der magnetomotorischen Kraft bedingten Änderungen der Feldstärke) konstant, so muß auch die Bremswirkung konstant bleiben.

Die pro Periode geleistete Bremsarbeit ist dadurch größer als sie wäre, wenn die Magnetisierungskurve dem Verlauf der Stromkurve folgen würde, da die Ordinaten der effektiven Magnetisierüngskurve in demjenigen Teil, bei welchem überhaupt eine Bremswirkung erzielt wird, nahezu ungeändert bleiben, weshalb die die Bremswirkung darstellende Fläche von angenähert konstanter Höhe ist und nicht der Stromkurve folgt. Die Vergrößerung erfolgt dabei ungefähr im Verhältnis 1,42 : i.

Die Erfindung besteht nun darin, durch die früher angeführten Mittel ein solches »konstantes Feld von maximaler Stärke« zu erzielen. Zu diesem Zweck erfährt der Bremsmagnet die in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Ausgestaltung. Der Bremsmagnet wird vorteilhaft aus einer Anzahl von dünnen, gestanzten Metallblechen α zusammengesetzt, die die Form eines rechteckigen Rahmens (Fig. 9) . fesitzen, von dessen beiden einander gegenüberstehenden Innenrändern b und c sehr schmale Zungen d und e einwärts ragen Die letzteren bilden nach Zusammenlegen einer ge-. eigneten Anzahl solcher gestanzter Elementbleche insgesamt zwei Kerne von sehr kleinem Querschnitt, zwischen denen ein Spalt a¹ zur Aufnahme beispielsweise einer Motorbremsscheibe gebildet ist. Diese Kerne liegen in einer Linie übereinander, und jeder von ihnen wird durch eine Erregerwicklung f (Fig. 5) beeinflußt, die im Nebenschluß zum Verbrauchsstromkreis 1-2 liegt

Um den Eintritt der Motorbremsscheibe g in den genannten Spalt a¹ zu ermöglichen, sind die Element bleche α des elektromagnetischen Kreises gebogen, so daß die zu den Zungen d und e parallelen Seitenteile i und / der rahmenförmigen Bleche α nicht mehr in derselben Ebene liegen. Das Maß der Biegung kann verschieden sein und richtet sich nach den j eweiligen Erfordernissen; vorteilhaft sind jedoch die beiden Hälften der Elementbleche, wie Fig. 5 bis 8 zeigen, um ungefähr 90 ° zurückgebogen und fassen eine Tragplatte k zwischen sich, deren Dicke der Breite der Zungen d, e entspricht, so daß die einzelnen den Kern bildenden Zungen d und e in Ebenen liegen, die senkrecht stehen zu den Ebenen der Blechteile i und j. Hierbei ist die als Träger für den magnetischen Kreis dienende Platte k mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der Erregerspulen f und der Bremsscheibe g versehen. Wie ersichtlich, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel die die beiden magnetischen Zungen d und β zusammensetzenden Lamellen so angeordnet, daß sie einen magnetischen Pol bilden, dessen größte Ausdehnung radial zur Zählerachse liegt, und der in der Umfangsrichtung geringe Breite besitzt. Ein derartiger Aufbau der Zungen hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen.

Die Erfindung kann zwar bei Zählern mit Motoren verschiedener Bauart Verwendung finden, es ist jedoch von Vorteil, die Bremse direkt auf einer Seite der Welle der Scheibe g eines Motors anzubringen, dessen Feldmagnet durch Nebenschlußspulen m und Reihenspulen η beeinflußt wird, wobei die Nebenschlußspulen m in Reihe mit den Erregerspulen f des Bremselektromagneten geschaltet sind. Es. können auch zwei oder mehr elektromagnetische Bremskreise der beschriebenen Art mit der Motorscheibe g oder gegebenenfalls mit einem Motorzylinder oder auch mit einer besonderen Scheibe oder einem besonderen Zylinder kombiniert werden, wobei diese besondere Scheibe oder der Zylinder mit der Motorscheibe oder dem Motorzylinder verbunden ist.

Claims

105 Patent-An Sprüche:

.1. Induktionsmotorzähler mit elektromagnetischer Bremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des Bremskreises in der Zone des Spaltes, in dem die Bremsscheibe o. dgl. arbeitet, innerhalb bedeutender Spannungsänderungen des den Bremsmagneten erregenden Stromes dadurch konstant gemacht wird, daß die Feldspulenwicklung so nahe als möglich dem Luftspalt angeordnet und der Querschnitt des die Wicklung tragenden Teils des Eisenkerns zwecks Erzielung eines hohen Sättigungsgrades zusammengezogen bzw. verringert und dann innerhalb der Spulen konstant erhalten wird, so daß die Kraftlinien-

dichte an den Polen die gleiche ist wie in irgendeinem Querschnitt innerhalb der Wicklung.

2. Ausführungsform des Bremsmagneten nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Anzahl dünner gestanzter Eisenbleche (a), die die Form eines rechteckigen Rahmens besitzen, von dessen beiden einander gegenüberstehenden Innenrändern (b und c) zwei sehr schmale Zungen (d, e) einwärts ragen, die beim Aneinanderlegen der Bleche Kerne von sehr kleinem Querschnitt mit dazwischen liegendem Spalt bilden, der für die Aufnahme der Motorbremsscheibe o. dgl. dient, wobei die Kerne in einer Linie liegen und jeder derselben mit einer Erregerwicklung (f) versehen ist, die im Nebenschluß zum Verbrauchsstromkreis liegt.

3. Elektromagnetischer Bremsstromkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gestanzten Metallbleche (a) um eine Trägplatte (k) gebogen sind, um die Kerne (d, e) derart freizulegen, daß die Motorscheibe o. dgl. ungehindert durch den Spalt (a¹) zwischen den Kernen gehen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.