DE246993C - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 246993 KLASSE 74 h. GRUPPE
SIEMENS & HALSKE AKT-CxES. in BERLIN.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. August 1911 ab.
Die Erfindung bezieht sich auf solche Umdrehungsfernzeiger, bei denen man von der,
Welle, deren Umdrehungszahl man zu ermitteln wünscht, eine kleine magnetelektrische
Dynamo bzw. eine solche mit konstanter Fremderregung antreibt und ihre der zu
messenden Drehzahl proportionale Klemmenspannung mit Hilfe eines an die Dynamoklemmen
angeschlossenen Spannungsmessers
ίο mißt. Man pflegt zu diesem Behufe entweder
eine Wechselstromdynamo und im Anschluß daran einen Spannungsmesser des Ferrarisschen
oder elektromagnetischen Prinzips zu verwenden, oder man benutzt eine kleine Gleichstromdynamo
in Verbindung mit einem Spannungsmesser des Drehspulenprinzips. Die erstgenannte
Anordnung hat den Nachteil, daß man keine mit der Umdrehungszahl linear oder proportional verlaufende Skalenteilung des
Anzeigeapparates erhält, und daß der Temperaturfehler der Meßeinrichtung sehr groß
ist. Diese Nachteile bestehen zwar bei der in zweiter Linie genannten Anordnung nicht
mehr bzw. nur in ganz geringem Maße; doch
weist diese die Übelstände auf, daß die Gleichstromdynamo im Verhältnis zu einem Wechselstromgenerator
kostspielig ist, daß die Generatorwicklung beweglich und nicht, wie beim Wechselstromgenerator, fest ist, und daß die
Funkenbildung am Stromwender, dessen Verschleiß bzw. Verschmutzung zu Meßfehlern
Anlaß geben kann.
Ein besonderer Nachteil der magnetelektrischen Gleichstromdynamos — und solche werden
im allgemeinen angewandt — besteht darin, daß bei einem Kurzschluß der Dynamo
eine völlige Entmagnetisierung des permanenten Magneten statthat.
Der den Gegenstand der Erfindung bildende Umdrehungsfernzeiger zeichnet sich vor den
eben genannten, bekannten Anordnungen einerseits durch linearen Verlauf der Skala, andererseits
durch kleinen Temperaturkoeffizienten aus. Auch bietet er den Vorteil, daß die zur
Verwendung gelangende Dynamomaschine ein Wechselstromgenerator ist, der mit einer feststehenden
Ankerwicklung ausgeführt werden kann.
Der Umdrehungsfernzeiger besteht aus einer kleinen Zweiphasendynamo mit konstantem
Magnetfeld und einem Drehspulenmeßgerät mit der Hauptsache nach in Eisen verlaufendem
magnetischen Kraftfluß. Die Feldspule dieses Meßgeräts wird an die eine Phasenwicklung
der Dynamo angeschlossen, während die bewegliche Spule unter Vorschaltung eines induktionsfreien Widerstandes an die Klemmen
der anderen Phasenwicklung gelegt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
A1 und A2 bedeuten die beiden Ankerwicklungen
der Zweiphasendynamo, die zweckmäßigerweise feststehend sind. Die Feldspule F
des Meßgeräts ist entweder unmittelbar oder unter Vorschaltung einer Drosselspule an die
Klemmen K1, K0 der Wicklung A1 angeschlossen,
während die Drehspule D des Meßgeräts unter Vorschaltung des induktionsfreien
Widerstandes R an die Klemmen K2, K0 der
Ankerwicklung A2 angeschlossen ist.
Da der Ohmsche Widerstand der Feldspule F gegenüber ihrem induktiven Widerstand vernachlässigt
werden kann, so kann angenommen werden, daß die der Feldspule aufgedrückte Spannung E = C1 Φ η ist, wobei C1 eine Konstante,
Φ den Maximalwert des die feste Spule durchsetzenden, magnetischen Kraftflusses und
ίο η die Tourenzahl der Dynamo, d. h. die zu
messende Umdrehungszahl bedeutet. Da die Spannung E, d. h. die Klemmenspannung der
Dynamo der Drehzahl proportional, also = C2 η
ist, wobei C2 eine Konstante darstellt, so ergibt sich, daß der magnetische Kraftfluß
Φ =
C, η
C1 η C1 η
also konstant ist.
Der von der Feldspule aufgenommene Strom ist, da sie einen so gut wie reinen induktiven
Widerstand darstellt, angenähert um 90 ° gegen die Spannung zwischen den Klemmen K1, K0
verschoben und demzufolge mit der zwischen den Klemmen K2, K0 bestehenden Spannung
angenähert phasengleich, bzw. gegen diese um 180 ° in der Phase verschoben. Die bewegliche
Spule befindet sich also in einem von der zu messenden Drehzahl unabhängigen Wechselfeld konstanter Stärke, das mit der
Spannung zwischen den Klemmen K2, K0
phasengleich ist. Der der Drehspule vorgeschaltete, induktionsfreie Widerstand R ist so
zu bemessen, daß die Induktanz der Drehspule stets vernachlässigbar klein gegenüber
dem Ohmschen Widerstandswert von R und der Drehspule ist. Die Drehspule wird demzufolge
von einem Strom durchflossen, welcher mit der zwischen den Klemmen K2, K0 herrsehenden
Spannung und somit auch mit dem Magnetfelde, in dem sie sich bewegt, phasengleich
und weiterhin mit der Größe der Spannung und demnach auch der zu messenden Umdrehungszahl proportional ist. Infolgedessen
erfährt auch die Drehspule ein Drehmoment, das der zu messenden Umdrehungszahl direkt proportional ist. Dem Umstände,
daß der Strom in der Drehspule mit dem Magnetfeld phasengleich ist, verdankt man,
daß das auf die Drehspule ausgeübte Drehmoment sehr groß ist, so daß man mit einem
sehr leichten Meßsystem auskommt. Auch bietet dies den Vorteil, daß die Drehspule
nur aus wenigen Windungen zu bestehen braucht und demzufolge ihre Induktanz sehr
klein gemacht werden kann.
Man kann an Stelle der Zweiphasendynamo auch einen Drehstromgenerator benutzen. Man
braucht dann nur die Feldspule des Meßgeräts z. B. zwischen die erste und zweite
Klemme des Drehstromgenerators zu schalten, während man der beweglichen Spule die zwischen
der dritten Klemme und dem neutralen Punkt bestehende Phasenspannung aufdrückt. Auch in diesem Falle sind die beiden auf die
Feldspule einerseits und auf die Drehspule mit ihrem Vorschaltwiderstand andererseits aufgedrückten
Spannungen um angenähert 90 ° in der Phase gegeneinander verschoben, und es
ergeben sich in diesem Falle die gleichen Verhältnisse wie im vorgenannten. Man kann
aber auch die Drehspule mit ihrem Vorschaltwiderstand z. B. an die zweite und dritte
Klemme legen. Es wird auch in diesem Falle ein Magnetfeld konstanter Stärke im Innern
des Meßgeräts erzeugt und die Drehspule von einem der Umdrehungszahl proportionalen
Strom durchflossen. Der Strom in der Drehspule und das Wechselfeld sind dann jedoch
nicht mehr miteinander phasengleich. Das Drehmoment, das die Drehspule erfährt, ist
jedoch auch bei dieser Anordnung der Umdrehungszahl direkt proportional.
Der Temperaturfehler dieses Meßgeräts ist schon aus dem Grunde außerordentlich klein,
weil der Temperatureinfluß auf den Strom in der Feldspule F sehr gering ist, zumal der
Ohmsche Widerstand der Spule gegenüber dem induktiven vernachlässigbar klein bleibt. Der
durch die Änderung des Ohmschen Wider-Standes in der Drehspule und in der Generatorwicklung
und der durch die Temperaturabhängigkeit der Torsionsfedern bedingte geringe Fehler läßt sich in bekannter Weise
durch die entsprechende Wahl des Temperaturkoeffizienten des Widerstandes R oder nach
irgendeiner anderen Temperaturkompensationsmethode beseitigen.
Claims (1)
- Patent-AnSPRUCH :Vorrichtung zum Fernanzeigen der Geschwindigkeit umlaufender Körper, bei welcher eine mit letzteren gekuppelte Zweiphasendynamo von konstantem Magnetfelde ein Drehspulenmeßgerät mit der Hauptsache nach in Eisen verlaufendem magnetischen Kraftfluß speist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspule des Meßgeräts unmittelbar oder unter Vorschaltung einer Drosselspule die eine Phasenspannung und die Drehspule unter Vorschaltung eines induktionsfreien Widerstandes die andere Phasenspannung aufgedrückt erhält, zum Zwecke, ein der zu messenden Drehzahl proportionales Drehmoment zu erhalten.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE246993C true DE246993C (de) |
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ID=505826
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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0
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