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Impulsgeber für eine elektrische Stromrichtermaschine Das Hauptpatent
. ... ... (Patentanmeldung P 23 41 806.6 = VPA 73/3789) betrifft einen Impulsgeber
für eine elektrische Stromrichtermaschine, der mit Hilfe von Magnetfeldmeßsonden,
insbesondere Feldplatten, die gegenüber der Läuferoberfläche der elektrischen Maschine
oder gegenüber einem auf der Läuferwelle befestigten, rotierenden Teil angeordnet
sind, läuferstellungsabhängige Steuerimpulse für die die Ankerwicklung der Maschine
speisenden Thyristoren erzeugt, wobei die Magnetfeldmeßsonden jeweils paarweise
in Differenzschaltung verwendet sind und jeweils beide- Magnetfeldmeßsonden auf
einem als Tragkörper dienenden, mit Polschuhen versehenen, stabförmigen Permanentmagneten
mit Vorzugsrichtung angeordnet sind, derart, daß die eine Magnetfeldmeßsonde in
der Mitte einer parallel zur Vorzugsrichtung verlaufenden Seitenfläche des Permanentmagneten
und die andere auf der der Läuferoberfläche oder dem auf der Läuferwelle befestigten,
rotierenden Teil zugewandten Seitenfläche eines Polschuhes liegt.
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Bei dieser Anordnung liegt jeweils eine der Magnetfeldmeßsonden im
feldfreien Raum und die andere wird von dem während der Rotation des Läufers wechselr,dem
Feld, dem Nutzfeld, durchsetzt und beide haben, da sie einander benachbart am selben
Tragkörper befestigt sind, jeweils die gleiche Temperatur. Infolge der Differenzschaltung
beider M'agnetfeldmeßsonden ergibt sich eine vollständige Kompensation des Einflusses
von Temperaturänderungen auf das Differenzpotential. Das gemessene Potential entspricht
also jeweils genau den Feldverhältnissen. Jedoch ist bei einer derartigen Anordnung
das Verhältnis vom Nutzfluß, der durch die an der Stirnfläche des Polschuhs angebrachten
Nagnetfeldmeßsonde
durchtritt, zum Streufluß, der im gesamten Polschuhbereich
austritt, sehr gering. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
um eine bessere Ausnutzung des magnetischen Flusses für die Impulsbildung zu erreichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher bei einem Impulsgeber nach Patent
. ... ... (Patentanmeldung P 23 41 806.6 = VPA 73/3789) gemäß der Erfindung als
Polschuh Jeweils ein Viertel eines Ringpermanentmagneten mit konzentrischer Vorzugsrichtung
verwendet, dessen eine radiale Schnittfläche an der Polfläche des als Tragkörper
dienenden stabförmigen Permanentmagneten anliegt und dessen andere radiale Schnittfläche
der Läuferoberfläche oder dem auf der Läuferwelle befestigten rotierenden Teil zugewandt
ist. Die vom Nutzfluß durchsetzte Magnetfeldmeßsonde ist also auf der der Läuferoberfläche
oder dem auf der Läuferwelle befestigten rotierenden Teil zugewandten radialen Schnittfläche
angeordnet. Durch die konzentrische Vorzugsrichtung der die Polschuhe bildenden
Ringpermanentmagnetteile wird ein Austreten von Streuflüssen entlang der Mantelfläche
dieser Ringpermanentmagnetteile vermieden. Dadurch werden die insgesamt auftretenden
Streuflüsse herabgesetzt.
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Entsprechend erhöht sich der an der radialen Schnittfläche der Ringpermanentteile
austretende Fluß, wodurch die sich an dieser Schnittfläche befindliche Magnetfeldmeßsonde
einen höheren Grundwiderstand annimmt. Man erzielt dadurch aufgrund der induktionsabhängigen
Kennlinie der Magnetfeldmeßsonde R3 RB = f (B) höhere RO Widerstandsänderungen und
somit ein quadratisches Verhalten. Dadurch ist aber der Impulsgeber außer der Temperaturstabilität
infolge der in Differenzschaltung verwendeten Magnetfeldmeßsonde auch unabhängiger
von Luftspaltschwankungen.
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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 und 2
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht
des Tragkörpers mit den Magnetfeldmeßsonden, Fig. 2 eine Aufsicht.
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Bei einem nicht dargestellten Impulsgeber für eine elektrische Stromrichtermaschine
werden die zur Drehzahlregelung der Stromrichtermaschine
notwendigen
läuferstellungsabhängigen Steuerimpulse für die die Ankerwicklung der Maschine speisenden
Thyristoren mit Hilfe von Magnetfeldmeßsonden erzeugt, die entweder unmittelbar
gegenüber der Läuferoberfläche der elektrischen Maschine oder gegenüber einem auf
der Läuferwelle befestigten rotierenden Teil des Impulsgebers angeordnet sind. Anstelle
der in den bekannten Schaltungen der Magnetfeldmeßsonden zur Erzeugung eines oder
mehrerer Impulse vorgesehenen Magnetfeldmeßsonde werden jeweils zwei paarweise in
Differenzschaltung verbundene Magnetfeldmeßsonden verwendet. Es ist am wenigsten
aufwendig, wenn man für diese beiden Magnetfeldmeßsonden 1 und 2 jeweils Feldplatten,
d.h. magnetisch steuerbare Widerstände einsetzt.
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Als Tragkörper für die beiden Magnetfeldmeßsonden 1 und 2 dient ein
Permanentmagnet 3 mit Vorzugsrichtung, der stabförmig ausgebildet ist und an dessen
Polflächen 4 jeweils Polschuhe 5 angeordnet sind. Diese Polschuhe 5 bestehen jeweils
aus einem Viertel eines Ringpermanentmagneten mit konzentrischer Vorzugsrichtung,
dessen eine radiale Schnittfläche 6 an der Polfläche 4 des als Tragkörper dienenden
stabförmigen Permanentmagneten 3 anliegt und dessen andere radiale Schnittfläche
7 der nicht dargestellten Läuferoberfläche oder dem ebenfalls nicht dargestellten,
auf der Läuferwelle befestigten rotierenden Teil des Impulsgebers zugewandt ist.
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Die eine Magnetfeldmeßsonde 2 ist auf der dem Läufer zugewandten Seitenfläche
8 des Permanentmagneten 3 mit Vorzugsrichtung genau in der Mitte angeordnet. Die
andere Magnetfeldmeßsonde 1 liegt auf der radialen Schnittfläche 7 des einen Polschuhes
5. Bei der Rotation des Laufers verändern sich nun die Feldverhältnisse in Abhängigkeit
von der Läuferstellung, jedoch kann sich das Feld infolge der gegebenen Vorzugsrichtung
des Permanentmagneten 3 und der Polschuhe 5 nur über die radialen Schnittflächen
7 der.
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Polschuhe 5 schließen, d.h. allein die Magnetfeldmeßsonde 1 liegt
im Bereich des wechselnden Feldes. Die andere Magnetfeldmeßsonde 2, die sich genau
in der Mitte einer parallel zur Vorzugsreichung des den Tragkörper bildenden stabförmigen
Permanentmagneten 3 verlaúfenden,Seitenfläche 8 befindet, liegt dagegen in einem
feldfreien
Raum. Da beide Magnetfeldmeßsonden 1 und 2 durch ihre
benachbarte Anordnung auf demselben Tragkörper auch jeweils die gleiche Temperatur
haben, wird der Einfluß der Temperatur durch dievorgenommene Differenzschaltung
völlig kompensiert. Das durch diese Differenzschaltung der beiden Magnetfeldmeßsonden
1 und 2 verhaltene Vergleichspotential entspricht also eindeutig den an der Meßfeldsonde
1 herrschenden Feldverhältnissen.
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Der durch diese Nagnetfeldmeßsonde 1 durchtretende Nutzfluß ist aber
verhältnismäßig groß, da der gesamte, aus dem Polfluß 5 austretende Fluß auf die
radiale Schnittfläche 7 beschränkt ist.
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Ein Austritt eines Streuflusses entlang der Mantelfläche des den Polschuh
5 bildenden Viertels des Ringpermanentmagneten ist nämlich infolge der konzentrischen
Vorzugsrichtung nicht möglich. Auf diese Weise wird eine gute Ausnutzung der Anordnung
erzielt. Außerdem sind die Nulldurchgänge der erzeugten Impulse wesentlich ausgeprägter,
da durch das größere Nutzfeld, das die Meßfeldsonde 1 durchsetzt, auf grund der
induktionsabhängigen Kennlinie der Magnetfeldmeßsonde höhere Widerstandsänderungen
erzielt werden.
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Dadurch ist aber das System unabhängiger von Luftspaltschwanlungen.
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1 Anspruch 2 Figuren