DE292165A - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— M 292165 KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Juni 1914 ab.

Bringt man Eisen in den Kraftlinienweg der feststehenden Stromspule eines dynamometrischen Meßinstrumentes hinein, so kann man zwar leicht das Drehmoment vergrößern und die Beeinflussung durch fremde Felder völlig beseitigen; die Angaben des Instrumentes sind jedoch nicht mehr dem zu messenden Strome proportional, vielmehr weisen sie infolge der auch im weichsten Eisen auftretenden Hysterese- und Remanenzerscheinungeri beträchtliche Fehler auf. Die Remanenz würde z. B. bei einem Wattmeter bei eingeschaltetem Spannungskreis einen Ausschlag hervorrufen, auch wenn der Hauptstromkreis offen ist, während sie bei einem Wattstundenzähler Leerlauf veranlassen würde; die Hysterese würde Verschiedenheit der Angaben bei steigendem und fallendem Hauptstrom verursachen. Wählt man den magnetischen Widerstand des Luftweges groß. im Verhältnis zu dem des Eisenweges, so kann man die schädlichen Einflüsse der Remanenz und Hysterese herabdrücken, aber nicht beseitigen. So zeigt die Kurve a der Fig. ι die Fehlerkurve eines Zählers, bei dem nach dem genannten Grundsatz verfahren ist. Man sieht daraus, daß die Angaben sehr stark vom Sollwert abweichen. Die Größe dieser Abweichung für steigenden und fallenden Strom ist durch die Kurve der Fig. 2 dargestellt.

Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht es nun, die Kurve α in die Kurve b überzuführen. ■

Der Erfindungsgegenstand ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Danach ist r das durch eine von dem zu messenden Strome durchflossene Wicklung s erregte Hauptmagnetsystem, t ein zweites Magnetsystem, welches durch die Streufelder des Hauptmagnetsystems von seinen Polen aus erregt wird, λ; ist eine bewegliche Wicklung, welche von einem zweiten Strome, der z. B. bei Leistungsmessern und Zählern der Klemmenspannung proportional ist, durchflossen wird. Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende:
■■ Wird die Wicklung s vom Strome durchflössen, so entstehen drei verschiedene Kraftlinienkreise:

1. der Hauptkraftlinienkreis 1,

2. der durch den Magneten t geschlossene Kraftlinienkreis 2,

3. der durch den Luftweg u geschlossene Eigenkreis 3 des Hilfsmagneten.

Der Fluß im Luftspalt u ist dem Fluß 1 im Luftspalt w entgegengesetzt gerichtet; er ergibt also mit dem Strome in der beweglichen Wicklung χ ein Drehmoment, welches dem vom Hauptfluß ι erzeugten entgegenwirkt.

Ist die Wicklung s stromlos, so haben sowohl der Hauptmagnet r als auch der Gegenmagnet t remänenten Magnetismus. Da beide remanente Kraftflüsse verschieden gerichtet sind und infolgedessen in verschiedenem Sinne auf die bewegliche Spule χ einwirken, so kann man durch richtige Wahl der Verhältnisse erreichen, daß das auf die bewegliche Spule χ wirkende resultierende Drehmoment Null wird. Steigt nun der Strom in s, so steigt der Kraftfluß im Luftspalt w und, wie der Versuch zeigt, auch der entgegengesetzt gerichtete, von dem Eigenmagnetismus des Gegenmagneten t herrührende .Kraftfluß im Luftspalt u.

Macht man die Abmessungen des Magnet-

systems t und seinen Abstand vom Magneten r derartig, daß sich sein Eisen von einer gewissen Stromstärke der Erregerspule an zu stätigen . beginnt, so wächst von dieser kritischen Stromstärke an sein Feld nicht weiter an, sondern wird vom Feld des -Magneten r geschwächt, und kann sogar zum Verschwinden und weiterhin zur Umkehr gebracht werden. Es ist also möglich, etwa bei steigendem Erregerstrom

ίο auftretende negative Fehler zu kompensieren oder sogar positive Fehler hervorzurufen. Fällt der Strom in der Wicklung s, so kehrt sich der Vorgang um.

Man kann gegebenenfalls den Gegenmagneten t so gestalten und aus solchem Material machen, daß das von ihm hervorgerufene Gegenfeld ein solches Drehmoment erzeugt, daß die Abweichung des vom Hauptfeld allein hervorgerufenen Drehmoments gegen das gewollte, dem Strome in der Erregerspule s proportionale Drehmoment sowohl bei steigendem, als auch bei fallendem Erregerstrom in s kompensiert wird. Die Größe dieses Kompensationsdrehmomentes . ist durch die Kurve c der Fig. 2 für steigenden und fallenden Strom dargestellt. Wählt man bei Zählern die Größe und Form der Polfiächen des Magneten t derartig, daß sein Drehmoment nur während eines einstellbaren Bruchteiles einer ganzen Umdrehung bzw. einer ganzen Schwingung wirkt, so kann man die Reibung mit Hilfe des überschüssigen Remanenzdrehmomentes des Hauptmagneten leicht kompensieren.

In den Fig. 4 bis 7 ist ein Zähler mit zwei C-förmigen Elektromagneten« dargestellt, deren Spulen b auf Polstücken c sitzen, die an den oberen Schenkeln angeschraubt sind. Der Rahmen d, der die Elektromagnete a, den Systemträger e und den Bremsmagneten f trägt, ist in Fig. 5 in Draufsicht dargestellt. An dem rechten Hauptmagneten α (Fig. 6) ist ein kleiner hufeisenförmiger Gegenmagnet g angeschraubt, der, um die Wirksamkeit der Gegendrehmomente nach Größe und Dauer zu regulieren, verschiebbar angeordnet ist. Ferner kann der Abstand vom Hauptmagneten durch verschieden starke unmagnetische Zwischenlagen h geändert werden, um dadurch die Magnetisierung des Gegenmagneten g und damit auch das Drehmoment zu regulieren.

Das System besitzt zweckmäßig einen Anker mit drei Spulen und einen dreiteiligen Kollektor. Öloberlager, Achse, Bremsscheibe, Schnecke und Unterlager sind von normaler Ausführung.

In Fig. 7 ist das System im Grundriß dargestellt.

In den Fig. 8 und 9 ist eine etwas andere Ausführung angegeben. An einem Rahmen i, der auch Ansätze für das Unterlager k, den Bremsmagneten f und das Zählwerk besitzt, ist ein zweizinkiger Triebkern I angeschraubt, dem ein zweiteiliges Schlußstück m gegenübergestellt ist. Der Luftspalt des zweiteiligen ■:■ Schlußstückes kann verschieden weit eingestellt werden, zum Zwecke, die Induktionsdichte und damit die Remanenz und Hysterese zu verändern. Die Hauptstromspulen 0 sitzen auf den beiden Zinken des Triebkernes I. Der Gegenmagnet ist an der rechten Seite am Schlußstück ebenso befestigt wie bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 6. Das Oberlager p wird in einer Bohrung des Triebkernes gehalten; am linken Zinken des Triebkernes •ist ein Träger q für die Bürsten befestigt. Das System ist dasselbe wie nach Fig. 4 bis 7.

Der Zähler läßt sich auch mit Vorteil als oszillierender Zähler ausführen. Es genügt dann ein einziger Elektromagnet (a in Fig. 4 und 6), in dessen Luftspalt sich ein aus zwei runden Spulen bestehender Anker bewegt; in einer Ebene mit den Ankerspulen kann gleichzeitig die halbkreisförmige (fächerförmige) Bremsscheibe angeordnet sein, deren Größe zweckmäßig so bemessen ist, daß sie das Gewicht der Ankerspulen ausgleicht.

Bei Anordnung mehrerer vom zu messenden Strome erregter Hauptmagnete brauchen nicht etwa ebenso Viele Gegenmagnete angeordnet zu sein; die Zahl der letzteren kann vielmehr kleiner oder größer als die der Hauptmagnete sein.

Die Formgebung der Elektromagnete α nach Fig. 4 und I und m nach Fig. 8 und 9 gewährleistet einen sicheren Schutz des Bremsmagneten gegen Beeinflussung durch Streuflüsse bei Kurz-Schlüssen; ein Schirmblech kann deshalb ganz fortbleiben.

Schließlich haben auch die Pole des Gegenmagneten eine solche Größe und Stellung zu dem Hauptmagneten, daß der erstere nur auf einen Bruchteil des Ankerumfanges einwirkt.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anordnung des Eisenweges im feststehenden Stromfelde von Gleichstrom-Meßapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetsystem, welches die vom Hauptstrom durchflossene Erregerwicklung trägt (Hauptmagnet), und ein . zweites Magnetsystem von gleichem oder verschiedenem Material, welches keine Wicklung hat (Gegenmagnet), derartig zueinander angeordnet (magnetisch miteinander gekuppelt) sind, daß, solange die Sättigung im Eisenweg des zweiten Magneten einen Höchstwert nicht überschritten hat, zwei verschieden gerichtete Felder zur Wirkung kommen, während beim Überschreiten dieses Höchstwertes der Sättigung die beiden Felder gleichgerichtet werden, zum Zwecke, die Abweichung des

   von " dem durch die Wicklung erregten Magnetsystem erzeugten Drehmoments von der Proportionalität mit dem erregten Strome infolge von Hysterese, Remanenz und anderen störenden Einflüssen durch die Eigenschaften des zweiten Magnetsystems zu kompensieren.
2. 2. Ausführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetsysteme so angeordnet sind, daß ihre Felder auf ein und denselben beweglich gelagerten Anker, welcher von einem der Netzspannung oder einer anderen Größe proportionalen Strome durchflossen wird, einwirken.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetsystem (Gegenmagnet) verschiebbar und in veränderlichem Abstande vom ersten Magnetsystem (Hauptmagnet) angeordnet ist, zum Zwecke leichter Einstellung der Angaben des Instrumentes.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren vom zu messenden Strome erregten Hauptmagneten weniger Gegenmagnete angeordnet sind oder umgekehrt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4 für Gleichstromapparate mit rotierendem oder oszillierendem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Gegenmagneten eine solche Größe und Stellung zu dem Hauptmagneten haben, daß der Gegenmagnet nur auf einen Bruchteil des Ankerumfanges einwirkt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.