DE393174C - Vorrichtung zum Messen der durch eine Welle uebertragenen Leistung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen der durch eine Welle übertragenen Leistung. Die bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen zum Messen der durch eine Welle übertra-Igenen Leistung mittels eines durch zwei Synchronmaschinen gespeisten Wattmeters weisen vor allein den Übelstand auf, daß die Vorrichtungen sich nicht an jeder beliebigen Stelle einer Welle ohne deren zuvorige Änderung oder Abnahme aufbringen ließen, zumal v G11-ständige Dynamomaschinen zur Erzeugung des Meßstromes für notwendig erachtet nurden.
• Dieser Nachteil wird durch die neue Vorrichtung in der Weise vermieden, daß die lamellierten Polräder der Svnchroninasehine aus zwei oder mehreren Hauptstücken zusaminenfügbar sind, die keine stromführenden Teile besitzen. Um die Genauigkeit der Messung auf das erreichbare Höchstmaß zu bringen, wird zweckmäßig die Zahl der Pole eines jeden der beiden Polräder so gewählt, daß die Winkelverdrehung, welche die Welle durch ihre volle Belastung erleidet, einer elektrischen Phasenverschiebung von etwa .45° gegenüber dem uribelasteten Zustande entspricht.
• Ferner werden die Generatoren oder deren Induktionswicklungen vorteilhaft derart versetzt gegeneinander angeordnet, daß bei unbelastetem Zustand der Welle zwischen der auf das Wattmeter geleiteten Spannung und dem dieses Instrument beeinflussenden Strom eine Phasenverschiebung von 9o° vorhanden ist. Hierdurch erzeugen die beiden Generatoren-lediglich einen wattlosen Strom, welcher das Wattmeter überhaupt nicht beeinflußt. Tritt dagegen infolge und proportional der durch die Welle übertragenen Leistung eine Verdrehung derselben ein, so werden die auf der Welle sitzenden Generatorenteile gleichialls gegeneinander verdreht wer(len. Flierdurch tritt eine räumliche Verschiebung der Polteilungen gegeneinander ein, wodurch der 1'1iasenverschiel)tuigswinkel zwischen der Spannung und (lein Strom von 9o- abweicht.
• Eine Ausführungsf()rni des Erfindungsgedankens ist als Beispiel rein schematisch in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt =11>1i. i eine Welle finit aufgesetzten Generatorrädern, den Magnetgestellen hierzu und die Schaltung ihrer Wicklungen.
• _11)l). 2 stellt einen der Generatoren in Stirnabsicht dar.
• Auf den beiden Querschnitten I und 11 der 1Velle a, deren Verdrehung zur Messung des übertragenen Drehmomentes benutzt wird, werden zwei einfache, beispielsweise zweiteilige Scheiben b aus hartem Holz o. dgl. in der Weise aufgesetzt, (Maß sie gut gegen Verdrehung gesichert sind. Die beiden Scheiben können z. B. durch Kleininung in sicherer Weise auf der Welle befestigt «-erden. Die Scheiben tragen gleichmäßig über ihren Umfang verteilt zweckmäßig lamellierte Eise n-1<iirl)er c, welche die Scheiben von Stirnseite zti Stirnseite durchsetzen. Dieser den Rotor des Wechselstromgenerators bildende Teil dreht sieh in (leni Luftspalt des Stators d, der eine von der Gleichstroni(luelle % durchflossene 1@-icl;lung c trägt. Die Wicklung g ist in an sich bekaimter Weise durch eine Leitung 1c mit großem induktionsfreiem Widerstand i finit der Spannungsspule des Wattmeters k t erl)un(len, während die Erregerwicklung m des ini Querschnitt 1I angeordneten Polrades unter 7wischenschaltung einer \-erhältnis-A.3en Induktivität ;i mit der Stromi 'UM- -r( spule des Wattmeters k in Verbindung steht. In den Leitungen liegen zweckmäßig ein Spannungs- und ein Strommesser l und o.
• Die beiden Generatoren oder auch deren Induktionswicklungen werden nun derart gegeneinander gestellt, daß, wenn die Welle a kein Drehmoment überträgt, die unter dein Einfluß des Generators I entstehende Spannung und der von dein Generator IM gelieferte Strom des Wattmeters genau um 9o° in ihrer Phase gegeneinander verschoben sind. Da die Anzeige des Wattinete rs dein Produkt aus Spannung, Stromstärke und dem Cosinus des Phasenverschiebungswinkels proportional ist. dieser Cosinus jedoch bei 9o° -o ist, so gibt (las Wattmeter bei unbelasteter Welle a keinen .Ausschlag. Tritt dagegen eine Verdrehung der Welle a. unter dem F_influß des von ihr iibertragenen Drehmomentes ein, so verdrehen sich die Scheiben 17 der Generatoren I und 11 etwas gegeneinander. Hierdurch tritt auch eine räumliche Verschiebung der Polteilungen gegeneinander ein, was eine zeitliche Verlagerung der Spannungs- und Stromkurren, d.11. eine Änderung (les Phasenverschiebungswinkels bedingt. Der Cosinus des Winkels erhält einen tun so größeren Wert, je mehr die Phasenverschiebung von go° abweicht, je gr('113er demnach die Wellenverdrehung, d. h. (las übertragene Drehmoment wird.
• Der Durchmesser der Welle b und die Zahl und Teilung der Polstücke c wird zweckmäßig s#) gewählt, (Maß die Phasenverschiebung sich von o auf .1.f, = ändert, wenn die Verdrehung der Welle von -Null auf ihren HGchstR'ert ansteigt. Zu diesem "Zweck muß der größte Verdrehungswink2l der Welle gleich einem Achtel des Polteilungswinkels sein.

Claims (3)

1. PATENT-ANspRÜcHR: r. Vorrichtung zum 'Messen der (furch eine Welle übertragenen Leistung mittels eines durch zwei Sviiclironiiiaschinen gespeisten Wattmeters, dadurch gekennzeichnet, (Maß die lamellierten Polräder der Synchronmaschine derart aus -zwei oder mehrerer) Hauptstücken, die ohne stromführende Teile sind, zusainmenfiigbar sin(I, (1a13 die Svnchronmaschinen an Beliebiger Stelle ohne ztivorige s :Ändern oder Abnehmen der Welle sich auf der letzteren aufbringen lassen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch r . dadurch gekennzeichnet, (Maß die Zahl der Pole eines jeden der beiden Polräder so gewählt ist, daß die Wellenverdrehung, welche die Welle durch ihre volle Belastung erleidet, einer elektrischen Phasenverschiebung von etwa d;= dein unhelasteten Zustande gegenüber entspricht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren oder deren Induktionswicklungen derart versetzt zueinander angeordnet sind, (Maß bei unbelastetem "Zustand der Welle -zwischen der auf (las Wattmeter geleiteten Spannung und dem das Wattmeter beeinflussenden Strom eine Phasenverschiebung von 9o° vorhanden ist.