DE594092C

DE594092C - Magnet winding for high currents with a broken number of turns

Info

Publication number: DE594092C
Application number: DES104839D
Authority: DE
Inventors: Hans Nuetzelberger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-06-03
Filing date: 1932-06-03
Publication date: 1934-03-12

Description

Magnetwicklung für hohe Stromstärken mit gebrochener Windungszahl Wenn in .einem Magneten von bestimmten Abmessungen ein bestimmter Fluß mit Strömen verschiedener Stärke erzeugt werden soll, wie beispielsweise bei den Ausführungen eines Zählermodells für verschiedene Nennstromstärken, so kann die Windungszahl fast stets als ganze Zahl gewählt werden, solange die Nennstromstärke kleiner oder gleich der Amperewindungszahl ist. Schwieriger werden die Verhältnisse, wenn die Stromstärke größer als die Amperewindungszahl wird. In diesem Fall müßte nämlich die'Windungszahl kleiner als r werden. Dies ist ,aber nicht möglich, weil in weniger als einer Windung der Strom nicht um den Magneten geführt werden kann.Magnet winding for high currents with a broken number of turns If in a magnet of certain dimensions a certain flow with currents different strength should be generated, as for example in the executions of a meter model for different nominal currents, the number of turns can be can almost always be selected as a whole number as long as the rated current is less than or is equal to the number of ampere-turns. The situation becomes more difficult when the Amperage is greater than the number of ampere turns. In this case it would have to the number of turns will be less than r. This is possible but not because in less as one turn the current cannot be led around the magnet.

Man kann sich zwar durch Vergrößerung der Luftstrecken in dem magnetischen Kreis einen gewissen Spielraum' für die verwend= bare Höchststromstärke offen halten; aber die störende Streuung der Kraftlinien setzt der Vergrößerung der Luftstrecken bald eine Grenze.One can indeed by increasing the air gap in the magnetic Kreis keep a certain margin open for the maximum usable current strength; but the disturbing scattering of the lines of force implies the enlargement of the clearances soon a limit.

Eine andere Möglichkeit, die erwähnte Schwierigkeit zu iungehen, besteht in der Verwendung von Stromwandlern. Der hohe Preis der Stromwandler ist aber ein Mangel dieses Behelfs.There is another possibility of overcoming the difficulty mentioned in the use of current transformers. However, the high price of the current transformer is a Lack of this expedient.

Nach einem anderen Vorschlag wird ein um den Magnetkern verlegter Ring verwendet, der an zwei Punkten seines Umfanges an zwei bifilar verlegte Zuleitungen angeschlossen ist, wobei die eine Zuleitung von dem einen Punkt bis zum anderen Punkt parallel zum Ring geführt ist.According to another suggestion, one is laid around the magnetic core Ring used, which at two points of its circumference to two bifilar cables laid is connected, with a supply line from one point to the other Point is guided parallel to the ring.

Eine derartige Spule hat aber den Nachteil, daß sie nicht ohne weiteres für Wechselstrom verwendbar ist, weil sie gleichzeitig als Kurzschlußring und somit als Belastung des magnetischen Flusses im Kern wirkt. Das hat zur Folge, daß der Fluß gegen den Strom in der Phase zurückbleibt. Die Phasenverschiebung kann allerdings durch Einschalten einer größeren Luftstrecke in den magnetischen Kreis des Kerns klein gehalten werden.Such a coil has the disadvantage that it is not easy can be used for alternating current because it also acts as a short-circuit ring and thus acts as a load on the magnetic flux in the core. As a result, the Flow against the current in the phase remains. The phase shift can, however by switching on a larger air gap in the magnetic circuit of the core can be kept small.

Die bekannte Einrichtung leidet aber auch weiterhin unter dem Maxigel, daß sie fabrikationsmäßig nur schwer herzustellen ist für Magnete, bei denen die Magnetwicklung auf die Schenkel eines zweischenkligen Eisenkerns verteilt werden soll.The well-known facility continues to suffer from the Maxigel, that it is difficult to manufacture in terms of manufacturing for magnets where the Magnet winding are distributed on the legs of a two-legged iron core target.

Die Erfindung beseitigt die angeführten Mängel. Erfindungsgemäß, besteht die W ickliing aus zwei parallel geschalteten, aber entgegengesetzt gewickelten Teilen, verschiedenen Drahtquerschnittes.The invention overcomes the deficiencies cited. According to the invention, there is the winding consists of two parallel connected but oppositely wound Parts, different wire cross-sections.

Ist die Magnetwicklung wie bei Stromeisen von Induktionszählern auf einem zweischenkeligen Eisenkern unterzubringen, so werden; um Stromleertri:ebt zu vermeiden, die Windungen der einzelnen Wicklungsteile gleichmäßig auf die beiden Schenkel verteilt.Is the magnet winding on as with the current iron of induction meters to accommodate a two-legged iron core, so will; um Stromleertri: ebt to avoid that Turns of the individual winding parts evenly distributed on the two legs.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der als Ausführungsbeispiel eine Stromwicklung für einen Induktionszähler schematisch dargestellt ist.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in as an exemplary embodiment, a current winding for an induction meter schematically is shown.

Die Nennstromstärke, mit der das zweischenkelige Stromeisen i erregt werden soll, betrage T Ampere. Die Amperewindungszahl eines Schenkels soll AW Amperewindungen nicht übersteigen. Die Wicklung besteht aus zwei parallel geschalteten und entgegengesetzt gewickelten Teilen 4, 5, die auf die beiden Schenkel 2, 3 je gleichmäßig verteilt sind. Die Windungszahl je Schenkel des Wicklungsteils 4 sei mit s1, die des Wicklungsteils 5 mit s2 bezeichnet. Zur Berechnung des Drahtquerschnittes der Wicklungsteile 4, 5 wird in folgender Weise vorgegangen: Der Gesamtstrom J spaltet sich in zwei Teilströme J1 und J2, d. h. -J=Jl+J2. Die GesamtamperewindungszahlAW setzt sich bedingungsgemäß aus der Differenz der Teilamperewindungszahlen zusammen, d. h.The nominal current strength with which the two-legged current iron excites i is to be T amperes. The number of ampere-turns of a leg should be AW ampere-turns not exceed. The winding consists of two connected in parallel and opposite one another wound parts 4, 5, which are evenly distributed on the two legs 2, 3 each are. The number of turns per leg of the winding part 4 is s1, that of the winding part 5 denoted by s2. To calculate the wire cross-section of the winding parts 4, 5 the procedure is as follows: The total flow J splits into two partial flows J1 and J2, i.e. H. -J = Jl + J2. The total number of ampere turns AW is conditional from the difference between the number of partial amperes, d. H.

AW=Jl--sl-J2-S2. Die Teilströme ergeben sich dann zu und Die Ströme verhalten sich unter Vernachlässigung der Reaktanzen umgekehrt wie die Widerstände der Wicklungsteile. Der Widerstand des einen Wicklungsteils ist der des zweiten In den Gleichungen bedeuten: c=spezifischer Widerstand; g1 und g2=Drahtquerschnitte.AW = Jl - sl-J2-S2. The partial flows then result in and Neglecting the reactances, the currents behave inversely to the resistances of the winding parts. The resistance of one part of the winding is that of the second In the equations: c = specific resistance; g1 and g2 = wire cross-sections.

Hieraus ergibt sich, daß sich die Querschnitte zueinander verhalten wie die Teilamperewindungszahlen, d. h. Spielen die Reaktanzen eine merkliche Rolle, so werden die Ohmschen Widerstände der beiden parallelen Zweige so gewählt, daß die beiden Teilströme im gewünschten Verhältnis zueinander stehen. Bei einem 75-Ampere-Zähler mit 5o Amperewindungen pro Schenkel und den Windungszahlen s1 und s2 ergeben sich für il = 62,5 und 12 - 12,5 Ampere. Das Querschnittsverhältnis ist dann ql:q2=5.It follows from this that the cross-sections relate to one another like the number of partial amperes, ie If the reactances play a noticeable role, the ohmic resistances of the two parallel branches are chosen so that the two partial currents are in the desired ratio to one another. With a 75-ampere meter with 50 ampere turns per leg and the number of turns s1 and s2, this results in il = 62.5 and 12 - 12.5 amps. The aspect ratio is then ql: q2 = 5.

Wählt man die Windungszahl s@ = 2, so ändern sich die obenstehenden Werte in J1 - 66,6 Ampere, J2 = ' 8,33 Ampere, ql:q2=4.If you choose the number of turns s @ = 2, the above changes Values in J1 - 66.6 amps, J2 = '8.33 amps, ql: q2 = 4.

Daraus ergibt sich, daß sich die günstigsten Querschnitte ergeben, wenn man die Windungszahl so klein als möglich wählt.It follows that the most favorable cross-sections result, if one chooses the number of turns as small as possible.

Zweckmäßig wählt man einen normalen Drahtquerschnitt für die Wicklung, welche von dem kleineren Strom durchflossen wird, paßt diesem den Querschnitt des Wicklungsteils für die größere Stromstärke an, der bei der Windungszahl i beispielsweise aus einem Kupferblech o. dgl. geeigneter Stärke ausgestanzt werden kann. Schließlich kann man auch noch eine weitere Abstufung dadurch erreichen, daß für die Wicklungsteile Materialien verschiedener elektrischer Leitfähigkeit benutzt werden. Insbesondere können durch die Verschiedenheit des elektrischen Materials etwa bestehende Temperaturfehler ausgeglichen. werden.It is advisable to choose a normal wire cross-section for the winding, which is traversed by the smaller current, this fits the cross-section of the Winding part for the greater amperage, for example with the number of turns i Can be punched out of a copper sheet or the like of suitable thickness. In the end you can also achieve a further gradation that for the winding parts Materials of different electrical conductivity are used. In particular Existing temperature errors can be caused by the difference in the electrical material balanced. will.

In ähnlicher Weise, wie vorher geschildert, vollzieht sich auch die Berechnung bei einer Magnetwicklung, die beispielsweise auf dem Joch eines U-förmigen Magneten sitzt.In a similar way, as described before, also takes place Calculation for a magnet winding, for example, on the yoke of a U-shaped Magnet sits.

Bildet man das Verhältnis aus der Amperewindungszahl je Schenkel zu der Amperewindungszahl einer von dem Gesamtstrom durchflossenen Windung, so zeigt es sich, daß die vorgeschilderte Maßnahme auf die Bildung von gebrochenen Windungszahlen hinausläuft. In den meisten, im Zählerbau vorkommenden praktischen Fällen wird die aus dem Verhältnis der Amperewindungszahl je Schenkel zu der Amperewindungszahl einer von deni Gesamtstrom durchflossenen Windung sich ergebende gebrochene Windungszahl nicht größer als i zu wählen sein, weil die eingangs geschilderten Schwierigkeiten insbesondere nur bei Zählern auftreten, bei denen die Stromstärke größer ist als die Amperewindungszahl je Schenkel.If one forms the ratio from the number of ampere turns per leg the number of ampere-turns of a turn through which the total current flows, so shows it turns out that the above-mentioned measure affects the formation of broken numbers of turns runs out. In most practical cases that occur in meter construction, the from the ratio of the number of ampere-turns per leg to the number of ampere-turns a broken number of turns resulting from the total current flowing through it should not be chosen greater than i because of the difficulties outlined at the beginning in particular only occur in meters where the current is greater than the number of ampere-turns per leg.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Magnet winding for high currents with broken Number of turns, especially current winding for induction counters. hler, characterized in that the winding consists of two connected in parallel, but. opposite wound parts of different wire cross-sections. z. On two. leg of an iron core while maintaining the same number of ampere turns per leg Magnet winding according to claim i, characterized in that the turns each Winding part are evenly distributed over the two legs. 3. Magnet winding according to claims i and z, characterized in that the winding parts are made of materials different electrical conductivity exist.