DE629265C - Gleichstromzaehler mit erhoehtem bzw. vergleichmaessigtem Drehmoment - Google Patents

Description

TCi-

Cm

12 Mil 1336

AUSGEGEBEN AM 25. APRIL 1936

Die Erfindung bezieht sich, auf Gleichstromzähler mit scheibenförmigem Anker, die gegebenenfalls bei Anwendung von Gleichrichtern auch, für die Wechselstrommessung benutzt werden können oder bei Anwendung von auf den Anker einwirkenden Gegenkräften auch als Relais, Zeigergeräte usw. verwendbar sind.

Bei einem bekannten Gleichstromzähler hat der Scheibenanker eine aus drei Spulen bestehende zusammenhängende Wicklung, von der drei Punkte an drei Lamellen des Kollektors angeschlossen sind. Dem Kollektor wird durch zwei Bürsten Strom zugeführt, zu beiden Seiten des Ankers sind Ständerpole angeordnet, die sich etwa über einen Zentriwinkel von je ö°⁰ des Ankerumfanges erstrecken.

'Bei derartigen Zählern ist immer nur ganz kurzzeitig, also nur während eines kleinen Teiles einer vollen Ankerumdrehung eine der drei Spulen durch die Bürsten kurzgeschlossen. In diesem Augenblick sind die beiden anderen Spulen zueinander parallel geschaltet.

Der Anker entwickelt infolgedessen bei dieser Stellung ein besonders hohes Drehmoment. Kurz darauf werden zwei Spulen hinterein-

. ander- und die dritte Spule dazu parallel geschaltet. Dieser Schaltzustand bleibt bis zum Kurzschluß der nächsten Spule, also über einen verhältnismäßig großen Anteil der Ankerumdrehung erhalten. In diesen Ankerstellungen ist das Drehmoment des Zählers kleiner und ändert sich auch je nach der Lage der Spulenschenkel zum Ständerfeld.

Die Erfindung hat die Aufgabe, das Drehmoment des Zählers zu vergrößern und gegebenenfalls zu vergleichmäßigen. Exfindungsgemäß wird der Bürstenüberdeckungswinkel für den Kollektor vergrößert, und zwar beispielsweise bei einem Scheibenanker mit drei Elementen (Kollektorlamellen und Spulen oder Spulengruppen) maximal auf 6o° oder weniger, oder es wird der Zentriwinkel der Spule, der bei dem bekannten Zähler etwa I2O° beträgt, maximal um 6o° vergrößert, also bis maximal auf i8o°. Das Drehmoment kann weiterhin noch dadurch erheblich erhöht werden, daß man den Polbedeckungswinkel der Ständerpole, der bisher bei dreiteiligem' Anker etwa 60° betrug, ebenfalls um den gleichen Betrag, also maximal auf 120° erhöht.

Hat der Anker eine andere Elementenzahl, also z. B. η Elemente, so kann der Bürsten-

180°
überdeckungswinkel bis maximal erhöht

werden, statt dessen kann der Zentriwinkel

einer Spule, der sonst ^ betrug, um den

gleichen Betrag erhöht werden, desgleichen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Heinrich Zietnendorff in Ottensoos, Mittelfranken.

der PolbecJeckungswinkeL des Ständerpols, der sonst betrug. Es ergibt sich also

maximal ein Spulenzentriwinkel von ^- + —- und ein maximaler Polbedeckungswinkel von 360° 180°
»! "■" η *

Die Erhöhung des Drehmoments ergibt sich daraus, daß im einen Fall der Anteil des Ankerumlaufweges, in dem zwei Spulen parallel geschaltet sind, die dritte kurzgeschlossen ist, also der Teil des. Umlauf weges mit höchstem Drehmoment vergrößert wird, während im anderen Fall die Lage der für die Drehmomentsbildung maßgebenden Wicldungsschenkelzu den Ständerpolen günstiger wird. Die Vergrößerung des Polbedeckungswinkels wirkt sich dadurch günstig auf das Drehmoment aus, daß die einzelnen Wicklungsschenkel während eines vergrößerten Anteils des Ankerumlaufweges im Ständerfeld bleiben.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

ι (Fig. 1) ist der Scheibenanker mit den drei Spulen 2 und den drei ' Kollektorlamellen 3. Die Verbindung der Spulen ist durch strichpunktierte Linien schematisch angedeutet. 4, 5 sind zwei Bürstenpaare, von denen die eine Bürste jedes Paares gegen die andere um den Winkel α versetzt ist. Der Winkel« beträgt etwa 50⁰. Jedes Bürstenpaar ist miteinander verbunden .und an die Zuführungsleitungen bzw. an einen Nebeinwiderstand des Zählers angeschlossen. Die Polspuren des Ständermagnets sind durch 6 angedeutet. Sie haben einen Polbedeckungswinkel ß, der etwa iio° beträgt. Fig. 2 zeigt die gegeneinander versetzten Bürsten 4, 5 mit den Kollektorlamellen 3 in einer mehr konstruktiven Darstellungsweise. An Stelle "der Bürsten können auch, wie Fig. 3 zeigt, die Kollektorlamellen 3 für die einzelnen Bürsten um den Winkel α gegeneinander versetzt werden.

Fig. 4 und 5 ^zeigen im Schema die Ausführungsart eines Ankers mit vergrößertem· Spulenzentriwinkel. Während bei der Aus-. 50 führungsform nach Fig. 1 der Spulenzentriwinkel 120° beträgt, ist er bei der Ausführungsform nach Fig. 4 auf γ = i8o° vergrößert. Außerdem ist jede Spule in zwei zu beiden Seiten der Ankerachse angeordneten Hälften unterteilt. Die Spulen sind, wie Fig. S zeigt, in drei Schichten übereinander angeordnet und je um 120⁰ gegeneinander versetzt.

Die Verbindung der einzelnen Spulen ist schematisch durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Unter Umständen können mehrere der oben angegebenen Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden. So kann man z. B. sowohl, den Bürstenüberdeckungswinkel als auch den Spulenzentriwinkel und außerdem noch den Polbedeckungswinkel entsprechend vergrößern.

In Fig. 6 und 7 ist in zwei verschiedenen Ansichten die Hälfte einer Ständerpolanordnung für einen Gleichstromamperestundenzähler dargestellt. Zu beiden Seiten der Ankerscheibe ι sind die aus Weicheisen bestehenden Polschuhe 60 angeordnet, die sich über den in Fig. 1 angedeuteten Winkelbereich β erstrecken. Die Polschuhe sind über verhältnismäßig kurze Magnetstücke 6 r hoher Koerzitivkraft mit dem aus weichem Eisen bestehenden Rückschlußbügel 62 verbunden.

■Bei Zählern mit elektromagnetisch, erregtem Ständerfeld, also bei Gleichstromwattstundenzählern, kann eine ähnliche Polanordnung verwendet werden, jedoch unter Weglassung der Magnetstücke 61. Die Erregerwicklung kann in diesem Fall rings um die Polschuhe herumgelegt werden, sie kann aber auch auf an die Polschuhe angeschlossenen Polschäften sitzen. Zwecks Vermeidung von Remanenzerscheinungen empfiehlt es sich unter Umständen, den Rückschlußbügel 62 wegzulassen, gegebenenfalls kann überhaupt das Eisen im Ständerfeld fortgelassen werden.

Statt der Ausführungsform nach Fig. 4 kann man auch die nach Fig. 8 nehmen;. Hier sind die Ankerspulen, die zwischen zwei Kollektorlamellen eingeschaltet sind, je in zwei Hälften unterteilt. Jede Hälfte hat einem ι So⁰ umfassenden Zentriwinkel. Die eine Hälfte ist gegen die andere so versetzt, daß sich die beiden Teile nur mit 60° überdecken.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Gleichstromzähler mit erhöhtem bzw. vergleichmäßigtem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß der η Elemente (Kollektorlamellen und Spulen oder Spulengruppen) enthaltende Scheibenanker einen

   bis maximal auf

   180

   erhöhten Bürsten n

   bedeckungswinkel (α, Fig. 1) oder einen um den gleichen Betrag (α) bis maximal

   auf

   360⁰ , i8o° ..„ , „ , , .

   - 1 vergrößerten Spulenzentn-

   winkel (γ) hat.
2. 2. Zähler nacht Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Polbedeckungswinkel (ß) der Ständerpole um

   c6o°
   maximal-² vergrößert ist, also maximal

   i8o° . 360° , , .. ,
   _- +2—betragt.

   629205
3. 3. Zähler nach Anspruch ι und 2, da-' durch gekennzeichnet, daß zwecks Vergrößerung des Bürstenüberdeckungswinkels (α) für jeden Pol zwei oder mehrere gegeneinander versetzte Bürsten bzw. Kollektorlamellen verwendet sind.

   •
4. 4. Zahler nach. Anspruch 1 bis 3 mit einem durch Dauermagnetismus erzeugten Ständerfeld, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Ankers bis maxi-360'

   mal auf

   verbreiterte, vorzugsweise

   aus magnetisch weichem Material bestehende Polschuhe angeordnet sind, die unter Zwischenschaltung von" kurzen Dauermagnetstücken hoher Koerzitivkraft mit einem magnetisch leitenden Rückschlußbügel verbunden sind.

   5. Zähler nach Anspruch 1 bis 3 mit elektromagnetisch erregtem Ständerfeld, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspulen auf magnetisch gut leitenden Teilen geringer Remanenz und Koerzitivkraft angeordnet sind, die. sich bis maxi-

   i8o°

   ₃6o°

   längs des Ankers erstrecken durch Rucks chluß-

   JZ ' Π

   und gegebenenfalls

   bügel aus gleichem Material paarweise miteinander verbunden sind.

   6. Zähler nach Anspruch ι mit vergrößertem Spulenzentriwinkel, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulen in mehreren Schichten übereinander angeordnet sind.

   7. Zähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule in zwei zu beiden Seiten der Ankerachse angeordneten Hälften unterteilt ist.

   8. Zähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei KoI-lektorlamellen eingeschalteten Spulen je in zwei Hälften unterteilt sind, daß jede Spule maximal einen Zentriwinkel von

   360⁰ , i8o° , . · -UT oj. j n 1 oder weniger einschließt, daß

   ti ti

   ferner die eine Hälfte gegen die andere so versetzt ist, daß sich beide Teile mit nur 6ö° überdecken (Fig. 8).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen