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Dynamometrisches Meßgerät mit Eisenschluß Es sind bereits dynaimnometrische
Meßgeräte mit Eisenschluß und mit seitwärts einer gemeinsamen Drehachse angeordneten
Drehspulen ohne mechanische Richtkraft bekannt, bei welchem ,jede Drehspule vollständig
den praktisch luftspaltlosen Eisenkern umschließt und die Hauptstromspulen am Ständerstück
des Eisenkernes sitzen, so daß das Feld der Hauptstromspu.len einen größeren Luftspalt
durchsetzt, während jeder Drehspule ein getrenntes Feld, mit dem sie ein eigenes
elektrisches System bildet, zugeordnet ist und die voneinander unabhängigen Luftspalte
ungleichen Querschnitt aufweisen. Auch hat man für dynamornetrisch.e Strommesser
mit :einer einzigen Drehspule und mit mechanischer Richtkraft schon vorgeschlagen,
die Drehspule in einem ringförmig in sich geschlossenen Luftspalt, der einen von
der Drehspule umfaßten inneren Eisenkern und einen äußeren die Feldwicklung tragenden
Ring aus Eisen voneinander trennt und aus zwei infolge entsprechender Profilgehung
des Innenkernes sich allmählich erweiternden, an den ungleich weiten Enden sich
aneinanderschließenden Hälften besteht, sich bewegen zu lassen und den Außenring
zwecks Änderung des zur Drehspulenachse senkrechten Luftspaltquerschnittes und damit
des Meßbereiches des Strommessers um einen bestimmten Winkel konzentrisch zur Drehspule
verstellbar zu machen.
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Nach der Erfindung wird nun das Prinzip der Skalenbeeinflussung eines
dynamometrischen Meßgerätes durch gegenseitige Verschiebung zweier vom magnetischen
Kraftfluß durchsetzter und durch einen Luftspalt von sich änderndem Querschnitt
getrennter Eisenkörper bei einem eisengeschlossenen dynamometrischen Quotientenmesser,
bei dem zwei Drehspulen ohne mechanische Richtkraft je mit einer getrennten Feldspule
zusammenarbeiten und mit dieser je ein eigenes elektrisches System bilden, in der
Weise verwirklicht, daß die den einzelnen Spulen zugeordneten Schlußjoche unabhängig
voneinander gegen das Ständerstück unter Aufrechterhaltung des guten magnetischen
Schlusses verstellbar sind. Der gute magnetische Schluß kann dabei durch zylindrische
Ausbildung der Berührungsflächen zwischen Schlußjoch und Ständerstück gewährleistet
sein.
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Gegenüber der Anwendung des :erwähnten Skalenbeeinflussungsprinzips
bei einem nur eine Drehspule und nur einen verstellbaren Eisenteil aufweisenden
dynamometrischen Meßsystem wird erfindungsgemäß der für eisengeschlossene Quotientenmesser
der angegebenen Art wichtige Vorteil erreicht, daß eine leichte und bequeme elektrische
Justierung jedes einzelnen der beiden den Quotientenmesser bildenden elektrischen
Systeme möglich ist, ohne daß dadurch das zweite System irgendwie beeinflußt wird.
Durch Verdrehen der geeignet geformten äußeren Schlußjoche kann Größe und Verlauf
.des
Rieht- und des Meßmomentes des Quotientenmessers verändert
werden, so daß sich eine weitgehende Anpassungsfähigkeit des Meßgerätes bezüglich
der verschiedensten m,eß-. technischen Ansprüche ergibt und durch ge'-: sonderte
Feinabgleichung jedes dieser Ibeideif." Momente mit einfachen Mitteln die gewünschte
Skalenteilung und Ausschlaggröße genau erzielt werden kann.
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Diese Justierung durch Verstellen des äußeren Schl.ußjoches bietet
weiterhin auch die Möglichkeit, bei Mehrfachmeßgeräten zu einem praktisch vorteilhaften
Aufbau zu gelangen. Bekanntlich haben mit zunehmender Größe der elektrischen Anlagen
auch die Schaltwarten Ausdehnungen angenommen, welche kaum mehr einen sicheren Überblick
bieten können. Man hat deshalb in steigendem Maße eine immer geringere Anzahl von
Meßgrößen auf der Schalttafel zur Anzeige gebracht und nur für die wichtigsten Meßgrößen
ein Meßgerät vorgesehen. Der Betrieb hingegen läßt eine Vermehrung der Meßgeräte
wünschenswert erscheinen, was nur durch Verwendung von Mehrfachmeßgeräten möglich
wird, welche auf geringstem Raum eine große Anzahl von Meßgrößen zur Anzeige bringen.
Durch den engen Zusammenbau der Meßwerke mangelt es an Raum für eigene Skalen für
jedes Meßwerk, und daher müssen die Meßw.erke derart abgeglichen werden, da.ß für
sie eine gemeinsame Skalenteilung verwendet werden kann. So erhalten beispielsweise
zwei Frequenzmesser für Synchr onisierzwecke ein gemeinsames Gehäuse und eine gemeinsame
Skala, mehrere Stellungszeiger für die Anzeige von Schalterstellungen oder Empfängerinstrumente
für Mengenmesser ebenfalls eine gemeinsame Skalenteilung. Die Verstellbarkeit der
Schlußjoche gemäß der Erfindung gestattet nun, in einfacher und genauer Weise die
Feinabgleichung mehrerer Meßwerke auf eine gemeinsame Skala vorzunehmen und dadurch
die Abmessungen von Mehrfachmeßgeräten zu verringern und ihre Bauart zu vereinfachen.
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Das Meßgerät nach der Erfindung kann im einzelnen beispielsweise für
die Verwendung als Frequenzmesser so ausgebildet werden, daß die voneinander unabhängigen,
für sich regelbaren Luftspalte, in welchen sich die beiden Drehspulen bewegen, sich
nach einer Seite zu stetig erweitern. Zur Ausführung der Messung wird der einen
Feldspule und der einen Drehspule ein von der Frequenz unabhängiger Strom, der zweiten
Feldspule und der zweiten Drehspule dagegen ein von der Frequenz abhängiger Strom
zugeführt. Ist ein derartiges, keine mechanische Richtkraft aufweisendes System
an Wechselstrom veränderlicher Frequenz angeschlossen. so entspricht jeder Frequenz
eine bestimmte Gleichgewichtslage, und durch entsprechende Wahl des ungleichen Querschnittes
der Luftspalte kann der Meßbereich in i den gewünschten Grenzen gehalten werden-Zur
Feinabgleichung und Justierung können 'beide Schlußjoche unabhängig voneinander
verstellt werden. Zur Herstellung eines Leistungsfaktormessers, bei dem jeder von
zwei Drehspulen zwei in Reihe geschaltete, von einem Phasenstrom durchflossene Feldspulen
entgegengesetzten Wicklungssinnes zugeordnet. sind, kann den entsprechenden beiden
Luftspalten je ein in seinem Verlauf sich mehrmals ändernder Quersch::itt gegeben
werden, um längs jedes Luftspaltes einen Feldverlauf zu erzielen, der mindestens
einmal Null wird. Die Drehspulen werden dabei an den Phasenleiter der Feldspule
und je an einen der beiden anderen Phasenleiter angeschlossen. Auch bei diesem Meßwerk
erfolgt die Feinabgleichung und Justierung des Endausschlages des Meßgerätes erfindungsgemäß
durch die gegebenenfalls zweiteilig ausgebildeten Sclilußjoche.
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In der Zeichnung .ist das dynamometrisch<: Meßgerät nach der Erfindung
schematisch im waagerechten Schnitt in mehreren Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt. Abb. i zeigt einen Frequenzmesser, während Abb. z und 3 je einen Leistungsfaktormesser
wiedergeben. In allen Abbildungen sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.
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Bei dem Frequenzmesser der Abb. i schließen sich an. den =magnetischen
Träger i die beiden Ständerstücke z an, denn je ein ungleich starkes Jochstück 3
zugeordnet ist. Die Querschnittsänderung der Jochstücke 3 ist so ew. -ilt, daß ein
nach einer Seite sich verg *il jü:agender Luftspalt ¢ zwischen jedem Ständer stück
a und dem zugehörigen Jochstück 3 entsteht. Die Feldwicklungen 5 werden nach Fertigstellung
auf der Wickelmaschine ohne Formveränderung in die Jochstücke 3 eingesetzt, wo sie
durch die an diesen befestigten unmagnetischen Isolierstücke 6 in Lage ge halten
werden. Die Drehspulen 7, die sich in den voneinander unabhängigen Luftspalten q
bewegen, sind seitlich einer gemeinsamen Achse angeordnet, und jede der beiden Spulen
7 bildet mit dem zugeordneten Feld ein eigenes elektrisches System. Durch die elektrischen
Größen der Elemente der Innenschaltung des Frequenzmessers, wie Widerstände, Kondensatoren
Lind Drosselspulen, und durch den Querschnittverlauf der Luftspalte ist der Ausschlag
des Instrumentes bestimmt. Um nur. der Notwendigkeit von Feineinstellungen der Skala
Rechnung tragen zu können, wie dies besonders bei Mehrfachinstrumenten, bei denen
mehrere Meßwerke eine gemein-
Same Skala haben, erforderlich ist,
sind erfindungsgemäß die Jochstücke 3 gegenüber dem Ständerstück 2 unter Aufrechterhaltung.
des magnetischen Schlusses verschiebbar, so daß durch ihre Verstellung der Verlauf
des. Luftspaltes und damit des Meßbereiches und der Skalenteilung beeinflußt werden
kann. Die Verstellung der Schlußjoche erfolgt dabei um eine ideelle Achse einer
Zylindermantelfläche, der die Stoßfugen 8 angehören.
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Der Leistungsfaktormesser der Abb.2 ist mit zwei Paaren von symmetrisch
angeordneten Feldspulen 9 und i o versehen, welche für den Meßbereich o,5 bis i
induktiv und für den Meßbereich i bis o, 5 kapazitiv wirksam sind. Die beiden Jochstücke
3 weisen an, den Stellen i i und 12 einander entsprechende Verbreiterungen auf,
so daß sich ihr Querschnitt mehrmals in zu- und abnehmender Weise ändert, wodurch
das Feld im gewünschten Sinne b einflußt wird und sich längs jedes Luftspaltes ein
mindestens einmal durch Null gehender Feldverlauf ergibt. Die zum Halten der Feldspulen
an den Jochstücken 3 dienenden Isolierstücke 13 sind an der Außenseite diesem Querschnitt
der Jochstücke angepaßt und innen zylindrisch ausgebildet. Die Feldspulen jedes
Paares sind in Reihe geschaltel und haben entgegengesetzten Wicklungssinn.
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Bei dem Leistungsfaktormesser der Abb.3 sind die Feldspulen 14 und
15 unsymmetrisch angeordnet, wodurch der Meßbereich des Leistung, sfaktormessers
von o induktiv über i auf o kapazitiv in jedem Meßsystem erweitert wird. Dadurch,
daß zwei derartige unsymmetrische Systeme nach Abb.3 miteinander vereinigt sind,
so daß ihre Zeiger auf einer gemeinsamen Skala spielen, kann cjie Messung des Leistungsfaktors
in allen vier' Quadranten durchgeführt «erden. Die Hauptstromspulen der beiden Systeme
erhalten hierbei entgegengesetzten Wicklungssinn, so daß bei Energielieferung oder
Energieabgabe nur ein Meßwerk anzeigt, während das andere infolge verkehrter Energierichtung
umfällt und an einer der beiden Zeigeranschläge stehentleibt.
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Da bei den Meßwerken nach Abb. 2 und 3 Skalenverlauf und Ausschlaggröße
stark von dem gewählten Querschnittverlauf des Luftspaltes abhängen und selbst bei
der genauesten Herstellung gewisse Differenzen auftretenwerden, sind auch hier wieder
die Schlußjoche erfindungsgemäß um eine ideelle Achse verdrehbar, um eine Nachstellung
zu ermöglichen, wobei Ständerstück 2 und Schlußjoch 3 mit einer Zylindermantelfläche
zusammenstoßen. Von besonderem Vorteil erweist sich dabei, daß jede Drehspule mit
ihren zugehörigen Feldspulen ein vollkommen unabhängiges System bildet, so daß die
Verstellung des Schlußjoches ebenfalls immer nur auf das zugehörige System wirksam
ist. Es ergibt sich dadurch eine außerordentlich einfache Einstell.ungsmöglichkeit,
von der auch schon bei Vorjusti:erung des Systems Gebrauch gemacht wird.
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Bei Leistungsfaktormessern besteht zweckmäßig das äußere Schlußjoch
aus zwei Teilen, wobei jeder Teil einer Feldspule zugeordnet ist. Abgesehen davon,
daß der Luftspalt jeder Drehspule an sich eingestellt werden kann, wird durch die
Unterteilung jedes Schlußjoches auch noch erreicht, daß der Luftspalt jeder der
zweiteiligen Feldspule jedes Systems an sich verstellt werden kann.
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Wie die beschriebenen Beispiele .erkennen lassen, erleichtert die
Verstellbarkeit der Schlußjoche der einzelnen Systeme die Justierung und ermöglicht
die Feineinstellung und insbesondere die Abgleichung des Skalenverlaufes derart,
daß mehrere Meßwerke den gleichen Skalenverlauf aufweisen.