DE661020C - Symmetrischer UEbertrager mit veraenderbarer Kopplung zwischen Erst- und Zweitwicklung - Google Patents

Description

In der Schwachstromtechnik ist es häufig erforderlich, einen Verbrauchswiderstand mit einer Spannung zu speisen, die ihrer Größe nach in weiten Grenzen stetig linear veränderbar ist und dabei symmetrisch gegen Erde liegt. Dies ist z. B. bei strom- oder spannungsabhängigen Brückenmessungen, bei Dämpfungsmessungen u. dgl. der Fall, die eine symmetrisch veränderbare Emgangsspannung verlangen.

Das bisher übliche Verfahren der Spannungsregelung besteht darin, die Klemmenspannung der Stromquelle selbst zu verändern und dann über einen symmetrischen Übertrager, der gleichzeitig zur Anpassung dienen kann, an den Verbrauchs widerstand anzulege« oder die Klemmenspannung konstant zu lassen und Vorschaltwiderstände oder Spannungsteiler zu verwenden.

ao Außerdem sind bereits streuungsarme Induktionsvariometer bekannt, bei denen jede der beiden Koppelspulen als eine aus sektorförmig angeordneten Wicklungen bestehende geschlossene Ringspule ausgebildet ist, wobei die Windungen oder Windungsgruppen der einen Spule sich kammartig zwischen die Windungen der anderen hineinschieben lassen. Die beiden Spulen werden dabei durch einen besonders ausgebildeten Bewegungsmechanismus bei gleichmäßiger Drehung eines Antriebsgliedes derart axial ineinandergeschoben, daß eine gleichmäßige Änderung der gegenseitigen Induktion der beiden Spulen erreicht wird. Die Umwandlung der Einstelldrehbewegung in eine hin und her gehende Bewegung der Spulen und die Erzielung einer linearen Abhängigkeit der Induktion von der Größe der relativen Verschiebung der Spulen gegeneinander macht jedoch einen komplizierten Bewegungsmechanismus erforderlich. Dieser läßt sich zwar durch Verwendung einer geeigneten Ringspulenquerschnittsform ■ vereinfachen, trotzdem aber bleibt die Anordnung noch recht umständlich, insbesondere haftet ihr der Nachteil an, daß zur Erzielung einer Gegenphasigkeit zwischen den in der Erst- und Zweitwicklung fließenden Strömen eine besondere Umschaltvorrichtung vorgesehen werden muß.

Ferner ist für Starkstromzwecke bereits vorgeschlagen worden, nach Art eines Gleichstromgenerators mit Doppel-T-Anker gebaute Übertrager zu verwenden, bei denen die Kopplung zwischen der beispielsweise auf den Polen aufgebrachten, ein in bezug auf die Pole homogenes Feld erzeugenden Erstwicklung und der auf dem Anker aufgebrachten Zweitwicklung durch Verdrehen der Wicklungen gegeneinander derart veränderbar ist, daß die an den Klemmen der Zweitwicklung auftretende Spannung zwischen ο und einem Größtwert stetig verändert werden kann. Derartige

Übertrager haben jedoch den Nachteil, daß sie keine über den ganzen Regelbereich gleichmäßig und in bezug auf den Drehwinkels lineare Spannungsänderung gestatten^ wie s\e& für die Praxis erforderlich ist. |/_;"

Die vorstehend angeführten, den bekannfgji Einrichtungen anhaftenden Nachteile werde"n ημη durch die vorliegende Erfindung vermieden.

ίο Gegenstand der Erfindung ist ein symmetrischer Übertrager mit durch Verdrehen veränderbarer Kopplung zwischen Erst- und Zweitwicklung, z.B. zur Anschaltung einer Meßschaltung an eine Stromquelle. Erfindungsgemäß sind zwecks Erzielung einer praktisch linearen Abhängigkeit der Klemmenspannung der Zweitwicklung vom Drehwinkel die Erstwicklung so angeordnet und die Eisenkörper so ausgebildet, daß sich die auf dem Umfang des Drehers gleichmäßig verteilte und an zwei diametral gelegenen Punkten angezapfte Wicklung in einem in bezug auf den Umfang des Drehers praktisch homogenen Felde der Erstwicklung befindet.

Durch die Erfindung ist eine Anordnung geschaffen, bei der die drei Aufgaben der Anpassung, Symmetrierung und Spanuungs- bzw. Stromregelung duxxh einen einzigen Apparat gelöst werden. Zu diesem Zweck wird dem Übertrager, dem die Aufgabe der Anpassung und Symmetrierung bei den bisherigen Anordnungen zukam, auch noch die Spannungsregelung übertragen, und zwar dadurch, daß die Kopplung zwischen Erst- und Zweitwicklung und damit auch die an den Klemmen der Zweitwicklung auftretende Spannung veränderbar gemacht wird. Eine solche veränderbare Kopplung wird dadurch erzielt, daß die Erst- und Zweitwicklung des symetrischen Anpassungsübertragers auf gegetrennte Eisenkörper aufgebracht werden, deren gegenseitige Lage zueinander veränderbar ist.

Die Zweitwicklung besteht dabei aus einer in sich geschlossenen, gleichmäßig auf den-Dreherumfang verteilten, an zwei diametral gelegenen Punkten angezapften Wicklung. Diese Wicklung kann aus zwei parallel geschalteten Hälften bestehend aufgefaßt werden. Sind diese beiden Zweitwicklungshälften sowohl bezüglich ihrer Induktivität und ihrer Kapazität gegen den Wicklungsträger (Erde) als auch ihres gesamten Verlustwider-Standes gleich, und ist der Dreher ein zur Erst-(Ständer-)Wicklung symmetrisches Gebilde, so sind die durch die Erstwicklung in den Zweitwicklungshälften induzierten Spannungen einander gleich groß und erdsymmetrisch, in welcher Stellung der Dreher auch immer sich befinden möge. Selbstverständlich können die Symmetriebedingungen auch von der Erstwicklung erfüllt werden.

Zur Erzielung einer linearen Abhängigkeit ·4ργ Klemmenspannung der Zweitwicklung Iviäm Drehwinkel wird die Erstwicklung so 'aj^eordnet und die Eisenkörper so ausgebil-' det, daß sich die auf dem Umfang des Drehers gleichmäßig verteilte und an zwei diametral gelegenen Punkten angezapfte Zwejtwicklung in einem auf den Umfang des Drehers bezogen praktisch homogenen Felde der Erstwicklung befindet. Da Ständer und Dreher ihre Rollen vertauschen können, ist es gleichgültig, welche Wicklung als Erst-bzw. Zweit- wicklung bei der Messung benutzt wird.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch einen übertrager, bei dem normale Blechschnitte eines Kleinmotors benutzt sind, wodurch die gewünschte lineare Abhängigkeit nicht erreicht werden kann, und Abb. 2 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der die Polschuhbreite nahezu den halben Umfang des Ständers einnimmt.

In dem Ständer 1 befindet sich die Wicklung 3, die beispielsweise die Erstwicklung darstellen kann. Diese Wicklung ist in zwei symmetrische Hälften aufgeteilt. Jede Wicklungshälfte ist auf einem Polschuh aufgebracht, dessen Breite nahezu den halben Umfang des Ständers einnimmt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß ein in bezug auf den Umfang des Drehers homogenes Feld entsteht. Wird der Zwischenraum zwischen den beiden Polschuhen klein gehalten, so treten die durch die Rand Wirkungen bedingten Störungen des magnetischen Feldes nicht nachteilig in Erscheinung. Der Dreher 2 trägt eine gleichmäßig auf dem Umfang verteilt angeordnete Wicklung 4, die an den diametral gegenüberliegenden Punkten 5 und 6 angezapft ist. Wird diese Wicklung gegenüber der Ständerwicklung verdreht, so bewegt sie sich in einem nahezu homogenen Feld, wodurch die Spannungsänderung linear mit dem Drehwinkel vor sich geht. Für diese lineare Abhängigkeit der Klemmenspannung vom Drehwinkel ist also sowohl das Vorhandensein eines in bezug auf den Umfang des Drehers homogenen Feldes als auch die gleichmäßige Verteilung der Zweitwicklung auf dem Umfang des Drehers erforderlich. Die Klemmenspannung " an den Anzapfungspunkten 5 und 6 ist am größten, wenn die Verbindungslinie der Anzapfungspunkte mit der Feldachse zusammenfällt, denn dann addieren sich die Spannungen in den einzelnen Windungsschleifen. Sie ist Null, wenn diese Verbin- dungslinie senkrecht auf der Achse des homogenen Feldes steht, da dann in jeder Wick-

lungshälfte ebenso viele positive wie negative Spannungen auftreten, die sich gegenseitig aufheben. Zwischen diesen beiden Grenzstellungen ist die Klemmenspannung prak_vtisch linear vom Drehwinkel abhängig. In-. manchen Fällen ist es wünschenswert, daß die Mitte der Zweitwicklung, beispielsweise zwecks Einschaltung eines Strommessers, zugänglich ist. Dies läßt sich wickeltechnisch

ίο ohne Schwierigkeiten erreichen.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Übertragers ist nicht auf Meßschaltungen beschränkt, sondern kann auch zu anderen Zwecken vorteilhaft verwendet werden, z. B.

zur Eichung von Instrumenten oder als veränderbares Kopplungselement bei Verstärkerschaltungen u. dgl.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Symmetrischer Übertrager mit durch Verdrehen veränderbarer Kopplung zwischen Erst- und Zweitwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer praktisch linearen Abhängigkeit der Klemmenspannung der Zweitwicklung vom Drehwinkel die Erstwicklung so angeordnet ist und die Eisenkörper so ausgebildet sind, daß sich die auf dem Umfang des Drehers gleichmäßig verteilte und an zwei diametral gelegenen Punkten angezapfte Wicklung in einem in bezug auf den Umfang des Drehers praktisch homogenen Felde der Erstwicklung befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Ergänzungsblatt

   zur Patentschrift 661 020 Klasse 21a- Gruppe 30. Vom Patentsucher ist als der Erfinder angegeben wor

   den:

   Dipl.-Ing. Rudolf Witting in Berlin-Karlshorst.