DE751508C - Anordnung zum Frequenz- bzw. Phasenvergleich - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. SEPTEMBER 1952

RE ICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e GRUPPE

L 104436 VIIId/ 21 e

. Max Nolte, Berlin

ist als Erfinder genannt worden

Anordnung zum Frequenz- bzw. Phasenvergleich

Zusatz zum Patent 713

Patentiert im Deutschen Reich vom 1. Juni 1941 an

Das Hauptpatent hat angefangen am 11. Januar 1939

Patenterteilung bekanntgemacht am 28. Dezember 1Θ44

Das Hauptpatent bezieht sich auf Anordnungen zum Frequenz- bzw. Phasenvergleich und damit auch gegebenenfalls zum Drehzahlvergleich und Winkelvergleich mechanischer Wellen. Die im Hauptpatent beschriebenen, mit einer Einphasenwicklung und einer Mehrphasenwicklung arbeitenden motorischen Systeme, mittels deren/ dieser Vergleich durchgeführt wird, bestehen aus zwei konzentrischen festen Ringspulenanordnungen, die eine Welle aus magnetisierbarem Werkstoff umfassen und am Umfang mit einer Anzahl die Spulen verschiedenartig miteinander verkettender, magnetisch gut leitender Bügel versehen sind, über welche sich der magnetische Kreis der Welle unter Einbeziehung zweier mit der Welle gleichliegend gekuppelter magnetisch leitender Polflügel abwechselnd schließt. Gegenüber den für Phasenvergleichszwecke früher verwendeten motorischen Systemen in der normalen Drehwandlerbauart bieten Anordnungen nach dem Hauptpatent den Vorteil, daß keinerlei bewegte Wicklungen vorzusehen sind und daß das ganze System äußerst gedrängt und klein ausgeführt werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung und Verbesserung des Gegenstandes des

Hauptpatents für solche Anlagen, bei welchem der Frequenz- bzw. Phasenvergleich durch die Anwendung des bekannten Grob- und Feinmeß- bzw. Anzeigeprinzips mit größter Genauigkeit durchgeführt werden soll.

Erfindungsgemäß sind zu diesem Zweck zwei konzentrische Ringspulensy sterne nach dem Hauptpatent, von denen das eine für den Grobvergleich, das andere für den Feinvergleich dient, auf der gleichen Achse baulich miteinander so· vereinigt, daß die Zeiger beider Systeme nach Art eines Uhrzeigersystems vor der gleichen Skala spielen. Im einzelnen besteht dabei das kombinierte Grob- und Feinphasenvergleichsgerät vorzugsweise aus drei konzentrischen Ringspulenanordnungen, wobei eine Einphasenspule von mehreren axial nebeneinanderliegenden Spulen eines gemeinsamen Mehrphasensystems konzentrisch umso faßt wird und eine zweite Einph äsen spule ihrerseits das Mehr spul system ebenfalls konzentrisch umfaßt. Das Mehrphasensy stern ist dabei also· nur einmal vorgesehen und gehört sowohl zu dem Grobgerät als auch zu dem Feingerät. Es wird sowohl mit der Einphasenspule des Grobgeräts als auch mit der Einphasenspule des Feingeräts in der im Hauptpatent beschriebenen Art verkettet, und zwar an einer bestimmten Umfangsstelle jeweils mit Hilfe der gleichen magnetisch leitenden Bügel. Während der magnetische Kreis dieser Bügel für das innere System wie beim Hauptpatent durch eine mit Polflügeln ausgerüstete magnet is ierb are Welle geschlossen! wird, die in der inneren Spule gelagert ist, dient als magnetischer Schluß für das äußere Spulen¹-system ein. zylindrischer, die Gesamtanordnung umfassender Mantel aus magnetisierbarem Werkstoff zusammen mit zwei Scheibensegmenten aus magnetisierbarem Werkstoff, die vor den beiden Spulenstirnflächen gleichlaufend rotieren können und mittels unmagnetischer Verbindungsstücke, Scheiben od. dgl. beispielsweise auf einer Hohlwelle befestigt sind, welche die magnetische Welle des inneren Systems umfaßt. Statt dessen kann umgekehrt auch die magnetisierbare Welle dies inneren Systems als Hohlwelle ausgeführt sein und die tragende Welle für die PoI-segmente des äußeren Systems umfassen. Die tragende Welle für die rotierenden Teile des äußeren Systems ist zweckmäßig ebenfalls aus unmagnetischem Material hergestellt.

An dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeiispiel sei die Erfindung im einzelnen kurz erläutert. Das kombinierte Grob-Feinvergleichsgerät besteht im wesentlichen aus einer inneren Spule 1, einem diese konzentrisch umfassenden, mehrphasig gespeisten Mehrspulensystem 2 und einer äußeren Einphasenspule 3, welche sowohl die Spule 1 als auch das Spulensystem 2 konzentrisch umfaßt. Das Spulensystem 2 ist wie beim Hauptpatent aus einer der Phasenzahl entsprechenden Zahl von Einzelspulen 21, 22, 23 aufgebaut, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind. Zur Herstellung des magnetischen Schlußes dient ein System von magnetisch leitenden Bügeln, z. B. 4, 5 oder 6, 7, die^;, wie beim Hauptpatent, teilweise innerhalb, teilweise außerhalb der Spulen 21 bis 23 des Mehrphasensystems verlaufen und in zyklisch- wechselnder Folge in der im Hauptpatent im einzelnen angegebenen Weise jeweils einen Teil der Spulen des Mehrphasensystems an der betreffenden Umfangsstelle mit der inneren Einphasenspule verketten. Wie die Fig. 1 der Abbildung zeigt, wird dieses magnetische Bügelsystem ohne weiteres in entsprechender Art auch für die magnetische Verkettung zwischen den Spulen des MehrphasensystemiS 2 und der äußeren Einphasenspule 3 wirksam. Dabei ist die Verkettung zwischen den Spulen 2 und 3 des äußeren Systems an einer bestimmten Umfangssteile jeweils die gleiche, wie sie an der um i8o° versetzten Umfangsstelle für das innere System (Spulen 1 und 2) gegeben ist. Der magnetische Kreis dieser Bügel schließt sich für das innere System in der im Hauptpatent beschriebenen Weise über eine im Innern der Spule 1 gelagerte Welle 8 aus magnetisierbarem Werkstoff, die mit zwei gleichliegenden Polflügeln 9 und 10 verbunden ist, welche bei Drehung der Welle vor den Stirnflächen der Spulensysteme 1 und 2 umlaufen. Im Ausführungsbeispiel ist die Welle 8 als Hohlwelle ausgebildet, um eine weitere, zweckmäßig aus unmagnetischem Material hergestellte Welle 11 aufzunehmen; die Welle 11 trägt ebenfalls zwei magnetisierbare Polsegmente 12, 13, die jedoch lediglich vor dem Stirnflächenkreisringen der Spulensysteme 2 und 3 umlaufen dürfen und deshalb mit der Welle 11 über Scheiben od. dgl. aus unmagnetischem Material zu verbinden sind. Der magnetische Kreis für das äußere Spulensystem 2, 3 schließt sich von den Bügeln, z. B. 4, 5, 6, 7 über die Polsegmente 12, 13 und einen äußeren zylindrischen Mantel 14 aus magnetisierbarem Werkstoff, der vorteilhaft gleichzeitig als Gehäuse für die Gesamtanordnung dienen kann.

Als Zeiger dienen zweckmäßig die Polflügel bzw. Polsegmente auf einer Stirnseite der Anordnung selbst. Falls die Polflügel wie dies nach dem Hauptpatent vorteilhaft sein kann, eine gewisse Breitenausdehnung in tangentialer Richtung besitzen, lassen sich Zeiger auf die Polflügelflächen, aufmalen od. dgl. Beide Zeiger, von denen der Zeiger 13 einen längeren Arm besitzt als der Zeiger 10,

bewegen sich nach Art von Uhrzeigern vor ein und derselben Skala 15. Bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnissesi zwischen dem Grob^ und dem Feinsystem, z. B. 1:12, kann die Anzeige genau wie beim Zifferblatt einer Uhr abgelesen werden.

Das kombinierte Grob^Feinsystem arbeitet zweckmäßig mit drei Generatoren als Gebern zusammen, von denen einer die gemeinsame mehrphasige Bezugsspannung zur Speisung des Spulensystems 2 liefert, während' die beiden anderen Generatoren je eine einphasige Wechselspannung für die Spule 1 bzw. für die Spule 3 erzeugen. Diese beiden letzteren Generatoren sind über eine feste Übersetzung miteinander zu kuppeln, die den Grad der Genauigkeit des Feinvergleichs bestimmt.

Die konstruktive Ausbildung des Grob-Feinsystems nach der Erfindung kann mit Vorteil von all den Elementen Gebrauch machen, weiche bereits im Hauptpatent für das einfache Phasenvergleichsgerät beschrieben worden sind, ohne daß hierauf an dieser Stelle nochmals im einzelnen . eingegangen werden müßte.

Das Gerät ist vielseitig verwendbar, insbesondere zum Drehzahlvergleich mehrerer Wellen, etwa von mehreren Flugmotoren, oder auch zu Fernanzeige^ oder Fernregelschaltungen, die auf einem Phasenvergleich beruhen. Da, wie Fig. 1 zeigt, das gesamte System einen äußerst geringen Raum einnimmt und auch entsprechend leicht ausgeführt werden kann, ferner nur mit ruhenden Wicklungen arbeitet, kommt die Anwendung vor allem an Bord von Fahrzeugen, insbesondere von Luftfahrzeugen, auch für solche Zwecke in Frage, beispielsweise für die Fernanzeige von Verstellpropellern und für ähnliche Aufgaben.

In Fig. 2 ist schematisch die Gesamtschaltung des Gerätes angedeutet, wie sie oben schon beschrieben wurde. Dabei ist 20 schematisch das Phasenvergleichsgerät der Fig. 1 mit dien Spulen 1, 2 und 3. Als Gaber dienen z.B. drei Generatoren 30, 31 und 32, beispielsweise zum Vergleich der Drehzahlen der Wellen 40 und 50. Der Generator 30 ist z. B.

dreiphasig ausgeführt und speist die drei Spulen des mittleren Spulensystems 2. Der Generator 31 und der Generator 32 liefern je eine einphasige- Wechselspannung für das Spulensystem 1 bzw. 3. Der Generator 31 ist mit der Welle 50 beispielsweise unmittelbar, der Generator 32 über ein Übersetzungsgetriebe 33, 34 gekuppelt. Demgemäß dient der Generator 31 mit dam äußeren Spulensystem des Phasenverglekhers 20 zur Grobanzeige, der Generator 32 mit dem inneren Spulensystem zur Feinanzeige. In Anpassung an die Uhrzeigerablesung wird vorteilhaft umgekehrt das innere System zur Grobanzeige und das äußere System zur Fernanzeige verwendet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Frequenz- bzw. Phasenvergleich mit Hilfe von motorischen, mit einer Einphasenwicklung und einer Mehrphasenwicklung arbeitenden Systemen, die nach Patent 713 034 aus zwei konzentrischen, festen. Ringspulenanordmmgen bestehen, die eine Welle aus magnetisierbarem Werkstoff umfassen und am Umfang mit einer Anzahl die Spulen verschiedenartig miteinander verkettender, magnetisch gut leitender Bügel versehen sind, über welche sich der magne^ tische Kreis der Welle und zweier mit ihr verbundener Polflügel abwechselnd schließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische Ringspulensysteme, von denen das eine als Grob-, das andere als Feinmeß- bzw. Anzeigegerät dient, auf der gleichen Achse baulich miteinander vereinigt sind, so daß die Zeiger beider Systeme nach Art eines Uhrzeigersystems vor der gleichen Skala spielen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Mehirphasenspulensystem für das Grob- und das Feingerät vorgesehen und sowohl mit der Einphasenspule des Grobgeräts als auch mit der Einphasenspule des Feingeräts verkettet ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte Grob- und Feinphasenvergleichsgerät aus drei konzentrischen Ring-Spulenanordnungen besteht, wobei eine Einphasenspule von mehreren, z. B. drei, axial nebeneinanderliegenden Spulen des gemeinsamen Mehrphasensystems konzentrisch umfaßt wird und eine zweite Einphasenspule ihrerseits das Mehrspulensystem konzentrisch umfaßt.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Verkettung der Spulen des inneren Systems nach dem Hauptpatent vorgesehenen magnetischen Bügel gleichzeitig auch zur Verkettung der Spulen des äußeren Systems dienen.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetischer Schluß für das äußere Spulensystem ein zylindrischer die Gesamtanordnung umfassender Mantel aus magnetisierbarem Werkstoff vorgesehen

. ist, der mit zwei, z. B. auf einer Hohlwelle befestigten, vor den beiden Spulen-

Stirnflächen des äußeren Systems gleichlaufend rotierenden Scheibensegmenten aus magnetisierbarem Werkstoff zusammenwirkt.

6. Anordnung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere, mehrphasige Spulensystem an einen gemeinsamen, die Bezugsspanming liefernden Mehrphasengenerator angeschlossen ist, während die innere und die äußere Einphasenspule an zwei Einphasengeneratoren angeschlossen sind, die über eine feste Ot>ersetzung miteinander gekuppelt sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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