DE756460C

DE756460C - Anordnung zur Drehzahlmessung

Info

Publication number: DE756460C
Application number: DEH160257D
Authority: DE
Inventors: Herbert Lanzendorf
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1939-07-26
Filing date: 1939-07-26
Publication date: 1953-11-16

Description

Anordnung zur Drehzahlmessung Zur Messung von Drehzahlen ist es bekannt, elektrische Gleich- oder Wechselstromgeneratoren mit der zu messenden Achse zu kuppeln. Die üblichen Wechseistromgeber haben den bekannten Gleichstromgeneratoren gegenüber den Vorteil, keine umlaufenden Wichlungsteile aufzuweisen, und außerdem können bei den Wechseistromgebern sowohl die Splannung als auch die Frequenz oder beide Größen zur Messung der Drehzahl dienen. Man wünscht bei dieser Messung meist, die Drehzahl einerseits in einem engeren Bereich mit erheblicher Genauiglçeit zu messen, z. B. mit Zungenfrequenzmesser, andererseits in einem wesentlich größeren Bereich eine bequeme Ablesung der Drehzahl, wenn auch mit gefln - gerer Genauigkeit, zu haben, z. B. durch den Ausschlag eines Zeigermeßgerätes. Man hat hierzu bereits Wechselstrominstrumente verwendet, welche eine der erzeugten Spannung proportionale Messung vornehmen, jedoch haben diese Instrumente den Nachteil, daß ihr Leistungsverbrauch sehr groß ist, weshalb entweder der Geber groß dimensioniert werden muß oder die Verwendung mehrerer parallel geschalteter Anzeigegeräte unmöglich ist.
Man hat deshalb versucht, die Wechselstrominstrumente durch Gieichstrominstrumente zu ersetzen und zur Gleichlrichtu,ng Trocknen! gleichrichter zu verwenden. Diese Gleichrichter haben jedoch verschiedene recht nachteilige Eigenschaften. Sie können nämlich nicht ohne weiteres ausgetauscht werden, denn infolge ihrer großen Verschiedenheit bei der Herstellung muß jedesmal das Gerät neu geeicht werden. Des weiteren sind die Trockengleichrichter stark temperaturabhängig und schlagen bei Überschreiten der Nennspannung durch. Die Gleichrichterinstrumente sind außerdem von der Drehrichtung unabhängig, und die Anzeige der Drehrichtung kann nur mit Hilfe zusätzlicher, mehr oder wemger komplizierter Umsehaltevorrichtungen be; wirkt werden.
Bei der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, daß als Geber eine Ävedselstrommasdine verwendet wird, die mit innen umlaufendem Erregermagnet und stillstehender induzierter RVicklung ausgerüstet ist und die mittels Schleifringen und Kollektor, die auf der Achse sitzen, und stillstehenden Bürsten einen pulsierenden Gleichstrom liefert. Als Empfänger kann daher ein nach beiden Seiten aussehlaggebendes und die Drehrichtung anzeigendes Gleichstrommaeßgerät verwendet werden, während die Wechselstromkomponente des pulsierenden Gleichstromes gleichzeitig zur Erregung eines zusätzlichen Zungenfrequenzmessers dient.
Der technische Fortschritt der Anordnung gegenüber den bisher bekanntgewordenen Anordnungen besteht darin, daß ein gewöhnlicher Wechselstromgeber mit umlaufendem Permanentmagneten und stillstehender Wicklung (Innenpolmaschine) mit einer nur kleinen Zusatzeinrichtung Verwendung findet; umlaufende Wicklungsteile sind nicht vorhanden; der Geber liefert sowohl einen Gleichstrom, der zu der Umdrehungszahl proportional ist, als auch einen Wechselstrom, dessen Frequenz -zur Umdreliungszahl proportional ist. Es ist also die gleichzeitige Messung der Umdrehungszahl einerseits mit Gleichstromgerät, andererseits mit Frequenzmesser ermöglicht.
Da Gleichstrominstruinente mit normalen Mitteln temperaturunabhängig gebaut werden können und der Stromverbrauch insbesondere bei Drehspulinstrumenten gering ist, ist es möglich, eine größere Anzahl von Instrumenten an den gleichen Geber anzuschließen, welcher früher nur eine geringe Anzahl von Instrumenten speisen koiinte.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind erheblich. Die Unabhängigkeit von Temperaturschwankungen wurde bereits angeführt, idesgleichen die geringe Leistuntgs-. aufnahme des Meßgerätes. Gegenüber anderen Trockengleichrichterinstrumenten besteht der weitere Vorteil, daß bei Unterbrechung der Leitung zwischen Trockengleichrichter und Instrument eine Zerstörung des die Gleichrichtung bewirkenden Kollektors nicht erfolgen kann, während bei Gleichrichterinstrumenten beim l)ffnen auf der Gleichstromseite der Gleichrichter im allgemeinen durchschlägt und somit nicht nur das Instrument ausfallen kann, sondern auch ein wichtiger Teil zerstört wird. Gegenüber Gleichstromgebern hat dieAnwendung eines XVeehselstromgebers mit Schleifringkollektorgleichrichter den Vorteil. daß sowohl die genaue Messung mit Zungenfrequenzmesser als auch die übersichtliche Messung mit Gleichstrominstrument erfolgen kann und ferner die Anordnung des Gebers übersichtlicher und einfacher wird als bei der Nuwendung eines Gleichstromgebers nach der Art eines Gleichstromgenerators.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ohne besondere Umschaltung das Gleichstroininstrument anzeigen kann, ob die Welle rechts oder links umläuft, wozu bei Gleichrichterinstrumenten eine komplizierte Umschaltung vorgesehen werden müßte, während Wechselstrominstrumente diese Anzeige überhaupt nicht vorzunehmen gestatten.
Durch die Anwendung von Instrumenten mit geringem Leistungsverbrauch entsteht ein weiterer Vorteil dadurch, daß bei Ausfallen eines Instrumentes der gesamte Stromkreis nur im so geringem Äf aß gestört wird, leispielsweise 0,I bis 0,2 0/o, daß die ganze Anordnung praktisch mit gleicher Genauigkeit an den nicht gestörten Stellen wei-terareiten kann.
In der Abbildung wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt: Auf der Achse 7, welche mit der zu messenden Welle gekuppelt ist, sitzt der Rotor I, welcher im allgemeinen als Stahlmagnet mit mehreren Polen ausgebildet ist. Dieser wird umgeben von dem Stator 2, auf svelchem auf jedem Pol Spulen 3 sitzen, in welchen die zu messende Wechselspannung induziert wird. Von diesen Spulen führen Leitungen über Kohlebürsten zu den Schleifringen oder den Kollektoren 4 und 5. In dem vorliegenden Beispiel besitzen diese Schleifringe ineinandergreifende Nasen, welche als Kollektor wirlæn. An zwei Kohlen, die auf dem Kollektor oder dem Schleifring schleifen, wird der Gleichstrom abgenommen und dem messenden Instrument 6 zugeführt, dem ein Zungenfrequenzmesser ZF, der durch die Ävechselstiomkomponente des pulsierenden Gleichstromes erregt wird, parallel geschaltet sein kann. Das Gleichstrominstrument 6 schlägt nach beiden Seiten aus und zeigt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Vorwärts-und Rückwärtsganges der NIaschine an.
Statt der ineinandergreifenden Nasen der Schleifringe kann man in gleicher Weise übliche Kollektoren verwenden, auf welchen je ein Schleifring für die Wechselstromzuleitungen angebracht ist. Hierbei kann es zweckmäßig sein, bei hohen Spannungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen je eine oder mehrere Lamellen ohne Zuleitung zu belassen, damit eine bessere Isolierung entsteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zurDrehzahlfernmessung, bei der als Geber eine Wechsel strommaschine verwendet wird, die mit innen umlaufendem Erregermagnet und stillstehender induzierter Wicklung ausgerüstet ist und die mittels SchAei;f¢ìngen und Kollektor, die auf der Achse sitzen, und stillstehenden Bürsten einen pulsierenden Gleichstrom liefert und bei der als Empfänger ein nach beiden Seiten ausschlagendes und die Drehrichtung anzeigendes Gleichstrommeßgerät verwendet wird, wobei die Wechselstromkomponente des pulsierenden Gleichstromes gleichzeitig zur Erregung eines zusätzlichen Zungenfrequenzmessers dienen kann.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere regelbare, zur Eichung dienende Vocw fderstände und/oder Parallelwiderstände angebracht werden.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 31g oS9, 3I9 o70, 3286007; Archiv für technisches Messen vom Febr.

1935, J 162-2.