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Triebsystem für Ferrarismeßgeräte, insbesondere Zähler
Die Frhndung
bezieht sich auf ein Triebsystem für Ferrarismeßgeräte, insbesondere Zähler mit
zweimal so vielen Spannungsflußdurchtrittsstellen als Stromdurchtrittsstellen im
Anker. Solche Triebmagnete sind bekannt. Bei diesen sind aber die Spannungsflußdurchtrittsstellen
magnetisch in Reihe geschaltet. Dadurch ergibt sich für den Spannungstriel>flußpfad
ein verhältnismäßig großer magnetischer Widerstand, dessen Bewältigung hohe Amperewindungszahlen,
also sehr viele Windungen dünnen Drahtes für die Spannungsspule erfordert. Das Triel>srstem
wird dadurch verteuert, kann nur für eineii beschränkten Spannungsbereich der durch
den verfügbaren kleinsten Drahtquerschnitt bedingt ist, verwendet werden, außerdem
ergeben sich infolge des hohen ()hmschen Widerstandes der Spule alle die bekannten
störenden Nebenerscheinungen, wie größere Temperaturfehler, Meßfehler bei kleinem
Leistungsfaktor usw. Nfan hat sich deshalb in der modernen Zählertechnik meist mit
einem einzigen Spannungsflußdurchtritt im Anker begnügt, mußte aber dafür doppelt
soviele Strompole als Spannungspole verwenden. Der magnetische Widerstand des Spannungsmagnetkreises
wird dadurch zwar herabgesetzt, dafür kann aber der Spannungstriebfluß nur in geringem
Maße für die Drehmomentbildung ausgenutzt werden und man muß infolgedessen den Stromtriebfluß
stärker für diesen Zweck heranziehen, er muß zweimal den Anker durchsetzen. Da nun
aber bekanntlich der Stromtriebfluß außer drehmomentbildend auch dämpfend wirkt,
ergeben sich bei größeren Lasten bekanntlich starke Minusfelder, die wiederum durch
I,esondere Mittel, wie magnetischen Nebenschluß am Strommagnet, ausgeglichen werden
müssen.
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I)ie Erfindung bezweckt die Mängel der obengenannten bekannten Triebsystemarten
zu vermeiden, aber ihre Vorteile beizubehalten.
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In bekannter Weise werden zweimal soviel Spannungstriebpole als Strompole
verwendet. Die spannungspole, also die Spannungsflußdurchtrittsstellen im Anker,
werden gemäß der Erfindung magnetisch parallel geschaltet. Dadurch ergeben sich
folgende Vorteile. Wie bei den bekannten Zählern mit doppelt sovielen Spannungspolen
als Strompolen wird der Spannungsfluß stärker zur )rehmomenterzeugung herangezogen.
Dafür kann der Stromtriebfluß und damit die störende Stromdämpfung klein gehalten
werden. Auch ohne Anwendung künstlicher Mittel lassen sich deshalb die Fehler bei
großer Belastung klein halten. Die magnetische Parallelschaltung der Spannungsflußdurchtrittsstellen
gestattet den magnetischen Widerstand des Spannungsmagnets wesentlich kleiner zu
machen als bei Serienschaltung der Durchtrittsstellen, ja sogar kleiner als bei
Spannungsmagneten mit nur einer Spannungsflußdurchtrittsstelle im anker. Nian kommt
deshalb für die Spannungsspule mit kleineren Windungszahlen aus und kann dell Ohmschen
Spannungsabfall der Spule und alle seile störenden Begleiterscheinungen wesentlich
herabsetzen bzw. den Wickelraum und Aufwand 'iir die Spannungsspule verkleinern.
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Spannungstriebmagnete mit magnetisch parallel geschalteten spannungsflußdurchtrittsstellen
im Anker sind an sich bekannt, allerdings nicht in der Ausführung wie l>ei der
Erfindung mit doppelt soviel Spannungspolen als Strompolen, sondern bei diesen bekannten
Systemen handelt es sich meist um sog. Doppelsysteme für astatische Zwecke, die
sich aus der Zusammenfassung von zwei Triebsystemen mit je einem Spannungs- und
zwei Strompolen in ein solches mit gemeinsamer Spannungswicklung ergeben.
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1 )ie Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele
näher erläutert.
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111 Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein spannungstriebmagnet
gemäß der Erfindung dargestellt, in Fig. 2 der dazugehörige Stromtriebmagnet. Der
Übersichtlichkeit halber sind die einzelnen Teile etwas auseinandergezogen und die
Triebflußpfade unterteilt dargestellt. In der Praxis ist diese Unterteilung bis
auf die noch näher zu schi ldernde Kreuzungsstelle der Pfade entbehrlich.
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Eine Spawnnungsspule 1 umschließt die Mittelschenkel 20, 30 zweier
etwa C-förmiger Lamellenpakete 2. 3. die Schenkel 21, 3r der Pakete sind bis zu
den Pol schuhen 22, 32 zusammengeführt meter ltelassung eines Zwischenraums 4. Die
Schenkel 23, 33 dagegen sind bei 5 parallel aneinander vorbeigeführt und an ihren
Enden 24, 34 lach oben abgewinkelt an Polschuhe 25, 35 angescltlossen. Zwischen
den parallel verlaufenden Teilen 5 befindet sich ein Luftspalt 6. Zwischen <len
Polschuhen 22, 25 einerseits, 32, 35 andererseits läuft eine ankerscheibe 7 hindurch.
Ferner greift zwischen die Polschuhe 32, 22 und 25, 35 je ein Pol 80, St eines in
Fig. 2 dargestellten Strommagnets.
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Die beiden Lamellenpakete 2, 3 und 20, 30 werden außerdem von einem
in der gleichen Ebene liegenden bügel- oder rahmenförmigen Streupket 9 unter Belassung
von übertrieben groß gezeichneten Luftspalten 10 umschlossen. Durch die Luftspalte
6 und 10 tritt der sog. Spannungsstreufluß über, durch die Polschuhpaare 22, 25
und 32, 35 zwei magnetisch parallel geschaltete spannunstriebflüsse. Der Spannungsstreufluß
ist erforderlich, um die bekannte, für das richtige Arbeiten voll Ferrarisgeräten
erforderliche innere Abgliechtung einerseits und einen genügend großen Spannungsfluß
für eine ausreichende Erhöhung der Selbstinduktion der wicklung 1 andererseits zu
erzielen. hat der Spannungsfluß im betrachteten Augenblick eine durch Pfeil angedeutete
Richtung, so durchdringt er den Triebluftspalt zwischen dell Polen 22 und 25 von
oben nach unten, zwichen dell Polen 32 und 35 voll unten nach oben, also in entgegengesetzter
Richtung, wie es für die Erzeugung eines I)relomoments durch Zusammenwirken mit
dem zwischen den Polen 80, 8I übertretenden Stromtriebfluß Voraussetzung ist.
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Die Parallelschaltung der Spannungspole bringt es mit sich, daß an
einer Stelle, nämlich bei 5, die Magnetpfade des Spawnnungsflusses überkreuzt werden
müssen. Im Ausführungsbeispiel ergibt sich die Überkreuzung ill einfacher Weise
dadurch. daß die Pfade bei 5 zuerst parallel geführt, dann bei 24 und 34 senkrehct
abgewinkelt werden und schließlich in angesetzten Polschuhen 25, 35 endigen. die
senkrecht zu den abgewinkelten Teilen 24, 34 und parallel zu der die beiden Parallelmagnetpfadteile
5 enthaltende ebene verlaufen.
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Beim Stromeisen der J"ig. 2 ist in dem Maul des etwa C-förmigen Lamellenpaketes
8, das auf dem Mittelschenkel die Stromwicklung 82 trägt, unter Belassung von Luftspalten
lt ein in Polschuhe So.
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SI endigender, mit einer Kurzschlußwicklung 53 belasteter magnetischer
Nebenschluß 84 eingesetzt.
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Die Polschuhe 22, 32, 25. 35, So, 81 sind in n radialer Richtung
lang, ill tallgelltialer Richtung schmal, so daß sich nach bekannten Gesetzen bei
geringer Strom- und Spannungsdämpfung ein hohes Drehmoment ergibt, namentlich wenn
die Spannungseisenpole nahe an die Stromeisenpole herangerückt werden. Da ferner
die Polschuhe senkrecht zu den Polfluchten 22, 80, 32 bzw. 25, 81, 35 lamelliert
sind, wird eine für die )rehmomentl)ildung schädliche Durchmischung voll Strom-
ton cl Spannungstriebflüssen vermieden. weil in der Richtung der Polfluchten wegen
der Querlamellierung der magnetische Widerstand stark erhöht ist.
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Während in Fig. 1 die Spannungsspule 1 mit ihrer Achse parallel zum
Scheibenanker 7 liegt, ist sie in Fig. 3 senkrecht dazu angeordnet. Der Spannungstriebfluß
tritt hier zwischen den Polen 22 und 32 bzw. 25, 35 über. Die Pole sind hier also
etwas anders gruppiert. Im übrigen ist aber die Anordnung etwa die gleiche wie in
Fig. I.
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Fig. 4 bis 6 zeigen eine mehr konstruktive Durchhildung eines Triebsystems
gemäß der Erfindung.
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Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie
bei den Fig. I bis 3. Die Anordnung entspricht im wesentlichen der der Fig. I, nur
liegt hier die Kreuzungsstelle 5 am oheren,
nicht wie bei Fig. 1
am unteren Schenkelpaar. Auch hat hier das Belchpaket all allen Stellen die Stärke,
die der zusammengefaßten Stärke der Pakete 20 30 usw. (Fig. 1) entspricht, bis auf
die Kreuzungsstelle 5, iti der das l'lechpaket geteilt und ein Teil der mittleren
Lamellen weggelassen ist, um einen Luftspalt 6 zwischen den parallel laufenden Pfadteilen
5 zu schaffen (vgl. insbesodnere Fig. 6).
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Eine Abweichung gegenüber Fig. 1 besteht auch darin, daß die Blechpakete,
die zu den Polen 22, 32, 25, 35 führen, Fortsätze 26, 27 haben, mit denen sie von
beiden Seiten her in die Spannungsspule I eingesteckt sind. I) iese Fortsätze erstrecken
sich je über die ganze Spulenlänge und stehen sich im Innern der Spule 1 in Richtung
der Lamellierung unmitelbar gegenüber. Trotz der vorhandenen Fuge ergibt sich ein
sehr kleiner magnetischer Widerstawnd, weil die Übergangsfläche für den Fluß sehr
groß ist. Ferner ist bei den Polen 22, 32, also l)ei den nicht gekreuzten Polen,
der Polschuh weggelassen, weil hier für jede Polfläche die volle Belchpaketbreite
zur Verfügung steht. Bei den anderen Polne sind aber die Polschuhe 25, 35 belassen.
dellil die zu diesen Polen führenden Blechpakettele 5 haben nur die halbe Blechpaketbreite
Der Streubügel 9 ist durch nichtmagnetische Schrauben 13 unter Zuhilfenahme von
Deckblechen 15 mit <len übrigen Kernteilen fest verhunden. Der Strommagnet X
ist durch Winkel t6 mit dem Spannungsmagnet vereinigt. Befestigt wird das Triebsystem
mittels der Ösen 14, die gleiches magnetisches Potential haben, da sie magnetisch
durch den. Streubgel 9 9 kurzgeschlossen sind. Infolgedessen kann das Triel>system
auch ohne Bedenken an eisernen Traggestellen befestigt werden.
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Ein solches Triebsystem bietet außer den eingangs geschilderten Vorteilen
noch den Vortielg edrängter Buart und geringen Platzbedarfs. Es Kann fewrner für
sich zusammengehaut und als Ganzes montiert werden. Es ist weitgehend gegen Verlagerung
der einzelnen Teile während des Betriebes oder zwei Erschütterungen gesichert. Besontiers
günstig ist auch der geringe Baustoffaufwand für den Strommagnet 8 und seine Wicklung
82.
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Von gr<ßeni NTorteil ist auch, daß die Blechpakete nachträglich
ohne Schachtelung und praktisch ohne jede Vergrößerung des magnetischen Widerstands
durch Stoßfungen in die Spule bequem eingeschoben werden können. Besonders günstig
wirkt die auf geringstem Raum bei Anwendung von nur ebenen Lamellen durchgeführte
Flußkreuzung 5 durch Halbieren des Blechpaketes.