-
Elektrodynamische Leistungswaage mit drehzahländerndem Getriebe
Es
sind elektrische Ntaschii'eii bekannt, deren Ständer (Gehäuse) leicht drehbar gelagert
sind.
-
Bei' einer solchen Anordnung ist es möglich, das während des Betriebes
der Niaschine auf den Ständer ausgeübte Drehmoment zu messen (Pendelmaschinen, Leistungssvaagen).
Dieses auf den Ständer ausgeübte l)rehmoment ist genau ebenso groß wie dasjenige.
das vom Läufer der elektrischen Maschine al>geg&)en oder diesem zugeführt
wird. I)ie Einrichtung dient dazu, das I)rehmoment mechanische Energie verbrauchender
oder erzeugender Nfaschinen direkt zu messen. Durch gleichzeitige Bestimmung der
Drehzahl der zu prüfenden Maschine ist dann die Bestimmung der zugehörigen Leistung
möglich.
-
N.lit Rücksicht auf die jeweilige anpassung der Pendelmaschinendrehzahl
werden derartige Maschinen zumeist als Gleichstrommaschinen gehaut. In den Fällen,
in denen die zu prüfende Maschine hohe Drehzahlen besitzt, ist jedoch die Anwendung
der Gleichstrompendelmasch ine beschränkt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei
Gleichstrommaschinen den einzelnen Drehzahlen bestimmte Grenzleistungen zugewiesen
sind, über die hinaus Gleichstrommaschinen nicht mehr betriebssicher gebaut werden
können.
-
Je höher die Drehzahl der zu prüfenden Maschine liegt, desto niedriger
ist deshalb die Leistung, die mit Hilfe einer Gleichstrompendelmaschine bestimmt
werden kann. Ist die Leistung
der zu prüfenden Maschine höher als
die zugehörige Grenzleistung, so ist die Anwendung der Pendelmaschine bisher nur
in der Weise möglich gewesen, daß in bekannter Weise zwischen Pendelmaschine und
zu prüfender Maschine ein mechanisches Getriebe gelegt wird, das die Drehzahl der
zu prüfenden Maschine herabsetzt und dadurch die Verwendung einer Gleichstrommaschine
der notwendigen hohen Leistung ermöglicht. Diese bekannte Anordnung hat aber den
Nachteil, daß das an der Pendelmaschine gemessene Drehmoment nicht mehr ebenso groß
ist wie das Moment der zu prüfenden Maschine, weil in dem mechanischen Getriebe
Verluste entstehen, die eine Erhöhung oder Erniedrigung des gemessenen Drehmomentes
verursachen.
-
Bei dieser Anordnung wird also der sichere und genaue Weg der direkten
Drehmomentmessung verlassen.
-
Nach der Erfindung wird zwischen die Pendelmaschine und die zu prüfende
Maschine ein Getriebe geschaltet, dessen Eigenart es ist, keinerlei Verluste bei
der Übertragung des Moments von der zu prüfenden Maschine auf die Pendelmaschine
zu verursachen. Derartige Getriebe bestehen aus einem drehbaren Aktions- und Reaktionsteil,
deren einer mit der zu prüfenden Maschine und deren anderer Teil mit der Pendelmaschine
gekuppelt wird. Die von dem Getriebe abgegebene bzw. aufgenommene Leistung, die
sich aus dem Drehmoment der ganzen Anordnung und der Relativdrehzahl zwischen Aktions-
und Reaktionsteil bestimmt, wird dem Getriebe zugeführt bzw. ihm entnommen. Die
zwischen Aktions- und Reaktionsteil bestehende Relativdrehzahl fügt sich der Drehzahl
der Pendelmaschine hinzu, so daß die Summe dieser beiden Drehzahlen gleich der Drehzahl
der zu prüfenden Maschine ist. Mit einer solchen Anordnung wird die direkte Drehmomentmessung
trotz Zwischenschaltung eines Getriebes ohne jeden Drehmomentverlust erreicht.
-
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist wie naclhstehenbd geschildert
aufgebaut. Mit der Welle einer als Pendelmaschine arbeitenden Gleichstrommaschine
möge z. B. der drehbare Reaktionsteil einer als Getriebe wirkenden elektrischen
Maschine verbunden sein. Der Aktionsteil dieser Maschine ist mit der Welle der zu
prüfenden Einrichtung, z. B. einem Verbrennungsmotor od. dgl., gekuppelt.
-
Der Aktionsteil der als Getriebe wirkenden Maschine arbeitet dann
mit der Summe der Drehzahlen beider Maschinen. Das an der Welle des Aktionsteils
der als Getriebe wirkenden Maschine abgegebene Drehmoment bleibt für die Gesamtanordnung
gleich und tritt an der Leistungswaage wieder auf. Die Meßgenauigkeit der neuen
Einrichtung ist mithin die gleiche wie bei Anwendung einer einfachen Pendelmaschine.
Die zu ermittelnde Leistung ergibt sich aus dem an der Pendelmaschine ausgewogenen
Drehmoment und der am Aktionsteil der zwischengeschalteten Maschine abgegebenen
Drehzahl.
-
Die Drehzahl der als Getriel>e wirkenden Reaktionsmaschine kann
in verschiedener Art bestimmt werden. Ist diese eine Synchronmaschine, dann läßt
sich deren Drehzahl I>ekanntlich leicht durch Feststellung der Frequenz bzw.
der Generatordrehzahl, die für die Erzeugung der Frequenz benutzt wird, ermitteln.
Im Falle, daß die Reaktionsmaschine eine Asynchronmaschine ist, kann die genaue
Drehzahl durch Messen der Frequenz im Aktions- und Reaktionsteil eindeutig ermittelt
werden, z. B. durch Oszillogramm. Selbstverständlich kann die Drehzahl des Aktionsteils
auch direkt gemessen werden.
-
Darüber hinaus ist es denkbar, als Getriebe, Zwischen- oder Reaktionsmaschine
auch eine doppelt gespeiste Drehstrommaschine zu l>enutzen, deren Drehzahl bekanntlich
doppelt so hoch liegt wie die einer normalen irehstrommaschine. Bei lQenutzung einer
doppelt gespeisten L)rehstrommaschine könnte z. B. die Drehzahl der Pendelmaschine
von 6000 Umdrehungell/Min. unter der Voraussetzung, daß die Reaktionsmaschine zweipolig
ist, auf I2 000 Umdrehungen erhöht werden.
-
Es wäre des weiteren denkbar, zwischen die Leistungswaage und die
zu prüfende Einrichtung statt einer mehrere Reaktionsmaschinen zu schalten, wodurch
eine weitere Drehzahlerhöhung bzw. Herabsetzung möglich wäre. Auch bei einer solchen
Anordnung wäre eine einwandfreie Drehmomentülvertragung möglich und eine Verminderung
der Meßgenauigkeit ausgeschlossen.
-
Nicht unerwähnt soll ferner bleiben, daß als Getriebe auch andere
Kraftmaschinen, so z. B. Verbrennungsmotoren od. dgl., Verwendung finden könnten.
pATENTANSPRÜCliE: I. Elektrodynamische Leistungswaage mit drehiahländern4em Getriebe,
dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe eine oder mehrere Kraftmaschinen mit drehbarem
Aktions- und Reaktionsteil vorgesehen sind, denen eine den Drehzahlunterschied bei
gleichhleil)endem Drehmoment deckende Leistung zugeführt oder entnommen wird.
-
2. Elektrodynamische Leistungswaage nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftmaschinen als Getriebe zwischen der Leistungswaage und der zu prüfenden
Einrichtung angeordnet sind.