DE907552C - Elektromagnetisches Geraet, insbesondere Leistungsmesser, mit beweglichem Anker ohne Wicklung und mit festem Magnetgestell - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Gerät, insbesondere Leistungsmesser, mit beweglichem Anker ohne Wicklung und mit festem Magnetgestell Relais und Meßgeräte, bei denen sich ein Anker zwischen den Polen eines Elektromagneten bewegt, sind seit langem bekannt. Man hat dem Anker verschiedene Formen gegeben, um je nach dem angestrebten Zweck ein möglichst günstiges Drehmoment zu erhalten. Meist werden Z-förmige Anker angewendet, bei denen auch von einem Kreise abweichende Umfangsformen bekannt sind.
• Die vorliegende Erfindung sucht die Ankerformzu verbessern. Erfindungsgemäß soll der Umfang des Ankers durch eine Kurve begrenzt sein, die durch die Gleichung r d = p-q.f(ß) gegeben ist, in der r der Halbmesser der Bohrung der Polschuhe, d der Luftspalt, ß der Polarwinkel, p und q Unveränderliche sind.
• Es kann an sich jede beliebige Funktion von ß gewählt werden. In bestimmten Fällen ist die durch die Gleichung d P g ß gegebene Spirale vorteilhaft. Im allgemeinen ist aber eine periodische Funktion vorzuziehen. Insbesondere sind Kurven, die durch die Gleichung d =t +q-cos2ß bestimmt sind, in fast allen Fällen vorteilhaft zu verwenden.
• Im Gegensatz zu den bisher üblichen Anordnungen kann man bei Ankern, die nach der oben angegebenen Formel berechnet sind, mit sehr kleinem Luftspalt und geringen Änderungen dieses Luftspaltes arbeiten.
• Man erhält dabei Drehmomente, die alte Anordnungen nicht aufweisen. Ein weiterer Vorzug besteht darin, daß die Geräte infolge der kleinen Luftspalte nicht durch Fremdfelder beeinflußt werden.
• Mit Geräten der vorstehend beschriebenen Art ist es möglich, fast alle in der Starksftomtechnik vorkommenden Messungen auszuführen. Beispielsweise sind die Geräte für Strom- und Spannungsmessungen geeignet.
• Dadurch, daß man die erregende Spule des Magneten in zwei Teile aufteilt, kann man in an sich bekannter Weise die Summe oder Differenz zweier Ströme oder zweier Spannungen messen. Bei Wechselstrom mißt man auf diese Weise die geometrische Summe oder Differenz.
• Abb. I zeigt einen Anker mit der Kurve nach der Erfindung. Diese Einrichtung ist für die Messung von Strömen oder von Summen oder Differenzen zweier Ströme geeignet.
• In Abb. 2 ist der Anker abgewickelt und die den einzelnen Ausschlägen (q + ) entsprechende, am Ankerumfang wirkende, drehende Kraft R aufgezeichnet.
• Wenn man diesen zweipoligen Anker in ein vierpoliges Magnetgestell bringt, erhält man die in Abb. 3 gezeichnete Abwicklung. Die von den Polpaaren N1 SI und via Sif ausgeübten Kräfte sind, wenn die Polpaare durch den gleichen Strom erregt werden, gleich groß und entgegengesetzt gerichtet, so daß kein Drehmoment auftritt. Man kann jedes Polpaar durch einen Strom erregen, der von dem zweiten völlig unabhängig ist und sogar artverschieden von ihm sein kann.
• Das Gerät zeigt dann J, ~ j:, an, wobei J1 beispielsweise ein Gleichstrom und J, ein Wechselstrom sein kann.
• Wenn man die Pole mit Spulen versieht, die aus zwei Teilen bestehen und von den Strömen i1 und i durchflossen werden, zeigt das Gerät bei geeigneter Schaltung einen Wert an, der il i2 cos q verhältnisgleich ist. ç ist die zwischen den Strömen i1 und i2 herrschende Phasenverschiebung, so daß das Gerät zur Leistungs- oder Produktenmessung geeignet ist.
• Dieses neue Gerät hat den Vorzug, daß es keine beweglichen Spulen aufweist. Den Ferraris-Geräten gegenüber, mit denen es diese günstige Eigenschaft teilt, hat es den weiteren Vorteil, daß je Pol nur ein Luftspalt erforderlich ist, so daß sich die Amperewindungszahlen und damit die Verluste niedriger als bei jedem bisher bekannten Gerät halten lassen.
• Es wurde vorstehend bereits erwähnt, daß sich Messungen in einem Gerät bewerkstelligen lassen, zu denen sonst zwei Systeme erforderlich sind. In Abb. 4 ist ein Gerät in der Abwicklung gezeigt, dessen Pole um 60 bzw. 1200 gegeneinander versetzt sind und in dem sich ein zweipoliger Anker drehen kann. Dieses Gerät kann als Verhältnismesser benutzt werden.
• Je größer man die Polzahl wählt, um so größer wird die drehende Kraft, um so kleiner aber auch der Ausschlagwinkel. Da dieser bei Relais und vielen anderen Geräten, die elektrische Energie in mechanische umsetzen müssen, nur klein zu sein braucht, kann man in vielen Fällen ein sechspoliges Magnetgestell benutzen und dieses durch verschiedene Anker für alle möglichen Messungen brauchbar machen.
• So zeigt Abb. 5 ein sechspoliges Gestell mit einem sechspoligen Anker; das Gerät mißt das Quadrat des Stromes, der die Wicklungen durchfließt. In Abb. 6 ist der sechspolige Anker durch einen dreipoligen ersetzt. Das Gerät ist, wenn die Spulen in je zwei Hälften unterteilt sind, geeignet, um Einphasen-oder Drehstromleistungen zu messen. Mit einem zweipoligen Anker kann man das Gerät, wie in Abb. 4 gezeigt wurde, als Verhältnismesser verwenden.
• PATENTANSPROCHE: I. Elektromagnetisches Gerät, das insbesondere als Meßgerät oder Relais verwendbar ist und aus einem beweglichen Anker ohne Wicklung und einem festen Magnetgestell besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ankerumfang begrenzende Kurve der Gleichung r d fq-cos2t? folgt.

Claims (1)

1. 2. Elektromagnetisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pol durch zwei Spulen, also durch die Summe bzw. die Differenz zweier Ströme erregt wird und daß die Spulen so geschaltet sind, daß das Drehmoment von der zu messenden Leistung abhängig ist.

   3. Elektromagnetisches Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene magnetisierte Pole auf den gleichen Anker wirken und eine Summen- oder Differenzwirkung hervorrufen.

   Angezogene Druckschriften: Kenia t h, die Technik elektrischer Meßgeräte«, Bd. I, I92S, S. IS5; Archiv f. techn. Messen (ATM), Blatt J 70-1 (Sept. 1933).