DE932594C

DE932594C - Magnetische Bruecke, insbesondere fuer Fernmess- bzw. Fernwirkzwecke

Info

Publication number: DE932594C
Application number: DEL13696A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Phys Dr-Ing Zech
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-10-26
Filing date: 1952-10-26
Publication date: 1955-09-05

Description

Magnetische Brücke, insbesondere für Fernmeß- bzw. Fernwirkzwecke Im Patent 905 235 ist eine Anordnung zur Umwandlung einer Drehgeschwindigkeit in eine elektrische Kenngröße in Gestalt einer magnetischen Brücke beschrieben, die aus zwei gleichen Magnetkernen mit Luftspalt besteht, die je einen Spulenkörper mit einer Erregerwicklung tragen. Beide Wicklungen sind einander gleich und in Reihe geschaltet. Ferner ist eine beide Kerne umschließende Abnahmewicklung vorgesehen, und alle Wicklungen sind so geschaltet, daß unabhängig von der Größe des Erregerwechselstromes keine Spannung in der Abnahmewicklung entsteht. Eine solche Spannung entsteht erst, wenn das Brückengleichgewicht durch eine einen Luftspalt durchsetzende, elektrisch leitende, gezahnte Scheibe gestört wird. Die Frequenz der in der Abnahmewicklung hierbei induzierten Spannung bildet .dann ein Maß für die Drehgeschwindigkeit der Scheibe und kann für Fernmeß- und Fernwirkzwecke ausgenutzt werden.
Diese magnetische Brücke wird durch das Zusatzpatent 914 945 dahingehend weitergebildet, daß die beiden Eisenkerne räumlich getrennt am Umfang einer gezahnten Scheibe derart angeordnet sind, daß die Zähne beide Luftspalte durchsetzen, und zwar so, daß, wenn sich in dem einen Luftspalt gerade ein Zahn befindet, in den anderen Luftspalt eine Zahnlücke fällt. Diese Anordnung macht, wie in der Beschreibung des Zusatzpatentes dargelegt ist, die magnetische Brücke besonders für Drehmomentkompensatoren mit nicht rotierender Scheibe geeignet. DieEinrichtung nach dem Patent 914 945 ist dabei so getroffen, daß die in den beiden Abnahmewicklungen induzierten Spannungen sich bei Brückengleichgewicht aufheben, d. h. die Abnahmewicklungen sind differentiell geschaltet. Die bei Störung de"s Brückengleichgewichts entstehende Differenzwechselspannung wird dann gegebenenfalls gleichgerichtet und als Meß- oder Kompensationsspannung 'verwendet. Mit dieser Einrichtung ist es jedoch nicht möglich, den Änderungssinn bei der Störung .des Brückengleichgewichts und damit die Drehrichtung der Scheibe festzustellen. Bei einer Meßeinrichtung nach Anspruch 3 des Patents 914 945 wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die in den Meßwicklungen induzierten Spannungen vor der Differenzbildung gleichgerichtet werden.
Die Grundschaltung der so verbesserten magnetischen Brücke ist in Fig.1 dargestellt. Mit I und II sind wieder die beiden Eisenkerne bezeichnet, deren Luftspalte von der gezahnten Scheibe S durchsetzt werden. Die beiden Erregerwicklungen WEI und WEI1 sind wieder gleich und in Reihe geschaltet, während die Meißwicklungen WM, und WMII mit getrennten Gleichrichtern GI bzw. GI, verbunden sind. Die bei Verstimmung der Brücke in den Meßwicklungen induzierten Spannungen Um, und UM" `werden also zunächst in den genannten Gleichrichtern gleichgerichtet und die entstehenden Gleichspannungen zur Differenzbildung benutzt. Der Schieber an dem die Gleichrichter überbrückenden Widerstand R1 gestattet einen Abgleicli der beiden Belastungswiderstände, so daß zwischen den Punkten a und b kein Stromfluß zustande kommt, wenn die geschlitzte Scheibe gleich tief in die beiden Luftspalte eintaucht. Bei Verdrehung der Scheibe aus der Nullage um einen begrenzten Winkel fließt dann im Widerstand R2 ein Steuergleichstrom UM-, dessen Polarität von der Drehrichtung der Scheibe -abhängt. Bei rotierender Scheibe würde sich an diesem Widerstand wieder ein echter Wechselstrom ergeben.
Durch den Widerstand R1 tritt ein gewisser Energieverlust auf. Dieser kann vermieden. werden, und gleichzeitig kann eine Verstärkung der Meßspannung erzielt werden, wenn die Differenzbildung magnetisch erfolgt. Eine derartige Anordnung zeigt Fig.2. Die beiden ,gleichgerichteten Meßströme durchlaufen gegensinnig .die getrennten Steuerwicklungen 11,i2 und 21,2,:2 zweier magnetischer Verstärker 7 und 8, so daß in jedem Verstärker nur die Differenz der beiden magnetischen Felder wirksam wird. Die Steuerwicklungen beeinflussen in bekannter Weise die Drosselwicklungen 13, 14 bzw. 23, 24 der magnetischen Verstärker, die ihrerseits in einer Gleichrichterschaltung derart angeordnet sind, daß in .dem Widerstand 6 infolge der gegensinnigen Steuerung der beiden Verstärker wieder ein Steuergleichstrom fließt, dessen Polarität von der Drehrichtung der Scheibe abhängt.
Fig.3 zeigt eine Schaltungsanordnung der magnetischen Verstärker, bei welcher die Drosselwicklungen 13, 14 bzw. 23, 24 über die Gleichrichter 15, 16 bzw. 25, 26 in bekannter Weise parallel geschaltet sind. Am Ausgangsübertrager ÜUA tritt dann eine Wechselspannung auf, deren Größe vom Verdrehungswinkel der Scheibe und deren Phasenlage von der Drehrichtung der Scheibe abhängt.
Um zugleich mit der Bildung der resultierenden Meßspannung eine ausreichende Verstärkung zu erhalten, können die in den Fig. 2 und 3 gezeigten magnetischen Verstärker auch zwei- oder mehrstufig ausgebildet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetische Brücke mit zwei räumlich getrennt am Umfang einer gezahnten Scheibe angeordneten, je eine Erregerwicklung und eine Meßwicklung tragenden Eisenkernen mit Luftspalten, die -von der gezahnt-en Scheibe durchsetzt werden und mit differentieller Schaltung der Meßwicklungen nach Anspruch 3 des Patents 914 945, dadurch gekennzeichnet, ,daß .die in den Meßwicklungen induzierten Spannungen vor der -Differenzbildung gleichgerichtet werden.
2. Magnetische Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den beiden gegeneinandergeschalteten Gleichrichtern ein Abgleichwi.derstand (R1) geschaltet isst, der einen veränderbaren Abgriff aufweist, welcher mit dem inneren Verbindungspunkt beider Gleichrichter verbunden ist.
3. Magnetische Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzbildung der beiden Meßspannungen magnetisch erfolt.
4. Magnetische Brücke nach Anspruch" 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ,gleichgerichteten Meßspannungen den Steuerwicklungen zweier magnetischer Verstärker (7 und 8) zugeführt werden, derart, daß sie die beiden, jedem Verstärker zugeordneten Steuerwicklungen (11,12 bzw. 2:1, 22) gegensinnig durchlaufen.
5. Magnetische Brücke nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, .daß die von den Steuerwicklungen gesteuerten Drosselwicklungen (13, 14 bzw. 23,24) der Verstärker in einer Gleichrichterschaltung liegen, die in dem Belastungswiderstand (6) einen Steuergleichstrom erzeugt, dessen Polarität von der Drehrichtung der -Scheibe abhängt.
6. Magnetische Brücke: nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß .die von den Steuerwicklungen der Verstärker gesteuerten Drosselwicklungen über Gleichrichter (15, 16 bzw. 25, 26) derart.parallel geschaltet sind, daß an dem Ausgangsübertrager der Verstärkerschältung eine Wechselspannung auftritt, deren. Größe vom Verdrehungswinkel der Scheibe und deren Phasenlage von ihrer Drehrichtung abhängt.
7. Magnetische Brücke nach Anspruch 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker .mehrstufig ausgeführt sind.