DE478878C

DE478878C - Drehmagnet fuer Verstellwinkel unterhalb 90íÒ

Info

Publication number: DE478878C
Application number: DEA51846D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1927-08-26
Filing date: 1927-08-26
Publication date: 1929-07-03
Also published as: GB296091A; FR658824A; US1764658A

Description

Drehmagnet für Verstellwinkel unterhalb 90 Ein Drehmagnet ist ein Elektromagnet mit einem drehbaren Anker, der, je nach der wechselnden Stärke des Magnetismus, im erregten Teil eine bestimmte Stellung einnimmt. Drehmagnete werden als Einstellorgane für elektrische Kontakte und Regelwiderstände, für hydraulische oder pneumatische Ventile und Schieber, zur Betätigung von optischen und akustischen Signalen, als Auslöseorgane für Sicherheitsvorrichtungen sowie als Anzeigeorgane für Meß- und Registrierinstrumente benutzt.
Der Drehmagnet nach der Erfindung zeichnet sich trotz kleiner Verstellwinkel durch besondere Genauigkeit der Einstellung bei verhältnismäßig großem Drehmoment aus. Er besteht aus einem Topfmagneten, dessen Kern aus vier segmentförmigen Polschuhen gebildet ist, die zu je zweien symmetrisch und durch zwei breite; in der Richtung der Spulenachse verlaufende Luftschlitze getrennt an den Enden des Spulenhohlraums angeordnet sind, und dessen Anker mit zwei Eisensegmenten versehen ist, die den axialen Luftabstand zwischen je zwei Polschuhen magnetisch überbrücken.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i den neuen Drehmagneten im Längsschnitt, Abb. z denselben im Querschnitt nach der Linie X-X. Abb. 3 zeigt schematisch die beiden Endstellungen des Ankers, Abb. q. die Drehmomentkurve des Magneten, während in Abb. 5 und 6 eine Ausführungsform mit zwei gegenläufigen Drehmagneten nach der Erfindung veranschaulicht ist.
Gemäß Abb. i und a ist die Erregerspule a des Magneten in einen Eisenmantel b eingeschlossen, der ebenso wie die beiden Stirnplatten c zugleich als Schutz und als magnetischer Rückschluß in an sich bekannter Weise dient. In dem Hohlraum der Spule befinden sich in nach Längs- und Querachse symmetrischer Anordnung die vier Polschuhe d, e, f, g von - segmentförmiger Gestalt, von denen je zwei radial gegenüberliegende die gleiche Polarität besitzen, z. B. d und e Nordpole N, f und g Südpole S sind. Der Teil h zwischen den beiden Polen ist eisenfrei. Er wird durch die beiden Eisenbeläge i und k des Drehankers überbrückt, dessen Tragstück m unmagnetisch und auf der Drehachse n befestigt ist. Die magnetischen Beläge i und k haben ebenfalls Segmentform oder bilden Abschnitte eines Hohlzylinders. Sie sind länger als der Polabstand h, aber schmäler als der Querschlitz o (Abt. z) zwischen den Polschuhen des gleichen Spulenendes. Der Anker i, k, m, tt wird bei unerregtem Magnetfeld von der Gegenkraft gegen den Anker g gezogen.
Gleichmäßigen Luftspalt y vorausgesetzt, wächst das Drehmoment des Magneten bei steigender Erregung von der Nullage bis zur in Abb. a gezeichneten Mittelstellung des Ankers mehr als proportional dem Ausschlagwinkel a (Abt. 3), bei stärkerer Erregung wird die Drehmomentszunahme immer geringer, so lange, bis der gesamte Polbogen der Ankerbeläge i, k von den Polschuhen d, e, f, g umfaßt wird; eine weitere Verstärkung des Magnetismus bedingt keine weitere Zunahme des Drehmoments. Das DrehmomentD ist ri Abb. 4 in Abhängigkeit vom Ausschlagwinkel a bzw. von der Stellung des ^ Ankers aufgetragen. _ -_ Durch ungleichmäßige Bemessung des Luftspalts r oder durch unproportionale Bemessung des Gegendrehmoments (p X Hebelarm) läßt sich in bekannter Weise der CharakteristikD= f (a) eine beliebige gewollte Form geben, z. B. auch die einer Geraden.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 und 6, deren erstere einen Längsschnitt und deren letztere einen Querschnitt nach Y-Y zeigt, kann die Gegenkraft p fortfallen. Es handelt sich hier um eine Vorrichtung, die ihr bewegliches Organ bzw. die Welle n in Abhängigkeit von der Summe oder Differenz oder auch vom Produkt oder Quotienten zweier Größen verstellt. Hier sind zwei Drehmagnete nach der Erfindung zusammengebaut und zu beiden Seiten eines isolierenden Trägers s befestigt. Speist man beispielsweise die Spule ai proportional dem Strom, die Spule a2 proportional der Spannung an einem bestimmten Punkte eines elektrischen Verteilungsnetzes, so findet die Verdrehung der Welle n nach Maßgabe des Widerstandes oder (bei Wechselstrom) der Impedanz des betrachteten Leitungsstückes statt, eine Messung, die beim Selektivschutz von Leitungsnetzen eine Rolle spielt. Die beiden Anker ml und m2 sind gegen die Mittellage symmetrisch versetzt, so daß sich bei gleicher Erregung der beiden Magnetspulen a1 und a2 ihre Drehmomente aufheben. Man läßt zweckmäßig die beiden Anker nur auf dem mittleren, nahezu geradlinigen Teil der Drehmomentkürve arbeiten, so daß das Drehsystem in diesem Ausschlagsbereich praktisch astatischen Charakter besitzt. Infolgedessen wird der Drehmagnet zu einem höchst empfindlichen Ansprechorgan, das nach der einen oder anderen Seite ausschlägt, je nachdem eine bestimmte Grenzimpedanz über- oder unterschritten wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehmagnet für Verstellwinkel unterhalb 9o°, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der festen Magnetspule aus vier segmentförmigen Polschuhen, die zu je zweien symmetrisch und durch zwei breite, in der Richtung der Spulenachse verlaufende Luftschlitze getrennt an den Enden des Spulenhohlraums angeordnet sind, und aus dem mit zwei Eisensegmenten versehenen Drehanker gebildet ist, die den axialen Luftabstand zwischen je zwei Polschuhen magnetisch überbrücken. z. Drehmagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehanker länger ist als der axiale Liftabstand der verschiedenpoligen Polschuhe. 3. Drehmagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehanker schmäler ist als der Querschlitz zwischen je zwei gleichpoligen Polschuhen des gleichen Spulenendes. 4. Drehmagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe einen die Spule umfassenden magnetischen Rückschluß besitzen. 5. Drehmagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule mit Eisen ummantelt ist. 6. Drehmagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die eine annähernd proportionale Änderung des Drehmoments mit der Ankerstellung erreicht wird. 7. Doppeldrehmagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetspulen von verschiedenen Stromquellen erregt werden. B. Doppeldrehmagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldachsen der beiden Anker auf entgegengesetzten Seiten der Feldachsen der ihnen zugeordneten festen Pole liegen, so daß ihre Drehmomente einander entgegenwirken. 9. Doppeldrehmagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnete desselben nur auf dem geradlinigen Teil der Drehmomentkurve arbeiten. i o. Doppeldrehmagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen von Strom und Spannung an einer bestimmten Stelle eines Netzes derart erregt werden, daß der Apparat als Quotientenmesser wirkt und auf die Schwankungen der Impedanz anspricht.