DE511292C - Elektromagnetische Vorrichtung zur ununterbrochenen Fernanzeige der Stellung beweglicher Organe - Google Patents

Description

Es sind elektromagnetische Vorrichtungen zur Fernanzeige der Stellung beweglicher Organe bekannt und schon mehrfach ausgeführt worden. Eine besondere Gruppe derselben arbeitet zudem ohne jegliche Stromunterbrechung und gewährleistet dadurch eine lange Lebensdauer, ohne die Genauigkeit der Angaben der Anzeigegeräte zu beeinträchtigen. Diese elektromagnetischen Fernanzeigevorrichtungen leiden aber unter dem Mangel einer nicht genügend gleichmäßigen Skalaeinteilung des elektrischen Ableseinstrumentes', das entweder ein Volt- oder ein Amperemeter ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung dieser Verhältnisse durch die Anbringung einer kurzgeschlossenen zusätzlichen Wicklung, die auf dem Magnetkreis des Autotransformators angeordnet ist.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes als Verbesserung der bekannten einfachen Anordnung, die zunächst allein beschrieben wird. Es zeigt:

die Abb. 1 ein Schaltungsschema für die Vorrichtung bei Verwendung eines Voltmeters und die

Abb. 2 die entsprechende Kurve der Spannung als Funktion der Verschiebung des Kernes.

In der Abb. 3 ist das Schaltungsschema der Vorrichtung bei Verwendung eines Amperemeters dargestellt, in der

Abb. 4 das entsprechende Kurvenbild der Stromstärke in Abhängigkeit von der Ver-Schiebung des Kernes.

Die Abb. 5 endlich stellt einen Längsschnitt eines Autotransformators in konstruktiver Ausbildung dar.

In Abb. ι bezeichnet 1 den im Raum feststehenden Teil eines Magnetkreises mit veränderlichem Luftspalt am Ende 2 je nach der Lage eines beweglichen Kernes 4 und einem unveränderlichen Luftspalt am anderen Ende 3.

Der Kern 4 ist mit einem beweglichen Teil 11, dessen Stellung beobachtet werden soll, mit Hilfe zweier Lenker 10 und zweier Bolzen 12 verbunden. Der Kern verschiebt sich im Innern einer Spule, welche in zwei Teile geteilt ist, von denen der eine, 6, die primäre Wicklung eines Autotransformators bildet, der zwischen zwei Klemmen 7 und 8 durch eine Wechselstromquelle mit konstanter Span'

nung und Frequenz gespeist wird und der andere Teil 5 die Sekundärwicklung des Transformators bildet und mit einem Voltmeter 9 in Verbindung steht, welches die Spannung an den Klemmen dieser Wicklung anzeigt.

Der Geber wird auf oder in der Nähe des zu beobachtenden Organs aufgestellt, wogegen das Voltmeter auf einer Schalttafel der zentralen Beobachtungsstelle der ganzen Anlage angebracht ist. Die beiden Vorrichtungen werden durch die Stromleitungen 13 und 14 miteinander verbunden, welche jede beliebige Länge haben können. Jeder Stellung des beweglichen Kernes 4 entspricht ein gewisser magnetischer Zustand des Stromkreises und demgemäß eine ganz bestimmte Spannung an den Klemmen der Wicklung 5 und eine ebenfalls bestimmte Lage des Zeigers des Voltmeters. Das Zifferblatt des Anzeigegerätes kann anstatt in Volt in Millimeter zur Anzeige der Verschiebung des Kernes, in Grade zur Kenntlichmachung der prozentualen Öffnung eines Schiebers a5 oder in sonstige Einzelheiten eingeteilt werden, welche der Beschaffenheit des zu beobachtenden Organs angepaßt sind.

Sobald gemäß Abb. 1 der Kern 4 in die Wicklung eindringt, wird die Reluktanz des magnetischen Stromkreises verkleinert, und die Spannung steigt infolgedessen an den Klemmen der Wicklung 5. Abb. 2 zeigt punktiert, 17, den Verlauf der Spannung als Funktion der Verschiebung des Kernes von der vollständig herausgeschobenen bis zur vollständig hineingeschobenen Stellung des Kernes.

Man kann ebenfalls eine Vorrichtung herstellen, welche die Veränderung des Stromes ausnutzt. Die Abb. 3 zeigt eine Zusammenstellung einer solchen Vorrichtung.

Der Magnetkreis, die Luftspalte 2 und 3, der bewegliche Kern 4, die Antriebstelle 10, 11, 12 dieses Kernes bleiben dieselben wie im vorhergehenden Falle. Die Spule 16 besteht aus nur einem Teil, welcher, wie vorgehend, durch eine Wechselstromquelle mit konstanter Spannung und Frequenz zwischen den Klemmen 7 und 8 gespeist wird. Ein Amperemeter 17 ist im Stromkreis der Spule eingeschaltet. Bei vollständig aus der Spule herausgerücktem Kern ist der Selbstinduktionskoeffizient des magnetischen Stromkreises am kleinsten und die durchfließende Strommenge am größten. Ist der Kern dagegen gänzlich hineingerückt, so wird der Selbstinduktionskoeffizient am größten, die durchfließende Strommenge am geringsten. Jeder Lage des Kernes auf seinem Hubweg entspricht eine ganz bestimmte durchfließende Strommenge und demgemäß auch eine stimmte Stellung des Zeigers des Amperemeters, dessen Zifferblatt nicht in Ampere, sondern in Millimeter der Verschiebung des Kernes, in Grad oder Prozent der Öffnung usw. eingestellt werden kann.

Die Kurve, welche die Veränderung der durchfließenden Strommenge in der Spule als Funktion der Verschiebung des Kernes bei gleichem Beginn der Bewegung und gleieher Bewegungsrichtung für die Verschiebung wie im vorhergehenden Falle (Abb. 1, 2) darstellt, ist in Abb. 4 veranschaulicht durch die punktierte Kurve 19.

So weit ist die Vorrichtung heute bekannt. Wie die Abb. 2 und 4 punktiert angeben, verlaufen bei dieser einfachen Anordnung Spannung und Strom nach erheblich gekrümmten Kurven und sind infolgedessen für eine genaue Ablesung im Bereich des Hubendes bzw. Hubanfanges des Kernes nicht sehr geeignet, da die Skalaeinteilung an einem Ende gegenüber der Einteilung in der Mitte zu klein wird und am andern Ende zu groß.

Die Erfindung besteht in der Anordnung einer kurzgeschlossenen Wicklung 15 auf dem vorhandenen Magnetkreis. Sie wirkt wie folgt: ein gewisser Teil des induktiven primären Magnetflusses wird durch diese kurzgeschlossene Wicklung aufgehoben und mithin im Falle der Abb. 1 die Sekundärspannung verkleinert. In der Tat wird die geschlossene Hilfswicklung von einem Teil des primären induktiven Kraftflusses durchsetzt, welcher in ihr einen Strom induziert, der selbst einen Kraftfluß in Gegenwirkung zum Hauptfluß erzeugt und mithin diesen Hauptfluß vermindert. Der Einfluß der kurzgeschlossenen Hilfswicklung 15 auf die Sekundärspannung ergibt also eine Verflachung der Kurve derselben in Funktion der Verschiebung des Kernes bei gleichzeitiger Herabsetzung derselben. Anstatt der punktierten Kurve 17 in Abb. 2 wird daher die stark aus- 105. gezogene Kurve 18 erzeugt werden. Durch die Wahl des Widerstandes und auch in gewissem Maße der Lage dieser kurzgeschlossenen Hilfswicklung kann nach Belieben die sekundäre Spannungskurve gestreckt erhalten werden.

Genau gleich verhält es sich bei der Anordnung nach Abb. 3. Bei Verwendung der kurzgeschlossenen Hilfswicklung 15 ergibt sich anstatt des punktierten Stromverlaufes 19 in der Abb. 4 der tiefer liegende, aber gestreckte, vollausgezogene Verlauf 20.

Abb. s zeigt eine Bauart der Vorrichtung, welche gestattet, für ganz verschiedene Hübe des zu beobachtenden Organs benutzt zu 12a werden.

Die Vorrichtung ist dabei auf einem Ge-

stell 21 angebracht. Dieses Gestell trägt eine Achse 22, um welche ein Hebel 11 schwingen kann, dessen eines Ende mit dem beweglichen Kern der Anzeigevorrichtung mittels zweier Lenker io und Bolzen 12 verbunden ist und dessen anderes Ende in Abhängigkeit von dem zu beobachtenden Organ mittels verschiebbaren Lenkers 23, Bolzen 24 in dein verschiedenen zu diesem Zwecke vorgesehenen Bohrungen und Spannvorrichtung 25 eingestellt wird.

Je nachdem der Bolzen 24 mehr oder weniger von der Achse 22 entfernt wird, wird der gleiche Hub des Kernes einem mehr oder weniger großen Hub des zu beobachtenden Organs entsprechen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromagnetische Vorrichtung zur ununterbrochenen Fernanzeige der Stellung beweglicher Organe mit einem geschlossenen Magnetkreis, in dem zwei Luftspalte, der eine von konstanter und der andere von veränderlicher Weite^ eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung eines zusätzlichen geschlossenen Hilfsstromkreises (15) die die Spannung bzw. Stromstärke in Abhängigkeit von der Verschiebung eines Kernes (4) darstellende Ablesungskurve nach Belieben gestreckt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen