DE683034C

DE683034C - Einrichtung zur Umformung kleiner Gleichspannungen in verhaeltnisgleiche Weschselspannungen

Info

Publication number: DE683034C
Application number: DEA76914D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Hamacher
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-08-29
Filing date: 1935-08-29
Publication date: 1939-10-28

Description

Einrichtung zur Umformung kleiner Gleichspannungen in verhältnisgleiche Wechselspannungen Die Aufgabe, Gleichspannungen zu Regelvorgängen heranzuziehen, stößt auf erhebliche Schwierigkeiten, wenn die zur Verfügung stehenden Gleichspannungen sehr klein sind. Ein solcher Fall liegt z. B. vor, wenn die Temperatur von Glühöfen auf einem gewünschten Wert konstant gehalten werden soll und die Messung der hohen Temperaturen mit Hilfe von Thermoelementen geschieht. Da die zur Auslösung des Regelvorganges zur Verfügung stehenden Schwankungen der Thermospannung so gering sind, daß eine unmittelbare Beeinflussung der Regeleinrichtungen nicht möglich ist, hat man sich dadurch geholfen, daß man mit dem Thermostrom ein Galvanometer speiste, dessen Ausschlag, sei es über Photozellen, Bolometer oder auch direkt unter Verwendung von Fallbügelinstrumenten, zur Auslösung des Regelvorganges benutzt wurde. Der Umweg über Galvanometer und Photozelle oder über Galvanometer und Fallbügeleinrichtung ist insofern nachteilig, als zur genauen Anzeige der kleinen in Betracht kommenden Ströme nur höchstempfindliche Instrumente verwendbar sind, deren sachgemäße Behandlung im rauhen Werkstattbetrieb nicht gewährleistet ist, und außerdem wird die ganze Regeleinrichtung hierdurch kompliziert und teuer. Andererseits ist eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der Thermospannungen über einen magnetischen Verstärker Stromrichtern zugeführt werden, wodurch sich eine stetige Temperaturregelung erzielen läßt. Dieser magnetische Verstärker besteht aus vier gleichen Eisenkernen mit je vier Wicklungen. Diese vier Kerne sind wechselstromseitig in Reihe geschaltet, während ein Hilfsgleichstrom in zweien der Kerne in entgegengesetzter Richtung fließt wie in den beiden anderen. Durch diese Hilfsströme werden die Kerne periodisch gesättigt, so daß an den Sekundärwicklungen theoretisch dann keine Spannung auftreten kann, wenn in den Primärwicklungen kein Gleichstrom fließt. Diese Anordnung ist zwar sehr stabil, da sie keine beweglichen Teile enthält, sie hat aber den Nachteil, daß der Vormagnetisierungsgleichstrom sehr genau konstant gehalten werden muß, da andernfalls bereits im Ausgangskreis Wechselströme auftreten, selbst wenn der Strom des Thermoelementes noch Null ist.
Ferner ist eine Einrichtung bekannt, bei der eine zu messende kleine Gleichspannung einem Umformer zugeführt wird, der aus zwei mechanisch miteinander gekoppelten Spulen besteht, die in den Luftspalten teils eines ein magnetisches Gleichfeld, teils eines ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Magneten federnd angeordnet sind. Bei diesem bekannten Umformer wird die umzuformende Gleichspannung der in dem magnetischen Gleichfeld liegenden Spule zugeführt und.-"dig' umgeformte Wechselspannung von der°@a`,ä dem magnetischen Wechselfeld liegendel"' Spule abgenommen. Die letztgenannte Spule ist so angeordnet, daß in ihr im Ruhezustand keine Wechselspannungen von dem umgebenden Wechselfeld induziert werden. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als sie eine sehr genaue Einstellung der Nullage erfordert, da andernfalls auch bei Stromlosigkeit der ersten Spule in der zweiten Spule bereits Wechselspannungen auftreten.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die umzuformende Gleichspannung dem im magnetischen Wechselfelde liegenden Leiter zugeführt und daß die umgeformte Wechselspannung dem im magnetischen Gleichfelde liegenden Leiter entnommen wird.
Bei dem Umformer gemäß der Erfindung wird die Thermospannung einer Schleife oder einem Draht zugeleitet, der sich im Luftspalt eines mit Wechselstrom erregten Elektromagneten befindet. Nur beim Vorhandensein einer Thermospannung führt unter dem Einfluß des magnetischen Wechselfeldes der Draht Schwingungen aus. Unter Annahme einer irgendwie gearteten Dämpfung wird die Amplitude der Schwingung von der Größe der Thermospannung abhängig. Mechanisch wird mit dem obenerwähnten Draht ein zweiter Leiter gekuppelt, der sich im Luftspalt eines permanenten oder eines durch Gleichstrom erregten Magneten befindet. Infolge der Kupplung zwischen diesem und dem von Thermostrom durchflossenen Draht gerät auch der zweite Draht in Schwingungen, urid es wird in ihm unter dem Einfluß des kon-' stanten Magnetfeldes eine der Amplitude der Schwingung proportionale Wechselspannung induziert, die erforderlichenfalls in bekannter Weise verstärkt werden kann.
Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung. Mit i ist die Drahtschleife bezeichnet, die vom Thermostrom durchflossen wird. Sie ist an der isolierenden Brücke :2 befestigt. An der gleichen Brücke ist die Drahtschleife 3 angebracht. Durch die Feder q. wird beiden Drahtschleifen eine mechanische Vorspannung erteilt, mit ,deren Hilfe die Resonanzfrequenz des Schleifensystems und damit die Empfindlichkeit der-Anordnung verändert werden kann, indem die Feder mehr oder weniger gespannt wird. Mit 5 ist der durch Wechselstrom erregte Elektromagnet bezeichnet, in dessen Feld sich die Schleife i befindet. Zur Verringerung des magetischen Widerstandes kann zwischen den beiden Seiten der Schleife ein Eisenkörper 6 angebracht werden.
Der durch Gleichstrom erregte Elektro-2ägnet ist mit 7 bezeichnet. Auch in seinem .:Luftspalt befindet sich ein Eisenkörper 8, der zur Verringerung des magnetischen Widerstandes dient. Bei 9 und io wird die in der Schleife 3 erzeugte Wechselspannung abgenommen.
Das ganze System, wie es in Abb. i dargestellt ist, kann erforderlichenfalls in ein dämpfendes Medium gebracht -,verden. Unter Umständen genügt als Dämpfung aber auch die an der Schleife 3 entnommene elektrische Leistung.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 2. In diesem Falle ist nur ein Draht i i vorhanden, der vom Thermostrom durchflossen wird und in dem zugleich die Wechselspannung induziert wird. Die Thermospannung wird an den Klemmen 12 und 13 -zugeführt. Anden gleichen Klemmen kann auch die Wechselspannung abgenommen werden. Der Draht i i ist durch die Feder 14 vorgespannt. Der mit Wechselstrom erregte Elektromagnet ist mit 15, der mit Gleichstrom gespeiste Magnet mit 17 bezeichnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Umformung kleiner Gleichspannungen in verhältnisgleiche Wechselspannungen mittels zweier mechanisch miteinander gekuppelter, ,insbesondere schleifenförmiger Leiter, die in den Luftspalten teils eines ein magnetisches Gleichfeld, teils eines ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Magneten federnd angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die umzuformende Gleichspannung an dem im Wechselfeld angeordneten und die umgeformte Wechselspannung an dem im Gleichfelde angeordneten Leiter liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß statt der beiden mechanisch gekuppelten Leiter nur ein einziger leitender Draht zwischen beiden Magneten gespannt ist (Abb. 2).
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der umzuformenden Gleichspannung und die Abnahme der umgeformten Wechselspannung an den gleichen Anschlußpunkten (12, 13) erfolgt. q..
Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder der Leiter einstellbar gemacht ist.
5. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daßdurch eine starke Erregung der Magnete die abgenommene Wechselspannung gegenüber der zugeführten Gleichspannung erhöht ist.
6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Umformer zugeführte Gleichspannung die Spannung eines Thermoelementes ist und daß die abgenommene Wechselspannung zur Regelung der durch das Thermoelement überwachten Temperatur dient.