DE1216985B

DE1216985B - Test setup for measuring the magnetic characteristics of electrical steel sheets

Info

Publication number: DE1216985B
Application number: DES43653A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willi Krug; Dr-Ing Hans Poleck
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-04-23
Filing date: 1955-04-23
Publication date: 1966-05-18

Description

Prüfanordnung zur Messung der magnetischen Kennwerte von Elektroblechen Es ist eine magnetische Tafelprüfeinrichtung bekanntgeworden, bei der mit Hilfe einer Waage, über welche die zu prüfenden Tafeln laufen, je nach Gewicht der Tafel ein Widerstand verstellt wird, der seinerseits im Erregerkreis eines Generators für die Magnetisierungsspannung der Tafel liegt. Auf diese Weise wird eine Regelung der Induktion abhängig von dem Gewicht bzw. der räumlichen Abmessung der Tafel erreicht. Die in der bekannten Einrichtung vorgesehene Waage mißt das Gesamtgewicht der zu prüfenden Tafeln. Unter anderem hat dieser Umstand einen beträchtlichen Nachteil für die von der Waage beeinflußte Regeleinrichtung zur Folge. Die Ausschläge der Waage sind groß, entsprechend treten auch Pendelungen auf, die die nachfolgende Regeleinrichtung ungünstig beeinflussen.Test setup for measuring the magnetic characteristics of electrical steel sheets It is a magnetic board testing device has become known in which with the help a scale over which the panels to be tested run, depending on the weight of the panel a resistance is adjusted, which in turn is in the excitation circuit of a generator for the magnetization voltage of the panel. This way it becomes a scheme the induction is achieved depending on the weight or the spatial dimensions of the panel. The scale provided in the known device measures the total weight of the testing boards. Among other things, this fact has a considerable disadvantage for the control device influenced by the balance. The rashes of Scales are large, so there are also pendulums corresponding to the following Adversely affect the control device.

Ein weiterer Mangel der bekannten Einrichtung, bei der über eine normale Waage die Induktionsregelung vorgenommen wird, liegt darin, daß bei einem kleinen Tafelgewicht der Ausschlag der Waage und damit die Verstellung eines Widerstandes im Regelkreis klein ist. Bei einem großen Tafelgewicht ist der Ausschlag der Waage groß. Die nachgeschaltete elektrische Regeleinrichtung kann jedoch nur in einem beschränkten Bereich so abgestimmt werden, daß sie ohne zusätzliche Eingriffe die Induktion regelt. Eine Regeleinrichtung, die von einer normalen Waage gesteuert wird, ist deshalb an einen bestimmten kleinen Bereich von Gewichten, die die Tafeln annehmen können, gebunden. Another shortcoming of the known device, in which one normal scales the induction control is made, is that with a small table weight the deflection of the scales and thus the adjustment of a resistance is small in the control loop. If the weight of the board is large, the scale is the scale great. The downstream electrical control device can, however, only be used in one restricted area can be adjusted in such a way that the Induction regulates. A control device controlled by a normal weighing machine is therefore attached to a certain small range of weights that the panels can accept bound.

Diese Mängel werden bei einer Prüfanordnung zur Messung der magnetischen Kennwerte von Elektroblechen mit einem Wechselfeld und einer selbsttätig durch das Tafelgewicht mit Hilfe eines durch eine Waage einstellbaren Widerstandes erfolgenden Regelung der Magnetisierungsspannung, die in der Tafel eine konstante magnetische Induktion erzeugt, dadurch behoben, daß gemäß der Erfindung die Regelung mit Hilfe einer Waage mit Voreinstellmöglichkeit für ein bestimmtes Tafelsollgewicht (Differenzwaage) erfolgt, die auf eine prozentuale Ausschlagsempfindlichkeit einstellbar ist. These shortcomings become apparent in a test set-up for measuring magnetic Characteristic values of electrical steel sheets with an alternating field and an automatically generated by the Board weight taking place with the help of a resistance adjustable by a scale Regulation of the magnetizing voltage, which in the panel is a constant magnetic Induction generated, thereby resolved that according to the invention the control with the help a scale with the possibility of presetting a certain target weight (differential scale) takes place, which can be set to a percentage deflection sensitivity.

Die prozentual anzeigende Differenzwaage schlägt auch bei verschiedenen Sollgewichten, jedoch gleicher prozentualer Abweichung um den gleichen Betrag aus. Die Anwendung dieser Waage macht deshalb die gesamte Prüfanordnung sehr viel elastischer in der Auswahl der Tafelgrößen. Alle mit den großen Ausschlagsänderungen bei Verwendung einer normalen Waage verknüpften Mängel treten bei der Anwendung der prozentual anzeigenden Differenzwaage nicht mehr auf. Beispielsweise werden im Regelkreis liegende elektrische Verstärker nicht mehr übersteuert. The percentage difference scale also beats with different ones Target weights, but with the same percentage deviation by the same amount. The use of this balance therefore makes the entire test arrangement much more elastic in the selection of board sizes. All with the big changes in deflection when used Deficiencies associated with a normal balance occur when the percentage is applied indicating differential balance no longer appears. For example, in the Control loop electrical amplifier no longer overdriven.

Jeder Messung einer Elektroblechtafel muß eine Querschnittsbestimmung der Tafel vorausgehen. Breite und Dicke der Tafel ist zu bestimmen. Wenn die zulässige Voraussetzung gemacht wird, daß die Tafellänge immer auf das richtige Maß abgeschnitten werden kann und deshalb keiner Schwankung unterliegt, kann die Querschnittsbestimmung durch Gewichtsbestimmung ersetzt werden, wobei eine weitere Voraussetzung gemacht ist, nämlich, daß beachtliche Änderungen des spezifischen Gewichts nicht vorkommen. Every measurement of an electrical sheet must have a cross-section determination precede the board. The width and thickness of the panel must be determined. If the permissible The prerequisite is that the length of the board is always cut to the correct size can be and is therefore not subject to any fluctuations, the cross-section determination can can be replaced by weight determination, whereby a further requirement is made is, namely, that significant changes in specific gravity do not occur.

In F i g. 1 ist ein Beispiel der gewichts- oder dickenabhängigen Steuerung der Magnetisierungsspannung (Induktion) für ein Ganztafelmeßjoch M dargestellt. In Fig. 1 is an example of the weight or thickness dependent Control of the magnetization voltage (induction) for a whole table measuring yoke M is shown.

Der Einfachheit halber ist in F i g. 1 eine normale Waage 3 gezeichnet. Ein Wechselstromgenerator G liefert den Magnetisierungsstrom mit der Klemmspannung U, an der Primärwicklung 1 des Ganztafelmeßjoches.For the sake of simplicity, FIG. 1 a normal scale 3 is drawn. An alternating current generator G supplies the magnetizing current with the clamping voltage U, on the primary winding 1 of the whole panel measuring yoke.

Die gewichtsabhängige Einstellung der Magnetisierungsspannung für eine bestimmte Maximalinduktion erfolgt durch einen Röhrenregler 2 oder sonstigen Maschinenspannungsregler über eine Waage 3, auf der die Prüftafel 4 vor dem Einbringen in das Joch gewogen wird. Mit dem Zeiger 5 der Waage wird ein Widerstandsabgriff 6 zur Deckung gebracht. Der eingeschaltete Teil des Widerstandes 7 ändert sich dann mit dem Zeigerausschlag entweder von der Waage gesteuert oder von Hand nachgestellt. Die Waage kann entweder vor oder nach der Wägung fehlerfrei arretiert werden. Der Widerstand 7 liegt mit einem Potentiometer 8 in Reihe. An der Magnetisierungsspule 1 liegt eine Wandlerwicklung 9. Die Primärwicklung dieses Wandlers ist so unterteilt, daß sie durch eine Umschaltung auf eine Induktion von 10 000 oder 15 000 G im Prüfblech in einer Sekundärwicklung 9a eine stets gleich große Spannung U3 erzeugt. Diese Spannung wird gleichgerichtet und gesiebt und als Spannung U4 über den Widerstandsabgriff 6 einerseits und das Ende des Potentiometers 8 andererseits der Reihenschaltung von 7 und 8 zugeführt. Die Gewichtsabhängigkeit führt zu einer Spannung UO aus U, nach der Beziehung: dd 1 mm d0 U4 doss d, U4= = konst. (1) 1 d0 aO Durch einen verstellbaren Abgriff 19 auf dem Widerstand 8 wird ein Spannungsbruchteil UB bodo konst, (2) btx dz erhalten. Die Spannung UB wird zur Steuerung der Magnetisierungsstromquelle als Sollwertgeber dem Regler 2 zugeleitet und dort mit der konstanten Gleichspannung von z. B. 80 V verglichen. Der Regler 2 kann ein Röhrenregler sein, der das Erregerfeld des Generators G regelt. Die Maschinenspannung wird automatisch so eingestellt, daß unter Berücksichtigung des magnetisierten Querschnitts b2 dx der Tafel die gewünschte Induktion entsteht.The weight-dependent setting of the magnetization voltage for a certain maximum induction is carried out by a tube regulator 2 or other machine voltage regulator via a scale 3 on which the test panel 4 is weighed before it is introduced into the yoke. With the pointer 5 of the balance, a resistance tap 6 is brought into congruence. The switched-on part of the resistor 7 then changes with the pointer deflection, either controlled by the balance or readjusted by hand. The balance can be locked correctly either before or after weighing. The resistor 7 is in series with a potentiometer 8. A converter winding 9 is connected to the magnetizing coil 1. The primary winding of this converter is subdivided in such a way that by switching over to an induction of 10,000 or 15,000 G in the test sheet in a secondary winding 9a, it always generates the same voltage U3. This voltage is rectified and filtered and fed as voltage U4 via the resistor tap 6 on the one hand and the end of the potentiometer 8 on the other to the series circuit of 7 and 8. The weight dependency leads to a voltage UO from U, according to the relationship: dd 1 mm d0 U4 doss d, U4 = = const. (1) 1 d0 aO By means of an adjustable tap 19 on the resistor 8, a voltage fraction UB bodo const, (2) btx dz obtain. The voltage UB is fed to the controller 2 as a setpoint generator to control the magnetization current source and there with the constant DC voltage of z. B. 80 V compared. The regulator 2 can be a tube regulator that regulates the excitation field of the generator G. The machine voltage is automatically adjusted in such a way that the desired induction occurs, taking into account the magnetized cross-section b2 dx of the panel.

Zur Einstellung der Induktion in der Probetafel ist es zweckmäßig, die Regelpotentiometer nicht an den Ausgang des Gleichrichterkreises zu legen, sondern an die Wechselspannung, z. B. Nach F i g. 4, zu legen und zwischen Gleichrichterkreis und Potentiometer einen Meßverstärker 20 einzuschalten. Hierbei empfiehlt es sich weiter, den Gleichrichterkreis galvanisch vom Verstärkerkreis zu trennen. Es kann deshalb gemäß Fig.4 ein Ausgangsisolierwandler angewendet werden, so daß die Wicklung U8 von US der Primärwicklung U5 galvanisch getrennt ist. Die am Ausgang des Verstärkers 20 auftretende Spannung U5 ist genau konstant, solange die Eingangsspannung UB konstant bleibt. Von der getrennten Wicklung U6 wird eine Spannung abgenommen, die zunächst gleichgerichtet und gesiebt wird, so daß die erhaltene Gleichspannung U7 dem Röhrenregler 2 als Einfluß spannung zugeleitet werden kann. Diese Spannung wird im Regler mit einer konstanten Hilfsspaunung, beispielsweise mit einer Batteriespannung, verglichen. To set the induction in the sample board, it is advisable to not to connect the control potentiometer to the output of the rectifier circuit, but rather to the alternating voltage, e.g. B. According to FIG. 4, to lay and between rectifier circuit and potentiometer to switch on a measuring amplifier 20. It is recommended here further to galvanically separate the rectifier circuit from the amplifier circuit. It can Therefore, according to FIG. 4, an output isolating converter can be used, so that the winding U8 is galvanically isolated from US of the primary winding U5. The one at the output of the amplifier 20 occurring voltage U5 is exactly constant as long as the input voltage UB constant remain. A voltage is taken from the separate winding U6, which initially is rectified and sieved, so that the DC voltage U7 obtained is sent to the tube regulator 2 can be supplied as an influence voltage. This voltage is included in the controller a constant auxiliary voltage, for example with a battery voltage, compared.

Die Verlustziffermessung erfolgt beispielsweise mittels einer Anordnung, die in F i g. 2 wiedergegeben ist, durch ein Wattmeter 10, dessen Spannungspfad 11 über einen Meßverstärker 12 und eine mit einem Nachstellzeiger 26 und 36 gekuppelte Potentiometergruppe 15 und 16 an der sekundären Induktionsspannung U14 des Magnetisierungsjoches M der Tafel 4 liegt. Das Widerstandsverhältnis wird einerseits vom GewichtP (Abgriff 26) nach Gleichung(1) [wobei Ulo an Stelle von U4 tritt] und andererseits vom Verhältnis der Tafelgrößen Yo> b0, do- y=, bx, dz beeinflußt, so daß Uv = r°b d° U0 = konst (3) wird. The loss figure measurement is carried out, for example, by means of an arrangement the in F i g. 2 is reproduced by a wattmeter 10, whose voltage path 11 via a measuring amplifier 12 and one coupled to an adjustment pointer 26 and 36 Potentiometer group 15 and 16 at the secondary induction voltage U14 of the magnetizing yoke M of table 4 lies. On the one hand, the resistance ratio is determined by the weight P (tap 26) according to equation (1) [where Ulo takes the place of U4] and on the other hand from relationship of the table sizes Yo> b0, do- y =, bx, dz, so that Uv = r ° b d ° U0 = const (3) will.

Der Wattmeterausschlag ist der Verlustziffer V in W/kg proportional, weil der Strompfad von dem Magnetisierungsstrom direkt durchflossen wird und die Spannung im Spannungspfad des Wattmeters mittels des Einstellkontaktes36 entsprechend den Meßgrößen der Tafel korrigiert wird und durch den Potentiometerkontakt 26 gewichtsabhängig eingestellt wird. The wattmeter reading is proportional to the loss factor V in W / kg, because the current path is directly traversed by the magnetizing current and the Voltage in the voltage path of the wattmeter using the setting contact36 accordingly the measured variables of the panel is corrected and by the potentiometer contact 26 is weight-dependent is set.

Ein Gleichrichterinstrument 180 im Spannungspfad des Wattmeters kann zur Anzeige von Bmas verwendet werden, wenn seine Empfindlichkeit dem ys der Tafel angepaßt wird. Ferner kann ein Effektivspannungsmesser 190 in den -fachen Werten geeicht sein. A rectifying instrument 180 in the voltage path of the wattmeter can used to display bmas when its sensitivity matches the ys of the board is adjusted. Furthermore, an RMS voltmeter 190 can have the -fold values be calibrated.

Dieser ergibt dann mit dem Maximalwertmesser einen Überblick über den Formfaktor. Die Abhängigkeit vom jeweiligen y kann durch einen veränderlichen Nebenschluß 13 von Hand erzielt werden.This then gives an overview of the maximum value meter the form factor. The dependence on the respective y can be changed by a Shunt 13 can be achieved by hand.

Da die Induktion von 15000 auf 10000 G umschaltbar sein soll, ändert sich die Spannung U14 an der Induktionsmeßspule 14 auch entsprechend. Diese geänderte Spannung liegt dann an der Reihenschaltung der beiden Potentiometer 15 und 16 in F i g. 2. Diese Spannungsänderung muß wegen Uv = konst ausgeglichen werden. Die Potentiometer 15 und 16 sind über einen Festwiderstand 15a in Reihe geschaltet, der durch einen Umschalter mit den Schaltmessern 15b und 16b geschaltet werden kann. Bei der Induktion von 10000 G wird das Schaltmesser 15b geschlossen. Dadurch ist der Widerstand 15a kurzgeschlossen. Bei einer Induktion von 15 000 G dagegen wird das Schaltmesser 16b geschlossen. Since the induction should be switchable from 15000 to 10000 G, changes the voltage U14 at the induction measuring coil 14 also changes accordingly. This changed Voltage is then applied to the series connection of the two potentiometers 15 and 16 in F i g. 2. This change in voltage must be compensated for because Uv = const. the Potentiometers 15 and 16 are connected in series via a fixed resistor 15a, which can be switched by a switch with the switch blades 15b and 16b. At the induction of 10,000 G, the switch blade 15b is closed. This is the resistor 15a short-circuited. On the other hand, at an induction of 15,000 G. the switch blade 16b closed.

Dadurch werden die Widerstände 15 und 15a vereinigt, und dem Widerstand 16 wird ein Widerstand 16a parallel geschaltet. Dabei muß die Bedingung erfüllt sein: R16 = R16R16, $R15a. (4) R16 + Rl6a Der erwähnte Widerstand 15 wird durch einen Schiebekontakt 26 in Abhängigkeit vom Tafelgewicht von Hand oder von der Waage eingestellt. Im Strompfad des Wattmeters 10 und der Magnetisierungsspule 1 liegen zwei Strommesser 200 und 210. Damit kann die Feldstärke im Effektivwert Heff und im Maximalwert Hmax gemessen werden. This unites the resistors 15 and 15a, and the resistor 16, a resistor 16a is connected in parallel. The condition must be met be: R16 = R16R16, $ R15a. (4) R16 + R16a The mentioned resistor 15 is through a sliding contact 26 depending on the board weight by hand or by the scales set. Are in the current path of the wattmeter 10 and the magnetizing coil 1 two ammeters 200 and 210. This allows the field strength in the rms value Heff and can be measured at the maximum value Hmax.

Die unmittelbare Induktionsmessung kann z. B. durch eine Schaltung nach Fig 3 durchgeführt US werden. Das Spannungsverhältnis U2 ist gewichtsabhängig, das Verhältnis UB dagegen wieder quer-US schnitts abhängig und ohne Einfluß des spezifischen Gewichtes. The immediate induction measurement can e.g. B. by a circuit to be carried out according to Fig. 3 US. The voltage ratio U2 depends on the weight, the UB ratio, on the other hand, is again dependent on the cross-section and without the influence of the specific weight.

Nicht notwendig ist es, die gewichtsabhängige Spannungsteilung 0 (F i g. 1) oder US (F i g. 2) und U4 U14 UB die sollquerschnittsabhängige Spannungsteilung UB (F i g. 1) oder Uv (F i g. 2) in einer einzigen Potentio-US metergruppe 7 und 8 (F i g. 1) oder 15 und 16 (F i g. 2) durchzuführen. Die sollquerschnittsabhängige Spannungsteilung muß naturgemäß nur bei Vorliegen eines neuen Sollquerschnitts, also einer grundsätzlichen Änderung des zu untersuchenden Tafelformats eingestellt werden. It is not necessary to set the weight-dependent voltage division 0 (F i g. 1) or US (F i g. 2) and U4 U14 UB the nominal cross-section-dependent voltage division UB (Fig. 1) or Uv (Fig. 2) in a single potentiometer group 7 and 8 (Fig. 1) or 15 and 16 (Fig. 2). The intended cross-section-dependent Voltage sharing must of course only when a new target cross-section is available, thus a fundamental change in the sheet format to be examined is set will.

So kann z. B. die gewichtsabhängige Spannungsteilung oder sollquerschnittsabhängige Spannungsteilung auch nach F i g. 5 in die Vergleichsspannung des Röhrenreglers gelegt werden. So z. B. the weight-dependent voltage division or target cross-section-dependent Voltage division also according to FIG. 5 into the equivalent voltage of the tube regulator be placed.

Auch die Induktionsgruppe (10 000 oder 15 000 G) läßt sich in diesem Kreis, z. B. durch einen Vorwiderstand, wählen. Auch läßt sich der Gegenkopplungswiderstand des Meßverstärkers zur Einstellung der Spannungsverhältnisse heranziehen. The induction group (10,000 or 15,000 G) can also be found in this Circle, e.g. B. by a series resistor. The negative feedback resistance of the measuring amplifier to set the voltage ratios.

Das Tafelgewicht ist in den vorbeschriebenen Beispielen mittels einer Differenzgewichtswaage gemessen, welche die prozentuale Gewichtsabweichung A P vom Sollwert des Tafelgewichtes angibt, z. B. weil die Tafeldicke vom Sollwert abweicht. Eine Ausführungsmöglichkeit der Differenzgewichtswaage und ihrer Verbindung mit den Potentiometern 7 (F i g. 1) oder 15 (F i g. 2) oder 17 (F i g. 3) zeigt F i g. 6. Das Sollgewicht der Tafel 4 wird durch PO ausgeglichen. Damit das Differenzgewicht immer einen prozentualen Ausschlag der Waage erzeugen kann, ist ein verschiebbares Neigungsgewicht Pn, dessen Verschiebung abhängig von P0 ist, vorgesehen. The panel weight is in the examples described above by means of a Differential weight scale measured, which shows the percentage weight deviation A P from Specifies the target value of the sheet weight, e.g. B. because the panel thickness deviates from the target value. A possible implementation of the differential weight scale and its connection with the potentiometers 7 (FIG. 1) or 15 (FIG. 2) or 17 (FIG. 3) shows F i G. 6. The target weight of table 4 is balanced by PO. So that the difference weight can always produce a percentage deflection of the balance is a shiftable one Inclination weight Pn, the displacement of which is dependent on P0, is provided.

Claims

Claims: 1. Test arrangement for measuring the magnetic parameters of electrical sheets with an alternating field and one automatically through the weight of the sheet with the help of a resistance that can be set by a balance the magnetizing voltage, which creates a constant magnetic induction in the panel generated, d u r c h g e -kennzeichne t that the control with the help of a balance with pre-setting option for a specific target sheet weight (differential scale) takes place, which can be set to a percentage deflection sensitivity.

2. Test arrangement according to claim 1, characterized in that the Primary voltage of a magnetizing device generating the alternating field proportional is the percentage difference in weight and the target table cross-section (FIG. 1).

3. Test arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the primary voltage is fed to a control resistor combination (7, 8), the percentage difference in weight proportionality between its output voltage and input voltage and target cross-section proportionality and its output voltage as a constant Setpoint voltage is fed to the tube regulator (Fig. 1).

4. Test arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the primary voltage via an intermediate transformer and a rectifier circuit is connected to the control resistor combination with smoothing capacitors (Fig. 1).

5. Test arrangement according to claim 2, characterized in that the Secondary voltage of the Intermediate transformer connected to the regulator resistor combination and that the output AC voltage as a constant setpoint voltage via a Measuring amplifier and an output isolation converter on the rectifier circuit with Smoothing capacitors (mean value converter) is switched, so that the resulting Rectifier voltage is fed to the tube regulator without interference (Fig. 4).

6. Test arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the secondary voltage of the magnetization device, that of the set induction corresponds to, differential weight dependent and target cross section dependent so reduced becomes that the output voltage corresponds to a predetermined induction (F i G. 2, 3).

7. Test arrangement according to claim 6, characterized in that the Voltage reduction by means of a potentiometer with a separate tap for the percentage difference weight dependency and for the target weight dependency reached becomes (Fig. 3).

8. Test arrangement according to claim 6 or one of the following, characterized characterized in that for induction measuring ranges of z. B. 10000 and 15 000 G the potentiometer is switched in the ratio of the two measuring ranges so that the resistance value of the nominal cross-section potentiometer (16) before switching and the total resistance value the resistors (16 and 16a) connected in parallel and the resistor (15a) according to the changeover are constant.

9. Test arrangement according to claim 1, characterized in that the weight-dependent, target cross-section-dependent and specifically weight-dependent Influences on the side of the equivalent voltage of the tube regulator next to one of the Primary voltage proportional comparison voltage come into effect and that the Induction level setting also on the side of the comparison voltage of the tube regulator is made (Fig. 5).

10. Test arrangement according to claim 9, characterized in that the constant equivalent voltage via a potentiometer with a tap that depends on the percentage Difference weight is dependent, and a second tap that of the target cross-section is dependent, is squat (Fig. 5).

Considered publications: German patent applications p 26728 VIII c / 21 e (announced on January 21, 1954), S 27259 VIIIc / 21 e (announced on March 18, 1954); U.S. Patent No. 2,054,020; Swiss patent specification No. 272 311; Sheet Metal Industries magazine, June 1949, pp. 1203/1204/1214; Journal "Proceedings of the Electrical Engineers", 1955, Vol. 102, p. 427 bis 436; Book by Koppelmann: "The measuring technology of the mechanical precision rectifier", 1948, p. 128.