DE1231351B

DE1231351B - Arrangement for measuring the watt loss on continuous strip-shaped core materials, for example electrical steel sheets

Info

Publication number: DE1231351B
Application number: DEST14361A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Frings
Original assignee: August Thyssen Huette AG
Current assignee: Thyssen AG
Priority date: 1958-10-21
Filing date: 1958-10-21
Publication date: 1966-12-29

Description

Anordnung zur Messung des Wattverlustes an durchlaufenden bandförmigen Kernwerkstoffen, beispielsweise Elektroblechen Eine der wichtigsten Eigenschaften des in der Elektroindustrie als Kernwerkstoff verwendeten Materials, insbesondere der Elektrobleche, ist der Wattverlust. Seine Messung erfolgt entweder an ganzen Blechtafeln im Lieferformat oder an streifenförmigen Proben, die man aus solchen Tafeln herausgeschnitten hat.Arrangement for measuring the watt loss on continuous ribbon-shaped Core materials, for example electrical steel sheets One of the most important properties of the material used as a core material in the electrical industry, in particular the electrical steel sheet, is the watt loss. It is measured either on whole Sheet metal in the delivery format or on strip-shaped samples obtained from such Cut out panels.

Um den Wattverlust einer Ganztafel oder einer Tafelprobe zu messen, wird diese zum Bestandteil eines möglichst streuungsfreien magnetischen Kreises gemacht, alsdann einem durch Wechselstrom erregten magnetischen Feld ausgesetzt, dessen Stärke man so einreguliert, daß die verlangte Maximalinduktion im Werkstoff erreicht wird, und schließlich wird um die Probe eine Spule gelegt: Die in dieser induzierte Spannung wird zugleich mit dem feldproportionalen Strom einem wattmetrischen Meßwerk zugeführt, das den Wattverlust anzeigt. Um den spezifischen Wattverlust zu erhalten, muß dann noch der Querschnitt der Probe ermittelt werden, was teilweise durch Längemessung, teilweise durch Gewichtsmessung erfolgen kann (Epsteinmessung). To measure the watt loss of a whole board or a board sample, this becomes part of a magnetic circuit that is as scatter-free as possible then exposed to a magnetic field excited by an alternating current, whose strength is regulated so that the required maximum induction in the material is reached, and finally a coil is placed around the sample: the one in this The induced voltage becomes a wattmetric at the same time as the field-proportional current Meter supplied, which shows the watt loss. About the specific watt loss To obtain, the cross-section of the sample must then be determined, which is partially can be done by length measurement, partly by weight measurement (Epstein measurement).

Zur Beschleunigung des Verfahrens derartiger Messungen kann man den Einfluß des Gewichtes bzw. To speed up the process of such measurements, one can use the Influence of weight or

Querschnittes über eine dadurch gesteuerte elektrische Größe berücksichtigen und die Skala eines Wattmeters oder eines anderen Meßinstrumentes so eichen, daß man unmittelbar den spezifischen Wattverlust in Watt je Kilogramm für eine definierte Maximalinduktion, etwa 10000 oder 15000 Gauß, ablesen kann.Take into account the cross-section via a controlled electrical variable and calibrate the scale of a wattmeter or other measuring instrument so that the specific watt loss in watts per kilogram for a defined Maximum induction, about 10,000 or 15,000 Gauss, can be read.

Es ist ferner eine Anordnung für Einzelabmessungen an Blechproben bekannt, bei denen der die Bleche durchsetzende magnetische Fluß außerhalb der Bleche über ein Rückschlußjoch geführt und die Meßstrecke in Flußrichtung durch Äquipotentialpole begrenzt ist. It is also an arrangement for individual dimensions on sheet metal samples known in which the magnetic flux penetrating the sheets outside the sheets Passed over a yoke and the measuring section in the flow direction through equipotential poles is limited.

Die Begrenzung der Meßstrecke auf dem zu untersuchenden Blech mit Hilfe von Äquipotentialpolen wird bei diesen Meßanordnungen vorgenommen, um Verzerrungen längs der Meßstrecke durch die Feldbildung an den Rändern des Bleches und in der Übergangszone zu dem Rückschlußjoch auszuschalten.The limitation of the measuring distance on the sheet to be examined with Equipotential poles are used in these measuring arrangements to avoid distortions along the measuring section by the field formation at the edges of the sheet and in the Switch off transition zone to the return yoke.

Die Wirksamkeit dieser Maßnahme hängt jedoch davon ab, daß die Äquipotentialpole keinen magnetischen Fluß führen. Diese Voraussetzung ist bei Induktionen in der Größenordnung von 15000 Gauß nicht immer erfüllt. Bei der vorbekannten Meßanordnung soll die erforderliche Homogenität längs der Meßstrecke dadurch sichergestellt werden, daß die Äquipotentialpole mit einer zusätzlichen Induktionswicklung umgeben sind, deren Spannung über einen Regelkreis eine Hilfsmagnetisierungs- wicklung derart beeinflußt, daß die Augenblickswerte der magnetischen Flüsse in den Äquipotentialpolen auf ein Minimum geregelt werden. Diese vorbekannte Meßanordnung ist also nur anwendbar an einer Probe, deren Länge der durch die Jochanordnung gegebenen Meßstrecke entspricht. In der Beschreibung dieser Meßanordnung wird darauf hingewiesen, daß für den Fall, daß die Probe den Raum zwischen den Rückschlußpolen nicht ausfüllt, Zwischenstücke verwendet werden können, die den magnetischen Fluß von der Probe zu den Rückschlußpolen führen.However, the effectiveness of this measure depends on the equipotential poles do not lead a magnetic flux. This requirement is in the case of inductions The order of magnitude of 15,000 Gauss is not always met. In the previously known measuring arrangement should the required homogeneity along the measuring section be ensured by that the equipotential poles are surrounded by an additional induction winding, whose voltage is controlled by an auxiliary magnetization affected in such a way that that the instantaneous values of the magnetic fluxes in the equipotential poles on a Minimum to be regulated. This known measuring arrangement is therefore only applicable to a sample, the length of which corresponds to the measuring distance given by the yoke arrangement. In the description of this measuring arrangement it is pointed out that for the case that the sample does not fill the space between the return poles, spacers can be used to control the magnetic flux from the sample to the return poles to lead.

Die heutige Entwicklung geht auch bei der Elektroblecherzeugung auf die kontinuierliche Fertigung in Form durchlaufender, bis zu mehreren 100 m langen Bändern. Eine Messung der magnetischen Eigenschaften, die nur an Hand einzelner Proben möglich ist, vermittelt für einen derartigen Fertigungsprozeß nicht nur sehr lückenhafte Erkenntnisse der durchschnittlichen magnetischen Werte des Bandes, sondern stört in erheblichem Maße den Ablauf der Fertigung. Today's development is also taking place in electrical sheet production continuous production in the form of continuous, up to several 100 m long Ribbons. A measurement of magnetic properties that can only be done on the basis of individuals Samples is possible, not only very conveyed for such a manufacturing process but incomplete knowledge of the average magnetic values of the tape disrupts the production process to a considerable extent.

Eine Unterbrechung des Bandlaufs führt beispielsweise zu einschneidenden Änderungen in der Wirkung der einzelnen Behandlungsstufen, z. B. einer Glühung oder Reduktion der Oberfläche, so daß die Werte, die an einer ausgeschnittenen Probe oder während des Bandstillstandes gemessen werden, durchaus von denjenigen des weiterlaufenden Bandes erheblich abweichen können.An interruption of the tape run leads, for example, to incisive Changes in the effect of the individual treatment stages, e.g. B. an annealing or Reduction of the surface so that the values that are on a cut sample or measured while the line is at a standstill, certainly by those of the one that is still running Band can vary considerably.

Für eine Vorrichtung zur Durchführung magnetischer Messungen an einem laufenden Band liegt ein älterer, noch nicht vorveröffentlichter Vorschlag vor. Bei dieser Vorrichtung ist das zum Einführen und freien Durchlaufen des Bandes offene Magnetjoch als Mitlaufjoch ausgebildet und zur Ausführung der Messung ohne Luftspalt durch Auflegen auf das Band vorübergehend geschlossen und mit dem Band gekuppelt. For a device for performing magnetic measurements on a The current tape is an older, not yet pre-published proposal. In this device, it is open to the insertion and free passage of the tape Magnet yoke designed as a follower yoke and for performing the measurement without an air gap temporarily closed by placing on the belt and coupled to the belt.

Abgesehen davon, daß bei dieser Vorrichtung besondere Einrichtungen für die Bewegung des Mitlaufjochs erforderlich sind, erreicht man mit dieser Vorrichtung noch keine durchlaufende Messung des gesamten Bandes, sondern nur eine absatzweise Messung.Apart from the fact that with this device special Facilities are required for the movement of the follower yoke, can be achieved with this device No continuous measurement of the entire strip yet, but only one step at a time Measurement.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung geht dahin, bei der kontinuierlichen Fertigung vornehmlich bandförmiger elektromagnetischer Kernwerkstoffe, beispielsweise Elektrobleche, eine ständige Messung der magnetischen Werte des an einer bestimmten Stelle die Vorrichtung durchlaufenden Bandes nach Belieben vornehmen zu können. Neben der Vermeidung einer Unterbrechung des Produktionsablaufes durch die Messung ist es darüber hinaus durch eine solche Messung möglich, innerhalb kurzer Zeit die Einflüsse festzustellen, die die Veränderungen an den einzelnen Behandlungsstufen auf die magnetischen Werte des Bereichs zur Folge haben. Die Zeit, innerhalb der diese Einflüsse feststellbar sind, entspricht einfach derjenigen des Bandlaufes zwischen der Behandlungs-und der Meßstelle. The aim of the present invention is in the continuous Production of mainly band-shaped electromagnetic core materials, for example Electrical steel, a constant measurement of the magnetic values of a given Set the device to be able to make continuous tape at will. In addition to avoiding an interruption in the production process due to the measurement In addition, such a measurement makes it possible to determine the Determine influences that affect the changes in the individual treatment stages on the magnetic values of the area. The time within the these influences can be ascertained simply corresponds to that of the belt run between the treatment and the measuring point.

Eine laufende Messung der Wattverluste am durchlaufenden Band mit den bekannten Mitteln zur Messung ruhender Bleche scheiterte daran, daß bei der Fertigung im Durchlaufverfahren Schwankungen der Blechdicke aufzutreten pflegen und daß die durch die Blechstärke sich ergebenden magnetischen Werte die Messung des spezifischen Wertes ausschließen. A continuous measurement of the watt losses on the continuous belt with the known means for measuring stationary sheets failed because in the Production in a continuous process Fluctuations in sheet metal thickness tend to occur and that the magnetic values resulting from the sheet thickness determine the measurement of the specific value.

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Blechen im Breitbandwalzwerk werden Toleranzen in der Blechdicke bis zu A10°/o in Kauf genommen. Aus dieser erheblichen Abweichung der Blechdicke ergibt sich die Schwierigkeit der Aufgabe, laufend die wattmetrischen Verluste zu bestimmen. Bei einer kontinuierlichen Messung müßte nicht nur eine ständige Dickenmessung des Bleches vorgenommen werden, was praktisch vielleicht durchführbar wäre, sondern es müßte in jedem Augenblick auch die induzierte Spannung nachgestellt werden, was praktisch kaum durchführbar ist.In the continuous production of sheet metal in the wide-band mill tolerances in the sheet thickness of up to A10% are accepted. From this substantial Deviation of the sheet thickness results in the difficulty of the task, continuously the to determine wattmetric losses. With a continuous measurement it would not have to only a constant thickness measurement of the sheet can be made, which might be practical would be feasible, but it would also have to be the induced voltage at every moment be adjusted, which is practically hardly feasible.

Es ist bereits bekannt, für den Querschnitt der Erregerspule im Verhältnis zum Blechquerschnitt einen bestimmten Wert zugrunde zu legen, um dadurch den Einfluß der Schwankungen in der Blechdicke bei der Messung des Wattverlustes auszuschalten. Bei der Festlegung dieses Verhältniswertes wird davon ausgegangen, daß eine Zunahme des Blechquerschnittes von +x°/O sich in einer Änderung der Induktion » von - O/o, angenähert - 2x O/o, auswirkt. Die unter dieser Voraussetzung abgeleitete Beziehung für das Verhältnis des Spulenquerschnittes zum Blechquerschnitt stellt aber offenbar nur eine sehr grobe Annäherung an die tatsächlichen Verhältnisse dar. It is already known for the cross section of the excitation coil in relation to use a certain value as a basis for the sheet metal cross-section in order to reduce the influence of the fluctuations in the sheet metal thickness when measuring the watt loss. In determining this ratio, it is assumed that an increase of the sheet metal cross-section of + x ° / O results in a change in induction »of - O / o, approximate - 2x O / o, affects. The relationship derived on this premise for the ratio of the coil cross-section to the sheet metal cross-section, however, apparently is only a very rough approximation of the actual situation.

Dies ergibt sich nicht zuletzt daraus, daß sich zwar bei einer Änderung der Blechdicke und damit des Eisenquerschnittes, beispielsweise bei einer Zunahme des Querschnittes, der induktive Widerstand infolge des zusätzlichen Querschnittanteiles des Eisens vergrößert, aber gleichzeitig mit sinkender Feldstärke die Permeabilität erhöht, wodurch der induktive Widerstand noch einmal vergrößert bzw. das Feld weiter geschwächt wird, usf. Der Einfluß der Permeabilitätsänderung bleibt bei der Ableitung der vorbekannten Beziehung für das Verhältnis des Spulenquerschnittes zum Blechquerschnitt unberücksichtigt. In der Veröffentlichung, in der über die Möglichkeit der Kompensation der Schwankungen der Blechdicke berichtet wird, ist abschließend darauf hingewiesen, daß man den Spuleuquerschnitt zweckmäßigerweise kleiner wählen soll, als es sich auf Grund der abgeleiteten Beziehung ergibt.This results not least from the fact that although there is a change the sheet thickness and thus the iron cross-section, for example in the event of an increase of the cross-section, the inductive resistance due to the additional cross-section portion of iron increases, but at the same time the permeability decreases with decreasing field strength increases, whereby the inductive resistance increases again or the field further is weakened, etc. The influence of the change in permeability remains with the derivative the previously known relationship for the ratio of the coil cross-section to the sheet metal cross-section disregarded. In the publication in which about the possibility of compensation the fluctuations in the sheet thickness are reported, it is finally pointed out that one expediently smaller the coil cross section should choose than it is based on the derived relationship.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Grund der physikalischen Gegebenheiten und unter Zugrundelegung der aus den fertigungstechnischen Bedingungen gegebenen größten Querschnittsschwankungen des Bandes einen Querschnitt Q für die Erregerspule zu berechnen, bei dem in einem gewählten Feldstärkebereich die zulässigen Querschnitts abweichungen die Messung der Wattverluste praktisch nicht mehr beeinflussen. Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß durch eine geeignete Dimensionierung der Erregerspule im Verhältnis zum Sollquerschnitt des Bandes die sich infolge der Querschnitts änderungen des Ferromagnetikums ergebenden Änderungen der Feldstärke derart beeinflusen lassen, daß sich in dem Produkt Ub H diese Änderungen und die gegenläufigen Änderungen der Induktionsspannung gegenseitig aufheben. The invention is based on the object due to the physical Conditions and on the basis of the technical manufacturing conditions given largest cross-sectional fluctuations of the tape a cross-section Q for the Calculate the excitation coil at which the permissible in a selected field strength range Cross-sectional deviations practically no longer influence the measurement of watt losses. The invention is based on the knowledge that by suitable dimensioning of the excitation coil in relation to the nominal cross-section of the band which is due to the Cross-sectional changes of the ferromagnetic resulting changes in the field strength can be influenced in such a way that these changes and the counteracting changes in the induction voltage cancel each other out.

Für die Lösung der bestehenden Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Bestimmungsformel für das Verhältnis des Querschnittes Q der Erregerspule zum mittleren Sollquerschuitt q des Bandes abgeleitet, die folgende Form hat: wobei , die relative Permeabilität des Bandes bei einer vorgegebenen Induktion, E die Speisespannung der Erregerspule, n1 die Windungszahl der Erregerspule, w die Kreisfrequenz der Speisespannung, p die Querschnittsänderung des Bandes in Prozent und der laufende Exponent der additiven Potenzreihe ist.For the solution of the existing problem, according to the invention, a formula for determining the ratio of the cross section Q of the excitation coil to the mean nominal cross section q of the strip is derived, which has the following form: where, the relative permeability of the tape at a given induction, E is the supply voltage of the excitation coil, n1 is the number of turns of the excitation coil, w is the angular frequency of the supply voltage, p is the change in cross-section of the tape in percent and the running exponent of the additive power series.

Auf die Ableitung dieser Formel wird nachfolgend noch im einzelnen eingegangen. The derivation of this formula will be discussed in detail below received.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Erregungs- und Induktionsmeßspule an einer Stelle des Banddurchlaufs angeordnet, an der das Band seine endgliftigen elektromagnetischen Eigenschaften hat und auf Normaltemperatur abgekühlt ist. According to a further embodiment of the invention, the excitation and Induktionsmeßspule arranged at a point of the belt passage where the Tape has its final toxic electromagnetic properties and at normal temperature has cooled down.

Zur Durchführung der Erfindung arbeitet man vorzugsweise in einem Bereich der Induktion, bei dem mit ansteigender Feldstärke die Permeabilität etwa logarithmisch-linear abnimmt, d. h. also näherungsweise mit 1/H, genauer mit 1/Ha, wo a etwas kleiner als 1 ist. Das ist z. B. bei Siliziumwerkstoffen der üblichen Wattverlustklassen oberhalb etwa 12000 Gauß der Fall. In diesem Bereich nimmt die Permeabilität nicht nur überhaupt in dieser Weise mit wachsender Feldstärke ab, sondern die Abnahme erfolgt auch bei an sich unterschiedlichen Materialien im gleichen Maße. Mathematisch gesprochen hat also der Differentialquotient ddg sowohl beim Übergang von Blech zu Blech als auch in einem ziemlich großen Bereich schwankender Feldstärkewerte etwa den gleichen Wert. Es gelingt, den Einfluß der Schwankungen des Blechquerschnittes q bei nahezu gleichbleibender Induktion B, sogenannter schwebender Induktion, einerseits auf die Induktionsspannung UB, andererseits auf die Feldstärke H derart in gleichem Maße gegenläufig zu machen, daß das Produkt UB H von vorgegebenen maximalen Werten dieser Schwankungen praktisch unabhängig wird, wenn das Verhältnis--Q-einen bestimmten Wert erhält. q Die Berechnung dieses Wertes geschieht in folgender Weise: B1 sei eine beliebig wählbare Maximalinduktion des oben beschriebenen Bereiches, die jedoch zweckmäßigerweise auch nicht zu hoch gewählt wird, um nicht zu große Feldstärken, also Erregerströme nötig zu machen. Dabei sei dann die Feldstärke H1 und µ1 = B1/H1 die zugehörige Permeabilität. Sind die genannten ohmschen Widerstände des Erregerkreises, also Quelle, Leistung, wattmetrischer Strompfad und Erregerspule, vernachlässigbar klein gegenüber dem induktiven Widerstand dieser Spule, z. B. höchstens 1 bis 2°/os so ist der Erregerstrom IH praktisch bestimmt durch die Quellenspannung E und den Wechselstromwiderstand der Spule E IH = . To carry out the invention one works preferably in one Range of induction, in which the permeability increases with increasing field strength decreases logarithmically linear, d. H. so approximately with 1 / H, more precisely with 1 / Ha, where a is slightly less than 1. This is e.g. B. with silicon materials the usual Watt loss classes above about 12,000 Gauss are the case. In this area, the Permeability not only decreases in this way with increasing field strength, but the acceptance also takes place in the same with different materials Dimensions. Mathematically speaking, the differential quotient has ddg for both Transition from sheet metal to sheet metal as well as fluctuating in a fairly large area Field strength values approximately the same value. It succeeds in the influence of the fluctuations of the sheet metal cross-section q with an almost constant induction B, so-called floating Induction, on the one hand on the induction voltage UB, on the other hand to make the field strength H in such a way in opposite directions to the same extent that the product UB H is practically independent of predetermined maximum values of these fluctuations becomes when the ratio - Q- receives a certain value. q Calculating this Value happens in the following way: B1 is an arbitrarily selectable maximum induction of the range described above, which, however, should not be too high is chosen so as not to require too great field strengths, i.e. excitation currents. The field strength is then H1 and µ1 = B1 / H1 is the associated permeability. Are the mentioned ohmic resistances of the excitation circuit, i.e. source, power, wattmetric Current path and excitation coil, negligibly small compared to the inductive resistance this coil, e.g. B. at most 1 to 2 ° / os, the excitation current IH is practically determined by the source voltage E and the alternating current resistance of the coil E IH =.

# L Damit wird die Feldstärke selbst E H = IH# = # , # L worin n1 die Windungszahl und b die wirksame Länge der Spule sind. # L Thus the field strength itself becomes E H = IH # = #, # L where n1 is the number of turns and b is the effective length of the coil.

Hierin ist aber die Selbstinduktivität L nicht nur abhängig von den Spulendaten, bezogen auf die Permeabilität der Luft, sondern auch noch von dem Querschnittsbeitrag des bandförmig durchlaufenden Ferromagnetikums mit der Permeabilität, ul, also L = n12/b#(Q+µ1#q1)#10-8 [Hy] Somit ist die Feldstärke zunächst Nimmt nun der Querschnitt q des Blechbandes um p% zu - für eine Abnahme gilt im folgenden mit umgekehrtem Vorzeichen der analoge Zusammenhang -, so erhöht sich der induktive Widerstand der Spule bzw. ihrelnduktivität mit Die Feldstärke sinkt also auf Wegen der für diesen Induktionsbereich geltenden oben dargestellten Gesetzmäßigkeit gilt jedoch nun nicht mehr die Permeabilität, czl, sondern ein neuer Wert µ2=k#1/H2 Für die praktische Anwendung und um unnötige Komplizierungen hier zu vermeiden, ist die Genauigkeit vollkommen ausreichend, wenn für die in Frage kommenden Werkstoffe einheitlich die Konstante k = 104 gesetzt und die einfach umgekehrte Proportionalität H benutzt wird.Here, however, the self-inductance L is not only dependent on the coil data, based on the permeability of the air, but also on the cross-sectional contribution of the band-shaped ferromagnetic material with the permeability, ul, i.e. L = n12 / b # (Q + µ1 # q1) # 10-8 [Hy] So the field strength is first If the cross-section q of the sheet metal strip increases by p% - for a decrease in the following the analogous relationship applies with the opposite sign - the inductive resistance of the coil or its inductance increases with it So the field strength drops Because of the above-mentioned law applicable to this induction range, the permeability, czl, is no longer valid, but a new value µ2 = k # 1 / H2. For practical use and to avoid unnecessary complications here, the accuracy is completely sufficient if the materials in question uniformly set the constant k = 104 and the simply reversed proportionality H is used.

Durch Einsetzen von H2 in die Gleichung für 82 bzw. von 82 wieder in H2 folgt dann unter Zusammenfassung von E 108 # nl und Da nun für diese letzte Feldstärke wiederum ein größeres µ3 einzusetzen ist, das in gleicher Weise durch H3 bestimmt wird, dann ein µ4 usw., so ergibt sich in mathematisch bekannter Weise eine Reihenentwicklung, die schließlich diejenige Feldstärke liefert, die sich unter den vorausgesetzten Bedingungen einstellt: wobei v der laufende Exponent der additiven Potenzreihe ist.By inserting H2 into the equation for 82 or 82 again into H2, it then follows, combining E 108 # nl and Since a larger µ3 is to be used for this last field strength, which is determined in the same way by H3, then a µ4, etc., a series expansion results in a mathematically known way that ultimately yields the field strength that is found under the assumed conditions adjusts: where v is the running exponent of the additive power series.

Für das Verhältnis der ursprünglichen zur neuen Feldstärke folgt damit Andererseits ist bekanntlich in dem betrachteten Magnetisierungsbereich die Induktion B nur noch sehr schwach, etwa in der Größenordnung von 1°/op von der Feldstärke abhängig. Das bedeutet, daß in dem bekannten physikalischen Zusammenhang UB1 4.f.n2.Bmax.q.108 [7], bei der Zunahme von q um p% die Induktionsspannung sich praktisch proportional erhöht: Das Produkt UB H als Bestimmungsterm des Wattverlustes wird folglich unabhängig von einer p-prozentigen Zunahme von q mit Nach Wiedereinsetzen der Werte von o ; und fl folgt daraus schließlich Diese Gleichung ist offensichtlich nach Q/q auflösbar mit der Bedingung d. h. mit Sicherheit für bzw. For the ratio of the original to the new field strength it follows On the other hand, as is well known, the induction B is only very weak in the magnetization range under consideration, depending on the field strength, for example in the order of magnitude of 1 ° / op. This means that in the known physical relationship UB1 4.f.n2.Bmax.q.108 [7], when q increases by p%, the induction voltage increases practically proportionally: The product UB H as the term used to determine the watt loss is consequently independent of a p-percent increase in q with After reinserting the values of o; and fl finally follows from this This equation can obviously be solved for Q / q with the condition ie with certainty for resp.

Dies ist, wie leicht abzuschätzen, nichts anderes als eine technisch unschwer erfüllbare Dimensionierungsbedingung für den Erregerkreis. Wegen des Verschwinden des zweiten Summanden wird dann schließlich Hierbei ist die Permeabilitätskonstante z0 für den leeren Raum in der Rechnung abgerundet mit 10-8 eingesetzt worden. Mit dem genaueren Wert für y0 1,256 10-8 ändert sich die Formel wie folgt: Mit der obigen Bedingung für die Auflösung der Gleichung bzw. die technische Dimensionierung wird die additive Potenzreihe im Nenner eindeutig konvergent, und-ihr Grenz- oder Konvergenzwert ist dann gegeben mit der speziellen Wahl solcher Einzeldimensionierungen, deren formelentsprechende Kombination der Bedingung genügt. Die Konvergenzwertbestimmung erfolgt in mathematisch üblicher Weise.As is easy to estimate, this is nothing more than a technically easy to fulfill dimensioning condition for the excitation circuit. Because of the disappearance of the second summand, then finally becomes Here, the permeability constant z0 for the empty space has been rounded off with 10-8 in the calculation. With the more precise value for y0 1.256 10-8, the formula changes as follows: With the above condition for the solution of the equation or the technical dimensioning, the additive power series in the denominator is clearly convergent, and its limit or convergence value is then given with the special choice of such individual dimensions, whose combination corresponding to the formula satisfies the condition. The convergence value is determined in a mathematically customary manner.

Die Näherungsvoraussetzung vor allem für den Zusammenhang zwischen jt und H ist bei Blechen der Waftyeriustklassen 0,9 bis 2,3 W/kg bei 10 A/cm bereits etwa 90 °/0 genau, bei 30 A/cm etwa 9701o, was Induktionen von etwa 13000 bzw. 15000 Gauß entspricht. The approximation requirement especially for the relationship between jt and H are 0.9 to 2.3 W / kg at 10 A / cm for sheets of the Waftyeriust classes about 90 ° / 0 exactly, at 30 A / cm about 97010, which means inductions of about 13000 and 15000 respectively Corresponds to Gaussian.

Die Rechnung führt zu durchaus realisierbaren Ergebnissen. The calculation leads to completely realizable results.

Für ein Band von 1 m Sollbreite und 0,5 mm Dicke bedeutet ein Wert von Q2 : q = 400, daß der Querschnitt der Erregerspule 2000 cm2 betragen soll. Hat die Erregerspule eine rechteckige Form, deren Länge nur wenig größer ist als die Bandbreite, so ergibt sich für die Spule eine Höhe von etwa 20 cm. For a tape with a nominal width of 1 m and a thickness of 0.5 mm, means a value from Q2: q = 400 that the cross section of the excitation coil is 2000 cm2 target. Has the excitation coil has a rectangular shape, the length of which is only slightly greater than that Bandwidth, the coil has a height of about 20 cm.

Es muß noch bemerkt werden, daß die Dimensionierungsbedingungen nicht sehr scharf sind, das errechnete Optimum vielmehr verhältnismäßig flach ist, so daß Abweichungen, die sich durch normale Werkstoffunterschiede, Unregelmäßigkeiten im B etriebe oder aus Gründen der elektrischen Anpassung ergeben, die Zuverlässigkeit der Messung nicht stören.It must be noted that the sizing requirements are not are very sharp, the calculated optimum is rather flat, so that deviations caused by normal material differences, irregularities in operation or for reasons of electrical adjustment result in reliability do not interfere with the measurement.

In der Zeichnung ist schematisch eine Anordnung zur Messung des Wattverlustes an durchlaufenden Elektroblechen dargestellt. Das Blech, dessen Querschnitt q ist, wird an der Meßstelle einerseits, möglichst dicht von einer zur Spannungsmessung dienenden Spule N2, andererseits von einer zur Durchleitung des Magnetisierungsstromes Igf dienenden Spule N1 mit dem Querschnitt Q umschlossen. Die Spule N1 ist an die Wechselspannungsquelle V angeschlossen, im Magnetisierungsstromkreis liegt auch die eine Wicklung des Wattmeters WM. Die Spannungsspule N2 ist an die andere Wicklung des Wattmeters WM angeschlossen; mittels eines Spannungsmeßgerätes s kann die in der Spule N2 induzierte Spannung UB gemessen werden. The drawing shows a schematic of an arrangement for measuring the watt loss shown on continuous electrical steel sheets. The sheet, the cross-section of which is q, is at the measuring point on the one hand, as close as possible to the voltage measurement serving coil N2, on the other hand of one for the passage of the magnetizing current Igf serving coil N1 with the cross section Q is enclosed. The coil N1 is connected to the AC voltage source V connected, also lies in the magnetizing circuit the one winding of the wattmeter WM. The voltage coil N2 is on the other winding of the wattmeter WM connected; using a voltmeter s, the in of the coil N2 induced voltage UB can be measured.

Claims

Claims: 1. Arrangement for measuring the watt losses on continuous, strip-shaped core materials, for example electrical steel sheets, in which an excitation coil enclosing the strip path with the cross-section Q and a second coil arranged within the excitation coil for measuring the induced voltage are provided and in which the The current flowing through the excitation coil and the induced voltage or the product of the two variables are continuously measured, characterized in that the cross-section Q of the excitation coil in relation to the mean nominal cross-section q of the strip at a maximum induction corresponding to this nominal cross-section is in an area above the maximum permeability the magnetization, preferably about 13 kilogauss, by the formula is given, where tL is the relative permeability of the tape at a given induction, E is the supply voltage of the excitation coil, n1 is the number of turns of the excitation coil, w is the angular frequency of the supply voltage, p is the change in cross-section of the tape in percent and v is the running exponent of the additive power series 2 Arrangement according to Claim 1, characterized in that the excitation and induction measuring coils are arranged at a point in the strip passage at which the strip has its final electromagnetic properties and has cooled to normal temperature.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,016,835; U.S. Patent No. 1,586,962.