DE1541829C - Anordnung zur Kompensation von Dreh feldfehlern bei Drehstrom Induktions Elektrizitatszahlern - Google Patents

Description

Bei einem Drehstrom-Einscheibenzähler, bei dem drei Triebsysteme auf eine gemeinsame Läuferscheibe einwirken, entstehen durch die Verkoppiung der Triebflüsse verschiedener Systeme in der Läuferscheibe Störtriebmomente, die zu Drehfeldfehlern führen. Solche Störtriebmomente entstehen durch gegenseitige Beeinflussung der Spannungsflüsse untereinander, der Stromflüsse untereinander und der Spannungs- und der Stromflüsse gegeneinander.

Zur Behebung der Störtriebmomente, die auf der Wechselwirkung der Spannungsflüsse untereinander und der Spannungs- und Stromflüsse gegeneinander beruhen, sind brauchbare Mittel schon bekannt. Beispielsweise ist ein Drehstromzähler mit drei auf eine gemeinsame Ankerscheibe einwirkenden Trieb-Systemen bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 330030), bei dem zur Beseitigung der Drehfeldabhängigkeit, die durch das Zusammenwirken von Spannungsstreuflüssen mit Spannungstriebflüssen verschiedener Systeme beruht, die drei Triebsysteme um 90° gegeneinander versetzt sind und eines der beiden äußeren Triebsysteme umgepolt ist. In diesem Fall sind die beiden äußeren Triebsysteme um 180° gegeneinander versetzt und erzeugen daher kein Drehmoment, während sich die Drehmomente, die durch das Zusammenwirken je eines äußeren mit dem mittleren System zustande kommen, gegenseitig aufheben. Zur Kompensation der Wechseltriebe zwischen den Spannungsflüssen und den Stromflüssen verschiedener Triebsysteme wird hierbei vorgeschlagen, daß man auf jedem der Spannungsmagnete eine in Serie mit der benachbarten Spannungsspule geschaltete Kompensationswicklung anbringt.

Ferner ist es bei einem Drehstromzähler mit zwei Triebscheiben bekannt (deutsche Patentschrift 665 041), zur Kompensation der Drehfeldfehler, die durch das Zusammenwirken von Spannungsstreuflüssen mit Spannungstriebflüssen verschiedener Systeme entstehen, im Spannungsstreufluß wenigstens eines Systems eine Hilfswicklung anzuordnen, die diesem Fluß entgegenwirkt. Zur Kompensation der Drehfeldfehler, die durch das Zusammenwirken von Spannungs- und Stromtrieben verschiedener Systeme hervorgerufen werden, werden Hilfsspulen vorgesehen. Solche Drehfeldfehler werden bei einem anderen Drehstromzähler mit zwei Triebsystemen (schweizerische Patentschrift 167 220) dadurch beseitigt, daß jedes Triebsystem durch eine zusätzliche Magnetwicklung eine Feldkomponente von der gleichen Phasenlage wie einer der Hauptflüsse des gegenüberliegenden Systems erhält.

Auch zur Behebung der Störtriebmomente, die auf der Wechselwirkung der Stromflüsse untereinander beruhen, sind schon Mittel bekannt, die eine weitgehende Kompensierung dieser Störtriebmomente ermöglichen. Beispielsweise wird in der britischen Patentschrift 863 581 vorgeschlagen, zu diesem Zweck die einzelnen Triebflüsse, insbesondere die Stromtriebflüsse, durch gekreuzte Leitcrsclilcifcn miteinander zu verkoppeln.

Nach einem neueren Vorschlag (deutsche Offenlegungssdirilt I 5 J Γ» 194) werden die Störtriebmomente eines Drelislrom-Flinscheibcn/ählers besonders wirksam dadurch kompensiert, daß ein von den) Slionilliili mindestens eines der Triebsyslcmc al^'ü/weij'lei Teillluli dem Spannungs- oder dem Stromeisen eines der itndeicn I iieb\ysleme eingeprägt wird. I )ie. l'cschiehl l>ei ,inel'.wrise so, daß das Stromeisen eines der Triebsysteme mit einer Hilfswicklung versehen wird, die mit einer zweiten, an einem anderen Stromeisen angebrachten Hilfswicklung zu einem geschlossenen Stromkreis zusammengeschaltet wird. Sind die Stromeisen, wie meist üblich, U-förmig, so können die einander zugewandten Schenkel zweier einander benachbarter Stromeisen mit Spaltpolen versehen und die beiden Hilfswicklungen auf den einander zugewandten Teilpolen der Spaltpole angeordnet werden. Man kann diese mit den Hilfswicklungen versehenen, das Kompensierungstriebmoment erzeugenden Teilpole der Spaltpole gewissermaßen als Kompensierungs-Hilfspole im Zwischenraum einander benachbarter Triebsysteme ansehen.

Nach einem anderen neueren Vorschlag (Patentanmeldung P 15 16 290.0-35) wird eine besonders wirksame Kompensierung der Störtriebmomente eines Drehstrom-Einscheibenzählers mit drei um 120° gegeneinander versetzten Triebsystemen dadurch erzielt, daß zwischen je zwei einander benachbarten Triebsystemen ein Hilfstriebpol vorgesehen wird, der sowohl von einem Teilfluß des ihm diametral gegenüberliegenden Spannungspols als auch von je einem Teilfluß des Stromeisens der beiden ihm benachbarten Triebsysteme in einem solchen Schaltungssinn erregt wird, daß der Richtungssinn der von den Hilfstriebpolen in der Läuferscheibe erzeugten Kompensierungs-Triebmomente dem Richtungssinn der Störtriebmomente entgegengerichtet ist.

Die Erfindung zeigt eine wesentlich einfachere Lösung zur Behebung der Störtriebmomente, die auf der Wechselwirkung der Stromflüsse untereinander beruhen. Auch sie bedient sich zur Erzeugung eines Kompensierungs-Triebmomentes des Mittels von Hilfspolen im Zwischenraum einander benachbarter Triebsysteme, aber in einer fertigungsmäßig überraschend einfachen und doch sehr wirksamen Weise.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kompensation von Drehfeldfehlern bei Drehstrom-Induktions-Elcktrizitätszählern mit drei auf eine gemeinsame Läuferscheibe einwirkenden Triebsystemen durch Kompensation der auf der Verkoppiung der Stromflüsse der Triebsysteme untereinander beruhenden Störtriebmomente unter Verwendung von Hilfstriebpolen; sie ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß in mindestens einem der Zwischenräume zweier einander benachbarter Strompole verschiedener Triebsysteme in der Nähe eines dieser beiden Strompole eine mit der Erregerwicklung des anderen Strompoles in Reihe geschaltete eisenlose Hilfstriebwicklung bei solchem Wicklungssinn angeordnet ist, daß sich durch die Wechselwirkung des erstgenannten Strompoles mit der Hilfstriebwicklung ein dem Störtriebmoment entgegengerichtetes Kompensations-Triebmoment ergibt. Um die besonderen Vorteile eines solchen Zählers zu zeigen, sei zunächst seine Wirkungsweise an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicls erläutert.

Die drei Triebsysteme I, II und III eines Zählers sind mit je drei Kreisen angedeutet, von denen jeweils der mittlere den Spannungspol und die beiden äußeren, mit Plus- und Minuszeichen versehenen Kreise die Strompole des Tiiehsystcms andeuten. Die drei Tiicbsysleme sind im duii'Cilclllen Falle um je 120° tii/pcneiiiüiider *er,el/1 imi'cordiiel, die Flüsse der Spannungs- und Slioinpi'le ,ind am I Im

andeutenden großen

oder II und III fallen ebenfalls zwei der drei Störtriebmomente weg, während die Hilfstriebwicklungen beide wirksam bleiben; in diesem Falle überwiegen die Kompensations-Triebmomente das verbleibende Störtriebmoment, so daß eine Überkompensation erfolgt, die aber ebenfalls vernachlässigbar gering ist. Die bei zweiseitiger Last verbleibenden Störtriebfehler lassen sich in jedem Falle unter etwa 0,2 bis 0,3 % halten.

Bei einseitiger Last aber können weder Störtriebmomente noch Kompensations-Triebmomente entstehen, da in diesem Falle nur ein einziger Stromfluß vorhanden ist.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind

fang des die Läuferscheibe
Kreises angegeben.

Weiterhin ist an den Strompolen des Trieb-Systems II noch die Strom-Erregerwicklung eingezeichnet, die, wie aus der Zeichnung ersichtlich, eine besondere Ausbildung aufweist: In Reihe mit ihr liegt noch je eine kleine, eisenlose Hilfstriebwicklung, von denen die eine in der Nähe des Plus-Strompoles des Systems I und die andere in der Nähe des Minus-

Strompoles des Systems III angeordnet ist. Durch 10
die genannte Reihenschaltung werden diese beiden
Hilfstriebwicklungen von einem Teilfluß Ji^₁₁ des
Stromflusses des Systems II erregt und bilden somit
Hilfstriebpole. Der Wicklungssinn der beiden Hilfstriebwicklungen ist, wie es mit der Überkreuzfülirung 15 die drei Triebsysteme, wie erwähnt, um je 120°

ihrer Zuleitungen angedeutet ist, so gewählt, daß die gegeneinander versetzt angeordnet. Die vorstehende

in der Zeichnung linke Hilfstriebwicklung einen Beschreibung der Wirkungsweise der Hilfstriebwick-

Hilfs-Pluspol mit dem Teilfluß +J<P_Jii bildet und lungen läßt aber erkennen, daß bei dem Zähler nach

die in der Zeichnung rechte Hilfstriebwicklung einen der Erfindung die Triebsysteme auch beliebige an-

Hilfs-Minuspol mit dem Teilfluß —Λ'^/ιι· 20 dere gegenseitige Winkelversetzungen aufweisen

Schließlich sind in der Zeichnung noch die Trieb- können. Ferner besteht die Möglichkeit, abweichend momente Ml bis M 5 mit großen und kleinen Pfeilen von dem dargestellten Beispiel nicht nur an eines eingezeichnet. Die ausgezogen gezeichneten Pfeile der drei Triebsysteme Hilfstriebwicklungen anzukopbeziehen sich jeweils auf den Anschluß des Zählers pein, sondern gewünschtenfalls in der gleichen Weise mit normaler Phasenfolge RST, die gestrichelt ge- 25 auch an zwei Triebsysteme oder gar an alle drei zeichneten Pfeile auf den Anschluß mit vertauschter Triebsysteme. In der Regel ist es aber vollkommen Phasenfolge ΑΓ5. Die Triebmomente M 1, M2 und ausreichend, nur an einem der drei Triebsysteme zwei M 3 deuten die Störtriebmomente an, die sich zwi- Hilfstriebwicklungen vorzusehen.
sehen den jeweils einander benachbarten Strom- Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt, daß polen verschiedener Triebsysteme bilden, während 30 nicht nur der bauliche, sondern auch der fertigungsdie Triebmomente M4 und MJ die Kompensation- mäßige Aufwand zur Kompensierung der Strom-Triebmomente andeuten, die sich zwischen jedem Störtriebmomente außerordentlich gering ist. Es geder von den beiden Hilfstriebwicklungen gebildeten nügen zwei kleine, eisenlose, also als Luftwicklung Hilfspole und dem jeweils benachbarten Strompol ausgebildete Hillswicklungen, die entweder an Andes Triebsystemsi bzw. III bilden. Die eingezeich-35 zapfungen der Stromerregerwicklung eines der Triebnete Pfeilrichtung der Pfeile ergibt sich auf Grund Systeme angeschlossen werden oder aber auch einder Polarität der jeweils in Wechselwirkung mitein- fach ohne Leitungsunterbrechung als Schleife aus ander tretenden Pole und kann in bekannter Weise der Stromerregerwicklung herausgeführt werden an Hand eines Zeigerbildes ermittelt werden. Wie können. Die Montage der Hilfstriebwicklungen ist aus der Zeichnung ersichtlich, wirken die Störtrieb- 40 einfach, denn der Abstand der Wicklungen von der momente M\ bis M 3 im Falle der normalen Phasen- Läuferscheibe ist nicht besonders kritisch; da die folge alle entgegen dem Uhrzeigersinn, während die Hilfstriebwicklungen als Luftspulen ausgebildet sein Kompensations-Triebmomente M 4 und MS im Uhr- können, ist ihr Luftspalt zur Läuferscheibe hin ohnezeigersinn wirken. Bei vertauschter Phasenfolge wir- hin groß. Durch unterschiedliche Bemessung des ken sie alle im umgekehrten Drehsinn. In jedem 45 Luftspaltes der Hilfstriebwicklungen kann auch die Falle wirken also die Kompensations-Triebmomente Abhängigkeit ihrer Kompensationswirkung von der

den Störtriebmomenten entgegen, und durch entsprechende Bemessung der Hilfstriebwicklungen hinsichtlich ihrer Windungszahl und ihres Abstandes sowohl von dem ihnen benachbarten Strompol als auch von der Läuferscheibe läßt sich leicht erreichen, daß die Kompensations-Triebmomente die Störtriebmomente bei gleichzeitiger Last vollkommen kompensieren. Da der Abstand der Hilfstrieb-

Nennstromstärke des Zählers berücksichtigt werden. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß es für die Wirkungsweise der beim Zähler nach der ' Erfindung vorgesehenen Mittel zur Behebung der Stromfluß-Störmomente belanglos ist, mit welchen an sich bekannten Mitteln der Zähler gegebenenfalls zur Behebung der SpannungslluB-Störmomenle und der Spanungsfluß-Stromfluß-Störmomente versehen wird.

Wicklungen vom benachbarten Strompol bedeutend 55 Zur Behebung der Störmomente. die auf der kleiner ist als der gegenseitige Abstand der die Stör- Wechselwirkung der Spannungstlüssc untereinander

beruhen, kann beispielsweise, wie es bekannt ist, eine mit einem Ringschlitz in zwei konzentrische

triebmomente verursachenden Strompole, sind die Kompensations-Triebmomente Λ/4 und MS bedeutend kräftiger als die Störtriebmomente Ml bis M 3,

so daß die^Hilfstriebwicklungen nur wenige Win- 6° Zur Behebung der Spannungsfluß-Stromfluß-Stördungen benöliucn. momente dagegen sind, wenn die drei Triebsysteme

in üblicher Weise um je 120 gegeneinander versetzt sind, besondere Mittel entbehrlich, da diese Störmomente bei der 120 -Anordnung keine Divh-

glcicli7citijj; auch die Stürtricbmomeiitu Λ/1 und A/2 65 momente ergeben und schon von vornherein einwetifallcii, bleibt nur das StiiiiricIimonicMl AM iihriij. justieikir sind.

das allein für sich ;i!.-, vi:in;idil:issii:l>;ir ,uieesdini I>a der eri'onleilidiij Abstand der Hilfstiidnvii-k-

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Bei zweiseitiger Last der Triebsvstcme I und III, also bei Ausfall des Triebsystems II, sind die Hilfstriebwicklungen unwirksam. Da aber in diesem Falle

Teile unterteilte Läufersdidbe vorneschen werden.

Zählertype schon bei der Fertigung des Zählers festgelegt werden kann, entfällt beim Zähler nach der Erfindung jegliche Notwendigkeit zu einer Justierung der Störtriebmoment-Kompensationsmittel.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung im Kompensation von Drehfeldfehlern bei Drehstrom-Iiiduktions-EIektrizita'ts-7Ühlcrn mit dici auf eine gemeinsame Läuferscheibe einwirkenden Triebsystemen durch Kompensation der auf der Verkopplung der Stromfliisse dci Triebsysteme untereinander beruhenden Störtriebmomente unter Verwendung von Hilfstriebpolen, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Zwischenräume zweier einander benachbarter Strompole verschiedener Triebsysteme in der Nähe eines dieser beiden Strompole eine mit der Erregerwicklung des anderen Strompoles in Reihe geschaltete eisenlose Hilfstriebwicklung bei solchem Wicklungssinn angeordnet ist, daß sich durch die Wechselwirkung des erstgenannten Strompoles mit der Hilfstriebwicklung ein dem Störtriebmoment entgcgengerichletes Kompensations-Triebmoment ergibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen