DE215104C

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Publication number: DE215104C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e.\ GRUPPE

Elektrizitätszähler nach Ferrarisschem Prinzip. Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Dezember 1908 ab.

Bei Drehstromzählern, mit zwei Systemen in der Zweiwattmeterschaltung oder mit drei Systemen in der Dreiwattmeterschaltung ist es bekanntlich für ein richtiges Zusammenarbeiten der einzelnen Systeme Bedingung, daß jedes derselben, wenn von der gleichen Energie durchflossen, dasselbe Drehmoment bzw. dieselbe Tourenzahl pro Minute an der Scheibe ergibt. Bei anderen Drehstromschaltungen müssen die Einzeldrehmomente in einem anderen, aber ebenfalls genau bestimmten Verhältnis stehen, welches bei der Justierung genau eingestellt werden muß.

Es sei ein Zählersystem ' zugrunde gelegt, welches ein geschlossenes Spannungseisen mit magnetischem Nebenschluß und zwei durch eine Luftstrecke getrennte Hauptstromschenkel besitzt. Die Justierung eines solchen Systems auf ein bestimmtes Drehmoment bzw. eine bestimmte Tourenzahl pro Minute kann nun erfolgen a) durch Maßnahmen im Spannungseisenfeldkreis, b) durch Maßnahmen imHauptstromeisenfeldkreis.

a) Man kann zum Zwecke der Drehmoments-

.25 regelung das Spannungseisen in radialer Richtung aus seiner normalen Stellung relativ zu den Hauptstrompolen nach dem Scheibenrand oder nach dem Scheibenmittelpunkt hin verschieben. Einer derartigen Verschiebung ent- spricht naturgemäß 1. eine verstärkte oder geschwächte Ausbildung der 'vom Spannungseisen in der Scheibe induzierten Scheibenströme und 2. eine Änderung des Triebhebelarmes, somit eine Änderung des Drehmoments im positiven oder negativen Sinne. Der Nachteil dieser Regulierungsmethode liegt 1. in

■ konstruktiven Schwierigkeiten, 2. in der Be- ! einflussung der Phasenabgleichung des Systems. - b) Die bisher gebräuchlichen Maßnahmen im i Hauptstromfeldkreis zwecks ,Drehmomentsregelung beruhen allgemein auf dem ■ Prinzip der 'Änderung des magnetischen Widerstandes in ' diesem Feldkreis, d. h. der Verstärkung oder Schwächung des Hauptstromfeldes. Auch diese

■ Regelungsmethoden haben alle den Nachteil, ¹ daß sie die Phasenabgleichung beeinflussen, da jeder Änderung des Hauptstromfeldes eine ! Änderung des Phasenwinkels zwischen Haupt- ^: feld und Hauptstrom entspricht. Ferner kann

■ bei Steigerung des Drehmoments durch günr ^: stigeren" Rückschluß im Hauptstromfeldkreis der Permeabilitätsfehler · (bei geringer Belastung) vergrößert, also die Eichkurve des Zählersystems verschlechtert werden.

Eine Drehmomentsänderung kann beispielsweise durch Verschieben der Stromschenkel in vertikaler Richtung erfolgen. Durch diese Maßnahme wird das Hauptstromtriebfeld infolge Änderung des magnetischen Widerstandes geschwächt oder verstärkt und ferner die Intensität dieses Feldes an der Scheibendurchtrittsstelle geändert. Außer den erwähnten Nachteilen tritt hierbei die Schwierigkeit einer Verstellung bei starken Wicklungen und starken Zuleitungen für hohe Stromstärken auf.

Weitere Möglichkeiten der Drehmomentsregelung durch Änderung des Hauptstromtriebfeldes bestehen in der Anordnung eines im Luftraum zwischen den Stromschenkeln oder eines über der Scheibe liegenden verschiebbaren Schlußstückes. Dem letzteren haftet aber der Nachteil an, daß es bei Ver-

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Stellungen das Spannungsspulenstreufeld beeinflußt und Sparinungsleerläufe erzeugt, wodurch die Eichung eines solchen Systems sehr erschwert wird.

Die neue Drehmomentsregelung ist frei von allen diesen Nachteilen. Dieselbe ist konstruktiv leicht ausführbar und beeinflußt praktisch die Phasenabgleichung des Systems nicht, oder nur sehr wenig. Die Wirkungsweise der neuen Regelung wird in folgendem beschrieben.

Wird in den Luftspalt des magnetischen Nebenschlusses ein Eisenblech eingeschoben, so verringert sich der magnetische Widerstand des Nebenschlußpfades; es wird somit der Streukraftfluß N_s steigen, während der Nutzkraftfluß N₁ sinkt, die Größe beider Kraftflüsse richtet sich eben nach dem Verhältnis der magnetischen Widerstände des Streupfades und des Nutztriebpfades. Durch diese Vergrößerung von N_s und Verkleinerung von 2V₁ wächst aber bekanntlich die Phasenverschiebung zwischen N₁ und der an die Spannungs- _# spule angelegten Außenspannung e, d. h. die vorher bestehende Phasenabgleichung des Systems ist gestört.

Um diese Störung zu vermeiden, bringt man zweckmäßig ein kombiniertes Element etwa in Form zweier aufeinanderliegender Bleche, eines aus magnetischem und eines aus unmagnetischem Material, in den Luftspalt des magnetischen Nebenschlusses. Der Zuschlag von Kupfer hat auf die magnetischen Verhältnisse, d. h. auch auf das Drehmoment des Systems, keinen Einfluß, dagegen wirkt das Vorhandensein von Kupfer im Streupfadluftspalt wie eine Erhöhung des ohmischen Widerstandes im Spannungsstromkreis, d. h. wie eine Vergrößerung des ohmischen Abfalls. Es wird also die durch das Eisen bedingte Vergrößerung der Phasenverschiebung zwischen e und N₁ wieder reduziert.

Durch richtige Bemessung des zusätzlichen Kupferbleches kann man erreichen, daß die resultierende Wirkung des kombinierten Eisenkupferbleches auf die Phasenverschiebung zwischen e und N₁, d. h. auf die bestehende Phasenabgleichung des Systems praktisch einflußlos, wird, obwohl durch das Eisenblech eine bestimmte gewünschte Änderung des Drehmoments erzielt ist.

Man kann aber auch statt zweier einzelner Metalle eine Metallegierung verwenden, bei der die magnetische Leitfähigkeit zu der elektrischen im richtigen Verhältnis steht.

Die Einrichtung kann bei jedem Triebsystem mit magnetischem Nebenschluß angewandt werden, ist also nicht auf das gezeichnete Beispiel beschränkt. Obwohl sie besonders wertvoll ist für Zähler mit mehreren messenden Systemen, kann sie auch bei Zählern mit nur einem solchen angewandt werden, wobei dann die Verstellbarkeit des Bremsmagneten sich erübrigt oder beschränkt werden kann. Zweckmäßig wird man das aus den verschiedenartigen Metallen bestehende Organ verschiebbar oder sonst irgendwie regelbar anordnen.

Claims

Pate nt-An Spruch:

Elektrizitätszähler nach Ferrarisschem Prinzip mit magnetischem Nebenschluß, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Zugkraftregulierung im Luftspalt des magnetischen Nebenschlusses ein Element angeordnet ist, welches in solcher Weise aus magnetischem und nichtmagnetischem Material zusammengesetzt ist, daß dadurch die Phase nicht oder verhältnismäßig wenig geändert wird. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.