DE623132C - Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs o. dgl. in Wechselstromkreisen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs o. d'gl. in Wechselstromkreisen Zur Messung des Scheinverbrauches o. dgl. kann man einen Gleichstromzähler verwenden, dessen Spannungsspule über einen Vollweggleichrichter an die Spannung angeschlossen ist und dessen Stromspule von einem Strom durchflossen wird, der an einem Nebenwiderstand oder Stromwandler im Hauptstromkreis abgenommen und gleichfalls vollwellig gleichgerichtet wird. Der Zähler zeigt näherungsweise das Produkt E # J an, das aber von der Phasenverschiebung nicht, wie es sein müßte, unabhängig ist, da der zeitliche Mittelwert der Produktkurven aus zwei gleichgerichteten (umgeklappten) Sinuslinien ein Maximum bei o° Phasenverschiebung und ein Minimum bei 9o° Phasenverschiebung hat (vgl. Fig. i). Maximum zu Minimum verhält sich wie -V-2:, oder 1,571 : i. Die Fehler sind also groß. Nimmt man die Angabe des Zählers--- bei cp = 45° als richtig an, so zeigt er beispielsweise bei cp = 9o° einen Fehler von - 2o,8 %, bei cp = o° einen Fehler von + 24,4 %. Er ist so praktisch unbrauchbar. Je mehr die Sinuswellen sich der Rechteckform nähern, desto geringer wird der Fehler. Durch Glättungsdrosseln kann man den Fehler etwas herunterdrücken.
• Die vorliegende Erfindung gibt ein- Mittel, eine Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs o. dgl. in Wechselstromkreisen von der Phasenverschiebung in einem großen Bereich fast völlig unabhängig zu machen. Dazu brauchen u. U. nicht mehr Gleichrichter als bei der obigen Vollweggleichrichtung -verwendet zu werden. Erfindungsgemäß sind zwei Halbw eggleichrichteranordnungen für Strom und Spannung an ,getrennte, in ihren Drehmomenten oder Drehzahlen sich addierende Gleichstromzählersysteme gelegt "und die beiden Produktkurven (Strom mal Spa-n nung) durch Kunstschaltung derart gegeneinander verschoben, daß ihre Summenkurve praktisch geradlinig verläuft. Der Anschluß erfolgt am besten an ein System eines astatischen, mit zwei Systemen ausgestatteten dynamometrischen Zählers. Der Zähler zeigt die Summe der Drehmomente der beiden Halbwellensysteme an.
• Wie sich aus Fig. z ergibt, die die Summenkurve s des Doppelsystems mit den Produktkurven a, b der Einzelsysteme zeigt, würde dieses an sich genau die gleichen Fehler wie der bekannte Zähler mit einem System haben. Bei der Anordnung nach der Erfindung erhält jedoch die Spannung an dem einen System eine Phas;enverschiebung-von etwa 5o° gegenüber der Spannung des anderen Systems. Dadurch wird erreicht, da.ß die Summe der beiden Drehmomente von der Phasenverschiebung fast unabhängig wird, und zwar aus folgenden Gründen: Die beiden Einaelproduktkurvena, b haben bei Halbweggleichrichtung sehr lange, fast geradlinige Teile c, d, die spiegelbildlich die gleiche Neigung gegen die Abszisse zeigen. Verschiebt man die geradlinigen Teile so zueinander, daß sie .sich in der Mitte etwa kreuzen, wie Fig. 3 für die Kurven a' -und b zeigt, dann ist die Summe s' der beiden Ordinaten vom Phasenwinkel y weitgehend unabhängig. In einem großen Bereich von etwa 6o° beträgt die Abweichung nur ± o, 5 %, erst bei weiteren 30° fällt dieKurve etwas ab.
• Man kann aber die Bereiche durch Änderung der festen Phasenverschiebung zwischen den Spannungen entsprechend einregulieren, j e nachdem man einen ganz geradlinigen Teil in einem größeren Bereich und darauf einen Abfall in einem kleineren Bereich haben oder eine schwache Krümmung der Kurve auf den ganzen Bereich verteilen will. Der Bereich läßt sich auch so verteilen, daß man ihn etwas auf die kapazitive Seite verschiebt, so daß er von cos 99 = o,8 Kap. bis 0,4 Ind. fast geradlinig verläuft.
• Die Phasenverschiebung der Halbwellen wird durch bekannte Kunstschaltungen, z. B. durch verschiedenartige Vorwiderstände in den beiden Stromzweigen, durch Brücken- und Differenzschaltungen, erzielt, wie dies beispielsweise Fig. ¢ zeigt. Hier sind i das eine, 2 das andere Triebsystem, io, 2o sind die Hauptstromteile, 11, 21 . die Spannungsteile.-Die Hauptstromteile 10, 20 sind über die elektrischen Ventile ioo, Zoo an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers 3 angeschlossen, die Spannungsteile 11, 2 i sind über die Ventile 110, 210 und über die - Vorschaltwiderstände 111, 2 r i an die Spannung des Netzes ¢ gelegt. Der Vorwiderstand i i i ist induktiv, der Vorwiderstand 2 i I ist induktionsfrei. Je nach dem Phasenbereich, in dem die Meßfehler möglichst klein sein sollen, sind die Vörwiderstände i i i, 2 i i verschieden ' abzugleichen. Unter Umständen sind auch Kondensatoren oder gemischte Widerstände zu verwenden. Da derartige Kunstschaltungen zur Erzielung einer Phasenverschiebung an sich in der Zählerbechnik bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden.
• Bei Drehstrom kann die - Phasenverschiebung durch Anschluß an entsprechende verkettete Spannungen oder Phasenspannungen erreicht werden. In Abb. ¢ sind die beiden Hauptstromteile i o, 2o über nur einen Stromwandler ans Netz-4 angeschlossen, der normal belastet ist, weil für ihn die Ventile ioo, Zoo zusammengenommen wie ein Vollweggleichrichter wirken. An Stelle eines Stromwandlers kann auch ein. Nehenwiderstand verwendet werden. Bei kleineren Strömen können die Teile io, ioo und 2o, 2oo auch unmittelbar in den Leitungszug eingeschaltet werden.
• Im Ausführungsbeispiel der Fig. q. sind nur zwei Systeme verwendet. Man kann aber auch mehr Systeme benutzen und dadurch bei geeigneter Phasenverschiebung in einem weiteren Bereich eine vom Phasenwinkel unabhängige Scheinverbrauchsmessung erhalten, wenn man dafür sorgt, daß nur innerhalb bestimmter Winkelbereiche bestimmte Systeme hinzu- oder abgeschaltet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs o. dgl. in Wechselstromkreisen, dadurch gekennzeichnet; daß wenigstens zwei Halbweggleichrichteranordnungen für Strom und Spannung an getrennte, in ihren Drehmomenten oder Drehzahlen sich addierende Gleichstromzählersysteme gelegt und die beiden Produktkurven (Strom mal Spannung) durch Kunstschaltung derart gegeneinander verschoben sind, daß ihre Summenkurve praktisch geradlinig verläuft.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung durch verschiedenartige Vorwiderstände (i i i, 2 11, Fig. ¢) in den beiden Spannungszweigen (i i, 2 i) der Systeme (i, 2) herbeigeführt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i für Mehrphasenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß - zwecks Herbeiführung der Phasenverschiebung die einzelnen Spannungssysteme an verschiedene Phasenspannungen bzw. verkettete Spannungen angeschlossen sind. q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromsysteme (IQ" 20, Fig. q.) mit: den gegensinnig wirkenden Ventilen. (ioo, 2oo) unmittelbar oder über nur einen Strom-Wandler (3) oder Nebenwiderstand an den Hauptstromkreis angeschlossen sind.