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Wechaetstrommessgerät.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Wechselstrommessgerät nach Ferrarischem Prinzip mit scheibenförmigem Anker, bei welchem das Spannungsfeld gegen das Stromfeld um 900 verschoben sein muss. Bisher wurde die Phasenverschiebung des Spannungsfeldes gegen das Stromfeld durch besondere Vorrichtungen, wie Drosselspulen, Sekundärströme u. dgl. zu erzielen gesucht, welche jedoch eine gute Proportionalität zwischen den beiden Stromfeldern in sehr weiten Grenzen nicht erzielen liessen.
Zweck vorliegender Erfindung ist, ein Messinstrument zu schaffen, bei welchem die Verschiebung des Spannungsfeldcs gegen das Stromfeld ohne jegliche besondere Vorrichtung lediglich mittels Streuung durch Luft, d. i. ein hysteresisfreies Material erzielt wird, so dass Hysteresisverluste sowie Verluste durch örtliche Ströme nicht auftreten. Es ist dies dadurch erreicht, dass ein Nebenschlussmagnet verwendet wird, welcher sowohl mehrere Nordpole als mehrere Südpolenden besitzt, welche an derselben Seite der Scheibe abwechselnd ineinander greifen. Dass die Streuung bei Elektromagneten und auch bei Messinstrumenten als vorgeschaltete Drosselspule wirkt, ist bekannt.
Neu ist jedoch, durch die erwähnte besondere Anordnung des Nebenschlussmagneten die Streuung so gross zu machen, dass die ganze Phasenverschiebung um 900 durch Streuung erzielt wird.
Auf den beiliegenden Zeichnungen ist das neue Messinstrument in drei verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1 ist eine Ansicht ; Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. l ; Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch das Instrument (Fig. 1), Fig. 4 ist gleichfalls ein wagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, jedoch nach oben gesehen. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Instrumentes im Aufriss. Fig. 6 ist ein Vertikalschnitt und Fig. 7 ein Grundriss zu Fig. 5 ohne die Scheibe. Fig. 8 zeigt den Reihenmagneten. Die Fig. 9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform des Instrumentes im Aufriss und Schnitt. Fig. 11 ist ein Horizontalschnitt durch dieses Instrument, wobei der Oberteil desselben weggelassen ist. Fig. 12 zeigt eine Anordnung der Pole des Roihenmagneten.
Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform des Messinstrumentes besitzt der oberhalb der Scheibe a angeordnete Nebenschluss-Elektromagnet b fünf Pole (Fig. 4), die abwechselnd als Nord-und Südpolenden von den Endstückenf, ' des Kerns, auf den
Nebenschlussspule d gewunden ist, nach innen ragen. Die Spule spore d nimmt zweckmässig nicht den ganzen Raum zwischen den Endstücken/,./ ein, sondern es werden Metallscheiben e (Fig. 1), vorzugsweise aus Eisen auf beiden Seiten zwischengelegt. Die wagerechte Scheibe a ist auf der senkrechten, in Lagern h, h an dem Rahmen i drehbar gelagerten Achse ! l vorgesehen, welche zum Antrieb des üblichen Zählergetriebes eine Schnecke trägt.
Der
Rahmen i ist mit dem Metallgastell l durch Schraube' : verbunden, so dass man den
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der Scheibe a angebracht und die Stirnflächen seiner Pole sind in der aus Fig. 8 ersichtlichen Gruppierung parallel zur Scheibe angeordnet. Der Nebenschlussmagnet unterhalb der Scheibe n besteht in diesem Fall, aus einem hohlen Gusseisenzylinder m, der am Boden geschlossen ist und einen aufwärts gerichteten mittleren Kern n trägt, um den die Nebenschlussspule gewickelt ist. Das obere Ende des Hohlzylinders ist in sechs Polstücke o von gleichen Abständen gespalten, die in radialer Richtung länger ausgedehnt sind, als in der Queroder Umfangsrichtung (Fig. 7).
Ebenso ist das obere Ende des Mittelkerns M mit s@chs Polarmen r versehen, die zwischen die Polstücke o treten, Reihen- und Nebenschlussmagnet haben daher jeder sechs Nord-und sechs Südpole.
Der Zähler nach den Fig. 9 bis 11 entspricht im wesentlichen der zuletzt vorgeführten Form, nur ist, um die Abmessungen zu verringern, ein Teil der Triebmagnete beseitigt und der so entstehende Raum zur Unterbringung des in bekannter Weise eingerichteten Bremsmagneten benützt, wodurch die Ausdehnung der Scheibe a erheblich verringert wird. Der Nebenschlussmagnet m besteht wieder aus einem hohlen Zylinder mit aufwärts gerichtetem Kern n, ein Teil des Zylinders ist jedoch weggeschnitten, so dass nur vier nach innen ragende Polstücke o übrig bleiben, zwischen welche die drei Kernpole l'
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zu geben.
Durch die vorliegende Erfindung ist der Bau von Zählern mit grossem Zählbereich ermöglicht, welche Zähler in weiten Grenzen für verschiedene Leistungen sowohl als auch für Ströme verschiedener Frequenz genaue Angaben liefern. Statt der Anwendung massiven Eisens für den Nebenschlussmagneten ist auch die von Blech zulässig, in welchem Falle Polstücke massiv gemacht oder mit Kurzschlusswindungen ausgerüstet werden. Es empfiehlt sich, den Nebenschlussmagneten etwas über die von ihm getragene Spule hinausragen zu lassen, letztere auch einstellbar anzuordnen ; in Fig. 1 ist die Einstellung der Spule d durch eingeschaltete Scheiben e von verschiedener Dicke angedeutet. Der Zähler ist auch für Mehrphasenströme brauchbar, z.
B. kann ein Dreiphasenmesser aus drei Zählerelementen bestehen, von denen jedes eine Reihen- und eine Nebenschlussspule, wie bei einer der Formen des Einphasenstromes, besitzt, so dass jedes der Elemente auf eine allen gemeingemeinsame Scheibe wirkt und bestrebt ist, sie in derselben Richtung zu drehen. Für einen Dreiphasenstrom sind zwei Zählerelemente hinreichend mit Netz-oder Sternverbindungen, ausgeglichenen oder nicht ausgeglichenen Strömen, induktiven oder nichtinduktiven Belastungen. Es hat sich gezeigt, dass bei der beschriebenen Anordnung leicht eine Verschiebung des Spannungsfeldes um 900 erzielt werden kann.
In Wirklichkeit ist es möglich und angezeigt, eine grössere Verschiebung hervorzubringen und die Verschiebung sodann mit IIilfc eines nichtinduktiven Reihonwiderstandes t (Fig. 5, 7) auf genau 90 () herab- zubringen. Um die Streuung nach vorliegender Erfindung regeln zu können, kann auf dem Kern des Nobenschlussmagneten eine Eisenhülse li vorgesehen werden, welche verschiebbar ist. Es kann jedoch auch die Nebenschlussspule verschiebbar angeordnet werden.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Wechselstrom-Messgerät nach Forrarischem Prinzip mit scheibenförmigem Anker, bei welchem das Spannungsfeld gegen das Stromfeld um 900 verschoben ist, gekennzeichnet durch einen Nobcnscljussmagneton mit mehreren Nordpolen und mehreren Südpolen, die symmetrisch an derselben Seito der Scheibe ineinander greifen, derart, dass eine be- trächtliche Streuung zwischen den einzelnen Polenden auftritt, wodurch die erforderliche
Phasenverschiebung um 90 errreicht wird.