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Schaltung zur Kompensation des Frequenzfehlers von
Induktions z ählern Schaltungen zur Kompensation des bei Induktionszählern auftretenden Freuqenzfehlers sind bishernicht bekannt. Die Frequenzabhängigkeit musste vielmehr durch konstruktive Massnahmenmöglichst unterdrückt werden, wie z. B. durch Verwendung dünner Triebscheiben, durch möglichst kleinen ohmschen Widerstand der Spannungsspule usw., die jedoch wieder gewisse Nachteile mit sich bringen. So ergeben dünne Triebscheiben ein kleineres Drehmoment als solche normaler Stärke ; anderseits werden die Spannungsspulen bei möglichst geringem ohmschen Widerstand gross und teuer.
Nach der Erfindung sind nun Schaltungen zur Kompensation des Frequenzfehlers von Induktionszählern derart abgebaut, dass parallel zur Stromspule des Induktionszählers ein annähernd auf die Soll-Frequenz abgestimmter Parallelschwingkreis geschaltet ist. hiedurch werden die oben angegebenen Nachteile vermieden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kompensationsschaltung ist der Parallelschwingkreis durch einen parallel zur Stromspule des Induktionszählers geschalteten Transformator und einen an dessen Sekundärseite angeschlossenen Kondensator gebildet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann in Reihe mit der Stromspule des Induktionszählers eine zusätzliche Impedanz geschaltet sein. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kompensationsschaltung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 ein Diagramm mit dem typischen Verlauf der Frequenzabhängigkeit der Anzeige von Induktionszählern ; Fig. 2 das Grundprinzip der Schaltung und schliesslich Fig. 3 eine praktische Ausführungsform derselben.
Fig. 1 zeigt den Verlauf des MessfehlersF eines Induktionszählers ohne Frequenzkompensation in Abhängigkeit von der Frequenz f. Die Linie a stellt den Verlauf des Messfehlers bei ces zozo = 1 und die Linie b bei cos tp = 0, 5 dar. Bei Abweichung df vom Frequenzsollwert fs hat also der Messfehler bei cos < = 1 den Wert F und bei cos zip = 0, 5 den Wert F.
Wird nach Fig. 2 parallel zur Stromspule S eines nichtgezeichneten Induktionszählers ein auf die Netzfrequenz abgestimmter Parallelschwingkreis C, L geschaltet, so ist der durch die Stromspule fliessende Strom Is nicht mehr identisch mit dem Netzstrom IN ; zwischen beiden Strömen IS und IN treten fre-
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zeige des Zählers zu kompensieren. Da der Widerstand des Schwingkreises bei Resonanzfrequenz sehr gross ist, wird durch einen auf die Sollfrequenz des Netzes abgestimmten Schwingkreis die.
Anzeige des Zählers bei Sollfrequenz nicht beeinflusst ; bei niedrigerer Frequenz als der Sollfrequenz vergrössert sich dagegen der durch die Spule L des Schwingkreises fliessende Strom IL und der durch den Kondensator C fliessende Strom IC wird kleiner, wodurch eine Verkleinerung und Phasenvoreilung des Stromes Is gegenüber dem Netzstrom IN verursacht wird. Bei höheren Frequenzen vergrössert sich der Kondensatorstrom IC und der Spulenstrom IL wird kleiner, was eine Vergrösserung und Phasennacheilung des Stromes IS gegenüber IN zur Folge hat.
Damit die erfindungsgemässe Frequenzkompensation bei allen möglichen Netzphasenwinkeln gleich wirksam ist, ist ein bestimmtes, von Fall zu Fall verschiedenes Verhältnis der Reaktanz zum ohmschen Widerstand der StromspuleS erforderlich. Um das zu erreichen, muss'in vielen Fällen mit der StromspuleS eine Zusatzimpedanz Z in Serie geschaltet werden. Diese Impedanz hat dann je nach dem vorhandenen und dem erforderlichen Verhältnis der Reaktanz zum ohmschen Widerstand der Stromspule S ohmschen oder induktiven Charakter.
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Die Anordnung nach der Fig. 2 erfordert bei den üblichen Zählern einen Kondensator C mit einem verhältnismässig grossen Kapazitätswert. Es ist daher. vorteilhaft, den Schwingkreis als einen zur Stromspule S parallelgeschalteten Transformator Tr, an den sekundärseitig ein Kondensator Cl angeschlossen ist, auszubilden. Wenn die Windungszahl der Sekundärwicklung gegenüber derjenigen der Primärwicklung gross gewählt wird, ergibt sich dann für den Kondensator Cl ein verhältnismässig kleiner Kapazitätswert.
Beim bekannten Induktionszähler muss die Phasenverschiebung zwischen der Netzspannung und dem
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als 900, damitdurch erreicht, dass im Spannungskreis des Zählers ein magnetischer Nebenschluss ausgebildet wird, dessen magnetischer Fluss weniger belastet ist, als der Triebf1uss, da er die Triebscheibe nicht durchsetzt. Von dem im Spannungskreis erzeugten magnetischen Fluss wird also nur etwa ein Drittel zurDrehmomentsbil- dung ausgenutzt. Dies hat einen grossen Eigenverbrauch im Spannungskreise zur Folge. Wird der Strom-
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An die Stabilität der bei der erfindungsgemässenAnordnung verwendetenSchaltelemente werden hohe Anforderungen gestellt, da Veränderungen derselben zu einer Fehlanzeige des Zählers führen würden. Die zeitliche Stabilität der Induktivitäten kann durch geeignete konstruktive Gestaltung der Spulen ohne Schwierigkeiten erreicht werden. Die zeitliche Konstanz der Kapazität des Kondensators hängt jedoch stark von dessen Qualität ab. Am besten eignen sich für den erfindungsgemässen Zweck hinsichtlich
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styrol-Kunstharz angebrachten Elektroden.
PATENTANSPRÜCHE :
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Circuit to compensate the frequency error of
Induction counters Circuits for compensating for the frequency error occurring in induction counters are not yet known. Instead, the frequency dependency had to be suppressed as far as possible by means of constructive measures, such as B. by using thin drive pulleys, by the smallest possible ohmic resistance of the voltage coil, etc., which, however, again bring certain disadvantages. Thin drive pulleys result in a smaller torque than those of normal strength; on the other hand, the voltage coils are large and expensive with the lowest possible ohmic resistance.
According to the invention, circuits for compensating the frequency error of induction counters are dismantled in such a way that a parallel resonant circuit which is approximately matched to the nominal frequency is connected in parallel with the current coil of the induction counter. this avoids the disadvantages indicated above.
In a preferred embodiment of the compensation circuit, the parallel resonant circuit is formed by a transformer connected in parallel to the current coil of the induction meter and a capacitor connected to its secondary side.
According to a further feature of the invention, an additional impedance can be connected in series with the current coil of the induction meter. An exemplary embodiment of the compensation circuit according to the invention is shown in the drawing. 1 shows a diagram with the typical course of the frequency dependency of the display of induction counters; FIG. 2 shows the basic principle of the circuit and finally FIG. 3 shows a practical embodiment of the same.
1 shows the course of the measurement error F of an induction counter without frequency compensation as a function of the frequency f. Line a shows the course of the measurement error at ces zozo = 1 and line b at cos tp = 0.5. If df deviates from the frequency setpoint fs, the measurement error has the value F at cos <= 1 and at cos zip = 0 , 5 the value F.
If, according to FIG. 2, a parallel resonant circuit C, L tuned to the mains frequency is connected in parallel to the current coil S of an induction meter (not shown), the current Is flowing through the current coil is no longer identical to the mains current IN; between the two currents IS and IN occur
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showing the counter to compensate. Since the resistance of the resonant circuit is very high at the resonance frequency, the resonant circuit is adjusted to the nominal frequency of the network.
Display of the counter at set frequency not affected; If the frequency is lower than the nominal frequency, however, the current IL flowing through the coil L of the resonant circuit increases and the current IC flowing through the capacitor C becomes smaller, which causes the current Is to decrease and lead in phase to the mains current IN. At higher frequencies, the capacitor current IC increases and the coil current IL becomes smaller, which results in an increase and phase lag of the current IS compared to IN.
So that the frequency compensation according to the invention is equally effective at all possible line phase angles, a certain ratio of the reactance to the ohmic resistance of the current coil S is required, which varies from case to case. To achieve this, an additional impedance Z must be connected in series with the current coil S in many cases. This impedance then has an ohmic or inductive character depending on the existing and the required ratio of the reactance to the ohmic resistance of the current coil S.
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The arrangement according to FIG. 2 requires a capacitor C with a comparatively large capacitance value in the conventional counters. It is therefore. It is advantageous to design the resonant circuit as a transformer Tr connected in parallel to the current coil S, to which a capacitor C1 is connected on the secondary side. If the number of turns of the secondary winding is selected to be large compared to that of the primary winding, a relatively small capacitance value then results for the capacitor C1.
With the known induction meter, the phase shift between the mains voltage and the
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than 900, so that a magnetic shunt is formed in the voltage circuit of the meter, the magnetic flux of which is less loaded than the drive flow because it does not penetrate the drive pulley. Of the magnetic flux generated in the voltage circuit, only about a third is used to generate torque. This results in a large self-consumption in the voltage circuit. If the electricity
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High demands are placed on the stability of the switching elements used in the arrangement according to the invention, since changes to the same would lead to an incorrect display on the counter. The stability of the inductances over time can be achieved without difficulty by suitable structural design of the coils. The temporal constancy of the capacitance of the capacitor depends heavily on its quality. Are best suited for the purpose of the invention in terms of
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styrene resin attached electrodes.
PATENT CLAIMS:
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