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Messgerät nach Ferraris'schem Prinzip zur Bestimmung der wattlosen Leistung in
Drehstromanlagen.
Bei den im Stammpatent beschriebenen Messvorrichtungen zur Me sung der wattlosen Leistung bzw. de, wattlosen Verbrauches sind für die Erregung des Spannungsfeld jeweils benachbarte Spannungen des Drehstromnetzes verwendet worden, um die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den motorisch wirksamen Magnetfeldern der Netzspannung und des Verbrauchs tromes zu erhalten, da eR b sher nicht möglich schien, bei Ferrarismessgeräten das motorisch wirksame Spannungsfeld in gleiche Phase mit der erzeugenden Spannung zu bringen. Macht man von einem solchen Magnetfelde Gebrauch, so
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zwei Messvorriehtungen in Aronseher Schaltung, für Drehstromanlagen mit Nulleiter drei Messvorrichtungen in Sternschaltung verwenden.
Die Verwendung der Aronschen Schaltung bei Messung von Drehstrom in Drei'dt ranlagen bietet gegenüber der durch das Stammpatent bekannt gewordenen Schaltung verschiedene Vorteile. Einmal ist es nicht mehr möglich, zwischen zwei bzw drei bestimmten Leitern Strom zu entnehmen, ohne dass das Messgerät anzeigt, was bei früheren Schaltungen dann möglich war, wenn der nicht verwendete Leiter vor dem
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nungslos wurde. Ausserdem ist für die richtige Messung nicht mehr die Voraussetzung zu machen, dass die drei Spannungen des Drehstromnetzes gleich gross und um genau 1200 gegeneinander verschoben sind.
Hiebei sowie für alle nachfolgenden Ausführungen ist-wie im Stammpatent-angenommen. dass das motorisch wirksame Hauptstromfeld in gleicher Phase mit dem Hauptstrome sei. Ist dies nicht oder nicht genau der Fall, so sind in der Phasenanlage des motorisch wirksamen Spannungsfeldes sinngemässe Korrekturen anzubringen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Messeinrichtung gemäss dem Stammpatent, bei welcher die Messvorrichtungen zur Angabe der wattles : m Leistung bzw. des wattlosen Verbrauches auf dem Ferrari,-Prinzipe beruhen und das motorisch wirksame Hauptstromfeld dieser Messvorrichtungen mit einem motorisch wirksamen Nebenschlussfelde zusammenarbeitet, das mit der dasselbe erzeugenden Spannung in Phase gebracht ist.
Die Fig. 1 zeigt beispielsweise, wie ein solches Nebenschlussfeld in Phase mit der dasselbe erzeugenden Spannung gebracht werden kann. Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Spannungen und Magnetfelder.
Von einer Spannung E ist unter Vorschaltung eines Ohmschen Widerstandes UJ eine Spannungsspule J
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welches gegenüber der erzeugenden Spannung um einen Winkel a zurückbleibt. Diese Winkel a ist verhältnismässig klein, da, wie erwähnt, vor die Wicklung ein Ohms her Widerstand w geschaltet ist. Ausserdem ist von der Netzspannung unter Vorschaltung eimr Selb tinduktionsspule s eine Spule 2 abgezweigt, welche auf demselben Eisenkerne sitzt wie die Spule 1, jedoch vom Strom im entgegengesetzten Sinne durchflossen wird. Diese Spule 2 würde wenn sie vom Strom in gleichem Sinne wie die Spule 1 durchflossen wurde, ein Magnetfeld NI erzeugen, welches der erzeugenden Spannung um einen Winkel 11 nacheilt.
Dieser Winkel ss ist g oss, da die Spule 2 und die Selbstinduktionsspule s eine starke
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und Ns setzen sieh zu einer Resultante N zusammen und, wie aus dem Diagramm ersichtlich, können die Verhältnisse bezüglich der Grösse der beiden Komponenten und der Winkel mit der erzeugenden Spannung so gewählt werden, dass die Resultante N mit der erzeugenden Spannung E in Phase gebracht wild.
Bei der soeben beschriebenen Anordnung ist. zur E beugung eines gegenüber der Spannung wenig verschobenen Feldes eine besondere Vorschaltspule md zur Erzeugung eines gegenüber der Spannung tark verschobenen Feldes eine besondere Selb tinduktionsspule benüt ! t. Zur Erzeugung dieser Felder kann man aber auch andere bekannte E nrichtungen und Anordnungen wählen, beispielsweise den Ohmschen Widerstand unmittelbar auf die Spule 1 wickeln oder die Selbstinduktionsspul @ unmittelbar mit der Spule 2 vereinigen oder deren magnetische Kraftlinien mindestens teilweise in dem Eisenkerne der Spulen 1 und 2 oder deren Rückschluss verlaufen lassen. Auch Brückenschaltungen, Transformatoren, Kondensatoren und ähnliche Einrichtungen sind zudem genannten Zwecke brauchbar.
Die auf eine solche Weise erhaltenen Felder lassen sich dann zu einer resultante zusammensetzen, welche in Phase mit der
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be-ehiieben, dargestellt zur Messung des wattlosen Verbrauches bzw. der wattlosen Leistung in Drehstrom- anlagen mit drei (Fig. 3) und mit vier Leitungen (Fig. 4).
An Stelle der Zusammensetzung des resultierenden Feld s aus mchreren Komponen@en kann dessen Phasenlage auch durch geeignete Verwendung'eines Kondersator bestimmt werden. Ein Aus- führungsbeispiel hiefür ist in Fig. 5 gezeigt. In dieser bedeutet a einen Eisenkern. durch dessen Luftraum das durch den Strom in der Spannungsspule s erzeugte Magnetfeld tritt. In diesem Luftraum befindet sich die Ferraris@sche Scheibe. Wenn die Spannungsspule s unmittelbar an die Netzspannung angeschlossen wäre, so würde das in derselben entsteht nue Magnetfeld der erzeugenden Spannung um einen verhält-mässig grossen Winkel nach ilen.
Wird vor die Spannungsspule dagegen ein Kondensator geschaltet und erforderliehen Falles ein Widerstand w, so kann durch geeignete Wahl der Selbstinduktion der Spule s sowie der Kapazität des Kondensators''erreicht werden, dass der die Spule s durchfliessende Strom in Phase mit der erzeugenden Spannung kommt bzw. 180 gegen dieselbe verschoben ist.
Das Magnetfeld dieses Stromes ist nahezu in Phase m't demselben und durch geringe Korrekturen kann es genau in Phase mit dem Hauptstromfeld gebracht bzw. um 1800 gegen dasselbe velschoben werden, so dass ein nach obigem Prinzip gebautes Ferraris-Messgerät die wattlose Leistung bzw. den wattlosen Verbrauch bei Einphasenstrom anzeigt. Da, es bei der praktischen Auslührung nicht möglich ist, die Selbstinduktion der Spannungsspule
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gerät anzubringen, durch welche eine Eichung auf die genauen Werte vorgenommen werden kann.
Da der Kondensator, um dauernd den gleichen Wert beizubehalten, vor dem Eintritt von Luft und Feuchtig- keit sorgfältig bewahrt werden muss, ist es umständlich, an diesem Teil der Messeinriehtung besondere Einstellvorrichtungen anzubringen. Immerhin könnte derselbe mit Abzweigungen versehen werden,
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parallel zu dem Kondensator einen Ohmschen oder einen induktiven regelbaren Widerstand für die Zwecke der Eichung zu legen oder den Vorschaltwiderstand w regelbar zu machen. oder die endgültige Eichung durch Kurzschlussringe, magnetische Nebenschlüsse oder parallele Widerstände zu der Selbstinduktionsspule s vorzunehmen.
Gegenüber den im Stammpatent beschriebenen Schaltungen weisen dieselben verschiedene Vorteile auf. von denen nur der erwähnt sei, dass die Messeinrichtungen auch richtig zeigen, selbst wenn in der Drehstromanlage mit drei Leitern einer derselben. in der Drehstromanlage mit vier Leitern einer oder zwei derselben unterbrochen sind, wenn also die Drehstromanlagen in Einphasenanlagen übergegangen sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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anlagen nach Patent 77925, dadurch gekennzeichnet, dass das motorisch wirksame Hauptstromfeld mit einem motorisch wirksamen Xebens : hlussfeld zusammen arbeitet, welches in Phase mit der dasselbe erzeugenden Spannung ist.