Schaltung für Blindverbrauchszähler und Blindleistungsmeter nach dem Induktionsprinzip. Es sind Blindverbrauchszähler bekamrt geworden, bei denen parallel zur Hauptstrom spule ein ohmscher Widerstand liegt. Bei weiteren Ausführungen erhält der magne tische Kreis des Hauptstromes einen magne tischen Nebenschluss. Wenn diese Ausfüh rungen für Frequenzen in der Grösse von 50 Perioden pro Sekunde zu brauchbaren Resultaten führen, so genügen diese Ein richtungen für Zähler für niedrige Frequen zen nicht, da für diese Frequenzen die Re aktanz der Stromspule zu klein ist.
Vorliegende Erfindung gibt eine Schal tung für Blindverbrauchszähler *und Blind leistungsmeter an, die sowohl bei den in Lichtmetzen gebräuchlichen Frequenzen, als auch bei niedrigeren Frequenzen, wie sie in Bahnnetzen vorkommen, anwendbar ist.
Bekanntlich ist es notwendig, dass in einem Blindverbrauchszähler, bezw. in einem Blindleistungsmeter nach der Induktionstype bei dem Leistungsfaktor 1 das wirksame Spannungsfeld mit dem wirksamen Strom feld in Phasenopposition liegt. Dabei ist die relative Lage des wirksamen Strom- und Spannungsflusses zu seiner erzeugender) Grösse gleichgültig.; notwendig ist nur, dass vorge nannte Bedingung der Phasenopposition der Triebflüsse beim Leistungsfaktor 1 einge halten wird. Beim vorliegenden Meter weist das Spannungsfeld gegenüber der erzeugenden und zugehörigen Spannung einen :Phasen winkel auf, der zwischen 0 und 90 , bezw. 180 und<B>270</B> - liegt.
Das wirksame Strom feld muss nun gegenüber dein Strom so ver schoben werden, dass bei dem Leistungs faktor 1 dasselbe mit dem Spannungsfeld in Phasenopposition liegt.
Auf welche Weise diese letztere Ver schiebung gemäss der Erfindung erzielt wird, soll an einem Einphasenzähler durch die Beschreibung des prinzipiellen Aufbaues und Aufstellung der zugehörigen Vektordiagramme gezeigt werden.
In Fig. 1 der Zeichnung ist 1 die Span nungsspule, 2. ein ohmscher Vorschaltwider- stand, 3 die Stromspule, 4 eine Drosselspule und 5 ein ohmscher Widerstand. Die Drossel spule ist mit der Stromspule in Serie ge schaltet. Der ohmsche Widerstand ä liegt zu beiden parallel. Drosselspule und ohmscher Widerstand können einzeln oder beide regu- lierbar sein, um dadurch die induktive Ab gleichung zu erzielen.
In Fig.2 ist das Vektordiagramm für den Spannungskreis angegeben. Die Strecke 6-7 stellt die Netzspannung E dar. An der Spannungsspule 1 (Fig. 1) liegt die Teil spannung Es, am Widerstand 2 die Span nung Erv. Der wirksame Spannungsfuss hat die Grösse (Pp und ist durch den Vektor 6-9 dargestellt.
In Fig.3 ist das Vektordiagramm für den Stromkreis dargestellt, und zwar für den Leistungsfaktor = 1. Der Netzstrom J teilt sich in zwei Teile Js und J.o. Js gleich der Strecke 10-13 durchfliesst die Stromspule 3 und die Drosselspule 4 (Fig. 1). Jtc, gleich Strecke 10-12 in Fig. 3 ist dem Netzstrom a voreilend; dadurch wird Js und damit auch (hiy dem Strom J nacheilend.
Die Verhältnisse müssen und können nun so gewählt werden, dass der Phasenwinkel #,r des wirksamen Spannungsfeldes gegenüber der Spannung .E (Fig. 2) gleich gross ist wie -#J, (Fig. 3). Die Einregulierung ist sowohl durch den regulier baren Widerstand 5 (Fig. 1), als auch die regulierbare Drosselspule 4 (Fig. 1) oder beide Einrichtungen zusammen möglich. Nach dieser Darstellung fallen die beiden wirksamen Spannungsflüsse Or und (IJe zusammen.
In einem abgeglichenen Wirkverbrauchszähler ist nun aber das Drehmoment proportional <I>D - ihr .</I> OJ , sin (90 - cp) - Or, . OJ cos 9, wobei 90 ganz allgemein der nacheilende Phasenwinkel des wirksamen Spannungsfeldes gegenüber dem wirksamen Stromfeld bei cos 9 =1 ist.
Im Blindverbrauchszähler muss bei cos rp <I>= 1,</I> sofern für denselben das Dreh moment fürPhasenwinkel zwischen 0 und 180 nacheilend in derselben Richtung wirken soll, wie zwischen 0 und 90 nacheilend beim Wirkverbrauchszähler, der Phasenwinkel des wirksamen Spannungsfeldes gegenüber dem wirksamen Stromfeld bei cos 5o = 1,0 um 180 nacheilend sein, denn nur dann wird <I>D =</I> Or # (1)J sin (180 - y@) positiv, d. h.
D = Or . OJ sin g^.
Aus diesen Ausführungen geht hervor, dass der Vektor des wirksamen Spannungs- feldes Or der Fig. 2 in die Lage (I <B><I>E'=</I></B> 6- 9' gebracht werden muss. Das geechieht einfach dadurch, dass die Anschlüsse der Spannung,- spule vertauscht werden.
Der Zähler nach der beschriebenen Aus führung hat nicht nur, wie ausführliche Ver suche ergaben, ausserordentlich gute Eigen- seliaften in Abhängigkeit der Belastung und des Leistungsfaktors des Netzes, sondern er zeigt auch noch in weitem Masse geringe Abhängigkeit von Spannungs-, Frequenz- und Temperaturindcrungen.
Die beschriebene Schaltung kann auch für Blindleistungsmeter verwendet werden, bei denen das Drehmoment durch die Ver drehung einer Feder kompensiert wird. Die Verdrehung der Scheibe, welche durch einen Zeiger auf einer Skala dargestellt werden kann, ist dann ein 1 < lass für die Blindleistung.
Irn weiteren können mehrere der beschrie benen Messsysteme auf bekannte Art zu bIehr- phasenzählern zusammengebaut werden, wo bei insbesondere auch die Zweiwattmeter- schaltung für die Blindverbrauchs- bezw. Blindleistungsrnessung angewendet werden darf.
Circuit for reactive consumption meters and reactive power meters based on the induction principle. There are blind consumption meters gotrt in which an ohmic resistance is parallel to the main current coil. In other versions, the magnetic circuit of the main flow is provided with a magnetic shunt. If these designs lead to useful results for frequencies in the order of 50 periods per second, then these devices are not sufficient for counters for low frequencies, since the reactance of the current coil is too small for these frequencies.
The present invention specifies a circuit for blind consumption meters * and reactive power meters that can be used both at the frequencies commonly used in lighting systems and at lower frequencies such as those found in rail networks.
As is known, it is necessary that in a blind consumption meter, respectively. In a reactive power meter according to the induction type with a power factor of 1, the effective voltage field is in phase opposition with the effective current field. The relative position of the effective current and voltage flow to its generating quantity is irrelevant. It is only necessary that the aforementioned condition of the phase opposition of the drive flows at power factor 1 is met. In the present meter, the tension field has a phase angle compared to the generating and associated voltage, which is between 0 and 90, respectively. 180 and <B> 270 </B> - lies.
The effective current field must now be shifted in relation to your current so that the same is in phase opposition with the power factor 1 with the voltage field.
The way in which this latter shift is achieved according to the invention will be shown on a single-phase counter by describing the basic structure and listing of the associated vector diagrams.
In FIG. 1 of the drawing, 1 is the voltage coil, 2. an ohmic ballast resistor, 3 the current coil, 4 a choke coil and 5 an ohmic resistor. The choke coil is connected in series with the current coil. The ohmic resistance ä is parallel to both. The choke coil and the ohmic resistance can be regulated individually or both in order to achieve the inductive balance.
In Fig.2 the vector diagram for the voltage circuit is given. The line 6-7 represents the mains voltage E. On the voltage coil 1 (Fig. 1) is the part voltage Es, on the resistor 2, the voltage Erv. The effective stress level has the size (Pp and is represented by the vector 6-9.
In Fig.3, the vector diagram for the circuit is shown, for the power factor = 1. The mains current J is divided into two parts Js and J.o. Js equal to the path 10-13 flows through the current coil 3 and the choke coil 4 (Fig. 1). Jtc, equal to distance 10-12 in Figure 3, leads the line current a; this causes Js and thus also (hiy to lag the current J.
The ratios must and can now be chosen so that the phase angle #, r of the effective stress field with respect to the voltage .E (Fig. 2) is the same as - # J, (Fig. 3). The adjustment is possible through the regulable ble resistor 5 (Fig. 1), as well as the adjustable choke coil 4 (Fig. 1) or both devices together. According to this representation, the two effective stress flows Or and (IJe coincide.
In a balanced active consumption meter, however, the torque is proportional to <I> D - you. </I> OJ, sin (90 - cp) - Or,. OJ cos 9, where 90 is generally the lagging phase angle of the effective voltage field compared to the effective current field at cos 9 = 1.
In the reactive consumption meter, at cos rp <I> = 1, </I>, if the torque for phase angle between 0 and 180 is to act lagging in the same direction as between 0 and 90 lagging in the active consumption meter, the phase angle of the effective voltage field must act compared to the effective current field should lag behind by 180 at cos 5o = 1.0, because only then will <I> D = </I> Or # (1) J sin (180 - y @) be positive, i.e. H.
D = Or. OJ sin g ^.
From these explanations it can be seen that the vector of the effective voltage field Or of FIG. 2 must be brought into the position (I <B><I>E'=</I> </B> 6-9 ' happens simply by swapping the connections of the voltage, coil.
The meter according to the design described not only has, as detailed tests have shown, exceptionally good properties depending on the load and the power factor of the network, but it also shows to a large extent little dependence on voltage, frequency and temperature changes .
The circuit described can also be used for reactive power meters in which the torque is compensated by the rotation of a spring. The rotation of the disk, which can be shown by a pointer on a scale, is then a 1 <lass for the reactive power.
In addition, several of the described measuring systems can be assembled in a known manner to form two-phase counters, where in particular the two-watt meter circuit for the reactive consumption or Reactive power measurement may be used.