CH292450A - Wattmetric device responding to apparent power for measurement, control or regulation purposes. - Google Patents

Wattmetric device responding to apparent power for measurement, control or regulation purposes.

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CH292450A
CH292450A CH292450DA CH292450A CH 292450 A CH292450 A CH 292450A CH 292450D A CH292450D A CH 292450DA CH 292450 A CH292450 A CH 292450A
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CH
Switzerland
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current
indicator
currents
voltage
main circuit
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Application number
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German (de)
Inventor
Limited Metropolitan-V Company
Original Assignee
Vickers Electrical Co Ltd
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Publication date
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Publication of CH292450A publication Critical patent/CH292450A/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/48Meters specially adapted for measuring real or reactive components; Meters specially adapted for measuring apparent energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

  

  



  Auf die Scheinleistung ansprechende   wattmetrische    Einrichtung für   Mess-,   
Steuer-oder Regelzwecke.



   Die Erfindung betrifft eine auf die Scheinleistung ansprechende   wattmetrische Einrich-    tung für   Met-,    Steuer-oder   Regelzweeke.   



     STemäss    der vorleigenden Erfindung ist die auf die Seheinleistung ansprechende   Einrich-    tung gekennzeichnet durch einen Indikator, dessen Arbeitsspulen von einer der beiden   elektrisehen    Grossen (Strom, Spannung) eines Hauptstromkreises erregt sind, wobei eine der Spulen im Stromkreis eines magnetischen Ver  stärkers    liegt, dessen   Ausgangsweehselstrom    von der andern elektrischen Grosse des Hauptkreises gesteuert wird, derart, dass durch die Spulen des Indikators von der Spannung bzw.

   dem Strom des Hauptkreises eindeutig abhängige   Strume    fliessen, deren Phasenversehiebung jedoch von der   Phasenverschie-      buy zwisehen Strom und Spannung    des Hauptstromkreises mindestens angenähert unabhängig ist.



   Ein magnetischer Verstärke besteht aus einem oder mehreren   sättigbaren,    magneti  schen Kreisen    mit einer oder mehreren Wick  lungen    eines   Wechselstromkreises    als Arbeitswicklung und mit einer zur Gleichstrom-Vor   magnetisierung dienenden Steuerwicklung zur    Regelung des von dem   magnetischen Verstär-    ker zu übertragenden. Stromwertes, das heisst. der Stärke des in der oder den als Arbeitswicklung des Verstärkers wirkenden Wicklungen fliessenden Wechselstromes. Der magnetische Kreis kann weitere zusätzliche Wick  lungen    oder   Gleichstromerregungszweige      auf-    weisen, um eine vorgeschriebene Arbeitscharakteristik zu erhalten.

   Beispielsweise wird häufig eine verstärkend wirkende Rüekkopplungswieklung angeordnet, die über einen Gleichrichter aus der   Arbeitswicklung    gespiesen wird, um zusätzliche Steuer-Amperewindungen zu erzeugen, die in solcher Richtung liegen, dass die Wirkung der Erregung verstärkt und damit die Empfindlichkeit des Indikators erhöht wird.



   Die   Arbeitswieklung    des magnetischen Verstärkers wird vorzugsweise mit der   zugehöri-    gen Arbeitsspule des Indikators in Serie an die Spannung des Hauptstromkreises geschaltet. Es wurde gefunden, dass dadurch gute   Linearität    zwischen dem vom magnetischen Verstärker dem Indikator zugeführten Strom und dem Strom erhalten werden kann, der durch die   Steuerwicklung    des Verstärkers tritt.



   In den Figuren der Zeichnung sind   Schalt-      schemata    einiger Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.



   Gleiche Teile sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen   irberweisungszahlen    bezeichnet.



   Der Indikator M kann ein Wattmeter oder   Wattstundenzähler    sein und ist üblicherweise   ein Induktionsinstrument.    Der Indikator kann zu Anzeige-, Steuer-oder   Regelzwecken    dienen.



  Er kann auch ein von der Scheinleistung des  Hauptstromkreises beeinflusstes Relais sein.



  Bei   T ist    ein magnetischer Verstärker mit der   Gleichstrom-Steuerwieklung    3 gezeigt. Der magnetische Verstärker besteht   hier beispiels-    weise aus einem   dreischenkligen    Eisenkern, an   dessen Zlittelsäule    die   Steuerwieklung    3 angeordnet ist, wobei die aus den beiden Teilen 4 und 5 bestehende   Arbeitswicklung    mit dem durch die beiden äussern Säulen fliessenden Magnetfluss gekoppelt ist. Bei der gezeigten Anordnung   sind die beiden Wieklungsteile    parallel geschaltet.



   Die Anordnung nach Fig. 1 ist an eine Einphasenleitung mit den Leitern 6 und 7 angeschlossen. Die   Spannungsspvle 1    des Indikators liegt parallel zu einem regelbaren Widerstand 8, der mit der Drosselspule 9 in Serie geschaltet ist. Dadurch wird die Spule   1    gemäss der zwischen den Leitern 6 und 7 vorhandenen Spannung über die aus dem Widerstand 8 und Drosselspule 9 gebildete Impedanz gespiesen, wobei die Phase des in der Spule   1    fliessenden Stromes mit Hilfe des Widerstandes 8 einstellbar ist. Es könnten auch andere   Nfittel    zur   Phasenversehiebung    angewandt werden, und zwar entweder im Strom-oder Spannungskreis oder in beiden.



  Die Stromspule 2 des Gerätes liegt in Serie mit der Arbeitswickung 4, 5 des magnetischen Verstärkers an den Leitern   6 und    7, während die Steuerwicklung 3 des magnetischen Verstärkers über den Gleichirichter   R    mit der Sekundärwicklung eines   Stromwandlers    10 verbunden ist, dessen Primärwicklung in der Leitung 6 liegt. Um Gleichrichter kleiner Leistung verwenden zu können, oder um den Stromwandler zu entlasten, können in den Kreis Hilfstransformatoren eingefügt werden.



  Zweckmässig wird in Serie zu Wicklung 3 noch eine Drosselspule 11 geschaltet, um den vom Stromwandler her zugeführten und   gleich-    gerichteten Strom zu glätten. Als   Gleichrieli-    ter wird vorzugsweise ein   Vollweg-Trocken-    platten-Gleichrichter   verwendet. Zn    einem später   noeh    zu erklärenden   Zweek    ist parallel zur Ausgangswicklung des magnetischen Verstärkers noeh ein veränderlicher Widerstand 12 geschaltet.



   Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird im Betrieb die   Spannungsspule    1 von der zwischen den Leitern 6 und 7 herrschenden Spannung erregt, während die Stromspule 2 vom Strom der Arbeitswieklung des Verstärkers durehflossen ist, dessen Grosse vom magnetischen Verstärker in Funktion des Stromes im Leiter 6 geregelt wird Die   Strume    in den    Spulen 1 und 2 sind gegeneinander um einen    bestimmten Betrag phasenversehoben, der aber von der   Phasenversehiebung zwisehen    Strom und Spannung der Hauptleitungen 6 und   7    unbeeinflusst ist, da der in der Spule 2 flie ssende Strom von der gleichen Stromquelle wie der Strom der Spule 1 herrührt, das heisst von der zwischen den   Hauptleitern      herrschen-    den Spannung.

   Am Phasenwinkel zwischen den Strömen. in den Spulen 1 und   2    können jedoch bei   Anderung    der Strombelastung des Leiters 6 kleine Änderungen auftreten, deren Betrag und Richtungssinn ganz allgemein von den Parametern des magnetischen Verstärkers abhängt. Es lässt sich nun so einrichten, dass diese Änderungen den. durch   Abweichun-    gen des sinusförmigen Verlaufs des Stromes in der Spule 2 in Abhängigkeit vom Wert. des   Belastungsstromes    in Leiter 6 bedingten Än   derungen entgegenwirken. Mit ändern Wor-    ten : es ist auf diese Weise möglich, einer Nichtlinearität im Verhältnis von   Sinnskom-    ponente und   Belastungsstrom      entgegenzuwir-    ken.

   Demgemäss sind die   Effektivwerte    dieser   Strume    proportional zu Strom und Spannung der Hauptleitung, so dass der Indikator. M auf die über die Leitung   6,    7 übertragene Seheinleistung anspricht.



   Die Impedanz 8, 9 gestattet, das Gerät bei einem Leistungsfaktor   1    oder einem andern Leistungsfaktor zu verwenden, je nachdem dies fiir den einzelnen Fall erforderlieh ist.



   Der Widerstand 12 dient zur Korrektur kleinerer Fehler, wie sie bei geringen Be  lastungen auftreten können. Bei einem Mehr-    phasensystem hängt der Phasenwinkel zwischen den Strömen in den beiden Spulen des Indikators davon   ab,    mit welchen Phasenleitern die Spulen verbunden sind, so dass für einen gegebenen Fall die günstigste   Beziehuna    gewählt werden kann. Ausserdem kann eine oder können beide Spulen des Indikators in Serie zu einem   Ohmsehen    Widerstand oder einer Impedanz gelegt werden, um den Phasenwinkel zwischen den Strömen der genannten Spulen festzulegen.



   Bei Verwendung in einem unsymmetrisch belasteten   Dreiphasensystem    mit drei oder vier Leitern werden drei der an Hand von Fig.   1    beschriebenen magnetischen Verstärker mit den drei Phasenleitern verbunden, wobei drei Verstärker die   Stromspulen    eines drei  teiligen    Indikators speisen, dessen Spannungsspulen, wie mit Bezug auf Fig.   1    beschrieben, erregt werden. Im Falle eines Dreiphasensystems können die   Spannungsspulen    zwischen den entsprechenden Leiter und einen zugänglichen   Neutralpunkt    gelegt werden, wie er beispielsweise an einem Spannungswandler vorhanden ist.

   Es ist klar, dass dort, wo es   notig    ist, für die Spulen 1 oder 2 Spannungswandler in die Hauptleitung geschaltet werden können.



   Bei einer Variante zu Fig.   1    wird die Stromspule des Indikators direkt von einem Stromwandler gespiesen, während die Span  nungsspule    über einen magnetischen Verstärker ebenfalls von diesem Stromwandler aus versorgt wird. Die Erregerwicklung des Ver  stärkers    wird dann über einen Gleichrichter entweder direkt oder unter Verwendung eines   Spannungswandlers    durch die Netzspannung gespiesen. Solche Anordnungen eignen sich speziell   finir    einen kleineren Messbereich, wie er beispielsweise für   Regelzwecke    erforderlich ist, das heisst in Fällen, wo der Indikator als Relais verwendet wird. Entsprechende Anord  nungen    können für   Mehrphasensysteme    getroffen werden.



   Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Verwendung in einem symmetrisch belasteten Dreiphasensystem mit drei oder vier Leitern. Die drei Phasenleiter sind mit 6A,   6B    und   6C    bezeiehnet und der eventuell vorhandene Nullleiter mit 7. Die Anordnung umfasst einen Spannungswandler 20 mit den in Stern gesehalteten Primärwicklungen und den in Stern geschalteten Sekundärwicklungen 21A,   21B    und   21C.    Der Indikator ist ein solcher vom Einphasentyp, dessen Spannungsspule   1    von den Sekundärwicklungen   21A    und 21C ge  spiesen    wird, während die Stromspule 2 in Serie mit der Arbeitswicklung des magnetischen Verstärkers gelegt ist, die von den Sekundärwicklungen 21A und   21B    erregt wird.



  Der Gleichrichter R ist dreiphasig, und die Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers wird über diesen Gleichrichter von den drei Stromwandlern 10A, 10B und IOC gespiesen.



  Nach üblicher Praxis werden bei Dreiphasen Dreileitersystemen nur zwei Wandler benötigt, da der Strom in einem   Phasenleiter    jederzeit gleich der Vektorsumme der Ströme in den beiden andern Phasen ist.



   Bei dieser Anordnung ist der Steuerstrom des magnetischen Verstärkers proportional der Summe der einzelnen Phasenströme der   Hauptleiter,    so dass der durch die Spule 2 des Indikators fliessende Strom ebenfalls proportional zu dieser Summe ist, weshalb der Indikator auf die Summe der   Scheinleistungen    der einzelnen Phasen anspricht.



   In Fig. 2 ist ein spezielles Phasenverhältnis für die Ströme in der   Spanomgs-lmd    Stromspule des Indikators angenommen ; es ist aber klar, dass die Anschlüsse der Wicklungen an die Phasen 6A, 6B und 6C anders sein können und dass sich bei andern Anordnungen andere Phasenverhältnisse als günstig erweisen können.



   Bei einer Variante zur Anordnung nach Fig. 2 sind die drei Sekundärwicklungen des Stromwandlers über drei Gleichrichter miteinander parallel und mit der Wicklung 3 in Serie geschaltet, so dass die Spule 2 wiederum in Funktion der Summe der einzelnen Phasenströme gespiesen wird.



   Fig. 3 zeigt eine weitere Variante, bei welcher der magnetische Verstärker drei separate Steuerwicklungen   3A, 3B und    3C besitzt, die über die Gleichrichter RA, RB und   RC    mit den drei Stromwandlern   10A,    10B und 10C verbunden sind. Auch in diesem Fall ist die resultierende Erregung propor tional der Summe der verschiedenen Phasenströme. 



   Die mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene Anordnung ist ebenfalls verwendbar, wenn drei Leiter 6A, 6B und 6C oder eine beliebige andere Anzahl Leiter in getrennten einphasigen Stromkreisen mit gleicher Spannung betrieben werden, an die die Messspule angeschlossen ist.



  Die   Einriehtmg spricht    dann auf die Summe der   Voltampere    oder   Voltamperestunden    sämtlicher Stromkreise wie 6A, 6B und 6C in ähnlicher Weise an wie in Fig. 3 auf die Summe der Phasenströme.



   In   Mehrphasenanlagen    kann ein Zweiphasenindikator verwendet werden, bei dem die beiden   Stromspulen    in   Ausgangskreisen    zweier magnetischer Verstärker liegen, deren   Steuerwicklungen in Übereinstimmung    mit den Strömen in zwei Phasen erregt werden. Die Anschlüsse der   Spannungsspulen    müssen dabei naeh den Regeln vorgenommen. werden, die für die Zweiphasen-Wattmeter-Messmethode gelten, mit der bei symmetrischer   und unsym-      metrischer    Belastung gemessen werden kann.



   Daraus wird ersichtlich, dass die Spulen eines   Wattmeters    oder   kWh-Zählers    und des magnetischen Verstärkers oder einer Mehrzahl magnetischer Verstärker allgemein so   angeord-    net werden können, dass die Erregung der   Indikatorspulen    nach einer der allgemein bekannten Messmethoden erfolgen kan, um die erforderliche Abhängigkeit von Strom und Spannung in einem oder mehreren   einphasi-    gen oder einem mehrphasigen Kreis zu erreiehen.



   Die   magnetischen Verstärker sind beispiels-    weise in den Fig. 1, 2   und 3    mit zwei Aus  gangswicklungen (Arbeitswicklungen) 4 und    5 gezeigt, die mit zwei magnetischen Kreisen gekoppelt sind, die, wie in den Beispielen ge  zeigt ; zu einem einzigen dreise. henkligen Ma-      gnetkern mit    einem mittleren Schenkel, der für die beiden magnetischen Kreise   gemein-    sam ist, zusammengefasst sind.



     Bekanntlieh    ist das Arbeiten des   Indika-    tors von der Wellenform des durch seine   Win-      dungen    geleiteten   Erregerstromes    abhängig, Weiter ist bekannt, da der Ausgangsstrom eines magnetischen Verstärkers eine Wellenform erhält, die von der magnetischen Cha  rakteristik    des Verstärkers abhängt, und dass der Wechselstrom in jeder Ausgangswieklung dahin neigt, jeweils in der einen Halbwelle einen spitzen Verlauf und in der andern Halbwelle einen   abgeflaehten    Verlauf zu erhalten.

   Die beiden   Arbeitswicklungen    4 und 5 können hinsichtlich des   Wicklungssinnes      gleiehsinnig (parallel)-wie    in den Figuren    gezeigt-oder gegensinnig angeschlossen    werden, so dass die   Ausgangsstrome    in den beiden Windungen ihren spitzen Verlauf in der gleichen oder in   versehiedenen    Halbwellen eines Zyklus'erhalten.

   So kann eine gewisse Beeinflussung der AVell : enform des Stromes in der Indikatorspule   2    erreicht   und-falls    er  wünscht-durch    einen oder mehrere Durchlass oder Sperrkreise erhöht werden, das heisst durch Serie-oder   Parallelresonanzkreise,    die auf eine oder mehrere Harmonische des Stromes des magnetischen Verstärkers abgestimmt und in Serie oder parallel zur Indikatorspule 2 geschaltet sind. Statt der abgestimmten   Sperr-    oder   Durchlasskreise    können auch einfache   Blockkondensatoren    oder Drosseln für den gleichen   Zweek verwendet werden.   



   Bei einer erfindungsgemässen Anordnung wird der Indikator, zum Beispiel ein Wattmeter oder   Wattstundenzähler,    mit einem Lei  stungsfaktor    betrieben, der vom   Leistungsfak-    tor des Hauptstromkreises unbeeinflusst ist, da der Strom beider Spulen des Indikators von der   gleichenStromquelleodervonStrom-    quellen mit bestimmter Phasenbeziehung her zugeführt wird, die von derjenigen zwischen Strom und Spannung des durch die Messung zu erfassenden Stromkreises unabhängig ist.



  



  Wattmetric device responsive to the apparent power for measuring,
Control or regulation purposes.



   The invention relates to a wattmetric device that responds to the apparent power for metering, control or regulation purposes.



     According to the present invention, the device responding to visual performance is characterized by an indicator, the working coils of which are excited by one of the two electrical variables (current, voltage) of a main circuit, one of the coils being in the circuit of a magnetic amplifier whose output alternating current is controlled by the other electrical variable of the main circuit, in such a way that the coils of the indicator depend on the voltage or

   Currents that are clearly dependent on the current of the main circuit flow, but their phase shift is at least approximately independent of the phase shift between the current and voltage of the main circuit.



   A magnetic amplifier consists of one or more saturable magnetic circuits with one or more windings of an alternating current circuit as the working winding and with a control winding serving for direct current pre-magnetization to regulate the amplifier to be transmitted by the magnetic amplifier. Current value, that is. the strength of the alternating current flowing in the winding or windings acting as the working winding of the amplifier. The magnetic circuit can have additional windings or direct current excitation branches in order to obtain a prescribed working characteristic.

   For example, an amplifying feedback circuit is often arranged, which is fed from the working winding via a rectifier in order to generate additional control ampere-turns that are in such a direction that the effect of the excitation is increased and thus the sensitivity of the indicator is increased.



   The working position of the magnetic amplifier is preferably connected in series to the voltage of the main circuit with the associated working coil of the indicator. It has been found that this can provide good linearity between the current supplied by the magnetic amplifier to the indicator and the current passing through the amplifier's control winding.



   In the figures of the drawing, circuit diagrams of some exemplary embodiments of the subject of the invention are shown.



   The same parts are denoted by the same transfer numbers in the various figures.



   The indicator M can be a wattmeter or watt-hour meter and is usually an induction instrument. The indicator can be used for display, control or regulation purposes.



  It can also be a relay influenced by the apparent power of the main circuit.



  At T a magnetic amplifier with the DC control signal 3 is shown. The magnetic amplifier consists here, for example, of a three-legged iron core, on whose central column the control unit 3 is arranged, the working winding consisting of the two parts 4 and 5 being coupled to the magnetic flux flowing through the two outer columns. In the arrangement shown, the two rocking parts are connected in parallel.



   The arrangement according to FIG. 1 is connected to a single-phase line with conductors 6 and 7. The voltage level 1 of the indicator is parallel to a controllable resistor 8 which is connected in series with the choke coil 9. As a result, the coil 1 is fed according to the voltage present between the conductors 6 and 7 via the impedance formed by the resistor 8 and choke coil 9, the phase of the current flowing in the coil 1 being adjustable with the aid of the resistor 8. Other means of phase shifting could also be used, either in the current or voltage circuit or in both.



  The current coil 2 of the device is in series with the working winding 4, 5 of the magnetic amplifier on the conductors 6 and 7, while the control winding 3 of the magnetic amplifier is connected via the rectifier R to the secondary winding of a current transformer 10, the primary winding of which is in line 6 lies. In order to be able to use rectifiers of low power or to relieve the current transformer, auxiliary transformers can be inserted in the circuit.



  A choke coil 11 is expediently connected in series with winding 3 in order to smooth the rectified current supplied by the current transformer. A full-wave dry-plate rectifier is preferably used as the rectifier. For a purpose to be explained later, a variable resistor 12 is also connected in parallel to the output winding of the magnetic amplifier.



   In the arrangement shown in Fig. 1, the voltage coil 1 is excited during operation by the voltage prevailing between the conductors 6 and 7, while the current coil 2 is flowed through by the current of the working position of the amplifier, the size of which is from the magnetic amplifier as a function of the current in the conductor 6 is regulated The currents in coils 1 and 2 are phase shifted from one another by a certain amount, but this is not influenced by the phase shift between the current and voltage of the main lines 6 and 7, since the current flowing in coil 2 comes from the same power source as the current of the coil 1 originates, that is to say from the voltage between the main conductors.

   At the phase angle between the currents. in the coils 1 and 2, however, when the current load on the conductor 6 changes, small changes can occur, the magnitude and direction of which generally depends on the parameters of the magnetic amplifier. You can now set up these changes to the. by deviations in the sinusoidal course of the current in coil 2 as a function of the value. counteract changes in the load current in conductor 6. In other words: in this way it is possible to counteract a non-linearity in the relationship between the sense component and the load current.

   Accordingly, the effective values of these currents are proportional to the current and voltage of the main line, so that the indicator. M responds to the visual power transmitted via the line 6, 7.



   The impedance 8, 9 allows the device to be used with a power factor of 1 or another power factor, depending on what is required for the individual case.



   The resistor 12 is used to correct minor errors that can occur with low loading. In a multi-phase system, the phase angle between the currents in the two coils of the indicator depends on which phase conductors the coils are connected to, so that the most favorable relationship can be selected for a given case. In addition, one or both coils of the indicator can be connected in series to an ohmic resistance or an impedance in order to determine the phase angle between the currents of the said coils.



   When used in an asymmetrically loaded three-phase system with three or four conductors, three of the magnetic amplifiers described with reference to Fig. 1 are connected to the three phase conductors, with three amplifiers feeding the current coils of a three-part indicator, the voltage coils of which, as with reference to Fig. 1 described, are excited. In the case of a three-phase system, the voltage coils can be placed between the corresponding conductor and an accessible neutral point, such as is available on a voltage converter, for example.

   It is clear that where necessary, 1 or 2 voltage converters can be switched into the main line for the coils.



   In a variant of FIG. 1, the current coil of the indicator is fed directly from a current transformer, while the voltage coil is also supplied from this current transformer via a magnetic amplifier. The exciter winding of the amplifier is then fed by the mains voltage either directly via a rectifier or using a voltage converter. Such arrangements are particularly suitable for a smaller measuring range, as is required, for example, for regulating purposes, that is to say in cases where the indicator is used as a relay. Corresponding arrangements can be made for multi-phase systems.



   Fig. 2 shows an arrangement for use in a symmetrically loaded three-phase system with three or four conductors. The three phase conductors are marked with 6A, 6B and 6C and the neutral conductor, if present, with 7. The arrangement comprises a voltage converter 20 with the star-connected primary windings and the star-connected secondary windings 21A, 21B and 21C. The indicator is of the single-phase type, the voltage coil 1 of which is fed by the secondary windings 21A and 21C, while the current coil 2 is placed in series with the working winding of the magnetic amplifier which is excited by the secondary windings 21A and 21B.



  The rectifier R is three-phase, and the control winding of the magnetic amplifier is fed via this rectifier from the three current transformers 10A, 10B and IOC.



  According to common practice, only two converters are required in three-phase, three-wire systems, since the current in a phase conductor is always equal to the vector sum of the currents in the other two phases.



   With this arrangement, the control current of the magnetic amplifier is proportional to the sum of the individual phase currents of the main conductors, so that the current flowing through the coil 2 of the indicator is also proportional to this sum, which is why the indicator responds to the sum of the apparent powers of the individual phases.



   In FIG. 2, a special phase relationship is assumed for the currents in the Spanomgs-lmd current coil of the indicator; it is clear, however, that the connections of the windings to phases 6A, 6B and 6C can be different and that other phase relationships can prove to be favorable in other arrangements.



   In a variant of the arrangement according to FIG. 2, the three secondary windings of the current transformer are connected in parallel with one another via three rectifiers and in series with the winding 3 so that the coil 2 is again fed as a function of the sum of the individual phase currents.



   3 shows a further variant in which the magnetic amplifier has three separate control windings 3A, 3B and 3C which are connected to the three current transformers 10A, 10B and 10C via the rectifiers RA, RB and RC. In this case too, the resulting excitation is proportional to the sum of the various phase currents.



   The arrangement described with reference to FIG. 3 can also be used when three conductors 6A, 6B and 6C or any other number of conductors are operated in separate single-phase circuits with the same voltage to which the measuring coil is connected.



  The device then responds to the sum of the volt-amperes or volt-ampere-hours of all circuits such as 6A, 6B and 6C in a manner similar to that in FIG. 3 to the sum of the phase currents.



   In multi-phase systems, a two-phase indicator can be used in which the two current coils are located in the output circuits of two magnetic amplifiers, the control windings of which are excited in accordance with the currents in two phases. The connections of the voltage coils must be made according to the rules. that apply to the two-phase wattmeter measurement method, which can be used to measure with symmetrical and asymmetrical loads.



   It can be seen from this that the coils of a wattmeter or kWh meter and the magnetic amplifier or a plurality of magnetic amplifiers can generally be arranged in such a way that the indicator coils can be excited according to one of the generally known measuring methods in order to achieve the required dependence on current and to generate voltage in one or more single-phase or multi-phase circuits.



   The magnetic amplifiers are shown, for example, in FIGS. 1, 2 and 3 with two output windings (working windings) 4 and 5, which are coupled to two magnetic circuits which, as in the examples, show; into a single three. handle magnetic core with a middle leg, which is common for the two magnetic circuits, are combined.



     As is well known, the work of the indicator depends on the waveform of the excitation current passed through its windings. It is also known that the output current of a magnetic amplifier has a waveform that depends on the amplifier's magnetic characteristics, and that the alternating current in every output trend tends to have a sharp curve in one half-wave and a flattened curve in the other half-wave.

   The two working windings 4 and 5 can be connected in the same direction (parallel) - as shown in the figures - or in opposite directions, so that the output currents in the two windings get their peak course in the same or in different half-waves of a cycle.

   Thus, a certain influence on the AVell: enform of the current in the indicator coil 2 can be achieved and - if so desired - increased by one or more passage or blocking circuits, i.e. by series or parallel resonance circuits that act on one or more harmonics of the magnetic current Amplifier tuned and connected in series or parallel to the indicator coil 2. Instead of the matched blocking or transmission circuits, simple block capacitors or chokes can also be used for the same purpose.



   In an arrangement according to the invention, the indicator, for example a wattmeter or watt-hour meter, is operated with a power factor that is unaffected by the power factor of the main circuit, since the current in both coils of the indicator is supplied from the same power source or from power sources with a specific phase relationship, which is independent of that between current and voltage of the circuit to be detected by the measurement.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH : Auf die Scheinleistung ansprechende watt metrisehe Einrichtung für Mess-, Steuer- oder Regelzweeke, gekennzeicvhnet daurch einen Indikator, dessen Arbeitsspulen von einer der beiden elektrischen Grossen (Strom, Spannung) eines Hauptstromkreises erregt sind, wobei eine der Spulen im Stromkreis eines magnetischen Verstärkers liegt, dessen Ausgangswechselstrom von der andern elektrischen Grösse des Hauptkreises gesteuert wird, der art, dass durch die Spulen des Indikators von der Spannung bzw. dem Strom des Hauptkreises eindeutig abhängige Ströme fliessen, deren Phasenverschiebung jedoch von der Phasenversehiebung zwischen Strom und Spanung des Hauptstromkreises mindestens angenähert unabhängig ist. PATENT CLAIM: Watt metric device responding to the apparent power for measuring, control or regulating purposes, characterized by an indicator, the working coils of which are excited by one of the two electrical quantities (current, voltage) of a main circuit, one of the coils being in the circuit of a magnetic amplifier, whose output alternating current is controlled by the other electrical variable of the main circuit, such that currents that are clearly dependent on the voltage or current of the main circuit flow through the coils of the indicator, but their phase shift is at least approximately independent of the phase shift between current and voltage of the main circuit is. UNTEBANSPRUCHE : 1. Wattmetrisehe Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswicklung des magnetischen Verstärkers mit der zugehörigen Wicklung des Indikators in Serie an den Hauptstromkreis geschaltet ist. SUBSTANTIAL CLAIMS: 1. Wattmetrisehe device according to patent claim, characterized in that the working winding of the magnetic amplifier with the associated winding of the indicator is connected in series to the main circuit. 2. Wattmetrische Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Spule des Indikators von der Spannung des Hauptstromkreises und die andere Spule ebenfalls von dieser Spannung, aber über die Arbeitswicklung eines magnetischen Verstärkers gespiesen wird, wobei eine Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers von der Stärke des Stromes im flanptstromkreis beeinflusst wird. 2. Wattmetrical device according to claim and dependent claim 1, characterized in that one coil of the indicator is fed by the voltage of the main circuit and the other coil is also fed by this voltage, but via the working winding of a magnetic amplifier, a control winding of the magnetic amplifier from the strength of the current in the flanging circuit is influenced. 3. Wattmetrische Einrichtung nach Patentanspruch, zur Verwendung in einem Mehr pliasensystem, gekennzeichnet durch einen Alehrphasenindikator, dessen Spannungsspu- len von den versehiedenen Phasenspannungen des Hauptstromkreises und dessen Stromspu len ebenfalls von den Spannungen des Hauptkreises jedoch über die Arbeitswicklungen von magnetischen Verstärkern gespiesen werden, deren Steuerwicklungen durch von der Grosse der versehiedenen Ströme des Hauptkreises abhängige Ströme gespiesen sind. 3. Wattmetric device according to claim, for use in a multi-plias system, characterized by a Alehr phase indicator, whose voltage coils are fed by the various phase voltages of the main circuit and whose Stromspu sources are also supplied by the voltages of the main circuit via the working windings of magnetic amplifiers Control windings are fed by currents dependent on the size of the various currents in the main circuit. 4. Wattmetrische Einrichtung naeh Patentanspruch, zur Verwendung bei einer Mehrzahl separater Hauptstromkreise, gekennzeichnet durch einen Mehrphasenindikator, dessen Spannungsspulen von den Spannungen der separaten Leitungen gespiesen werden und dessen Stromspulen über magnetische Verstärker gespeist werden, deren Steuerwicklungen durch von den Strömen in den einzelnen Hauptleitungen abhängige Strume erregt sind. 4. Wattmetric device naeh claim, for use with a plurality of separate main circuits, characterized by a multi-phase indicator, whose voltage coils are fed by the voltages of the separate lines and whose current coils are fed via magnetic amplifiers whose control windings are dependent on the currents in the individual main lines Strums are excited. 5. Wattmetrische Einrichtung nach Patentanspruch, fur ein symmetrisch belastetes Mehrphasensystem, gekennzeichnet durch einen Einphasenindikator und einen magnetischen Verstärker, der die Stromspule des Indikators speist und mit mindestens einer Steuerwick- lung versehen ist, die an Gleichrichterstrom- kreise angeschlossen ist, die auf die Wechselströme in den einzelnen Phasen des Haupt- stromkreises ansprechen, um eine der Summe der Phasenstrome der Hauptkreise proportionale Steueramperewindungszahl im magnetischen Verstärker zu erzeugen. 5. Wattmetric device according to claim, for a symmetrically loaded multiphase system, characterized by a single-phase indicator and a magnetic amplifier which feeds the current coil of the indicator and is provided with at least one control winding which is connected to rectifier circuits that are fed to the alternating currents respond in the individual phases of the main circuit in order to generate a number of control ampere turns in the magnetic amplifier that is proportional to the sum of the phase currents of the main circuits. 6. Wattmetrische Einrichtung nach Patentanspruch, zur Verwendung bei einer Mehrzahl separater Hauptstromkreise mit gleicher Spannung, gekennzeichnet durch einen Ein phasenindikator und einen magnetischen Verstärker, der die Stromspule des Indikators speist und mit mindestens einer Steuerwicklung versehen ist, die an Gleichrichterstrom- kreise derart angeschlossen ist, dass in ihr eine der Summe der Strume der Hauptstromkreise proportionale Steueramperewindungszahl erzeugt wird. 6. Wattmetric device according to claim, for use with a plurality of separate main circuits with the same voltage, characterized by a phase indicator and a magnetic amplifier which feeds the current coil of the indicator and is provided with at least one control winding which is connected to rectifier circuits in this way that a control ampere turn number proportional to the sum of the currents of the main circuits is generated in it. 7. Wattmetrische Einrichtung nach Patent ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Verstärker eine Steuerwicklung aufweist, die über eine Gleichrichteranordnung mit den, Sekundärwicklungen von Stromwandlern verbunden ist, die die Strume des Hauptstromkreises erfassen. 7. Wattmetric device according to patent claim, characterized in that the magnetic amplifier has a control winding which is connected via a rectifier arrangement to the secondary windings of current transformers which detect the currents of the main circuit. 8. Wattmetrische Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Verstärker eine Mehrzahl von Steuerwicklungen aufweist, die über Gleichrichter mit Stromwandlern verbunden sind, die die Strume der Hauptstromkreise erfassen. 8. Wattmetric device according to claim, characterized in that the magnetic amplifier has a plurality of control windings which are connected via rectifiers with current transformers which detect the currents of the main circuits.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1099640B (en) * 1954-09-22 1961-02-16 Siemens Ag Power measurement based on the Hall effect

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1099640B (en) * 1954-09-22 1961-02-16 Siemens Ag Power measurement based on the Hall effect

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