Drehstrom-Vieleiter-InduktionszÏhler F'iir Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler ist es bekannt, drei Triebsysteme und einen Zähteranker mit drei Triebseheiben anzuord- nen, wobei jedes Triebsystem auf eine ihm allein zugeordnete Triebseheibe wirkt, damit zwiselen den Trieb-und Streuflüssen der drei Systeme keine gegenseitige Verkettung auf- tritt. Derartige Zähler bedingen ein relativ grosses Gehäuse und einen schweren Zahleranker. Es wurde deshalb versucht, einen ZÏh I cranker mit nur einer Triebscheibe zu verwenden und alle drei Triebsysteme auf diese eine Triebscheibe wirken zu lassen. Von ZÏh lern mit zwei Triebsystemen, z.
B. in Aron schaltung ausgehend, bei welchen die beiden Triebsysteme diametral angeordnet sind, wurden bei den bekannten Zählern mit drei Triebsystemen zwei Triebsysteme ebenfalls diametral angeordnet und das dritte Triebsystem unter einem rechten Winkel zu den heiclen andern hinter die Ankerachse gesetzt.
I) iese Plazierung der Triebsysteme führt infolge der kleinen räumlichen Abstände zwisehen je zwei im reehten Winkel zueinander stehenden Triebsystemen zu einer starken Verkettung der Trieb-und Streuflüsse, wÏhrend zwisehen den sich gegenüberliegenden Triebsystemen die Verkettung geringer ist.
Die komplizierte gegenseitige Beeinflussung der Spannungstriebflüsse untereinander, der Stromtriebflüsse untereinander, die gegen seitige Beeinflussung der Spannungs-und Stromtriebflüsse, bewirken, dass der Zähler teilweise als Asynchronmotor läuft und dadurch stark drehfeldabhÏngig ist. Unter Dreh i'eldabhängigkeit der Zähleranzeige wird der Fehler verstanden, den der Zähler anzeigt, wenn zwei Phasen miteinander vertauscht werden, bezogen auf den Fehler bei normaler Phasenfolge.
Es ist nun bekannt, einen wesentlichen Anteil der Drehfeldfehler dadurch zu beseitigen, dass die Triebscheibe des Zählerankers nicht aus homogenem Aluminiumblech hergestellt wird, sondern aus dünnen, radial geschlitzten Aluminiumscheiben, deren Schlitze regelmässig gegeneinander versetzt und die elekt. risch voneinander isoliert sind, zusam mengeklebt ist. Durch die Anwendung einer derartigen Triebscheibe wird die elektrische Kopplung der Triebsysteme über die Triebscheibe unterbunden. Die magnetische Kopp- lung der Triebsysteme kann durch magnetisch isolierte Befestigung der Triebsysteme am Tragrahmen teilweise beseitigt werden.
Der noch verbleibende, von den Streuflüssen herrührende Fehler konnte bisher durch Kom pensations-und Abgleichmittel nur teilweise behoben werden und bereitete über den ganzen Lastbereich speziell aber für sehr kleine und sehr grosse Last erhebliehe Schwierig- keiten.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass eine möglichst sym metrische, gleichmϯige und vollkommene Verkettung der Streuflüsse leiehter zu kom pensieren sei als eine willkürliche und unvoll kommene. Des weiteren wurde an Hand von Beobaehtungen erkannt, dass der Drehfeld- fehler bei Verwendung einer geschlitzten und geschichteten Scheibe umgekehrtes Vorzeichen aufweist als bei Verwendnng einer homogenen Seheibe und die geschlitzte und geschichtete Scheibe sich im Drehfeld anders verhält als die homogene Scheibe, indem sie selbst ein Störmoment erzeugt, welches der Richtung des Drehfeldes entgegengesetzt ist.
Wird ein Zähler an die normale Phasenfolge ange schl. ossen und lÏuft das Drehfeld gegen die Drehrichtung der Scheibe, so läuft es nach dem Vertauschen von zwei Phasen in der Drehriehtung. Logischerweise sollte dabei der Drehfeldfehler positives Vorzeichen aufwei- sen. Bei Verwendung einer geschlitzten und geschichteten Scheibe zeigt der Fehler jedoch negatives Vorzeichen. Ersetzt man die Seheibe durch eine homogene, so ändert der Fehler nicht nur im Betrag, sondern aueh im Vorzeichen und wird positiv. Diese Erkenntnis wird in der Erfindung zur Kompensation der Stromstreuflüsse ausgenützt.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit drei Triebsystemen und einer geschiehteten und geschlitzten Triebscheibe am Zähleranker, auf welche alle drei Triebsysteme wirken, welcher Zähler dadurch gekennzeichnet ist, dass die drei Triebsysteme in Riehtung der Anker aehse gesehen je um 120 zueinander versetzt sind und dass zur Kompensation des Strom streuflusses von den Stromeisenpolen Streu- arme aus ferromagnetischem Material in zwei Etagen gegen die Ankerachse geführt sind, zum Zwecke, eine möglichst gleichmässige und vollkommene Verkettung der Stromstreufl sse zu erhalten,
und dass der Zähleranker eine Kompensationstriebscheibe aufweist, welche zwischen den Etagen der Streuarme dreht und vom verketteten. Stromstreuflu¯ durchsetzt ist. Zweckmässigerweise sind die Stromeisenpole mit Polplatten versehen und die Streuarme an diesen Polplatten befestigt und weisen die Streuarme seitliche Lappen auf, über welche die Streuflüsse der linken Pole der drei Triebeisen in der einen Etage und die Streuflüsse der reehten Pole in der andern Etage miteinander verkettet sind, sind die Lappen in den beiden Etagen gegenläufig angeordnet und liegen die Lappen des rechtspoligen und linkspoligen Streuarmes je Stromtriebeisen bereinander. Insbesondere ist es dabei zweckmässig, wenn die Lappen die Form unter sich gleicher Kreisringsegmente aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeiehnnng nÏher erläutert.
Die Zeielhnung zeigt in
Fig. 1 die Anordnung der Triebsysteme und der Stromstrenflusskompensation bei einem Drehstrom-VierleiterzÏhler in teilweise schematischer Darstellung im Aufri¯, Fig. 2 den Grundriss, teilweise aufge- sehnitten,
Fig. 3 einen Sehnitt nach der Linie A-A in Fig. 1, ohne Teile 19, und
Fig. 4 eine Ansicht in der Pfeilriehtung B in Fig. 3.
Die drei Triebsysteme sind mit I, II, III bezeichnet und unter drei gleichen Winkeln, das heisst nm 120¯, in Richtung der Ankerachse 11 gesehen, zueinander versetzt. Alle drei Triebsysteme sind genau gleich ausgebil- det und bestehen je aus einem Spannungs- triebeisen a, welches oberhalb der Triebscheibe 1. 2 und je einem Stromtriebeisen b, welehes unterhalb der Triebscheibe 12 dem Span nnngstriebeisen a gegenüberliegend angeord- net ist. Der Tragrahmen und die Befestigung der Triebeisen a, b an diesem Tragrahmen sind in der Zeichnung weggelassen.
Ebenso sind das Bremssystem und die Strom-und Spannungsspulen weggelassen und die Stromund Spannungswicklungen sind nur schema tiseh angedeutet. Das Triebsystem I ist an die Phase R, Triebsystem II an Phase S, Triebsystem III an Phase T angeschlossen. Ein Spannungstriebeisen a besteht aus einem Rah- men mit zwei Schenkeln 13. 1. 4 und einem mittleren Kern 15, dessen Pol 16 seitlieh verbreitert ist und mit den Schenkeln 13, l je einen Luftspalt bildet. Auf dem Kern 1. ist die Spannungsspule angebracht.
Die Strom eisen b sind U-f¯rming und die Pole der Schenkel 17, 18 liegen dem Spannungspol 16 und den beiden Luftspalten gegenüber. Auf den Schenkeln 17, 18 sind die beiden Stromwick inngen aufgebracht. Stromeisen und Span nungseisen sind lamelliert. Vom Rücken eines jeden Spannungseisens ist ein massiver Eisen- arm 19 unter die Triebscheibe 12 gezogen, dessen Ende 20 etwas verjüngt ist, und zwi schen den Stromeisenpolen liegend den Spannungsgegenpool bildet. Auf jedem Stromeisenpol ist je ein massives EisenplÏttchen 21, 22 als Polplättehen angebracht.
Die Triebeisen bedürfen keiner speziellen Dimensionierung, indem sie etwa aus Raummangel speziell schmal und hoch dimensioniert sein müssen ; vielmehr bietet die Raumaufteilung unter drei gleichen'Winkeln bezüglich der Ankerachse so vie] freien Raum, dass serienmässige, z. B. für Einphasenzähler hergestellte Triebeisen Anwendung finden k¯nnen.
Die Triebseheibe 12, welehe mittels einer Nabe 23 auf der Ankerachse 11 befestigt ist, ist aus diinneu, mit radialen Schlitzen 24 ver sehenen und elektrisch voneinander isolierten Aluminiumblättern zusammengeklebt, wobei die Schlitze von Blatt zu Blatt regelmässig gegeneinander versetzt sind. Die verwendete e Seheibe ist aus seehs Blättern mit je f nf gleichmϯig verteilten Schlitzen zusammenge- setzt. Der Winkel zwischen den Sehlitzen von zwei benachbarten BlÏttern betrÏgt 360¯/5.6 =12¯.
Eine (derartige Seheibe nnterbindet die Streu tin der Seheibenströme aus dem Bereieh vines Triebsystems in den Bereich der andern Triebsysteme.
Zur Kompensation des Stromstreuflusses ist an jedem Polplättchen der Stromeisen je ein Streuarm 25, 26 angebracht, welche Arme dite die Ankeraehse weisen und in einem Kreisringsegment enden.
In Fig. 2 ist das Spannungseisen des 'I'riebsystems III und ein Teil der Trieb scheibe 12 weggeschnitten, so da¯ die Stromeisenpole und die Kompensationseisen sicht- I) ar sind.
In Fig. 3 ist die ganze Stromstreufluss Kompensationseinrichtung dagestellt, und
Fig. zeigt eine Ansiclit in Richtung B.
Am von der Ankerachse aus gesehen linken Polplättchen 21 ist ein Streueisen 25 und am rechten Polplättchen 22 ist ein Streueisen 26 befestigt. Die Befestigung erfolgt, indem zwischen PolplÏttchen. und Streueisen ein Messingplättehen 27 gelegt ist und die drei Teile mit einem Messingniet 28 zusammengehalten sind. Die drei Streueisen 25 liegen in einer Ebene und ihre seitlichen Lappen 29, welche die Form von Kreisringsegmenten aufweisen, bilden einen Kreisring, der durch drei Luftspalte 30 unterbroehen ist. Durch die Streueisen 25 und die seitlichen Lappen 29 werden die Streuflüsse der linken Stromeisenpole 21 symmetrisch miteinander verkettet.
An dem Polplättchen 22 sind die Streueisen 26 mit seitlichen Lappen angeordnet, wobei diese Streueisen 26 nach unten abgekröpft sind und miteinander in einer tiefer liegenden Ebene liegen. Die seitliehen Lappen vom linken und rechten Streuarm 25, 26 überdeeken sich und die Lappen der rechten Streueisen 26 bilden in der untern Etage einen Kreisring, durch welche der Streufluss der rechten Pole 22 miteinander verkettet wird. Zur Kom pensation dieser verketteten Streuflüsse ist auf der Ankerachse 11 eine Kompensations- triebscheibe angeordnet, welche zwischen den beiden Ebenen der Streuarme 25 und 26 tritt.
Diese Kompensationstriebscheibe 31 ist aus homogenem Aluminium gefertigt und die verketteten Stromstreuflüsse induzieren in der Kompensationsscheibe 31 'Wirbelstr¯me, die ein Drehmoment auf die Ankerachse ausüben, welches dem. Stortriebmoment der Triebscheibe 12 entgegenwirkt. Der Durchmesser der Kom pensationstriebscheibe 31 beträgt etwa ein Drittel des Durchmessers der Triebscheibe 12 und muss etwas kleiner sein als der freie Abstand zwischen den Schenkeln von zwei Stromtriebeisen. Es ist dabei aber zweckmässig, den Luftspalt zwisehen den beiden Etagen der Streueisen 25, 26, in welchen die Kompensa tionstriebscheibe 31 läuft, möglichst klein zu halten.
Die Luftspalte 30, welche die beiden Kreisringe durchbrechen, sind ebenfalls mog- liehst klein zu halten. Sie sollen jedoch grosser sein als der Durchmesser der Ankerachse 11, damit der Anker ein-und ausgebaut werden kann.
Die Wirkung der Stromstreuflusskompensation besteht darin, dass ein Fehler, der bei hoher Belastung des Zählers auftritt und bei einer ¯berlastung von. 300-400 % einige Prozente betragen kann, vollständig kompensiert wird. Die Kompensationsanordnung ist fest.
Es ist nicht erforderlich, dass sie für jeden Zähler einzeln abgleichbar ist, sondern es ge nügt, die Dimensionen der Kreisringsegment- fläche 29, des Luftspaltes zwischen oberer und unterer Etage, sowie Dicke und Fläche des Plättehens 27 einmal festzulegen, um dann die Anordnung in alle Zähler gleichen Typs fest einbauen zu können.
Three-phase multi-conductor induction meter For three-phase four-conductor induction meters, it is known to arrange three drive systems and a tough anchor with three drive pulleys, each drive system acting on a drive pulley assigned to it alone, thus between the drive and leakage flows of the three systems no mutual chaining occurs. Such counters require a relatively large housing and a heavy counter anchor. An attempt was therefore made to use a ZÏh I cranker with only one drive pulley and to let all three drive systems act on this one drive pulley. From counters with two drive systems, z.
B. in Aron circuit, in which the two drive systems are arranged diametrically, two drive systems were also arranged diametrically in the known meters with three drive systems and the third drive system at a right angle to the other tricky set behind the anchor axis.
This placement of the drive systems leads, due to the small spatial distances between two drive systems at right angles to each other, to a strong linkage of the drive and stray fluxes, while the linkage between the opposing drive systems is less.
The complicated mutual influencing of the voltage drive flows with one another, the current drive flows with one another, the mutual influencing of the voltage and current drive flows, mean that the meter partially runs as an asynchronous motor and is therefore strongly dependent on the rotating field. The rotation field dependency of the counter display is understood to mean the error that the counter displays when two phases are interchanged with one another, based on the error with normal phase sequence.
It is now known that a significant proportion of the rotating field errors can be eliminated by not making the drive pulley of the meter armature from homogeneous sheet aluminum, but from thin, radially slotted aluminum disks, the slots of which are regularly offset from one another and the elect are insulated from each other, glued together. By using such a drive pulley, the electrical coupling of the drive systems via the drive pulley is prevented. The magnetic coupling of the drive systems can be partially eliminated by magnetically insulated attachment of the drive systems to the support frame.
The remaining error resulting from the stray flux could only be partially corrected by means of compensation and adjustment means and caused considerable difficulties over the entire load range, especially for very small and very large loads.
The present invention is based on the basic idea that a concatenation of the leakage fluxes that is as symmetrical, uniform and perfect as possible is easier to compensate than an arbitrary and imperfect one. Furthermore, it was recognized on the basis of observations that the rotating field error when using a slotted and layered disk has the opposite sign than when using a homogeneous disk and the slotted and layered disk behaves differently in the rotating field than the homogeneous disk by itself Generates disturbance torque which is opposite to the direction of the rotating field.
If a counter is connected to the normal phase sequence. If the rotating field runs against the direction of rotation of the disk, it runs in the direction of rotation after swapping two phases. Logically, the rotating field error should have a positive sign. However, when using a slotted and layered disc, the error shows a negative sign. If the disc is replaced by a homogeneous one, the error changes not only in amount, but also in sign and becomes positive. This knowledge is used in the invention to compensate for the leakage currents.
The present invention relates to a three-phase four-wire induction meter with three drive systems and a stepped and slotted drive pulley on the counter armature, on which all three drive systems act, which counter is characterized in that the three drive systems are offset by 120 to each other in the direction of the armature axis and that to compensate for the current leakage flux from the current iron poles, stray arms made of ferromagnetic material are led in two floors against the armature axis, for the purpose of obtaining the most even and perfect interlinking of the current stray lines,
and that the meter armature has a compensation sheave which rotates between the floors of the spreader arms and from the chained one. Stray flow is permeated. The current iron poles are expediently provided with pole plates and the stray arms are attached to these pole plates and the stray arms have lateral lobes, via which the stray fluxes of the left poles of the three drive irons on one level and the stray fluxes of the right poles on the other level are linked together, the tabs on the two floors are arranged in opposite directions and the tabs of the right-pole and left-pole scattering arm of each power drive are on top of each other. It is particularly useful if the tabs have the shape of circular ring segments that are identical to one another.
An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
The drawing shows in
Fig. 1 the arrangement of the drive systems and the current flow compensation in a three-phase four-wire meter in a partially schematic representation in the plan, Fig. 2 the floor plan, partially seen,
3 shows a section along the line A-A in FIG. 1, without parts 19, and
FIG. 4 shows a view in arrow direction B in FIG. 3.
The three drive systems are labeled I, II, III and are offset from one another at three equal angles, that is to say nm 120¯, viewed in the direction of the armature axis 11. All three drive systems are designed in exactly the same way and each consist of a tension gear a, which is arranged above the drive pulley 1, 2 and a current drive b, which is arranged below the drive pulley 12 opposite the tension drive a. The support frame and the attachment of the drive irons a, b on this support frame are omitted in the drawing.
Likewise, the braking system and the current and voltage coils are omitted and the current and voltage windings are only indicated schematically. Drive system I is connected to phase R, drive system II to phase S, drive system III to phase T. A tension drive iron a consists of a frame with two legs 13, 1, 4 and a central core 15, the pole 16 of which is widened at the side and forms an air gap with each of the legs 13, 1. The tension coil is attached to the core 1..
The current iron b are U-shaped and the poles of the legs 17, 18 are opposite the voltage pole 16 and the two air gaps. On the legs 17, 18, the two Stromwick inngen are applied. Electric iron and tension irons are laminated. A massive iron arm 19 is drawn from the back of each tension iron under the drive pulley 12, the end 20 of which is slightly tapered and, lying between the current iron poles, forms the counter-tension pool. A massive iron plate 21, 22 is attached as a pole plate to each current iron pole.
The drive irons do not require any special dimensioning, in that they have to be specially narrow and high, for example due to lack of space; rather, the room layout under three equal angles with respect to the anchor axis offers so much free space that standard, e.g. B. for single-phase meters made drive irons can be used.
The drive pulley 12, which is secured by means of a hub 23 on the armature axle 11, is made of thin, with radial slots 24 provided and electrically isolated aluminum sheets glued together, the slots being regularly offset from one another from sheet to sheet. The disk used is made up of leaves with five evenly spaced slots. The angle between the seat strands of two adjacent leaves is 360¯ / 5.6 = 12¯.
Such a disc binds the scatter of the disc currents from the area of one instinctual system into the area of the other instinctual systems.
To compensate for the current leakage flux, a scattering arm 25, 26 is attached to each pole plate of the current iron, which arms have the armature axis and end in a circular ring segment.
In Fig. 2 the tension iron of the drive system III and part of the drive disk 12 is cut away so that the current iron poles and the compensation iron are visible.
The entire current leakage flux compensation device is shown in FIG. 3, and
Fig. Shows an angle in the direction B.
A spreader iron 25 is attached to the left pole plate 21 as seen from the armature axis and a spreader iron 26 is attached to the right pole plate 22. It is attached by placing between pole plates. a brass plate 27 is placed and the three parts are held together with a brass rivet 28. The three spreading irons 25 lie in one plane and their side tabs 29, which have the shape of circular ring segments, form a circular ring which is interrupted by three air gaps 30. The stray fluxes of the left current iron poles 21 are symmetrically linked to one another by the scattering iron 25 and the lateral tabs 29.
The scattering irons 26 are arranged with lateral lobes on the pole plate 22, these scattering irons 26 being bent downwards and lying with one another in a lower level. The lateral lobes of the left and right spreading arms 25, 26 cover each other and the lobes of the right spreading iron 26 form a circular ring on the lower level, through which the leakage flux of the right pole 22 is linked to one another. In order to compensate for these linked stray fluxes, a compensation drive pulley is arranged on the armature shaft 11, which is located between the two levels of the stray arms 25 and 26.
This compensation drive pulley 31 is made of homogeneous aluminum and the chained current stray fluxes induce eddy currents in the compensation disk 31 ', which exert a torque on the armature axis, which the. Counter drive torque of the drive pulley 12 counteracts. The diameter of the compensation drive pulley 31 is about a third of the diameter of the drive pulley 12 and must be slightly smaller than the free distance between the legs of two power drives. It is useful, however, to keep the air gap between the two floors of the spreading iron 25, 26, in which the Kompensa tion drive disk 31 runs, as small as possible.
The air gaps 30 which break through the two circular rings are also to be kept as small as possible. However, they should be larger than the diameter of the anchor axis 11 so that the anchor can be installed and removed.
The effect of the current leakage flux compensation is that an error that occurs when the meter is heavily loaded and when there is an overload of. 300-400% can be a few percent is fully compensated. The compensation arrangement is fixed.
It is not necessary that it can be adjusted individually for each meter, but it is sufficient to define the dimensions of the circular ring segment area 29, the air gap between the upper and lower level, and the thickness and area of the plate 27 once, in order to then determine the arrangement in to be able to permanently install all meters of the same type.