CH321934A - Three-phase four-wire induction meter - Google Patents

Three-phase four-wire induction meter

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CH321934A
CH321934A CH321934DA CH321934A CH 321934 A CH321934 A CH 321934A CH 321934D A CH321934D A CH 321934DA CH 321934 A CH321934 A CH 321934A
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CH
Switzerland
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drive
phase
iron
meter according
drive systems
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Application number
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German (de)
Inventor
Fred Dr Tschappu
Original Assignee
Landis & Gyr Ag
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Publication date
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    • 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
    • G01R11/36Induction meters, e.g. Ferraris meters
    • G01R11/40Induction meters, e.g. Ferraris meters for polyphase operation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

  

  



     Drehstrom-Vierleiter-Induktionszahler       I^'ür lWlehstrom-Vierleiter-Induktionszähler    ist es bekannt, drei Triebsysteme und einen   Zahleranker    mit drei   Triebscheiben    anzuord  nen. wobei jedes    Triebsystem auf eine ihm   afiein    zugeordnete Triebscheibe wirkt, damit zwischen den Trieb- und Streufl ssen der drei   systeme    keine   gegenseitige Verkettung auf-    tritt. Derartige Zähler bedingen ein relativ   grosses Gehäuse    und einen schweren Zähler  auker. Es wurde deshalb versucht,    einen ZÏhleranker mit nur einer Triebscheibe zu ver  wenden und    alle drei Triebsysteme auf diese eine Triebscheibe wirken zu lassen.

   Von ZÏh  mit    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 und das dritte Triebsystem unter   eineinrechtenWinkelzu    den beiden andern   hintor    die Ankerachse gesetzt. Diese   Plaeie-    rung der Triebsysteme führt infolge der klei  nen räumlichen Abstände zwischen    je zwei   in)    recliten Winkel zueinander stehenden Triebsystemen zu einer starken Verkettung    cler Trieb-und Streuflüsse, wahrend zwischen    den sieh gegenüberliegenden Triebsystemen die Verkettung geringer ist.

   Die komplizierte   gegenseitige Beeinflussnng    der Spannungstriebflüsse untereinancler, der Stromtriebfl sse nntereinander, die gegenseitige Beein  flussung    der   Spannungs-und      Stromtrieb-      i'lüsse    sowie die Beeinflussung der Span  nnngs-und    Stromstreuflüsse untereinander und gegeneinander und die Beeinflussung der Triebfliisse durch die Streuflüsse bewirken, dass der Zähler teilweise als Asynchronmotor lÏuft und dadurch stark drehfeldabhängig ist.



  Unter   Drehfeldabhängigkeit    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 ge  schlitzten    Aluminiumseheiben, deren Schlitze regelmässig gegeneinander versetzt und die elektrisch voneinander isoliert sind, zusam  mengeklebt    ist. Durch die Anwendung einer derartigen Triebscheibe wird die elektrische Kopplung der Triebsysteme über die Triebscheibe unterbunden. Die magnetische Kopplung 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   grole    Last, erhebliche Schwierig  keiten.    



   Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass eine mögliehst sym  metrische,    gleichmässige und vollkommene Verkettung der Streuflüsse leichter zu kompensieren sei als eine willkürliche und unvollkommene und benützt diese Anschauung zur Kompensation der   Spannungsstreuflüsse.    Die Erfindung betrifft einen Drehstrom-Vierleiter Induktionszähler mit drei Triebsystemen und einer Triebscheibe am   Zähleranker, auf    wel  elie    alle drei Triebsysteme wirken, welcher Zähler dadurch gekennzeichnet ist, dass die drei Triebsysteme in Richtung der Ankerachse gesehen je um   19-0     zueinander versetzt sind und dass zur Kompensation des Spannungsstreuflusses ein sternförmiges,

   dreiarmiges Kompensationsblech aus magnetisch leitendem Material in einer Ebene parallel zur Triebscheibe angeordnet ist, dessen Arme ebenfalls um   120     zueinander versetzt sind und welche am Rücken der   Spamungstrieb-    eisen magnetisch isoliert befestigt sind, um die betreffenden   Spannungsstreuflüsse      sternför-    mig miteinander zu verketten. Zweckmässigerweise weist dabei jeder Arm des Streubleches einen Seitenarm mit sich verjüngendem Querschnitt auf, um den Grad der   Streuflussver-    kettung einstellen zu können.

   Insbesondere ist es hierfür zweckmässig, das   Streublech    aussen nach Teilen eines Kreises zu begrenzen und an jedem Spannungstriebeisen in einer Nut eines magnetisch isolierenden Metallteils unter Haftreibung zu lagern.



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.



   Die Zeichnung zeigt in
Fig.   1    die Anordnung der Triebsysteme und der   Spannungsstreuflusskompensation    bei einem Drehstrom-Vierleiterzähler in teilweiser schematischer Darstellung im Aufriss, in
Fig. 2 den zugehörigen Grundriss, in
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung   A.   



   Die drei Triebsysteme sind mit I, II, III bezeichnet und unter drei gleichen Winkeln, das heisst um   120     in Richtung der Ankerachse 11 gesehen, zueinander versetzt. Alle drei Triebsysteme sind genau gleich ausgebildet und bestehen je aus einem Spannungstriebeisen, welches oberhalb der Triebscheibe   12    und je einem Stromtriebeisen, welches   nnterhalb    der Triebscheibe   12    dem Span  nungstriebeisen      gegeniiberliegend    angeordnet ist. Der Tragrahmen und die Befestigung der Triebeisen an diesem Tragrahmen ist in der Zeichnung weggelassen. Ebenso sind das Bremssystem und die   Strom-und    Spannungsspulen weggelassen und die Strom-und Span  nungswieklungen    sind nur schematisch angedeutet.

   Das   Triebsystem I    ist an die Phase   R,    Triebsystem II an Phase S, Triebsystem III an Phase T   angeselilossen.    Ein Spannungstriebeisen besteht aus einem Rahmen mit zwei Schenkeln 13,   1.    4 und einem mittleren Kern 15, dessen Pol 16 seitlieh verbreitert ist und mit den Schenkeln 13,   14 je    einen Luftspalt bildet. Auf dem Kern   15    ist die Spannungsspule angebracht. Die Stromeisen sind   U-for-      mig und    die Pole der   Sehenkel    17, 18 liegen dem   Spannungspol    16 und den beiden Luftspalten gegeniiber. Auf den Sehenkeln 17, 18 sind die beiden   Stromwieklungen aufgebracht.   



  Stromeisen und Spannungseisen sind lamel  liert.    Vom Rüeken eines jeden Spannungseisens ist ein massiver   Eisenarm    19 unter die Triebseheibe   12 gezogen,    dessen Ende 20 etwas   v erjüngt    ist und zwischen den Stromeisenpolen liegend den   Spannungsgegenpol    bildet.



  Auf jedem   Stromeisenpol    ist je ein massives Eisenplättehen 21,   22 als Polplättchen ange-    bracht. Die Triebeisen bedürfen keiner speziellen Dimensionierung, indem sie etwa aus Raummangel speziell   sehmal    und hoch dimensioniert sein müssen ; vielmehr bietet die Raumaufteilung unter drei gleiehen Winkeln bezüglich der Ankerachse so viel freien Raum, dass serienmässige, z. B. für Einphasenzähler hergestellte, Triebeisen Anwendung finden können.



   Die Triebscheibe 12, welehe mittels einer Nabe 23 auf der Ankerachse 11 befestigt ist, ist aus dünnen, mit radialen   Sehlitzen      24    versehenen und elektrisch voneinander isolierten Aluminiumblättern zusammengeklebt, wobei die Sehlitze von Blatt zu Blatt regelmässig gegeneinander versetzt sind. Die verwendete Scheibe ist aus sechs Blättern mit je fünf   gleichmässig verteilten Schlitzen zusammenge-    setzt. Der Winkel zwischen den Schlitzen von zweibenachbarten BlÏttern betrÏgt 360¯/5.6= 12¯.



  Eine derartige Scheibe unterbindet die   Streu-       ung der Seheibenstrome aus dem Bereich    eines   Triebsystems    in den Bereich der andern Triebsysteme.



   Zur Kompensation des Spannungsstreuflusses ist ein   sternformiges,    dreiarmiges Bleeh aus ferromagnetisehem   Alaterial    vorgesehen, welches die Spannungsstreuflüsse am Rüeken der   Spannungstriebeisen    symmetrisch miteinander verkettet. Dieses Kompensationsblech    besitzt einen kreisringformigen Mittelteil 25,    durch dessen Loch das Oberlager der Ankeraehse zugänglich ist, und drei Arme 26, welche je drei gleiche Winkel, also 120¯, zueinander   einschliessen.

   Jeder Arm 26    weist einen seitin   in eine Spitze auslautenden Lappen 27    auf, und das   Blecli    ist aussen durch Teile   28    einer Kreislinie begrenzt, deren Radius wenig kleiner ist als der Abstand der Spannungstriebeisen von der   blette    der Ankerachse. Zur   Kopplung des Kompensationsbleches    mit den   Spannungstriebeisen    stehen die   Gegenpoleisen      l 9 mit einem    Lappen 29 über die Spannungstriebeisen hinaus etwas vor und bilden dadurch je eine Kopplungsfläche.

   Das Kompensationseisen ist magnetiseh isoliert und mit jedem Arm zwischen einem   Messingplättchen    30 und einer   Alessingbride    31 durch   Haftrei-    bung gehalten. Die PlÏttchen Die Plättehen Briden 31 sind je mit zwei Sehrauben   32    an die   Ge-      genpoleisen    19 angeschraubt. Das Kompen  sationsblech kam    so eingeschwenkt werden, da¯ die Lappen 27 je nach Bedarf nach links eder nach rechts weisen, und die Kopplung ist dureh mehr oder weniger starkes Einschwenken der Lappen einstellbar. Durch dieses   Kompensationsblech    kann ein drehfeldabhängiger Fehler, der nur bei kleiner Last störend auftritt, einstellbar kompensiert werden.



  



     Three-phase four-wire induction counter I ^ 'ür lWlehstrom four-wire induction counter it is known to arrange three drive systems and a counter anchor with three drive disks. Each drive system acts on a drive disk assigned to it so that there is no mutual linkage between the drive and stray flows of the three systems. Such counters require a relatively large housing and a heavy counter. An attempt was therefore made to use a counter anchor with only one drive pulley and to let all three drive systems act on this one drive pulley.

   From ZÏh with two drive systems, z. B. in Aron circuit, in which the two drive systems are arranged diametrically, in the known meters with three drive systems two drive systems were also set diametrically and the third drive system at a right angle to the other two behind the armature axis. As a result of the small spatial distances between two drive systems at right angles to one another, this placement of the drive systems leads to a strong linkage of the drive and stray fluxes, while the linkage is less between the opposite drive systems.

   The complicated mutual influence of the voltage drive flows among one another, the mutual influence of the voltage and current drive flows as well as the influence of the voltage and current leakage flows with one another and against each other and the influence of the drive flows through the leakage flows cause the The meter partly runs as an asynchronous motor and is therefore strongly dependent on the rotating field.



  The rotating 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 a normal phase sequence.



   It is now known that a significant proportion of the rotating field errors can be eliminated by gluing the drive pulley of the counter armature not from homogeneous sheet aluminum, but from thin, radially slotted aluminum disks, the slots of which are regularly offset from one another and which are electrically isolated from one another . 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 eliminated by compensation and adjustment means and caused considerable difficulties over the entire load range, but especially for very small and very large loads.



   The present invention is based on the basic idea that a preferably symmetrical, uniform and perfect concatenation of the leakage fluxes is easier to compensate than an arbitrary and imperfect one and uses this view to compensate for the voltage leakage fluxes. The invention relates to a three-phase four-wire induction meter with three drive systems and a drive pulley on the counter armature, on wel elie all three drive systems act, which counter is characterized in that the three drive systems are each offset by 19-0 when viewed in the direction of the armature axis and that to compensate for the voltage leakage flux a star-shaped,

   three-armed compensation plate made of magnetically conductive material is arranged in a plane parallel to the drive pulley, the arms of which are also offset by 120 to each other and which are attached to the back of the spamung drive iron magnetically insulated in order to link the relevant voltage stray fluxes with each other in a star shape. Each arm of the spreading plate expediently has a side arm with a tapering cross section in order to be able to adjust the degree of the leakage flux linkage.

   In particular, it is useful for this purpose to limit the outside of the diffuser by dividing a circle and to mount it on each tension drive iron in a groove of a magnetically insulating metal part with static friction.



   An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.



   The drawing shows in
1 shows the arrangement of the drive systems and the voltage leakage flux compensation in a three-phase four-wire meter in a partially schematic representation in elevation, in
Fig. 2 shows the associated floor plan in
Fig. 3 is a view in the direction A.



   The three drive systems are labeled I, II, III and are offset from one another at three equal angles, that is to say by 120 when 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 drive iron, which is arranged above the drive pulley 12 and a current drive iron, which is arranged opposite the tension drive iron below the drive pulley 12. The support frame and the attachment of the drive irons to this support frame are omitted in the drawing. The braking system and the current and voltage coils are also omitted and the current and voltage fluctuations are only indicated schematically.

   Drive system I is attached to phase R, drive system II to phase S, drive system III to phase T. A tension gear 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, 14. The voltage coil is attached to the core 15. The current irons are U-shaped and the poles of the legs 17, 18 are opposite the voltage pole 16 and the two air gaps. The two current waves are applied to the legs 17, 18.



  Electric iron and tension iron are laminated. From the back of each tension iron, a massive iron arm 19 is drawn under the drive pulley 12, the end 20 of which is slightly tapered and, lying between the current iron poles, forms the opposite voltage pole.



  A solid iron plate 21, 22 is attached as a small pole plate to each current iron pole. The drive irons do not require any special dimensioning, in that they have to be dimensioned especially small and high due to lack of space; Rather, the room layout at three equal angles with respect to the anchor axis offers so much free space that standard, e.g. B. for single-phase meters manufactured, can find drive iron application.



   The drive pulley 12, which is attached to the armature shaft 11 by means of a hub 23, is glued together from thin aluminum sheets provided with radial seat braids 24 and electrically insulated from one another, the seat braids being regularly offset from one another from sheet to sheet. The disc used is made up of six sheets with five evenly distributed slots each. The angle between the slits of two adjacent leaves is 360¯ / 5.6 = 12¯.



  A disk of this type prevents the scattering of the disk currents from the area of one drive system into the area of the other drive systems.



   To compensate for the voltage leakage flux, a star-shaped, three-armed sheet metal made of ferromagnetic aluminum is provided, which symmetrically concatenates the voltage leakage fluxes on the back of the tension drive iron. This compensation plate has an annular middle part 25, through the hole of which the upper bearing of the anchor shaft is accessible, and three arms 26 which each enclose three equal angles, ie 120 ″, to one another.

   Each arm 26 has a flap 27 extending sideways into a point, and the sheet metal is delimited on the outside by parts 28 of a circular line, the radius of which is slightly smaller than the distance between the tension drive iron and the plate of the anchor axis. To couple the compensation plate with the tension drive iron, the opposite pole iron l 9 with a tab 29 protrude slightly beyond the tension drive iron and thereby each form a coupling surface.

   The compensation iron is magnetically insulated and held with each arm between a brass plate 30 and an Alessing bridge 31 by static friction. The platelets The platelet clamps 31 are each screwed to the counterpole iron 19 with two visual screws 32. The compensation plate came to be pivoted in such a way that the tabs 27 point to the left or to the right as required, and the coupling can be adjusted by pivoting the tabs inward to a greater or lesser extent. This compensation plate can be used to adjustably compensate for a rotating field-dependent error that only occurs in a disruptive manner with a small load.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit drei Triebsystemen und einer Triebseheibe am ZÏhleranker, auf welche alle drei Triebsysteme wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Triebsysteme in Richtung der Ankerachse gesehen je um 120¯ zueinander versetzt sind und dass zur Kompensation des Span nungsstreuflusses ein sternförmiges, dreiarmiges Kompensationsblech aus magnetisch leitendem Material in einer Ebene parallel zur Triebscheibe angeordnet ist, dessen Arme ebenfalls um 120 zueinander versetzt sind und welche am R cken der Spannungstriebeisen magnetisch isoliert befestigt sind, um die betreffenden Spannungsstreufl sse sternförmig miteinander zu verketten. PATENT CLAIM Three-phase four-wire induction meter with three drive systems and a drive disk on the counter armature, on which all three drive systems act, characterized in that the three drive systems are each offset by 120¯ to each other when viewed in the direction of the armature axis and that a star-shaped one to compensate for the leakage flux , three-armed compensation plate made of magnetically conductive material is arranged in a plane parallel to the drive pulley, the arms of which are also offset by 120 to each other and which are attached to the back of the tension drive iron in a magnetically insulated manner in order to link the relevant voltage stray lines in a star shape. UNTERANSPRÜCHE 1. Drehstromzähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Streublech an jedem Arm einen Seitenarm mit sich ver jüngendem Querschnitt aufweist. SUBCLAIMS 1. Three-phase electricity meter according to claim, characterized in that the scattering plate on each arm has a side arm with ver younger cross-section. 2. Drehstromzähler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Streublech aussen nach Teilen eines Kreises begrenzt ist. 2. Three-phase electricity meter according to dependent claim 1, characterized in that the spreading plate is limited on the outside after dividing a circle. 3. Drehstromzähler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daR an jedem Span nungstriebeisen ein magnetisch isolierender Metallteil mit einer Nut angebracht ist, in welcher das Streublech unter Haftreibung gelagert ist. 3. Three-phase energy meter according to dependent claim 2, characterized in that a magnetically insulating metal part with a groove is attached to each tension drive iron, in which the diffuser is mounted under static friction. 4. Drehstromzähler nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Streubleeh um seinen in der Flueht der Ankerachse liegenden Mittelpunkt verdrehbar und damit in die Lagernnten einschwenkbar ist. 4. Three-phase current meter according to dependent claim 3, characterized in that the scattering sheet can be rotated about its center point lying in the flow of the armature axis and can thus be pivoted into the bearings.
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