Vorrichtung zur Kompensation des Fremdfeldeinflusses bei einem Induktionszähler
Nach den Vorschriften VDE 0418 f r El'elctrizitätszähler darf ein Fremdfeld von 1, 25 Oersted in InduktionszäNern bei 20 /des Nennstromes nicht mehr als 1 %Zusatzfehler verursachen. Das Fremd Spannungsleertrieb und wird im wesentlichen in Richtung der Zählergrundplatte, senkrecht zur ZÏh lergrundplatte und in vertikaler Richtung anzuneh- men. Der FremdfeldeinfLuss äussert sich in einem Spannungsleertrieb und wird im wesentlichen in dem Spannungseisen verursacht.
Die Ursache des störenden Fremdfeldleinflusses beruht darauf, dass ein Fremdfeld, das auf das Span nungseisen in dessen Hauptausdehnungsebene parallel zur Ankerscheibe zukommt, für seinen Kraftlinien- weg im Eisen ungleiche Wege vorfindet, die durch den unsymmetrischen Aufbau des Spannungseisens in der Fremdfeldrichtung gegeben sind. Dies wird anhand der Zeichnung erläutert, die bei AusseracMas- sen der Teile 7 und 8 ein Beispiel einer bekannten Ausführungsform eines Zählertriebsystems zeigt.
Das M-f¯rmige Spannungseisen 1 eines Induktionszählers besteht in üblicher Weise aus einem vier- seitigen Rahmen mit einem Mittelschenkel und mit zwei Luftspalten in der unteren Seite des Rahmens.
Die Erregerwicklung 2 umschliesst den Mittelscbenkel und erzeugt in dem SpannungseiscneinenMagnetfluss in Richtung der dick eingezeichneten Pfeile. Ferner sind in der Zeichnung die Zählerscheibe 3, das Stromeisen 4 und ein Rückschlussbügel 5 zu sehen.
Es sei nu, n angenommen, da¯ das Spannungs- eisen einem Fremdfeld im Richtung der Pfeile 6 ausgesetzt ist, also in der Hauptausdehnungsebene des Spannungseisens, parallel zur Ankerscheibe. Infolge der Luftspalte und des hiermit grosseren Widerstandes in der unteren Rahmenseite nimmt das Fremdfeld seinen Weg hauptsächlich durch die obere Seite, also den Querschenkel des Rahmens, wie es durch die im Rahmen diinn eingezeichneten Pfeile angedeutet ist.
Von dem von der rregerwicklung 2 im Mitbel- schenkel erzeugten Fluss läuft in dem Querschenkel, wie die dicken Pfeile zeigen, je ein, Teilflu¯ nach links und nach rechts ; ein dritter Teilfluss läuft nach rückwärts als Spannungstriebfluss, was aber hier au¯e r acht gelassen werden kann. Die beiden Teilflüsse in den beiden Hälften des Querschenkels sind gleich gross und einander entgegengesetzt gerichtet.
Der vom Fremd'feld herrührende Fluss dagegen (dünne Pfeile) ist in beiden Hälften des Querschen- kels gleichgerichtet. Durch die Überlagerung des Fremdflusses mit dem Erregerfluss wird der Spannungsfluss in der linkem Hälfte des Querschenkels schwÏcher, in der rechten Hälfte stärker. Diese Unsymmetrie des Spannungsflusses erzeugt an den Polen des Spannungseisens, also bei der Scheibe 3, ent sprechende Flussverlagerungen, die den Spannungsleer- trieb verursachen. Dieser Einfluss kann bei'grossen Luft- spalten im Spannungsnebenschlu¯, also bei starker Unsymmetrie, unter Umständen sehr gross sein.
Statt infolge von Luftspalten kann auch aus anderen Gründen ein unsymmetrischer Aufbau des Spannungseisens in bezug auf das Fremdfeld vorliegen, der ähnliche Flussverlagerungen verursachen und zu einem Spannungsleertrieb f hren kann. Alle diese Einflüsse eines unsymmetrischen Aufbaues des Spannungseisens in bezug auf das Fremdfeld ganz oder doch mindestens teilweise zu kompensieren, ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung bezieht sic omit auf eine Vorrichtung zur Kompensation des Fremdfeldeinflusses bei einem Induktionszähler mit M-f¯rmigem Spannungseisen. Diese Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der der Ankerscheibe abgewandten Hälfte des Spannungseisens beiderseits dessen Symmetrieebene je eine von zwei den Quer- schenkel oder die beiden Aussenschenkel umschlie- ssenden Kurzschlusswicklungen angeordnet ist, die die gleiche Windungszahl und den gleichen Wicklungs- sinn haben und zu einem geschlossenen Stromkreis miteinander verbunden sind.
Das Anbringen einer Kurzschlu¯wicklung an den Triebmagneten von Induktionsmessgeräten ist an sich bekannt. Es handelt sich dabei um eine Regeleinrichtung zur Phasenabgleichung, und hierzu ist die Kurzschlusswicklung derart, wenigstens einen Teil des Triebmagnetflusses umschliessend, angebracht, dass im Bereich der Kurzschlusswicklung der Flusspfad des Triebmagneten in einen Haupttriebpfad und in einen Hilfstriebpfad mit regelbarem magnetischem Widerstandaufgeteilt ist. Das Regeln des magnetischen Widerstandes geschieht dabei durch Verschiebung eines Parallelpfadteiles.
Bei einer besonderen Ausf hrungsform dieser bekannten Einrichtung sind Haupt- und Hilfstriebpfad durch eine gemeinsame Kurzscbluss- wicklung verkettet, vorzugsweise derart, dass die Kurzschlusswicklung in Form einer Acht ausgebildet ist, deren eine Schleife vom Haupttriebpfad und deren andere Schleife vom Hilfstriebpfad durchsetzt wird. Diese bekannte Einrichtung hat aber weder mit der Aufgabe der vorliegenden Erfindung etwas zu tun, noch ist sie geeignet, die Lösung der vorlie- genden Erfindung,also die Kompensation des Fremd feldeinflusses, herbeizufuhren.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das neben den schon erwähnten, an sich bekannten Teilen 1 bis 6 noch die beiden Wicklungen 7 und 8 enthält. Diese beiden Wicklungen sind Kurzschlusswicklungen, von denen die eine auf der linken und die andere auf der rechten HÏlfte des Querschenkels des Spannungseisens 1 angebracht ist. Sie haben beide gleiche Win dungszahl und Wicklungsrichtung und sind zu einem geschlossenen Stromkreis miteinander verbunden.
Beim Fehlen eines Fremdfeldcs sind die Wicklungen 7 und 8 ohne störenden Einfluss, denn die Richtung des Erregerflusses ist in den beiden Hälften der oberen Rahmenseite entgegengesetzt, so dass sich die beiden in den Wicklungen 7 und 8 erzeugten elektro- motorischen Kräfte gegenseitig aufheben. Ist jedoch ein Fremdfeld im Spannungseisen wirksam, so haben die Wicklungen 7 und 8 f r den Fremdfeldfluss die Wirkung einer echten Sekundärbetastung, weil das Fremdfeld in beiden Hälften des Querschenkels gleiche Richtung hat. Der Fremdfeldeinfluss wird also durch diese Sekundärbelastung gedrosselt. Hiermit nimmt aber auch sein Einfluss durch Leertrieb ab.
Durch Abstimmen des Querschnittes und der Win- dungszahl der Kurzschlusswicklung kann der Fremdfehler praktisch vollkommen beseitigt werden.
Die Kurzschlulsswicklungen brauchen nicht unbedingt die in der Zeichnung dargestellte Anordnung und Aufteilung zu haben, obgleich diese besonders einfach und'vorteilhaft ist ; Bedingung ist lediglich, da¯ sie den Fremdfeldeinfluss schwächen. Auch die Anzahl der Kurzschlusswicklungen kann beliebig sein.
Beispiels- weis können die beiden Wicklungen 7 und 8 statt auf demQuerschenkel auch auf deroberenHäe dlerbeilden Aussenschenkel des Spammngseisens angebracht werden,, da sie auch hier noch d'en grössten Teil der in das Eisen seitlich eintretenden Beldkraftlinien erfassen, und da auch hier die Richtungen von HauptSuss und Fremdfeldfluss links von der Symmetmeebene des Spamiungseisens einander entgegengesetzt und rechts von der Symmetrieebene l gleichlaufend sind.