DE1048997B - Apparent consumption measuring device with a Hall generator - Google Patents

Apparent consumption measuring device with a Hall generator

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DE1048997B
DE1048997B DES55452A DES0055452A DE1048997B DE 1048997 B DE1048997 B DE 1048997B DE S55452 A DES55452 A DE S55452A DE S0055452 A DES0055452 A DE S0055452A DE 1048997 B DE1048997 B DE 1048997B
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voltage
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hall generator
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DES55452A
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Siegfried Franck
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/08Arrangements for measuring electric power or power factor by using galvanomagnetic-effect devices, e.g. Hall-effect devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheinverbrauchsmeßeinrichtung mit einem Hall-Generator, auf dessen erste Achse ein dem einen Faktor des Scheinverbrauchs entsprechendes Magnetfeld unter Verwendung von Gleichrichtern im Erregerkreis einwirkt, auf dessen zweite Achse ein dem anderen Faktor entsprechender Strom einwirkt, während die dritte Achse mit einem Meßgerät, insbesondere Elektrizitätszähler, in Verbindung steht. Obwohl die Angabe eines solchen Gerätes von der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung, den beiden Faktoren des Scheinverbrauchs, abhängig ist, zeigt in einem bestimmten Bereich jeder Induktionszähler den Scheinverbrauch richtig an, weil der Kosinus des Phasenwikikele zwischen Strom und Spannung graphisch eine Wellenlinie ist, die im Soheitelbereidh nur wenig von einer Parallelen zur Abszissenachse abweicht.The invention relates to a bill consumption meter with a Hall generator, on the first axis of which a magnetic field corresponding to one factor of the apparent consumption is below The use of rectifiers in the excitation circuit acts on the second axis of which one factor is the other corresponding current acts, while the third axis with a measuring device, in particular an electricity meter, communicates. Although the indication of such a device from the phase shift between current and voltage, the two factors of apparent consumption, shows in a given Each induction meter correctly displays the apparent consumption because the cosine of the phase wikele graphically there is a wavy line between current and voltage, which in the Soheitelbereidh is only a little of deviates from a parallel to the abscissa axis.

Soll der Scheinverbrauch in einem größeren Winkelbereich richtig gemessen werden, dann kann man mehrere Induktionszähler mit verschiedener innerer Abweichung verwenden, auf die je nach dem Phasenwinkel umgeschaltet wird. Eine solche Umschaltung erfolgt selbsttätig, wenn man alle Zähler gleichzeitig laufen läßt und über ein Überholungsgetriebe mit der Anzeigevorrichtung verbindet, so daß jeweils der am schnellsten laufende Zähler, also derjenige, der gerade im Scheitelbereich arbeitet, mit dem Zählwerk gekuppelt ist.If the bill consumption is to be measured correctly in a larger angular range, then you can use several induction meters with different internal deviations, depending on the Phase angle is switched. Such a switchover takes place automatically when all counters are used runs simultaneously and connects to the display device via an overhaul gear, so that the fastest running counter, i.e. the one that is currently working in the apex area, is included is coupled to the counter.

Man kann die Zähler bis auf zwei verringern, z. B. bis auf einen Wirk- und einen Blindverbrauchszähler, und die Angaben der übrigen Zähler durch Differentialgetriebe aus den Angaben der beiden Zähler ableiten. Nach einer anderen Lösungsart wird die eine Wicklung des Induktionsgeräts an Strom gelegt, die andere über einen Phasenschieber an Spannung. Der Phasenschieber wird durch ein auf den Phasenwinkel ansprechendes Gerät stets so gesteuert, daß seine Ausgangsspannung in Phase ist mit dem Strom.The counters can be reduced to two, e.g. B. except for an active and a blind consumption meter, and derive the data of the other counters from the data of the two counters by means of differential gears. According to another type of solution, one winding of the induction device is connected to current, which others to voltage via a phase shifter. The phase shifter is set by a on the phase angle responsive device always controlled so that its output voltage is in phase with the current.

Solche und ähnliche Meßeinrichtungen haben den Vorteil, daß sie mit Induktionsgeräten arbeiten, also beispielsweise Gleichstromzähler vermeiden, aber die bekannten, mit Induktionsgeräten arbeitenden Scheinverbrauchsmeßeinrichtungen fallen dafür verhältnismäßig verwickelt aus.Such and similar measuring devices have the advantage that they work with induction devices, ie For example, avoid direct current meters, but the known, working with induction devices bill consumption meters turn out to be relatively complicated.

Andere Scheinverbrauchsmeßeinrichtungen arbeiten mit Gleichstromgeräten, also beispielsweise Gleichstromzählern. Diese Zähler haben einen Stromwender, der gegen Überlastungen und Kurzschlüsse empfindlich ist, aber auch sonst in bestimmten Zeitabständen einer Nachprüfung bedarf. Bei Verwendung eines dynamometrischen Gleichstromzählers wird zwecks Scheinverbrauchsmessung der Feldspule und dem Anker des Zählers der Strom und die Spannung je über einen Gleichrichter zugeführt. Bei einem ampere-Scheinverbrauchsmeßeinrichtung
mit einem Hall-Generator
Other apparent consumption measuring devices work with direct current devices, for example direct current meters. These meters have a commutator, which is sensitive to overloads and short circuits, but otherwise requires a check at certain time intervals. When using a dynamometric DC meter, the current and the voltage are each supplied via a rectifier to the field coil and the armature of the meter for the purpose of measuring the apparent consumption. With an ampere bill consumption meter
with a hall generator

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Siegfried Franck, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden
Dr.-Ing. Siegfried Franck, Nuremberg,
has been named as the inventor

metrischen Gleichstromzähler kann man den Anker an die dritte Achse, also die Ausgangsseite eines Hall-Generators, legen, auf dessen erste Achse, also seine Feldwicklung, ein dem einen Faktor des Scheinverbrauchs, also z.B. der Spannung des Scheinverbrauchs, entsprechendes Magnetfeld unter Verwendung von Gleichrichtern im Erregerkreis einwirkt und durch dessen zweite Achse, also seine Eingangsseite, ein dem anderen Faktor des Scheinverbrauchs, also z. B. dem Strom des Scheinverbrauchs, entsprechender Strom fließt.metric DC meter you can attach the armature to the third axis, i.e. the output side of a Hall generator, put on its first axis, i.e. its field winding, one factor of the apparent consumption, e.g. the voltage of the apparent consumption, corresponding magnetic field using Rectifiers acts in the excitation circuit and through its second axis, i.e. its input side the other factor of the bill consumption, e.g. B. the current of the bill consumption, more appropriate Electricity flows.

Die Erfindung kommt mit einem Induktionsgerät, insbesondere -zähler, aus, vermeidet also ein Gleichstromgerät bei der Scheinverbrauchsmessung, führt aber doch zu einer verhältnismäßig einfachen Bauart. Erfindungsgemäß ist eine Scheinverbrauchsmeßeinrichtung, wie sie eingangs genannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgerät ein Induktionsmeßgerät, insbesondere -zähler, dient, dessen erster Pfad mit der Verbraucherspannung und dessen zweiter Pfad mit der dritten Achse verbunden ist, und daß eine konstante Phasenverschiebung zwischen der Spannung für den ersten. Pfad des Meßgerätes und der Spannung für die zweite Achse des Hall-Generators \-orgesehen ist. Bei der Scheinverbrauchsmessung für Drehstrom tritt an die Stelle des einphasigen Verbrauchsstromes die Summe der gleichgerichteten Phasenströme, d. h., die Feldwicklung des Hall-Generators ist über Gleichrichter an in Summenschaltung liegende Wandler der Phasen angeschlossen. Der Hall-Generator führt also auf der Ein- und Ausgangsseite Wechselstrom. Der Wechselstrom an der Ausgangsseite ist aber dem Verbraudhsstrom bzw. dem Summenverbrauehsstrom der drei Phasen proportional.The invention manages with an induction device, in particular a meter, and thus avoids a direct current device in the apparent consumption measurement, but leads to a relatively simple design. According to the invention, a bill consumption measuring device, as mentioned at the beginning, is characterized in that that an induction measuring device, in particular a counter, serves as the measuring device, the first path of which is connected to the consumer voltage and its second path to the third axis, and that a constant phase shift between the voltage for the first. Path of the measuring device and the Voltage for the second axis of the Hall generator is provided. In the case of apparent consumption measurement for Three-phase current takes the place of the single-phase consumption current and the sum of the rectified current Phase currents, d. This means that the field winding of the Hall generator is connected in a summation circuit via a rectifier lying transformers of the phases connected. The Hall generator therefore leads on the input and output side Alternating current. The alternating current on the output side is the consumption current or the total consumption current of the three phases proportional.

809 730/196809 730/196

Claims (2)

Ein Ausführungsbeispiel des Erfmdungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. R, S, T sind die drei Phasen eines Drehstromnetzes. Die Spannungsspule 1 eines Induktipnszählers Z liegt an der Spannung ^.S", die andere Spule 2 über einen Hall-Generator fi an der Spannung RT, und zwar ist diese Spannung an die Eingangsklemme 3, 4 des Generatorblättchens 7, die Spule 2 an die Ausgangsklemme 5, 6 des Blättchens angeschlossen. Das Blättchen 7 liegt im Maul eines Elektromagneten 8, der von einer Spule 9 erregt wird: Die Spule 9 liegt über einem Gleichrichtersatz G an in Summenschaltung geschalteten Stromwandlern W in den drei Phasen R, S, T. Für das Blättchen 7 verwendet man am besten bekannte Halbleiter mit einer Trägerbeweglichkeit (Elektronen- und Defektelektronen) von mehr als 6000 cm2/V see, insbesondere mehr als 10 000 cnvVV see. Solche Verhältnisse ergeben sich z. B. bei Halbleitern von der ■ Art A111B v, also beispielsweise bei Indiumantimon. Arbeitet man hier mit Feldstärken von 10 000 Gauß, so kann man Hallspannungen in der Größenordnung von 0,1 V erzielen, die auch ohne Zwischenschaltung von Verstärkern Meßgeräte und Zähler betreiben können. Um aus den Hall-Generatoren optimale Leistung herauszuholen, müssen die inneren und äußeren Widerstände entsprechend abgeglichen werden. Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Fließt kein Strom im Drehstromnetz, dann ist der Hall-Generator H unerregt. Sein Ausgangsstrom ist gleich Null. Je höher der Verbrauch des Drehstromnetzes ist, um so stärker wird der Hall-Generator H erregt, um so größer ist sein Ausgangsstrom und um so stärker wird die Spule 2 erregt. In demselben Maße erhöhen sich die Angaben des Zählers Z. Optimale Drehstromverhältnisse für den Zähler Z werden dann erzielt, wenn die von den Spulen 1 und 2 erzeugten Triebfelder um 90° in der Phase verschoben sind. Diese günstige Phasenverschiebung kann man leicht durch entsprechende Phasenabgleichung, sei es im Zähler Z, sei es durch Anschluß an entsprechende Phasen.des Drehstromnetzes, erzielen. Da die Mittel zur Erzielung eines solchen Phasenabgleiches bekannt sind, brauchen sie hier nicht näher erläutert zu werden. ίο Patentansprüche:An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. R, S, T are the three phases of a three-phase network. The voltage coil 1 of an inductive counter Z is connected to the voltage ^ .S ", the other coil 2 via a Hall generator fi to the voltage RT, namely this voltage is applied to the input terminal 3, 4 of the generator blade 7, the coil 2 to the Output terminal 5, 6 of the leaf connected. The leaf 7 lies in the mouth of an electromagnet 8, which is excited by a coil 9: The coil 9 is connected via a rectifier set G to current transformers W in summation circuit in the three phases R, S, T. The best known semiconductors with a carrier mobility (electron and defect electrons) of more than 6000 cm2 / V see, in particular more than 10,000 cnvVV see, are best used for the lamina 7. Such relationships arise, for example, with semiconductors of the type A111B v, for example with indium antimony. If one works here with field strengths of 10,000 Gauss, one can achieve Hall voltages in the order of magnitude of 0.1 V can operate devices and meters. In order to get the best performance out of the Hall generators, the internal and external resistances must be balanced accordingly. The arrangement works as follows: If no current flows in the three-phase network, the Hall generator H is de-excited. Its output current is zero. The higher the consumption of the three-phase network, the more the Hall generator H is excited, the greater its output current and the more strongly the coil 2 is excited. The values of the counter Z increase to the same extent. Optimal three-phase current conditions for the counter Z are achieved when the drive fields generated by the coils 1 and 2 are phase shifted by 90 °. This favorable phase shift can easily be achieved by appropriate phase adjustment, be it in the counter Z or by connecting it to appropriate phases of the three-phase network. Since the means for achieving such a phase alignment are known, they do not need to be explained in more detail here. ίο patent claims: 1. Scheinverbrauchsmeßeinrichtung mit einem Hall-Generator, auf dessen erste Achse ein dem einen Faktor des Scheinverbrauchs entsprechendes Magnetfeld unter Verwendung von Gleichrichtern im Erregerkreis einwirkt, auf dessen zweite Achse ein dem anderen Faktor entsprechender Strom einwirkt, während die dritte Achse mit einem Meßgerät, insbesondere Elektrizitätszähler, in1. Apparent consumption measuring device with a Hall generator, on the first axis a dem magnetic field corresponding to a factor of the apparent consumption using rectifiers acts in the excitation circuit, on the second axis of which a current corresponding to the other factor acts, while the third axis with a measuring device, in particular electricity meter, in ao Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgerät ein Induktionsmeßgerät, insbesondere -zähler, dient, dessen erster Pfad mit der Verbraucherspannung und dessen zweiter Pfad mit der dritten Achse verbunden ist, und daß eine konstante Phasenverschiebung zwischen der Spannung für den ersten Pfad des Meßgerätes und der Spannung für die zweite Achse des Hall-Generators vorgesehen ist.ao connection, characterized in that the measuring device is an induction measuring device, in particular -counter, whose first path with the consumer voltage and its second path with the third axis is connected, and that a constant phase shift between the voltage for the first path of the meter and the voltage for the second axis of the Hall generator is provided. 2. Einrichtung für Drehstrom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung (9) des Hall-Generators (H) über Gleichrichter (G) an in Summens'ohaltung liegende Wandler (W) der Phasen (R, S, T) angeschlossen ist.2. Device for three-phase current according to claim 1, characterized in that the field winding (9) of the Hall generator (H) is connected via rectifier (G) to transducers (W) of the phases (R, S, T) which are in summation hold is. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 010 156.
Considered publications:
German interpretative document No. 1 010 156.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1199396B (en) * 1961-09-14 1965-08-26 Siemens Ag Device for using an induction counter as a DC watt-hour counter
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DE1010156B (en) * 1954-03-08 1957-06-13 Siemens Ag Apparent consumption measuring arrangement, especially counter, for three-phase current

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