DE108354C

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Publication number: DE108354C
Application number: DENDAT108354D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In dem Patent 63350 ist eine Methode angegeben worden, die Arbeit eines Drehstromes durch Messung von nur zwei Producten aus Strom und Spannung zu bestimmen.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine bestimmte Anordnung, um mit Mefsgeräthen nach Ferraris'schem Princip die in einem Dreiphasennetz verbrauchte elektrische ■ Energie ebenfalls nur durch Messung zweier Producte aus Strom und Spannung zu bestimmen.

Die Einrichtung des in Fig. 3 schematisch dargestellten Mefsgeräthes ist hierbei folgende: Drei gleiche, mit vielen Windungen feinen Drahtes bewickelte Induktionsspulen W₁ W₂ W₃ (Fig. 1) sind mit ihrem einen Ende an die drei Leitungen I, II, III angeschlossen, während ihre anderen Enden in einem Punkte O vereinigt sind. Die drei Inductionsspulen sind also durch die drei Schenkelspannungen C₁ e₂ e₂ erregt, welche gegen die gleich bezeichneten Phasen°

spannungen

E₂ E₃

bezw. um 30 ° verd

_{1 2 3}

schoben sind (Fig. 2). Die Inductionsspulen W₁ W₂ W₃ sollen nun so construirt sein, dafs ihre Magnetfelder um 6o° gegen die erregenden Spannungen zurückbleiben; die Magnetfelder von W₂ und VF₃ sollen als Nebenschlufsmagnete in Ferraris-Mefsgeräthen benutzt werden, und zwar soll W₃ zusammenwirken mit einer in die Zuleitung I geschalteten Hauptstromspule H₁, W₂ hingegen mit einer in die Zuleitung II geschalteten Hauptstromspule H₂ (Fig. 3). Es werden also, wenn J₁ und J₂ die Ströme in den Zuleitungen I und II bedeuten, zwei Mefsgeräthe mit den Drehmomenten

Z₁ = J₁ e₃ ■ sin {^_ J₁Je₃ — 6o°) und
Z₂ = J₂ e₂ ■ sin (6o° — A. ^₂M)

gebildet und ihre Angaben in irgend einer bekannten Weise summirt.

Es lä'fst sich nun leicht der Beweis erbringen, dafs die Combination dieser beiden Mefsgeräthe die in einem Dreiphasensystem verbrauchte Energie anzeigt, vorausgesetzt, dafs die drei Spannungen E₁ E₂ E₃ einander gleich sind und eine gegenseitige Verschiebung von 120⁰ besitzen.

Dabei können die beiden Mefsgeräthe, wenn es sich um integrirende Instrumente handelt, entweder starr gekuppelt oder mit Hülfe eines geeigneten Differentialwerkes mit demselben Zählwerk gekuppelt sein. Die Einstellung der Verschiebung der Inductionsspulen W₂ und W₃ kann nach einer der bekannten Methoden erfolgen; dieselben können selbst einen veränderlichen Luftraum enthalten, oder es kann ihnen eine kleine regelbare Drosselspule bezw. ein inductionsloser Widerstand behufs Regelung vorgeschaltet werden. Ferner können die inductiven Spulen mit einigen secundären Wickelungen versehen sein, die durch regelbare Widerstände geschlossen werden.

Die Wirkung ist natürlich genau dieselbe, wenn man anstatt der gleich gebauten inductiven Widerstände solche von verschiedener Bauart verwendet, welche dann jedoch die-

Verein deutscher Ingenieure
Bezirksverein a.d, niederen Rühr.

selben elektrischen Verhältnisse besitzen müssen; ferner lä'fst sich dieselbe Wirkung auch erzielen , wenn die benutzten inductiven Widerstände nicht gleiche elektrische Verhältnisse besitzen, sofern nur unter Verwendung der oben angegebenen Mittel zur Regelung passende Verhältnisse herbeigeführt werden.

Anordnungen zur Messung der in einem Drehstromsystem verbrauchten Energie unter Verwendung von Ferraris-Mefsgeräthen mit Hülfe von nur zwei Producten aus Strom und Spannung sind zwar durch die D. R. P. 63350 und 99634 angegeben worden; das erstere betrifft eine Einrichtung zur Messung von Drehstrom, bei welcher eine in die Zuleitung I eingeschaltete Hauptstromspule mit einer zwischen die Leitungen I und III geschalteten Spannungsspule, ferner eine in die Leitung II eingeschaltete Hauptstromspule mit einer zwischen die Leitungen II und III eingeschalteten Spannungsspule zusammenwirkt. Nimmt man an, dafs bei den Spannungsspulen die Magnetfelder bezw. die Verschiebungen Xp₁ und ψ₂ gegen die erregenden Spannungen besitzen, so ergiebt sich als Gegenstand des Patentes 63350 die Combination von zwei Mefsgeräthen, welche die Zugkräfte

Z₁ = J₁ E_s sin (A. JJE₃ — Xp₁),
Z₂ = J₂ E₂ sin (ψ₂ — A, EJJ₂)

ausüben, also wesentlich andere Producte atSs Strom und Spannung enthalten, als die vorliegende Anordnung. Eine weitere Verschiedenheit gegenüber dem Patente 63350 beruht noch darin, dafs dieses Phasenspannungen E benutzt, die vorliegende Einrichtung hingegen Schenkelspannungen e, die Aron'sche Anordnung zwei Nebenschlufsspulen mit 90⁰ Phasenverschiebung, während die vorliegende Erfindung drei Nebenschlufsspulen von 6o° Phasenverschiebung benöthigt, von denen zwei im Mefsgeräth wirksam sind.

Auch von' dem durch D. R. P. 99634 geschützten Mefsgeräth für Drehstrom .unterscheidet sich die vorliegende Erfindung nach Anordnung und Wirkungsweise. Bei ersterem wirkt die Hauptstromspule I auf eine Nebenschlufsspule, welche vom Punkte O und der Leitung II — also derjenigen Leitung, welche die zweite Hauptstromspule enthält — abgezweigt ist, hier dagegen wirkt die Hauptstromspule I auf eine Nebenschlufsspule, welche vom Vereinigungspunkt O und der Leitung III — also derjenigen, welche keine .Hauptstromspule enthält — abgezweigt ist. Im Patente 99634 wirkt die Hauptstromspule II auf eine Nebenschlufsspule, welche von der Leitung I und dem Punkte O, hier auf eine Nebenschlufsspule, welche von der Leitung II und dem Punkte O abgezweigt ist; bei Siemens ist der nicht wirksame Widerstand W an die Leitung III, welche keine Hauptstromspule, hier dagegen an die Leitung I, welche die Hauptslromspule H₁ enthält, angeschlossen.

Diese Verschiedenheit in den Schaltungen und den benutzten Combinationen hat zur Folge, dafs die Nebenschlüfsstromkreise bei Siemens und der vorliegenden Erfindung ganz verschiedene Eigenschaften haben müssen. Die Nebenstromkreise müssen bei Siemens so beschaffen sein, dafs der Strom mit der Spannung in Phase ist, was durch Vorschalten eines grofsen inductionsfreien Widerstandes vor die Spulen D D angestrebt wird (Beschreibung Siemens,

Seite 2 »Man mufs dabei Phase

hat«); dagegen müssen die Nebenschlüfsstromkreise bei dem vorliegenden Mefsgeräth so beschaffen sein, dafs der Strom um 6o° gegen die Spannung verschoben ist.

Nun läfst sich aber nachweisen, dafs' der zur Erzielung der gleichen Kraftlinienzahl erforderliche Erregerstrom dem Sinus des Verschiebungswinkels umgekehrt proportional ist.

Aus Vorstehendem ergiebt sich demnach, dafs zur Hervorbringung gleich starker Nebenschlufsfelder bei dem vorliegenden Mefsgeräth eine wesentlich geringere Energiemenge erforderlich ist als bei dem durch Patent 99634 geschützten.

Claims

Patent-An Spruch:

Ein nach Patent 63350 angeordnetes, auf Ferraris'schem Princip beruhendes Mefsgeräth für Dreiphasenstrom, welches aus zwei Ferrarisschen Mefsgeräthen besteht, dadurch gekennzeichnet, dafs bei dem einen Mefsgeräth eine Hauptstromspule H₁ in der Leitung I mit einer Nebenschlufsspule W₃ zusammenarbeitet, welche an die Leitung III und an den Knotenpunkt O der drei Nebenschlufsspulen angeschlossen ist, und dafs bei dem zweiten Zähler eine Hauptstromspule H₂ in Leitung II mit einer Nebenschlufsspule W₂ zusammenarbeitet, welche an die Leitung II und an denselben Knotenpunkt O angeschlossen ist, wobei die Verschiebungswinkel der Nebenschlufsspulen W₂ und W₃ so geregelt werden, dafs die Combination die gesammte im Dreiphasensystem verbrauchte Energie mifst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.