DE113474C

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Publication number: DE113474C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 e.CLASS 21 e.

Arbeitsmersgeräth für Drehstrom.Arbeitsmersgeräth for three-phase current.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Februar 1900 ab.Patented in the German Empire on February 8, 1900.

Es ist schon längst allgemein bekannt, dafs man mit drei Mefsgerä'then, und zwar sowohl mit Dynamometern, als auch mit Instrumenten nach Ferraris'schem Princip den gesammten, in einer Drehstromanlage verbrauchten Effect ganz allgemein bestimmen kann nach denIt has long been generally known that one can use three measuring devices, and indeed both with dynamometers, as well as with instruments according to Ferrari's principle, the entire, can generally determine the effect consumed in a three-phase system according to the

Gleichungen:Equations:

A = e_x I₁ cos α -|- e₂ I₂ cos β -j- e₃ /₃ cos y, A = e _x I ₁ cos α - | - e ₂ cos I ₂ β -j- e _{_3/3} cos y,

i.
bezw. i.
respectively

2. ■ A = β_γ I₁ sin (90 — α) ~\- e₂ I₀ sin (90 — ß) + e₃ J₃ sin (90 — γ), 2. ■ A = β _γ I ₁ sin (90 - α) ~ \ - e ₂ I ₀ sin (90 - ß) + e ₃ J ₃ sin (90 - γ),

e₂, e₃ die Spannungen zwischen je einem Aüfsenleiter unde ₂ , e _{3 are} the voltages between each external conductor and

wenn in-diesen Gleichungenif in-these equations

dem neutralen Punkt, I₁, the neutral point, I ₁ ,

und J₃ die Strömeand J ₃ the currents

in den Aufsenleitern und α, β und y die Verschiebungswinkel zwischen diesen Strömen und zugehörigen Spannungen sind.in the outer ladders and α, β and y the displacement angles between these currents and associated voltages.

Da nun die Summe dieser drei Ströme inSince now the sum of these three streams in

3. J₁ cos α =z I₀ cos (60 -3. J ₁ cos α = z I ₀ cos (60 -

4. . J₂ COS β Z=Z I₁ COS (60 -4.. J ₂ COS β Z = ZI ₁ COS (60 -

5. J₃ cos y = I₀ cos (60 oder Gleichung 3 und 4 addirt:5. J ₃ cos y = I ₀ cos (60 or equations 3 and 4 added:

6. J₁ cos 0. -\- I₂ cos β = I₁ cos (60 -6. J ₁ cos 0. - \ - I ₂ cos β = I ₁ cos (60 -

Weiter läfst sich unter den gemachten Voraussetzungen schreiben Gleichung 1:You can continue under the conditions made write equation 1:

A = e ■ (I₁ cos α -f- J₂ cos β -f- J₃ cos γ). A = e ■ (I ₁ cos α -f- J ₂ cos β -f- J ₃ cos γ).

jedem Moment, wenn kein neutraler Leiter vorhanden, gleich Null ist, so gelten ferner, unter der Voraussetzung, dafs sämmtliche drei Spannungen gleich und um 120⁰ .verschoben sind, wie es bei einer normalen Drehstromanlage der Fall ist, die Gleichungen:every moment if no neutral conductor is present is zero, also apply, with the proviso, that Sämmtliche three voltages the same and are .verschoben 120 ^0, as is the case in a normal three-phase system, the equations:

■ β) + J₃ cos (60 — y), ■ β) + J ₃ cos (60 - y),

■ «) + J₃ cos (60 -f y),
ß) + J₁ cos (60 + α)■ «) + J ₃ cos (60 -fy),
ß) + J ₁ cos (60 + α)

α) -\- I₂ cos (60 -f- ß) -)- J₃ cos y. α) - \ - I ₂ cos (60 -f- ß) -) - J ₃ cos y.

Ersetzt man die in der Klammer befindlichen Summanden der letzten Gleichung durch Gleichungen 5 und 6, so wird:If the summands of the last equation in brackets are replaced by Equations 5 and 6, then:

7. A ζ= e ■ I₁ cos (60 — α) -\- e I₀ cos (60 -|- ß) -f- 2 e I₁ cos (60 -\- 0.) ~\- 2 e I₂ cos (60 — ß).7. A ζ = e ■ I ₁ cos (60 - α) - \ - e I ₀ cos (60 - | - ß) -f- 2 e I ₁ cos (60 - \ - 0.) ~ \ - 2 e I ₂ cos (60 - ß).

Diese Gleichung stellt für beliebige Belastung, wenn die Spannungen als gleich vorausgesetzt werden, den wirklichen Effect dar, und es sind die drei Spannungen, welche die in der Gleichung vorkommenden Winkel mit den beiden Strömen einschliefsen, die negativen Phasenspannungen, wie leicht aus Fig. 1 ersichtlich ist. Verwendet man statt dieser Phasenspannungen andere, die um einen Winkel von 90 ° gegen diese verschoben sind, und führtThis equation represents for any load if the stresses are assumed to be equal are the real effect, and it is the three tensions which are present in the Equation occurring angles with the two currents include the negative Phase voltages, as can easily be seen from FIG. 1. One uses phase voltages instead of these others, which are shifted by an angle of 90 ° with respect to this, and leads

statt des Cosinus den Sinus des entsprechenden Winkels in die Gleichung ein, so wird der entstehende Ausdruck dem obigen gleich, und es wird z. B., wenn die 90⁰ in Richtung .der Verzögerung gewählt werden,instead of the cosine, the sine of the corresponding angle in the equation, the resulting expression is the same as above, and it is z. B., if the 90 ^{0 is} chosen in the direction of the delay,

8. A = e I₁ sin (150 — u) -f e I₂ sin (30 ·— ß) -f- 2 e I₁ sin (30 — α) -f 2 e /₂ sin (150 — ß).8. A = e I ₁ sin (150 - u) -f e I ₂ sin (30 - ß) -f- 2 e I ₁ sin (30 - α) -f 2 e / ₂ sin (150 - ß) .

Aus der letzten Gleichung folgt, dafs man mit Hülfe von drei Nebenschlufsspulen, deren Ströme mit den verketteten Spannungen E₁, E₂ und E₃ (Fig. 1) in Phase sind, und mit zwei Hauptstromspulen, die in zwei der Aufsenleiter gelegt werden, auf einen oder mehrere gekuppelte metallene Rotationskörper ein Drehmoment hervorrufen kann, welches nach Mafsgabe der Gleichung 8 der gesammten Drehstromarbeit proportional ist.From the last equation it follows that with the aid of three shunt coils, the currents of which are in phase with the linked voltages E ₁ , E ₂ and E ₃ (Fig. 1), and with two main current coils, which are placed in two of the outer conductors, can produce a torque on one or more coupled metal rotating bodies which, according to equation 8, is proportional to the total three-phase work.

Läfst man z. B., wie in Fig. 2, eine Hauptstromspule a, die den Strom I₁ führt, mit den Nebenschlufsspulen b und c, von denen b mit IT₁ und c mit E₃ gleichphasigen Strom hat, auf eine Metallscheibe und eine andere Spule f, die den Strom I₂ führt, mit der Spule b und mit einer Spule d, die ein Strom der Spannung E₂ gleichphasig durchfliefst, auf eine andere Scheibe, die mit der ersten auf eine Achse gekuppelt, wirken, so kann man leicht die Constanten der einzelnen Drehmomente so wählen, dafs das gesammte Drehmoment dem Werth der Gleichung 8 proportional wird.If you let z. B., as in Fig. 2, a main current coil a, which carries the current I ₁ , with the shunt coils b and c, of which b with IT ₁ and c with E _{3 has in-} phase current, on a metal disc and another coil f , which carries the current I ₂ , with the coil b and with a coil d, which flows through a current of the voltage E _{2 in} phase, act on another disk, which is coupled to the first on an axis, so one can easily find the constants of the individual torques so that the total torque is proportional to the value of equation 8.

Um die Ströme in den Nebenschlufsspulen auf ihre richtige Phase zu bringen, kann man auf die verschiedensten Arten verfahren: Entweder kann man den Strom von den genannten Spannungen selbst unter Zuhülfenahme grofser Vorschaltwiderstände abnehmen, oder man nimmt z. B. den mit E₁ gleichphasigen Strom von E₃ ab, verschiebt durch Induction um 60 ° rückwärts und verwendet den Strom im negativen Sinne. Die mit E₂ und E₃ gleichphasigen Ströme werden von E₁ bezw. E₂ abgenommen und in derselben Weise verschoben benutzt. Natürlich kann man auch irgend welche andere Spannungen benutzen und die Ströme durch Induction oder Capacität auf die richtige Phase bringen, z. B. die Phasenspannungen, indem man um 30° verschiebt.In order to bring the currents in the shunt coils to their correct phase, one can proceed in different ways: Either one can take the current from the mentioned voltages with the help of large series resistors, or one uses z. B. removes the current in phase with E ₁ from E ₃ , shifts it backwards by 60 ° by induction and uses the current in the negative sense. The currents in phase with E ₂ and E ₃ are respectively from E _1. E ₂ removed and used shifted in the same way. Of course you can also use any other voltage and bring the currents to the correct phase by induction or capacitance, e.g. B. the phase voltages by shifting by 30 °.

Aus Gleichung 7 läfst sich erkennen, dafs man mit Hülfe dieser Methode auch ein Dynamometer oder einen dynamometrischen Zähler herstellen kann,..wenn man z. B. drei bewegliche Spulen auf eine Achse kuppelt und durch zwei feste Hauptstromspulen im Sinne der Gleichung 7 beeinflussen läfst; die Ströme in den drei Nebenschlufsspulen müssen dann mit den drei Phasenspannungen gleichphasig sein.From equation 7 it can be seen that one can also use this method Can produce dynamometer or a dynamometric counter, .. if you z. B. three Moving coils are coupled on one axis and are in the sense of two fixed main current coils the equation 7 can be influenced; the currents in the three shunt coils must then be in phase with the three phase voltages.

Fig. 3 stellt eine Ausführungsform eines solchen Dynamometers dar. S₁ und S₂ sind die Hauptstrom- und .S₁₅J₂ ^ur"^ ^si die Nebenschlufsspulen. Die Wickelungen werden so gewählt, dafs die einzelnen Constanten Gleichung 7 entsprechend sind.Fig. 3 illustrates an embodiment of such a dynamometer represents. S ₁ and S ₂ are the mainstream and ₁₅ J .S ₂ ^ur "^ ^s i the Nebenschlufsspulen. The windings are chosen such that individual constants DAF Equation 7 are accordingly.

Claims

Patent claim:

for three-phase current,

Work equipment

characterized by the interaction of two main current and three secondary coil systems, in such a way that one main flow system with the first and second, but the other with the second and third secondary circuit according to equation 7 or 8 causes four torques, the sum of which is an effective torque proportional to the total Represents work in the three-phase network.

1 sheet of drawings.