DE1213522B

DE1213522B - Installation on a three-phase four-wire induction counter

Info

Publication number: DE1213522B
Application number: DEL38504A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Fred Tschappu
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1961-03-10
Filing date: 1961-03-22
Publication date: 1966-03-31

Description

Einrichtung an einem Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler Bei Drehstrom-Vierleiter-Induktionszählern, d. h. bei Drehstrom-Induktionszählern mit drei Triebwerken, können durch die Streuflusse der Stromeisen und der Spannungseisen Anzeigefehler zustande kommen Es handelt sich dabei um die sogenannten Dehfeldfelller, die dadurch bedingt sind, daß sich die Streuflüsse der drei Spannungseisen bzw die Streuflüsse der drei Stromeisen infolge ihrer räumlichen Versetzung und ihrer Phasenverschiebung gegeneinander zu einem unvollkommenen Drehfeld vereinigen können. Diese Drehfelder können dann auf den Läufer des Zählers ein asynchrones Drehmoment ausüben, dessen Richtung von Ider Phasenfolge abhängig ist. Besonders störend ist hierbei das von den Spannungseisen herrührende asynchrone Drehmoment, da es nicht von der Belastung des Zählers abhängt, sondern immer, d. ii. auch bei unbelastetem Zähler, in voller Größe vorhanden ist.Setup on a three-phase four-wire induction meter For three-phase four-wire induction meters, d. H. with three-phase induction meters with three drives, the leakage flux the current iron and the voltage iron display errors come about It is the so-called Dehfeldfelller, which are due to the fact that the Stray fluxes of the three tension irons or the stray fluxes of the three current irons as a result their spatial displacement and their phase shift to one another can unite imperfect rotating field. These rotating fields can then be applied to the Rotor of the counter exert an asynchronous torque, the direction of which depends on Ider Phase sequence is dependent. The tension iron is particularly annoying here resulting asynchronous torque, as it does not depend on the load on the counter, but always, d. ii. is present in full size even when the meter is unloaded.

Der von den Spannungseisen herrührende Drehfeldfehler kann wesentlich vermindert werden, wenn man, wie es bereits bekannt ist, zwei Triebscheiben auf gleicher Welle vorsieht und die Triebwerke so anordnet, daß zwei von ihnen auf die eine und das dritte auf die andere Triebscheibe einwirken. Es ist bekannt, die beiden Triebwerke der einen Scheibe diametral zueinander anzuordnen und das Triebwerk der anderen Scheibe dagegen um 900 zu versetzen. The rotating field error caused by the tension iron can be significant be reduced if, as is already known, two drive pulleys provides the same shaft and arranges the engines so that two of them on the one and the third act on the other drive pulley. It is known the two To arrange the engines of a disc diametrically to each other and the engine of the on the other hand, to offset another disc by 900.

Die beiden diametral angeordneten Triebwerke können von vornherein für sich allein kein Drehfeld bilden. Ebenso ist das dritte, auf die zweite Scheibe arbeitende Triebwerk hierzu nicht imstande. Das Auftreten eines Drehfeldfehlers wird bei dieser Anordnung jedoch nur dann völlig vermieden, wenn die beiden Triebscheiben in axialer Richtung weit genug voneinander entfernt sind, so daß die Streuflüsse von in verschiedenen Ebenen angeordneten Triebwerken sich nicht überlagern können. Dadurch wird jedoch ein ziemlich großer Platzbedarf bedingt, den man gerne vermeiden möchte, indem man die Scheiben näher aneinander rückt.The two diametrically arranged engines can from the outset do not form a rotating field on their own. Likewise is the third, on the second disc working engine is not able to do this. The occurrence of a rotating field error is only completely avoided in this arrangement if the two drive pulleys are far enough apart in the axial direction so that the stray fluxes of engines arranged in different planes cannot overlap. However, this requires a fairly large amount of space, which one would like to avoid by moving the discs closer together.

Um trotzdem den durch die Streuflüsse der Spannungseisen bedingten Drehfeldfehler zu kompensieren, ist es bekannt, auf der mit zwei Triebwerken zusammenarbeitenden Triebscheibe, um 900 gegenüber diesen Triebwerken versetzt, einen Hilfspol anzubringen, der entweder mit dem Spannungseisen des dritten Triebwerkes oder mit beiden Spannungseisen der benachbarten Triebwerke in geeigneter Weise magnetisch leitend verbunden ist. Wird der Fluß des Hilfspoles von dem auf die andere Scheibe wirkenden Triebwerk abgeleitet, so hängt die magnetisch leitende Verbindung des Hilfspoles mit dem Spannungseisen dieses Triebwerkes davon ab, ob der Hilfspol direkt unter diesem Triebwerk oder ihm gegenüber angeordnet ist. Im ersteren Fall muß man den Hilfspol mit dem Pol des betreffenden Spannungseisens, im zweiten Fall jedoch mit dem Rücken dieses Spannungseisens verbinden. Wird dagegen der Hilfspol mit den Spannungseisen beider benachbarter Triebwerke verbunden, so muß er an die Rücken dieser Spannungseisen angeschlossen werden, wenn er die gleiche Winkellage aufweist wie das dritte Triebwerk, während er an die Pole der Spannungseisen angeschlossen werden muß, wenn er dem dritten Triebwerk gegenüberliegt. In order to avoid the one caused by the stray flux of the tension irons To compensate for rotating field errors, it is known to work with two engines Drive pulley, offset by 900 in relation to these drives, to attach an auxiliary pole, either with the tension iron of the third engine or with both tension irons the adjacent engines is magnetically connected in a suitable manner. Becomes the flow of the auxiliary pole from the thruster acting on the other disk derived, the magnetically conductive connection between the auxiliary pole and the tension iron is suspended this engine depends on whether the auxiliary pole is directly under this engine or is arranged opposite him. In the first case you have to connect the auxiliary pole with the pole of the tension bar concerned, but in the second case with the back of this tension bar associate. If, on the other hand, the auxiliary pole is adjacent to the tension bars of both If the engines are connected, it must be connected to the back of these tension bars if it has the same angular position as the third engine, while he must be connected to the poles of the tension iron when he is the third Opposite the engine.

Besonders groß wird die Gefahr des Auftretens von Drehfeldfehlern bei Drehstrom-Vierleiter-Induktionszählern, bei denen die drei Triebwerke um 1200 gegeneinander versetzt auf eine einzige Triebscheibe einwirken. Um bei einer solchen Anordnung die von den Streuflüssen der Stromeisen herrtihrenden Drehfeldfehler zu kompènsieren, hat man bereits auf der Welle der Triebscheibe eine kleinere Hilfsscheibe angebracht, die von den Flüssen dreier Polpaare durchsetzt wird, wobei die beiden Pole jedes Polpaares an die beiden Pole des zugehörigen Stromeisens magnetisch angeschlossen sind. The risk of rotating field errors is particularly great for three-phase four-wire induction meters, where the three engines are around 1200 act offset against each other on a single drive pulley. To with such a Arrangement of the rotating field errors caused by the stray fluxes of the current irons Compensate, you already have a smaller auxiliary pulley on the shaft of the drive pulley attached, which is traversed by the rivers of three pairs of poles, the two being Poles of each pole pair are magnetically connected to the two poles of the associated current iron are.

Um bei 'Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähleni mit nur einer Triebscheibe und drei an Umfang gleichmäßig gegeneinander versetzten Triebeisen den von den Spannungseisen herrührenden Drehfeldfehler zu kompensieren, ist es bereits bekannt, ein sternförmiges dreiarmiges Kompensationsblech aus magnetisch leitendem Material in einer Ebene parallel zur Triebscheibe anzuordnen und die drei Arme dieses Kompensationsbleches magnetisch isoliert an den Rücken der drei Spannungstriebeisen zu befestigen. Es hat sich jedoch -gezeigt, daß mit dieser Anordnung der Drehfeldfehler nicht in allen Fällen völlig kompensiert werden kann. Die Verhältnisse bezüglich der Feinstruktur der magnetischen Felder bei derartigen Zählern sind außerordentlich verwickelt und unübersichtlich, und es fehlt eine genaue Theorie, auf Grund deren man allein durch Vorausberechnung eine einwandfreie Kompensation des Drehfeldfehlers schaffen könnte. Man ist hier weitgehend auf Versuche angewiesen. In order to use three-phase four-wire induction counters with only one drive pulley and three driving irons evenly offset from one another in circumference, those of the tension irons To compensate for rotating field errors, it is already known to use a star-shaped three-armed compensation plate made of magnetically conductive material in one plane to be arranged parallel to the drive pulley and the three arms of this compensation plate Magnetically insulated to be attached to the back of the three tension drives. It However, it has been shown that with this arrangement the rotating field error is not in all Cases can be fully compensated. The relationships with regard to the fine structure the magnetic fields in such meters are extremely intricate and confusing, and there is no precise theory on the basis of which one can go through Pre-calculation could create a perfect compensation of the rotating field error. One is largely dependent on experiments here.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß es möglich ist, den Drehfeldfehler ganz zu eliminieren, wenn man die der Triebscheibe zugekehrten Enden, d. h. die Pole der Spannungseisen magnetisch in geeigneter Weise miteinander verbindet. Dieser Gedanke bildet den Kern der Erfindung. Surprisingly, it has now been shown that it is possible to To eliminate rotating field errors completely, if the ends facing the drive pulley, d. H. magnetically connects the poles of the tension iron to one another in a suitable manner. This idea forms the core of the invention.

Die Erfindung. betrifft dementsprechend eine Einrichtung an einem Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit nur einer Triebscheibe und drei symmetrisch zu dieser in der Triebscheibenebene angeordneten Triebwerken, deren Spannungs eisen untereinander zur Kompensation des von den Spannungsstreuflüssen hervorgerufenen Drehfeldfehlers durch einen im wesentlichen aus einem ferromagnetischen Blechstern bestehenden Magnetpfad einstellbarer magnetischer Leitfähigkeit verbunden sind, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise unsymmetrische, z. B. Y-förmige, Blechstern magnetisch unmittelbar oder unter Zwischenschaltung nichtmagnetischer Justierstücke an die Pole der drei Spannungseisen angeschlossen ist. The invention. accordingly relates to a facility on a Three-phase four-wire induction meter with only one drive pulley and three symmetrical to this arranged in the drive pulley plane, their tension iron among each other to compensate for the voltage leakage fluxes Rotating field error caused by an essentially made of a ferromagnetic sheet metal star existing magnetic path of adjustable magnetic conductivity are connected, and it is characterized in that the preferably asymmetrical, z. B. Y-shaped, Sheet metal star magnetically directly or with the interposition of non-magnetic ones Adjusting pieces are connected to the poles of the three tension bars.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Drehstrom-Vierleiter-Induktionszählers in Draufsicht mit der erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung und Fig. 2 einen Teil eines schematisch dargestellten Drehstrom-Vierleiter-InduktionszäElers mit einer Kompensationseinrichtung in perspektivischer Ansicht. The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail. 1 shows a schematic representation of a three-phase four-wire induction meter in plan view with the compensation device according to the invention and FIG Part of a schematically shown three-phase four-wire induction meter with a compensation device in a perspective view.

In der Fig. 1 sind mit I, II und III drei Triebsysteme bezeichnet, die, bezogen auf eine Rotorachse 1, um je 1200 zueinander versetzt sind. Diese Triebsysteme I, II und m sind sowohl in ihrem Aufbau und ihren Abmessungen wie auch in ihren elektrischen Eigenschaften einander völlig gleich. Sie bestehen aus je einem Spannungseisen 2- und einem Stromeisen 3, welch letzteres in der F i g. 1 nicht sidhtbar ist. Das Spannungseisen 2 und das Stromeisen 3 sind mit ihren offenen Polenden gegeneinander gerichtet und übereinander angeordnet, -wobei sich das Spannungseisen 2 ober- und das Stromeisen 3 unterhalb einer Triebscheibe 4 befinden. Der Tragrahmen sowie die Befestigung der Spannungs- bzw. In Fig. 1, I, II and III denote three drive systems, which, based on a rotor axis 1, are offset from one another by 1200 each. These drive systems I, II and m are both in their structure and their dimensions as well as in their electrical properties completely equal to each other. They each consist of a tension iron 2- and a current iron 3, the latter in FIG. 1 is not sidhtable. That The tension iron 2 and the current iron 3 are opposite to one another with their open pole ends directed and arranged one above the other, -wherein the tension iron 2 above and the current iron 3 is located below a drive pulley 4. The support frame as well as the Fixing of the tension resp.

Stromeisen an diesem Tragrahmen sind nicht gezeichnet. Auch sind das einem Zähler zugehörige Bremssystem und die Strom- und Spannungsspulen in der Zeichnung nicht dargestellt, hingegen sind Strom- und Spannungswicklungen 5 bzw. 6, die mit den Phasen R, S und T sowie dem Nulleiter 0 des Netzes verbunden sind, schematisch angedeutet. Wie die F i g. 2, in der für*. die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 verwendet sind, zeigt, bestehen die Spannungseisen 2 je aus zwei Schenkeln7 und 8, deren der Triebscheibe 4 abgekehrte Enden durch ein Joch 9 miteinander verbunden sind, sowie aus einem Kern 10. Der Kern 10 weist einen Spannungspol 11 auf, welcher nach beiden Seiten hin verbreitert ist und dadurch mit den Schenkeln7 und 8 je einen Luftspalt bildet. Die Stromeisen 3 sind U-förmig, und ihre beiden Schenkel liegen dem Spannungspol 11 und den beiden Luftspalten gegenüber. Am Joch 9 jedes Spannungseisens 2 ist ein massiver Eisenarm 14 mit seinem einen Ende befestigt, während sein anderes Ende, welches in der Zeichnung nicht sichtbar ---ist, unter der Triebscheibe 4 zwischen den beiden Schenkeln der Stromeisen 3 hineinragt und den Spannungsgegenpol bildet.Electric iron on this support frame are not shown. They are too a counter associated braking system and the current and voltage coils in the drawing not shown, however, current and voltage windings 5 and 6, which are with the phases R, S and T as well as the neutral 0 of the network are connected, schematically indicated. As the F i g. 2, in which for *. the same parts the same Reference number As used in Fig. 1 shows, the tension irons 2 each consist of two Legs 7 and 8, whose ends facing away from the drive pulley 4 are connected to one another by a yoke 9 are connected, as well as from a core 10. The core 10 has a voltage pole 11 which is widened on both sides and thereby with the legs7 and 8 each forms an air gap. The current iron 3 are U-shaped, and both of them Legs are opposite the voltage pole 11 and the two air gaps. At the yoke 9 of each tension iron 2 a massive iron arm 14 is attached at one end, while its other end, which is not visible in the drawing --- is below the drive pulley 4 protrudes between the two legs of the current iron 3 and forms the opposite pole of voltage.

Bekanntlich wird die Drehfeldabdhängigkeit der Zähleranzeige eines elektrischen Zählers durch zwei Stördrehmomente verursacht: einerseits durch das Stördrehmoment, welches durch die elektrische Kopplung der auf die Triebscheibe wirkenden Triebsysteme in der Triebscheibe selbst hervorgerufen wird, und andererseits durch die magnetische Kopplung der magnetischen Triebflüsse der einzelnen Spannungseisen untereinander. Das erstgenannte Stördrehmoment entsteht durch Streuung der Triebscheibenströme in die benachbarten Meßwerke und kann für sich allein. nur durch entsprechende bauliche Maßnahmen an der Triebscheibe beeinflußt werden. As is well known, the rotating field dependency of the counter display becomes a electrical meter caused by two interfering torques: on the one hand by the Interference torque caused by the electrical coupling of the drive pulley acting drive systems in the drive pulley itself, and on the other hand through the magnetic coupling of the magnetic drive fluxes of the individual tension irons among themselves. The first-mentioned disturbance torque arises from the scattering of the drive pulley currents in the neighboring measuring works and can stand alone. only through appropriate structural Measures on the drive pulley can be influenced.

So ist demnach bei einem zusammengebauten elektrischen Zähler dieses Stördrehmoment eine konstante Größe. Das zweite Stördrehmoment, welches durch die gegenseitige magnetische Streuung der einzelnen Spannungstriebflüsse untereinander entsteht und dem ersten Stördrehmoment entgegenwirkt, ist an sich auch konstant, kann aber durch Veränderung der magnetischen Kopplung zwischen den Spannungstriebsystemen beeinflußt werden, so daß es durch entsprechende Einstellung des magnetischen Kopplungsfaktors im Betrag gleich und in der Richtung entgegengesetzt dem durch die elektrische Kopplung der Scheibenströme erzeugten Stördrehmoment ist. Diese Einstellung kann beispielsweise durch geeignete Werkstoffe, welche die einzelnen Spannungssysteme magnetisch leitend verbinden, erzielt werden. Aus diesem Grund ist zur Kompensation des Drehfeldfehlers parallel zur Triebscheibe 4 ein alle Spannungseisen 2 miteinander verbindendes Kompensationsblech aus ferromagnetischem Material vorgesehen, welches an dem der Trieb scheibe 4 zugekehrten Ende des magnetischen KerneslO, also am Spannungspol 11, eines jeden Spannungseisens 2 befestigt ist und an sich beliebige Form aufweisen kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kompensationsbleeh mehrteilig und besteht aus je einem mit einem Ende an den Spannungspol 11 der Spannungseisen 2 mittels einer Schraube 16 befestigten, abgewinkelten Befestigungsbügel 17 und einem asymmetrisch sternförmigen, die drei Befestigungsbügell7 miteinander verbindenden Teill8.So this is the case with an assembled electrical meter Disturbance torque a constant size. The second disturbance torque, which is caused by the mutual magnetic scattering of the individual voltage drive fluxes among each other arises and counteracts the first disturbing torque, is also constant in itself, but can be done by changing the magnetic coupling between the tension drive systems can be influenced so that it can be achieved by setting the magnetic coupling factor accordingly equal in amount and opposite in direction to that caused by the electrical coupling is the disturbance torque generated by the disk currents. This setting can be, for example using suitable materials that make the individual voltage systems magnetically conductive connect, be achieved. For this reason it is necessary to compensate for the rotating field error parallel to the drive pulley 4 a compensation plate connecting all tension irons 2 to one another made of ferromagnetic material, which is on the disk 4 facing the drive End of the magnetic core 10, that is to say at the tension pole 11, of each tension iron 2 is attached and can have any shape in itself. With this one Embodiment, the Kompensationsbleeh is in several parts and consists of one with one end to the tension pole 11 of the tension iron 2 by means of a screw 16 attached, angled mounting bracket 17 and an asymmetrical star-shaped, the three mounting brackets7 connecting part8.

Dieser ist durch magnetisch nichtleitende Schrauben 19 mit den der Rotorachse 1 zugekehrten Enden der Befestigungsbügel 17 verbunden. Die asymmetrische Sternform des verbindenden Teiles 18 ist deshalb gewählt, um die Rotorachse 1 ungehindert einbauen und bei Reparaturen ohne Schwierigkeiten wieder austauschen zu können.This is by magnetically non-conductive screws 19 with the Rotor axis 1 facing ends of the mounting bracket 17 connected. The asymmetrical The star shape of the connecting part 18 is therefore chosen to be unhindered about the rotor axis 1 can be installed and replaced without difficulty in the event of repairs.

Um die Größe der magnetischen Kopplung der Spannungstriebflüsse verändern zu können, kann zwischen den Befestigungsbügeln 17 und dem diese Befestigungsbügel verbindenden Teil 18 ein magnetisch nichtleitendes Distanzierblech 20 von geeigneter Dicke, z. B. ein Messingstück, eingefügt sein. Es ist auch möglich, ein Kompensationsblech zu verwenden, das nicht aus mehreren Teilen, sondern nur aus einem Teil besteht. In diesem Fall wird das magnetisch nichtleitende Distanzierblech 20 zwischen den Spannungspolen 11 und den an diesen Spannungspolen befestigten Kompensationsblechteilen vorgesehen und mittels Schrauben 16 aus magnetisch nichtleitendem Material mit den Spannungspolen 11 verbunden. To change the magnitude of the magnetic coupling of the voltage drive fluxes to be able to, can between the mounting brackets 17 and this mounting bracket connecting part 18 a magnetically non-conductive spacer plate 20 of suitable Thickness, e.g. B. a brass piece to be inserted. It is also possible to use a compensation plate which does not consist of several parts, but only of one part. In this case, the magnetically non-conductive spacer plate 20 is between the Voltage poles 11 and the compensation sheet metal parts attached to these voltage poles provided and by means of screws 16 made of magnetically non-conductive material with the Voltage poles 11 connected.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Einrichtung ist, daß ein konstantes vorgegebenes Stördrehmoment, welches an sich nicht eliminiert werden kann, durch ein anderes zweckmäßig gewähltes Stördrehmoment kompensiert wird. Da die Größe des zu kompensierenden Stördrehmomentes bei einer bestimmten Zählertype konstant ist, kann das erforderliche Kompensationsdrehmoment durch entsprechende magnetische Kopplung zwischen den Spannungstriebflüssen fest eingestellt werden, so daß bei der Eichung keine individuelle Einstellung mehr nötig ist. The particular advantage of the device described is that a constant predetermined disturbance torque, which cannot be eliminated per se can be compensated for by another appropriately chosen disturbance torque. There the size of the interference torque to be compensated for with a certain type of meter is constant, the required compensation torque can be achieved by appropriate magnetic coupling between the Voltage drive flows are fixed, so that no individual setting is necessary during calibration.

Claims

Claim: Device on a three-phase four-wire induction meter with only one drive pulley and three symmetrical to this in the drive pulley plane arranged engines, whose tension iron among each other to compensate for the rotating field error caused by the stress scattering by a substantially adjustable magnetic path consisting of a ferromagnetic sheet metal star Conductivity are connected, characterized in that the preferably asymmetrical, e.g. B. Y-shaped, sheet metal star (15) magnetically directly or below Interposition of non-magnetic adjusting pieces (20) on the poles (11) of the three Tension iron is connected.

Considered publications: German Patent Specifications No. 433 362, 951 652, 951 653.