DE1616055A1

DE1616055A1 - Three-phase apparent consumption meter with inverter

Info

Publication number: DE1616055A1
Application number: DE19671616055
Authority: DE
Inventors: Guenter Steinmueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-08-23
Filing date: 1967-08-23
Publication date: 1971-01-14

Description

Drehstromscheinverbrauchszähler mit Wechaelriohter Der Erfindung liegt die aufgabe zugrunde, in einem Drehstromsystem den Scheinverbrauch mit einem nach dem Ferrarisprinsip arbeitenden Triebsystem zu messen. Three-phase bill consumption meter with Wechaelriohter of the invention The underlying task is to reduce the apparent consumption in a three-phase system with a to measure according to the Ferrarisprinsip working drive system.

En iat bereits bekannt (Deutsche patentsohrift 1 010 156), mit je einem hallgenerator in jeder Phase das Produkt aus Phasenapannung und Phasenstrom zu bilden, die diessm Produkt entaprechenden Ausgengsspa@nungen der Hallgeneratoren su summieren und gimer integrieranden Me#einriohtung, z.B. den Ankerklemmen eines konstant erregten Qleichstrommotors mit angeschlossenem Zählwerk zuzuführen. En iat already known (Deutsche patentsohrift 1 010 156), with each a hall generator the product of phase voltage and phase current in each phase to form the output voltages of the Hall generators corresponding to this product Sum up and integrate gimer measuring device, e.g. the anchor terminals of a constant energized DC motor with connected counter to feed.

Es ist ferner bekannt, (Deutsche Patentschrift 1 209 655) den Drehstromscheinverbrauch mit einem einphasen-Induktionszähler zu messen, wobei mit Hilfe eines Hallgenerators das Produkt eines der algebraischen SUmme der drei Phasenströme entsprechenden Gleichstromes und einer der Netzspannung entsprechenden und frequenzgleichen Spannung gebildet wird, und die so gewonnene Hallausgangsspannung dem Strompfad eines Einphasen-Induktionszählers zuzuführen, an dessen Spannungspfad eine netzfrequente Spannung liegt, die gegenUber der am Hallgenerator liegenden netzfrequenten Spannung eine feste Phasenverschiebung hat.It is also known (German Patent 1 209 655) the three-phase apparent consumption to measure with a single-phase induction counter, with the help of a Hall generator the product of a direct current corresponding to the algebraic sum of the three phase currents and a voltage corresponding to the mains voltage and having the same frequency is formed and the Hall output voltage obtained in this way is fed into the current path of a single-phase induction meter supply, on whose voltage path there is a line-frequency voltage that is opposite the line-frequency voltage applied to the Hall generator has a fixed phase shift Has.

Da die Ausgangsspannungen von Hallgeneratoren ein sehr kleines Leistungsniveau aufweisen, ist die Verwendung von Hallgeneratoren zur Messung des Scheinverbrauchs und ihr Anschlu# an einen normalen Einphasen-Induktionszähler nur unter Zwischenschaltung eines Verstärkere Möglich. Die Verwendung ein an hallgenerators sur Scheinarbeitsmessung bedingt au#erdem, da# sur Erzielung eines linearen Zusammenhanges zwiachen der an der Erregerwicklung des Mallgenerators liegenden Eingangagrö#e und dem daraus resultierenden Flu# durch das Hallplättchen ein besonders hochwertiges Eisen verwendet werden auß Diese Mängel werden bei einer Einrichtung sul Zählen des Drehstrowscheinverbrauchs unter Verwendung eines auf eine Ldufereoheibe wirkanden Ferraris-Tri@bsyatems dadurch vermieden, das ein der algobraiachen Summe der drei phasenatröme antaprechender, dur@ einen an sich, bekannten Neßumformer, z. B, mittels Wandler und Gleichrichter, gebildeter Summenstrom durch mindestens einen von der Netzfrequenz des Drehstromsystems geführten Wechselrichter in einem Wechselstrom umgeformt ist, der der Stromspule des Triebsystems zugeführt ist, und daß an die Spannungsspule des Triebsystems eine Wechselspannung angelegt ist, deren Frequenz mit der Frequenz des der Stromspule zugeführten Wechselstroms übereinstimmt Anhand der in Fig. 1 bie 5 gezeigten AusfUhrungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert: Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Phasenströme eines Drehstromverbrauchers durch die Primärwicklung der Stromwandler 13, 14, 15 geführt, deren sekundärwicklungen an die Klemmen 16 bis 21 des Me#umformers 2 angeschlossen sind. Der der a@gebraischen Summe der drei Phasenströme entsprechende und in an sich bekannter Weise z.B. mittels Gleichrichtung gebildete Summenstrom fließt über die Ausgangsklemme 22 des Me#umformers 2 zur Eingangsklemme 24 des Wechselrichters 3 und von der Eingangsklemme 25 des Wechselrichters 3 zurUck zur Ausgangsklemme 23 des Meßumfqrmers 2. Die Ausgangsklemmen 26 und 27 des in an sich bekannter Weise aufgebauten Wechselrichters 3 sind an die Stromspule 4 des Triebsystems 1 angeschlossen. Die Spannungspule 5 des Triebsystems 1 und die Eingangsklemmen 28 und 29 des Wechselrichters 3 sind an die gleiche Phasenspannung des Drehstromsystems angeschlossen. An-.statt an die Phasenspannung R-O des Drehstromsystems können die Spannungsspule 5 und die Eingangsklemmen 29 und 28 des Wechselrichters 3 auch an eine beliebige andere Spannung des Drehstrousystems, beispielsweise -auch an eine Außenleiterspannung, angeschlossen werden. Es kommt darauf an, daß der Ausgangsetrom des Wechs elrichters 3 und die an der Spannungsspule 5 des Triebsystems anliegende Spannung einander frequenz- und phasengleich sind.Because the output voltages of Hall generators have a very low level of performance is the use of Hall generators to measure apparent consumption and its connection to a normal single-phase induction meter only with the interposition an amplifier possible. The use of an at hallgenerators sur dummy work measurement also conditional on achieving a linear relationship between the the excitation winding of the mall generator and the resulting input variable Thanks to the Hall plate, a particularly high-quality iron can be used These deficiencies are in a facility sul counting the rotary power supply using a Ferraris-Tri @ bsyatems acting on an Ldufereo disc Avoided that the algobraiachen sum of the three phase flows, major@ a per se, known Neßumformer, z. B, by means of a converter and rectifier, total current formed by at least one of the network frequency The inverter guided by the three-phase system is converted into an alternating current, which is fed to the current coil of the drive system, and that to the voltage coil the drive system an alternating voltage is applied, the frequency with the frequency of the alternating current supplied to the current coil corresponds to the one shown in FIG. 1 bie 5 shown exemplary embodiments, the invention is explained in more detail: In the The embodiment shown in FIG. 1 is the phase currents of a three-phase current consumer passed through the primary winding of the current transformers 13, 14, 15, their secondary windings are connected to terminals 16 to 21 of transducer 2. That of the a @ used Sum of the three phase currents corresponding and in a manner known per se, e.g. by means of The total current formed in the rectification flows through the output terminal 22 of the transducer 2 to input terminal 24 of inverter 3 and from input terminal 25 of the Inverter 3 back to output terminal 23 of the transducer 2. The output terminals 26 and 27 of the inverter 3 constructed in a manner known per se are connected to the Current coil 4 of the drive system 1 connected. The tension coil 5 of the drive system 1 and the input terminals 28 and 29 of the inverter 3 are connected to the same phase voltage of the three-phase system. Instead of the phase voltage R-O of the three-phase system the voltage coil 5 and the input terminals 29 and 28 of the inverter 3 also to any other voltage of the rotary current system, for example -also connected to an external conductor voltage will. It depends on indicates that the output current of the inverter 3 and that of the voltage coil 5 voltage applied to the drive system are of the same frequency and phase.

Fig. 2 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Ausgangsstrom des -Meßumformers 2 Uber die in Reihe liegenden Eingänge zweier Wechselrichter (31, 32) geführt ist. Die Ausgänge beider. Wechselrichter sind in Reihe geschaltet und mit der Stromspule 4 des Triebsystems 1 zu einem Stromkreis zusammengeschaltet.Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the invention, in which the output current of the measuring transducer 2 via the inputs of two inverters (31, 32) is performed. The outputs of both. Inverters are connected in series and interconnected with the current coil 4 of the drive system 1 to form a circuit.

Die Klemmen 315 und 916 des Wechselrichters 31 sowie die Klemmen 325 und 326 des Wechselrichters 32 sind in gleicher Weise an die gleiche Wechselspannung angeschlossen, an die auch die Spånnungsspule 5 des Triebsystems 1 angeschlossen ist.Terminals 315 and 916 of inverter 31 and terminals 325 and 326 of the inverter 32 are connected to the same AC voltage in the same way connected to which the tension coil 5 of the drive system 1 is also connected is.

Fig. 3 zeigt ein ähnliches Auführungsbeispiel wie Fig. 2, Jedoch mit dem Unterschied, daß der Summenstrom den parallelgeschalteten Eingängen beider Wechselrichter zugeführt ist.Fig. 3 shows a similar embodiment as Fig. 2, but with the difference is that the total current is the inputs of both inverters connected in parallel is fed.

Fig. 4 zeigt ein ausführungsbeispeil, bei dem Wechselrtchter und Triebsyßtem schaltungstechnisch kombiniert sind. Von Klemme 22 des Me#muformers 2 ausgehend ist der Summenstrom der Mittelansapfung 6 der Stromspule 41, 42 zugeführt, das Wicklungsende 71 der Stromspulenhälfte 41 ist mit der Anode des Thyristor 9 und mit der einen Seite des Kondensators 10; das Wicklungsende 72 der Stromspulenhälfte 42 ist mit der Anode des Thyristors 8 und der anderen Seite des Kondensators 10 verbunden. Die Kathoden der Thyristoren 8, 9 sind beide mit der Kleine 23 des Me#umformers 2 verbunden. Die Zündelektroden der Thyristoren 8-, 9 sind beide an einen Taktgeber 12 angeschlossen, durch den in bekannter Weise beiden Thyristoren Zündimpulse zugeführt sind. Die spannungsspule 5 des Triebsystems 1 sowie der Eingang des Taktgebers 12 sind an die gleiche Wechselspannung des. Drehstromsystems angeschlossen.Fig. 4 shows an exemplary embodiment, in which the Wechselrtchter and drive system are combined in terms of circuitry. Starting from terminal 22 of the transducer 2 If the total current is fed to the center tap 6 of the current coil 41, 42, the winding end 71 of the current coil half 41 is with the anode of the thyristor 9 and with the one Side of the capacitor 10; the winding end 72 of the current coil half 42 is with the anode of the thyristor 8 and the other side of the capacitor 10 are connected. The cathodes of the thyristors 8, 9 are both connected to the small 23 of the transducer 2 tied together. The ignition electrodes of the thyristors 8-, 9 are both connected to a clock generator 12, through the two thyristors in a known manner Ignition pulses are supplied. The voltage coil 5 of the drive system 1 and the input of the clock generator 12 are connected to the same AC voltage of the three-phase system.

In Fi. 5 ist eine besonders einfache Kombination eines Thyristor-Wechselrichters mit einem Triebsystem dargestellt. Die Schaltung ist ähnlich aufgebaut wie in Fig. 4,, jedoch enthält die Kombination keinen Taktgeber. Stattdessen sind auf dem Spannungseisen des Triebsystems 1 außer der Spannungsspule 5 zwei weitere Spulen 51 und-52 angeordnet, deren Wicklungsenden gleicher Bolarität in einem Falte an die ZUndelektrode des einen Thyristors und im anderen Falle an die Kathode des anderen Thyristors angeschlossen sind, Sowohl in Fig. 4 als in Fig. 5 werden die Stromspulen 41 und 42 des Triebsystems 1 im Rhythmus der Taktfrequenz des Wechselrichters abwechselnd vom Summenstrom durchflossen, so da# die wirkung dieser abwechselnd in den Stromspulenhälften flie#enden Ströme derjenigen eines reinen Wechselstromes entspricht. Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes sowohl nach Fig. 4 als auxh nach Fig. 5 besteht5 darin, da# der in einem Thyristor-Wechselrichter normalerweise erforder= liche Übertrager antfällt. In Fi. 5 is a particularly simple combination of a thyristor inverter shown with a drive system. The circuit is similar to that in Fig. 4 ,, however, the combination does not contain a clock. Instead, they are on the tension iron of the drive system 1, in addition to the voltage coil 5, two further coils 51 and 52 are arranged, the winding ends of which have the same bolarity in a fold on the ZUndelectrode of the one thyristor and in the other case connected to the cathode of the other thyristor are, both in Fig. 4 and in Fig. 5, the current coils 41 and 42 of the drive system 1 alternating with the total current flowing through at the rhythm of the inverter's clock frequency, so that the effect of these currents flowing alternately in the halves of the current coil corresponds to that of a pure alternating current. The advantage of the subject matter of the invention Both according to FIG. 4 and according to FIG. 5, there is the fact that the in a thyristor inverter normally required transformers apply.

7 Patentanaprüche 5 Figuren7 claims 5 figures

Claims

Patentana "Pr'Uche 1. Device for counting the three-phase bill consumption using a Ferraris drive system acting on a carrier disc, thereby characterized in that one of the algebraic sum of the three phase currents by means of a known transducer (2), e.g. by means of a converter and rectifier, Total current generated by at least one of the mains frequency of the three-phase system The guided inverter (3) is converted into an alternating current, that of the current coil (4) of the drive system (1) is supplied, and because # to the voltage coil (5) of the drive system (1) An alternating voltage is applied, the frequency of which is the same as that of the Stromapule (4) supplied alternating current.

(Fig. 1 and 2) 2. Device according to claim 1, characterized in that since the inverter or inverters are constructed with thyristors in a manner known per se inverters are.

3. Device according to claims 1 and 2, thereby gekennseichnet that the total current in a known manner by means of an inverter (3) in einan sinusoidal alternating current is converted and the current coil (4) of the drive system (1) is fed, and dns to dis voltage coil (5) of the drive system (1) @ an alternating voltage is applied, their frequencies and phase with Frequency and phase of the the alternating current supplied to the current coil (4) match (Fig. 10.

4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the total current of the inputs of two inverters connected in series (31, 32) whose outputs are also connected in series with the current coil (4) of the drive system are interconnected to form a circuit that the total current by means of both inverters (3i, 32) into a rectangular, luckenden and the current coil (4) of the drive system (1) flowing through the alternating current is transformed, that the inverter (31, 32) with the same frequency but different phase position are performed, and that the zero passages to the voltage coil (5) of the drive system (1) the applied alternating voltage in the middle of the currentless time range of the rectangular ldekenden alternating current flowing through the coil (4) lie.

5. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the total current is fed to the parallel-connected inputs of two inverters whose outputs are connected in series with the current coil of the drive system to one Circuit are interconnected because # the total current is generated by both inverters (31, 32) into a rec, hteckföraigen discontinuous and the current coil (4) of the drive system (1) AC current flowing through it is transformed is that the Inverters (31, 32) with the same frequency, but with different phase positions are, and that the zero crossings of the voltage coil (5) of the drive system (1) the applied alternating voltage in the middle of the currentless time range of the rectangular intermittent alternating current flowing through the coil (4) lie. (Fig. 3)

6. Device according to claim 1, characterized by an inclusion the current coil of the drive system (1) in the circuit of a thyristor inverter in such a way that the current coil (41, 42) of the drive system (1) with a center tap (6) is provided, over which the sum current is carried, that the two winding ends (71, 72) of the current coil (41, 42) are each connected to the anode of a thyristor (8, 9) are that the anodes of the two thyristors (8, .9) through a capacitor (tO) are connected,. that the cathodes of the two thyristors are connected and over this connection point the summing current is conducted, and that the ignition electrodes the thyristors (8, 9) connected to the output of a clock generator known per se are.

(Pig. 4)

7. Device according to claim 1 and 5, characterized in that that on the tension iron of the drive system (i) except for the tension coil (5) two additional windings (5t, 52) are arranged with the same number of turns, from their winding ends one end of the winding with the same polarity with the ignition electrode of one thyristor and the other end of the winding with the Cathode of the other thyristor is connected (Fig. 5).