DE171600C

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Publication number: DE171600C
Application number: DENDAT171600D
Authority: DE

Description

KAISERLICHE

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 171600 KLASSE 21 e. GRUPPE

VITTORIO ARCIONI in MAILAND.

Selbstzeichnendes Wattmeter für Wechselstrom.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. September 1905 ab.

Das Instrument, auf welches sich diese Erfindung bezieht, hat den Zweck, die Leistung sowie die Energie in einem Strotrn kreis zu messen und ein genaues Diagramm der Veränderungen der Leistung zu verzeichnen.

Das Instrument kann sowohl für Einphasenstrom wie für Drehstrom mit gleich oder ungleich belasteten Zweigen angewendet

ίο werden.

Die Abbildungen, von denen Fig. ι einen Aufriß, teilweise im Schnitt, und Fig. 2 eine Seitenansicht darstellen, zeigen das Schema eines Meßapparates, welcher für die Energiemessung bei Drehstromanlagen mit ungleich belasteten Zweigen anwendbar ist.

Eine der wichtigsten Bedingungen, denen die registrierenden Instrumente, und insbesondere die selbstzeichnenden Wattmeter, genügen müssen, besteht darin, daß das Instrument eine genügende mechanische Kraft ausüben muß, um die Feder auf den Papierstreifen mit Sicherheit und Genauigkeit verschieben zu können; dabei muß aber das Instrument sämtliche elektrische Eigenschaften in solchem Grad behalten, daß die Angaben bei allen Belastungen genau, zuverlässig und unabhängig von den Veränderungen der Spannung und des Leistungsfaktors in dem Stromkreise bleiben.

In dem hiernach beschriebenen Instrument sind die elektrodynamischen . Wirkungen, welche die im Instrument verfügbare mechanische Kraft bedingen, groß, weil die beiden Wickelungen, sowohl die Hauptstrom- wie die Nebenschlußwickelung, mit unterteilten Eisenkernen versehen sind; diese Kerne schreiben den von den Wickelungen hervorgebrachten magnetischen Kraftlinienflüssen eine genau bestimmte Bahn vor und verstärken sie beträchtlich.

Derselbe magnetische Kern dient sogar (wie es weiter unten erklärt wird) sowohl für die von der Hauptstromwickelung wie für die von der Nebenschlußwickelung erzeugten magnetischen Kraftlinien. Diese eisernen magnetischen Stromkreise dürfen aber nicht ununterbrochen sein, sonst würde der sie durchlaufende magnetische Kraftfluß nicht mehr dem magnetisierenden Strom proportional sein, sondern je nach der Magnetisierungskurve des Weicheisens variieren, und die Angaben des Instrumentes würden infolgedessen falsch sein.

Außerdem würde ein vollständig geschlossener magnetischer Stromkreis die Induktanz der betreffenden Nebenschlußwickelung erheblich erhöhen, und das würde zu Fehlern Anlaß geben, wenn die Leitung induktiv belastet ist.

Zu dieser Bedingung kommt noch eine andere hinzu, welche sehr wichtig für Instrumente ist, welche bei ungleich belasteten Dreiphasenanlagen verwendet werden.

In diesem Falle hat man zwei Hauptstrom- und zwei Nebenschlußwickelungen, d. h. zwei wattmetrische Drehmomente, deren elektrischer Verlauf unabhängig sein soll, während die mechanischen Wirkungen auf derselben Welle sich addieren sollen, welche die Schreibfeder trägt.

Um die beiden wattmetrischen Drehmomente als voneinander elektrisch unabhängig, betrachten zu können, darf die Haupt-

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Stromwickelung des einen Paares die Nebenschlußwickelung des anderen nicht beeinflussen, und umgekehrt; zur Erreichung dieses Zweckes darf also das von jeder Hauptstromwickelung erzeugte Feld im umliegenden Räume nicht streuen, sondern muß vielmehr innerhalb einer genau bestimmten Zone verbleiben.

Dieser Bedingung wird in bekannter Weise dadurch genügt, daß man die Hauptstrom-Wickelung vollständig durch ein eisernes Gehäuse umschließt; auf diese Weise werden die von dieser Wickelung erzeugten Kraftlinien eine leichte Rückkehrbahn außen finden und kein Streufeld bilden.

Dieser vollständig geschlossene eiserne magnetische Kreis würde aber im vorliegenden Falle für die Nebenschlußwickelung nicht passen, da diese hierdurch eine zu hohe Induktanz erhalten würde.

Die spezielle Einrichtung, welche die zwei Bedingungen zugleich erfüllt, besteht darin, daß man im magnetischen Kreise einen Luftraum in den Punkten (T₁ und T₂, Fig. 1) anbringt, wo die von der Hauptstromwickelung erzeugten Kraftlinien sich teilen, um dann in zwei getrennten Bündeln längs der Kern-

" Seiten zurückzukehren.

Dieser Luftraum, wenn er auch groß ist, erhöht den Widerstand des magnetischen Kreises gar nicht, insofern es sich um die Wege der Kraftlinien handelt, welche von der Hauptstromwickelung erzeugt werden; der Luftraum übt dagegen seine volle Wirksamkeit für die von der Nebenschlußwickelung erzeugten Kraftlinien aus.

Auf diese Weise sind beide Wickelungen mit einem eisernen unterteilten magnetischen Kern versehen, der einen Teil des magnetischen Kreises bildet, welcher von den erzeugten Kraftlinien durchflossen wird.

Zwei unterteilte Kerne aus Blech von derselben Gestaltung dienen für beide Paare von Hauptstrom- und Nebenschlußwickelungen.
Der magnetische Kern dient wegen seiner magnetischen Eigenschaften als ununterbrochener Panzer für die Hauptstromwickelung, so daß der ganze von dieser Wickelung herrührende Strom innerhalb einer bestimmten Zone verbleiben soll und kein Streufeld im umliegenden Räume bildet.

Derselbe magnetische Kern wirkt vom magnetischen Standpunkte aus wie ein unterbrochener, mit Luftraum versehener Kreis mit Bezug auf die ihn umschließende Nebenschlußwickelung.

Das Instrument enthält zwei separate wattmetrische Kräftepaare.

Die zwei Nebenschlußwickelungen sind an derselben Welle befestigt, welche die Feder trägt.

In den Zeichnungen sind die Teile des einen bezw. des anderen wattmetrischen Kräftepaares mit dem Index 1 bezw. 2 bezeichnet.

A₁ und A₂ veranschaulichen die zwei Kerne aus Eisenblech. T_x und T₂ sind die zwei Lufträume, welche an den Stellen sich befinden, wo sich die Kraftlinien der Hauptstromwickelung teilen, S₁ und S₂ die zwei Hauptstromwickelungen.

C₁ C₁ und C₂ C₂ sind die Klemmen der Serienwickelung,

d_x und d₂ die zwei Nebenschlußwickelungen,

C₁ C₁ und C₂ c₂ die Klemmen der Nebenschlußwickelung.

O veranschaulicht die Welle des beweglichen Gerüstes, welches die zwei Nebenschlußwickelungen und den mit einer Schreibfeder P versehenen Arm B trägt. M ist die von einem Uhrwerk angetriebene Trommel, welche den Papierstreifen mitschleppt; F die Gegenfeder.

Die beschriebene Einrichtung des Wattmeters, welche für Dreiphasenstromkreise vorgesehen ist, kann für Einphasenstromkreise Verwendung finden, wenn man die zwei Hauptstromwickelungen und auch die zwei Nebenschlußwickelungen hintereinander, also in Serie, schaltet.

Claims

Patent-Anspruch:

Selbstzeichnendes Wattmeter oder Kilowattmeter für Wechselstrom-, besonders für Dreiphasenstromkreise, bei welchem zwei gesonderte wattmetrische Spulensysteme auf ein bewegliches System einwirken, wobei die Nebenschlußwickelungen an derselben mit einer Schreibfeder versehenen Welle befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes wattmetrische Spulensystem einen magnetischen unterteilten Kreis besitzt, welcher den Hauptstrom- und Nebenschluß Wickelungen gemeinsam ist und mit einem Luftraum im Verzweigungspunkt des Hauptstromkreises versehen ist, derart, daß dieser Kern einen ununterbrochenen magnetischen Panzer für die von der Hauptstromwickelung hervorgebrachte magnetische Strömung und einen unterbrochenen magnetischen Kreis für die von der Nebenschlußwickelung herrührende magnetische Strömung bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.