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Induktionsgerät mit wenigstens einem Triebsystempaar, insbes.
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Drehstromzähler.
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Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden USA-Patentanmeldung
Serial-No. 517 409 vom 23. Juni 1955 beansprucht.
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Die Neuerung bezieht sich auf ein Induktionsgerät mit wenigstens einem
Triebsystempaar, insbes. auf einen Drehstromzähler mit zwei diametral angeordneten
Triebsystemen, die auf eine gemeinsame Scheibe einwirken. Sie hat die Aufgabe Mittel
zu schaffen, die in einfacher Weise eine Abgleichung der Triebsysteme ohne gegenseitige
Störung gestatten. Zeuerungsgemäß sind die Handhaben für die Abgleichmittel auf
der Frontseite des Gerätes angebracht. Dadurch können sie leicht bedient werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird an Hand der Zeichnung erläutert
: Fig. 1 zeigt einen Drehstromzähler, gesehen in Richtung der Zählerachse, Fig.
2 zeigt das Tbiebsystem 35 des Zählers nach Fig. 1 nach aussen gesehen,
Fig. 4 zeigt den Anker 39 des Zählers von oben gesehen mit eingetragenen Wirbelströmen,
Fig.
5 zeigt eine Schaltung für einen solchen Zähler, Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform
des Zählerankers.
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In Fig. 1 ist auf einer durch 23 angedeuteten Grundplatte des Zählergehäuses
ein Tragteil 83 befestigt, dem ein Tragteil 85 gegenüber
| steht. An den Flanken dieser Tragteile ist ein Triebsystempaar
35, |
| cz |
37 befestigt. Es wirkt auf eine gemeinsame Ankerscheibe 39 ein, die durch in den
Teilen 83 und 85 angeordnete Dauermagnete (nicht dargestellt) gedämpft ist : Das
Triebsystem 35-entsprechendes gilt für das Triebsystem 37-besteht aus einem Lamellenpaket
41 mit einem Mittelschenkel 45, auf dem eine Spannungsspule 77 sitzt. Auf der dem
Luftspalt 47 gegenüber liegenden Seite sind zwei Strompole 49,51 mit den Polflächen
53,55 angebracht, die von einer Stromwicklung 81 erregt werden. In bekannter Weise
kann ein magnetischer Nebenschluß 56 zwischen den Polen 49 und 51 zur Verbesserung
der Fehlerkurve angeordnet sein.
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Durch den Luftspalt 47 läuft die Ankerscheibe 39.
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An den Magnetschenkeln 45 unterhalb der Spannungsspule 77 ist bei
dem
| Triebsystem 37 ein magnetisch leitfähiger Fortsatz 193 angebracht, |
| CD |
| dem ein beweglicher magnetisch leitfähiger Teil 191 auf einer
Spin- |
| CD |
del 194 gegenübersteht. Durch Drehen der Spindel kann er längs eines leitfähigen
Bügels 195, dessen Enden an den äusseren Schenkeln des Lamellenpaketes 41 befestigt
sind, verschoben werden. Die in diesem Bügel gelagerte Spindel 194 endigt auf der
Frontseite des Zählers in eine Einstellvorrichtung 189 mit einem gerändelten Kopf
197.
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An dem Triebsystem 35, vergl. Fig. 2 und 3 ist ein Bügel 181 aus unmagnetischem
Baustoff angebracht, an dem mittels eines umgebogenen Lappens 186 eine Feder 185
angebracht ist. Diese Feder drückt die abgewinkelte Flanke 187 einer Kurzschlußbrille
177 gegen den Bügel 181. Die Enden der Feder 185 sind ebenfalls mittels umgebogener
Lappen 186 an der genannten Flanke befestigt. Die Öffnung der Brille 177 ist unterhalb
des Spannungsschenkels 45 angeordnet.
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Die Brille 177 greift mit einem Mutternfortsatz in eine im Bügel 181
gelagerte Spindel 179, die auf der Frontseite des Zählers in einer Einstellvorrichtung
175 mit der Handhabe 180 endigt. Durch Drehen der Handhabe kann die Brille 177,
parallel in Richtung der Spindel 179 verschoben werden, Eine weitere Kurzschlußbrille
193 umschließt gemeinsam die Stromschenkel 49 und 51 bei dem Triebsystem 35. Eine
entsprechende Anordnung
hat auch das Triebsystem 37. Sie ist dort
mit 198 bezeichnet. Der von der Zählermitte aus betrachtet aussen liegende Teil
199 (201) der Kupferbrille 193 (198) ist an mehreren Stellen bei 203 (205) ausgestanzt
unter Belassung von Brücken 207 (209).
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Werden die Brücken 207 (209) in kleinerer oder grösserer Zahl durchschnitten,
dann vergrössert sich der Widerstand der Brillen 193 (198) und dadurch ändert sich
die Phasenverschiebung zwischen dem Spannungstriebfluß und der an der Spule 77 liegenden
Spannung. Auf diese Weise kann bequem von aussen her die innere Abgleichung der
beiden Triebsysteme getrennt eingestellt werden.
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Damit nun jedes Triebsystem bei Normallast das gleiche Drehmoment
erzeugt, wird durch Drehen der Einstellvorrichtung 189 die Grösse des Drehmomentes
des Systems 37 entsprechend eingestellt. Dabei entzieht der Teil 191 dem Triebsystem
einen grösseren oder kleineren Teil des Spannungstriebflusses, indem es diesen durch
Umgehung des Luftspaltes 47 und somit des Ankers 39 von den Schenkeln 45 in
| die Schenkel 41 ableitet. Dieser Anteil geht dann dem Spannung- |
| triebfluß verloren und wird dafür dem Spannungsstreufluß, der
bei |
solchen Triebsystemen zwischen dem Mittelschenkel und dem Aussenschenkel auftritt
und zwecks Erzielung der 900-Abgleichung erforderlich ist, zugeschlagen. Bei einer
bestimmten Stellung der Handhabe 189 und damit des Teiles 191 sind die Drehmomente
der Triebsysteme. 35 und 37 einander gleich. Die Drehmomentsabgleichung kann somit
bequem von der Frontseite des Zählers aus bewerkstelligt werden.
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Die Zähler bedürfen auch einer Kleinlastregelung, also einer Regelung
in jenem Lastbereich, indem die Getriebereibung eine gewisse Rolle spielt und durch
einen sogenannten Spannungsvortrieb, der ein kleines zusätzliches Drehmoment ergibt,
ausgeglichen werden muß. Dieser Vortrieb läßt sich leicht durch einen bestimmten
Unsymmetriegrad in der räumlichen Verteilung der Triebflüsse, insbes. des Spannungstriebflusses
erzielen. Dieser Unsymmetriegrad läßt sich durch die Handhabe 175 bequem von der
Frontseite aus einstellen, indem dabei die Kurzschlußbrille 177 des Triebsystems
35 entsprechend verschoben wird.
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Natürlich können auch beide Triebsysteme 35,37 je Mittel zur Drehmomentsabgleichung
und zur Kleinlastregelung erhalten.
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Damit nun die beiden Triebsysteme auch sonst richtig zusammenarbeiten
und
sich gegenseitig nicht stören, erhält, wie Fig. 5 zeigt, jeder Schenkel 45 der Triebsysteme
35, 37 noch eine Kompensationswicklung 233, die je in Reihe mit der Spannungswicklung
77 des gegenbeiliegenden Systems geschaltet ist. In der Fig. 5 ist die Stromquelle
mit 13, der Verbraucher mit 11 bezeichnet. 5, 7 und 9 sind die drei Leiter des Drehstromnetzes.
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Die Wicklungen 233 haben folgende Wirkung, dabei sei auf die Fig.
4 Bezug genommen. Die beiden auf eine gemeinsame Scheibe 30 wirkenden
| Triebsysteme 3 37 können sich in folgender Weise gegenseitig
stören. |
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Die vom Spannungstriebfluß des einen Systems induzierten Wirbelströme
im Anker 39 wirken mit dem Spannungstriebfluß des anderen Systems zusammen (Spannungsinterferenz).'Die
von dem Stromtriebfluß des einen Systems induzierten Wirbelströme wirken mit dem
Stromtriebfluß des anderen Systems zusammen und erzeugen Drehmomente (Strominterfe-.
renz). Die von dem Spannungstriebfluß des einen Systems induzierten Wirbelströme
wirken mit dem Stromtriebfluß des anderen Systems zusammen (Stromspannungsinterferenz),
dabei wirken auch in derselben Weise sie von dem Stromtriebfluß des einen Systems
induzierten Ströme mit lern Spannungstriebfluß des anderen Systems zusammen.
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Die Spannungs-und Strominterferenz. ist, wenn die beiden Triebsysteme
sich symmetrisch zu beiden Seiten des Ankers gegenüber stehen, wirkungslos. Sie
verursachen zwar Kräfte oder Drehmomente, aber diese gehen bei symmetrischer Anordnung
durch die Achse des Ankers oder sie sind gleich und entgegengesetzt gerichtet und
heben sich dadurch auf.
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Wohl aber entstehen durch die Stromspannungsinterferenz, wenn auch
kleine, störende, zusätzliche Drehmomente, die in Fig. 4 durch Pfeile 229,231 angedeutet
sind und durch das Zusammenwirken des unter den Strompolen 49,51 fliessenden Anteiles
bedingt sind. Diese Kräfte gehen nicht durch den Mittelpunkt M des Ankers 39, sondern
in einem Abstand T daran vorbei und die von ihnen erzeugten Drehmomente heben sich
nicht gegenseitig auf, sondern ergeben ein resultierendes Moment mit dem Drehsinn
des Pfeiles P. Gerade dieses störende Drehmoment wird durch die Ausgleichwicklungen
233 beseitigt. Die von diesen Wicklungen induzierten Flußkomponenten rufen Wirbelströme
in der Scheibe 39 hervor, die mit den Flüssen der Strompole 49,51' wieder ein zusätzliches
Drehmoment ergeben, das dieses Mal aber eine
dem Pfeil P entgegengesetzte
Richtung hat. Entsprechendes gilt für das Zusammenwirken der von den Polen 49, 51
induzierten s irbelströme mit dem Spannungsfluß des Poles 45.
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Im allgemeinen genügt es, wenn die Windungszahlen der Ausgleichswicklungen
233 1/2 bis 5% der der Spannungsspulen 75 betragen, je nach den speziellen Verhältnissen
des betreffenden Zählers. Ein solcher Ausgleich störender Drehmomente ist Voraussetzung
für die richtige Feineinstellung der Abgleichvorrichtungen 175,189, denn sonst würden
sich auch bei richtiger Einstellung immer noch diese störenden Drehmomente überlagern.
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Wie die Figur 6 zeigt, kann man die Scheibe 39a ringförmig machen,
indem man sie bei 237 ausscheidet und den inneren Teil durch nichtleitei des Material
ersetzt oder auch durch Metall, wenn man dieses gegen den äusseren Teil isoliert.
Die von dem Spannungspol 45 induzierten Wirbelströme zeigen den Verlauf 227a und
die unter den Strompolen 49, 51 durchtretenden'Wirbelstromanteile verlaufen praktisch
tangential, mit der Folge, daß die durch das Zusammenwirken dieser Ströme mit den
Flüssen der Pole 49,51 entstehenden Kräfte 229a, 231a jetzt durch den Mittelpunkt
M der Scheibe gehen, also kein störendes Drehmoment hervorrufen. Sollten sie nicht
genau durch den Mittelpunkt gehen, dann können die jetzt allerdings sehr kleinen
störenden Drehmomente wieder durch Kompensationswicklungen 233, Fig. 5 ausgeglichen
werden, die Windungszahl der Spulen 233 beträgt dann etwa nur 1 0/ovo der der Spannungsspulen
77
| Schutz |
| 6kgdansprüche |
| 6 Figuren |