DE192480C

DE192480C -

Info

Publication number: DE192480C
Application number: DENDAT192480D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 192480 KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Januar 1907 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, die Angaben eines auf Ferrarisschem Prinzipe beruhenden Meßgerätes proportional dem Leistungsfaktor zu machen. Die Anordnung besteht darin, daß das Spannungsfeld in den Hauptspulen einen Strom erzeugt, welcher gegen den Belastungsstrom in Phase verschoben ist. Dieser induzierte Strom setzt sich mit den ursprünglichen Strömen zu einem resultierenden Strom mit mehr oder weniger verschobener Phase zusammen.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Elektrizitätszähler mit U-förmigem Triebkern i, auf welchem die zwei Spannungsspulen 2 und darüber die zwei Stromspulen 3 angeordnet sind. In dem Luftraum zwischen dem Kerne 1 und dem Schlußstück 4 befindet sich die Scheibe 5, welche drehbar gelagert ist. Die Spannungsspulen sind magnetisch und elektrisch hintereinander geschaltet und erzeugen ein Kraftlinienfeld, das in Fig. 1 durch den Linienzug N_e und in den Diagrammen der Fig. 2 und 3 durch die Vektoren N_ci für die linke und N_cr für die rechte Zinke dargestellt ist. Die beiden Stromspulen sind im Gegensatz zu den beiden Spannungsspulen sowohl elektrisch (Fig. 4) als auch magnetisch parallel geschaltet und erzeugen die in Fig. ι mit Nj bezeichneten Kraftlinienfelder.

Da die beiden Stromspule'n hinsichtlich ihrer elektrischen und magnetischen Anordnung gleichartig sind, so würde in ihnen, wenn das Spannungsfeld nicht vorhanden wäre, je die

Hälfte des Gesamtstromes, gleich —, fließen (Fig. 4). Die Spannungsfelder N_ei bzw. N_er erzeugen in den beiden Hauptspulen Ströme, welche über 90 ° gegen das erzeugende Feld in Phase verzögert sind. Diese Ströme sind durch die Vektoren ii und i,- dargestellt. Letz-

tere setzen sich mit — zu den resultierenden 2

Strömen /,. und /; in der rechten bzw. linken Stromspule zusammen. Es sei nun der Einfachheit halber ein solcher Maßstab für die Magnetfelder zugrunde gelegt, daß die Vektoren /,- und /; gleichzeitig die Felder der betreffenden Ströme nach Größe und Richtung darstellen. Die Stromfelder setzen sich nun mit den Spannungsfeldern zu den beiden resultierenden Feldern Ni bzw. N,- an der linken bzw. rechten Zinke des Triebkernes zusammen. Dann ist das Drehmoment des Zählers:

D = N₁- · Ni ' sin a,

55

wobei α den Winkel zwischen N_r und Ni bedeutet.

Eilt nun der Strom /' im äußeren Stromkreise um einen Winkel von 90° nach, so erhält man analog die resultierenden Kraft-" linienfelder Ni' und N_r'. Das Drehmoment des Zählers ergibt sich zu:

D = Ν,.' · Ni' · sin i8o° = o.

Es nimmt also das Drehmoment von einem Maximum bei cos 9 — 1 bis zu dem Werte 0 bei cos 9 = 0 ab, d. h. es ist dem Leistungsfaktor proportional.

Werden nun dagegen die Stromspulen entsprechend Fig. 5, welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, hintereinander geschaltet, so ergibt sich unter Voraussetzung derselben Ver-

hältnisse das Diagramm Fig. 2. Aus diesem ergibt sich für cos φ = ο (Selbstinduktion) das Drehmoment zu:

D =

sin ß.

Da nun β größer als i8o° und infolgedessen sin ß negativ ist, so läuft der Zähler nach rückwärts, d. h. die Angaben dieses Zählers sind nicht proportional dem cos φ.

ίο Es ist klar, daß bei diesen Betrachtungen das die Scheibe zwischen den beiden Magnetschenkeln durchsetzende, aus /,.. und // resultierende Hauptstromfeld nicht berücksichtigt ist. Jedoch wird hierdurch das Ergebnis nicht beeinflußt, da ja die Resultante aus diesen . beiden Feldern in Phase mit / fällt.

Aus dem Diagramme (Fig. 3) ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch Verändern der Größe bzw. Phasenlage der in den Hauptspulen induzierten Ströme i_r und ii die Proportionalität des Drehmomentes und des cos q> eingestellt werden kann. Eine derartige Regulierung kann in sehr einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß in den Stromkreis der beiden Hauptspulen regulierbare Widerstände R mit oder ohne Selbstinduktion eingeschaltet werden (Fig. 6). ■

Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist nur ein Teil der Hauptstrom win düngen parallel geschaltet. Diese rufen die gleiche Wirkung hervor, wie oben ausführlich beschrieben wurde. Das von diesen parallel geschalteten Spulen erzeugte Stromfeld setzt sich mit dem Felde der übrigen Hauptstromwindungen zu einem resultierenden Hauptstromfelde zusammen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein großes Drehmoment bei geringem Wattverbrauch in den Spannungsspulen und in den Hauptstromspulen erreicht wird. Für die Regulierung können selbstverständlich wieder Widerstände (Fig. 8) vorgesehen werden. Die Fig. 9 und 10 zeigen weitere Ausführungsarten : Es sind hier parallel zu den beiden hintereinander geschalteten Hauptspulen (Fig. 9) bzw. parallel zu einem Teile der Hauptstrom windungen (Fig. 10) Verbindungen oder Widerstände R geschaltet, welche vorteilhaft regulierbar sind und durch welche sowohl die in den Hauptstromspulen induzierten Ströme als auch ein Teil des Hauptstromes hindurchfließt.

Es ist klar, daß der Triebkern nicht U-förmig gestaltet sein muß, sondern es läßt sich dieselbe Wirkung in derselben Weise auch bei anderer Gestaltung des Triebkernes erreichen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren, die Angaben eines auf Ferrarisschem Prinzipe beruhenden Meßgerätes proportional dem Leistungsfaktor zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsfeld in den Stromspulen einen Strom induziert, welcher sich mit dem Belastungsstrome zweier Stromspulen je für sich zu je einem resultierenden Strome zusammensetzt.

2. Ein Meßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromspulen parallel geschaltet sind, wobei ihnen Widerstände mit oder ohne Selbstinduktion zur Regulierung vorgeschaltet sein können.

3. Ein Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Hauptstromwindungen parallel geschaltet wird, wobei in den Stromkreis der parallel geschalteten Hauptstromwindungen Widerstände zur Regelung eingeschaltet werden können.

4. Ein Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Hauptstromspulen oder einem Teile der Hauptstromwindungen Nebenschlüsse angeordnet sind, die zweckmäßig von regelbaren Widerständen gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.