DE194705C

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Publication number: DE194705C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVH 94705 KLASSE 21 e. GRUPPE- JVH 94705 CLASS 21 e. GROUP

Vorliegende Erfindung betrifft Wechselstrom-Meßgeräte nach Ferraris schem Prinzip mit !scheibenförmigem Anker, bei welchen das Spannungsfeld gegen das Stromfeld um '90° verschoben werden muß. Es sind Meßinstrumente dieser Art bekannt, bei welchen die Phasenverschiebung des Spannungsfeldes gegen das Stromfeld um 90⁰ durch magnetische Nebenschließung eines Teiles des Kraftlinienfiusses des Spannungsmagneten erreicht wird. Bel· dieser Anordnung treten jedoch Hysteresieverluste sowie \''erluste durch örtliche Ströme auf, die sich noch dazu bei verschiedenen Stromstärken ändern.The present invention relates to alternating current measuring devices according to Ferrari's principle with a disk-shaped armature, in which the voltage field must be shifted by 90 ° in relation to the current field. Measuring instruments of this type are known in which the phase shift of the voltage field relative to the current field by 90 ^{° is} achieved by magnetic shunting of part of the line of force of the voltage magnet. With this arrangement, however, there are hysteresis losses and losses due to local currents, which also change with different current strengths.

,15 Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Meßinstrument zu schaffen, bei welchem diese Verluste nicht auftreten, und das außer voll-■ kommener Proportionalität einen äußerst einfachen Aufbau des Instruments gestattet., 15 The purpose of the present invention is to provide a measuring instrument in which these Losses do not occur, except in full ■ The coming proportionality allows an extremely simple structure of the instrument.

Es ist dies dadurch erreicht, daß die Pole des Nebenschlußmagneten, und zwar die jeweiligen Nordpole sowie die Südpole in mehrfacher Anzahl angeordnet und symmetrisch an derselben Seite der Scheibe derart zum Eingriff miteinander gebracht werden, daß eine hinreichende Streuung zwischen den Polen lediglich durch nicht hysteretisches, nicht leitendes Material, d. i. Luft, auftritt, um eine Phasenverschiebung um 90⁰ zu erreichen.This is achieved in that the poles of the shunt magnet, namely the respective north poles and the south poles, are arranged in multiple numbers and are brought into engagement with one another symmetrically on the same side of the disk in such a way that sufficient scatter between the poles is achieved only by non-hysteretic, non-conductive material, ie air, occurs in order to achieve a phase shift of 90 ⁰ .

Meßinstrumente, bei denen nur ein Pol zweifach, der andere Pol einfach vorhanden ist, werden als bekannt vorausgesetzt; bei derartigen Meßinstrumenten erscheint es schwierig, eine Phasenverschiebung lediglich durch Streuung in Luft zu erreichen.Measuring instruments in which only one pole is present twice, the other pole single is assumed to be known; with such measuring instruments it appears difficult to phase shift just by scattering in air.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist das neue Meßinstrument in drei verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1 ist eine Ansicht, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 3 ein wagerechter Schnitt der Fig. 1. Fig. 4 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 nach oben gesehen, Fig. 5 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform, Fig. 6 ein Querschnitt zu Fig. 5 und Fig. 7 ein Grundriß zu Fig. 5 ohne die Scheibe. Fig. 8 zeigt im Aufriß den Reihenmagneten. Fig. 9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform des Meßinstruments im Aufriß und Schnitt. Fig. 11 ist ein Grundriß zu Fig. 9 und ϊθ mit weggelassenem Oberteil und Fig. 12 eine Anordnung der Reihenmagnete.On the accompanying drawings the new measuring instrument is in three different versions Embodiments shown. Fig. 1 is a view, Fig. 2 is a section according to the Line 3-3 of Fig. 1, Fig. 3 is a horizontal section of Fig. 1. Fig. 4 is a horizontal section Section along the line 3-3 of FIG. 1 seen upwards, FIG. 5 is a view of a Another embodiment, FIG. 6 is a cross section to FIG. 5 and FIG. 7 is a plan view to Fig. 5 without the disk. Fig. 8 shows the series magnet in elevation. Figures 9 and 10 show a third embodiment of the measuring instrument in elevation and section. Fig. 11 is a plan view of Fig. 9 and ϊθ with omitted Upper part and FIG. 12 shows an arrangement of the series magnets.

Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform des Meßinstruments besitzt der oberhalb der Scheibe α angeordnete Neben-Schlußelektromagnet b fünf Pole ,(Fig. 4), die abwechselnd als Nord- und Südpolenden von den Endstücken f, f des Kerns, auf den die Nebenschlußspule d gewunden ist, nach innen ragen. Die Spule d nimmt zweckmäßig nicht den ganzen Raum zwischen den Endstücken /, / ein, sondern es wird eine Metallscheibe e, vorzugsweise aus Eisen, auf beiden Seiten zwischengelegt. Die wagerechte Scheibe α ist auf der senkrechten, in Lagern h, h an dem Rahmen i drehbar gelagerten Achse g vorgesehen, welche zum Antrieb des üblichen Zählergetriebes eine Schnecke trägt. Der Rahmen i ist mit dem Metallgestell / durch eine Schraube k verbunden, so daß man den Rahmen i mit der Scheibe α entfernen kann, ohne die übrigen Teile des Zählers zu stören.In the embodiment of the measuring instrument shown in FIGS. 1 to 4, the secondary closing electromagnet b arranged above the disk α has five poles (FIG. 4), which alternate as north and south pole ends from the end pieces f, f of the core to the the shunt coil d is wound, protrude inward. The coil d expediently does not take up the entire space between the end pieces /, /, but a metal disk e, preferably made of iron, is placed between both sides. The horizontal disk α is provided on the vertical axis g , which is rotatably mounted in bearings h, h on the frame i and which carries a worm to drive the conventional counter gear. The frame i is connected to the metal frame / by a screw k so that one can remove the frame i with the washer α without disturbing the other parts of the meter.

Der Reihenelektromagnet c enthält einen, Kern von Eisenblech mit vier vorstehenden Polen (Fig. 2), auf welche vom Betriebsstrom gespeiste Spulen gewickelt sind.
Bei der Zählerform der Fig. 5 bis 8 ist der Reihenelektromagnet c nahe über der Scheibe α angeordnet und besitzt parallele Pole (Fig. 8). Der Nebenschlußmagnet unterhalb der Scheibe α besteht in diesem Fall aus einem hohlen Gußstück m, dessen Zylinder am Boden geschlossen ist und einen aufwärts gerichteten mittleren Kern η trägt, um den die Nebenschlußspule gewickelt ist. Das obere Ende des Hohlzylinders ist in sechs PoI-stücke 0 von gleichen Abständen gespalten, die in radialer Richtung langer ausgedehnt sind als die quer dazu liegenden Teile (Fig. 7). Ebenso ist das obere Ende des Mittelkerns η mit sechs Polarmen r versehen, die zwischen die Polstücke 0 treten. Reihen- und Nebenschlußmagnete haben so jeder sechs Nord- und sechs Südpole.The series electromagnet c contains a core made of sheet iron with four protruding poles (Fig. 2), on which coils fed by the operating current are wound.
In the counter form of FIGS. 5 to 8, the series electromagnet c is arranged close to the disk α and has parallel poles (FIG. 8). The shunt magnet below the disk α consists in this case of a hollow casting m, the cylinder of which is closed at the bottom and carries an upwardly directed central core η around which the shunt coil is wound. The upper end of the hollow cylinder is split into six poI pieces 0 at equal intervals, which are extended longer in the radial direction than the parts lying transversely thereto (FIG. 7). Likewise, the upper end of the central core η is provided with six pole arms r, which come between the pole pieces 0. Series and shunt magnets each have six north and six south poles.

Der Zähler der Fig. 9 bis 12 entspricht im wesentlichen der zuletzt vorgeführten Form; nur ist, um die Abmessungen herabzuziehen, ein Teil der Treibmagnete beseitigt und der Raum zur Unterbringung der in bekannter Weise vorgesehenen Bremsmagnete s benutzt, wodurch die Ausdehnung der Scheibe a erheblich verringert wird. Der Nebenschlußmagnet besteht wieder aus einem' hohlen Zylinder m mit aufwärts gerichtetem Kern n, aber ein Teil des Zylinders ist weggeschnitten, so daß nur vier nach innen ragende Polstücke 0 übrigbleiben, zwischen die die drei Kernpole r ragen, so daß der magnetische Stromlauf hinsichtlich der Drehung der Scheibe symmetrisch ist. Der 'Reihenmagnet c besteht aus einer flachen Gußeisenplatte, von derThe counter of FIGS. 9 to 12 corresponds essentially to the form last presented; only, in order to reduce the dimensions, a part of the drive magnets is eliminated and the space is used to accommodate the braking magnets s provided in a known manner, whereby the expansion of the disk a is considerably reduced. The shunt magnet again consists of a hollow cylinder m with an upwardly directed core n, but part of the cylinder has been cut away so that only four inwardly protruding pole pieces 0 remain, between which the three core poles protrude, so that the magnetic current flow with respect to the Rotation of the disc is symmetrical. The 'series magnet c consists of a flat cast iron plate from which

Pole 11 nach unten ragen, gebildet durcfi Einschnitte ν in der .Platte. Ein Teil der Platte ist weggeschnitten, wie Fig. 12 zeigt, um den Polen des permanenten Magneten s Raum zu geben.Poles 11 protrude downwards, formed by incisions ν in the plate. A portion of the plate is cut away, as shown in FIG. 12, to the poles of the permanent magnet to give s room.

Durch die vorliegende Erfindung gelingt der Bau von Zählern mit großem Zählerbereich, die in weiten Grenzen für verschiedene Leistungen sowohl als auch für Ströme verschiedener Frequenz genau sind.The present invention makes it possible to build meters with a large meter range, within wide limits for different services as well as for different currents Frequency are accurate.

Statt der Anwendung massiven Eisens für den Nebenschlußmagneten ist auch die von Blech zulässig, in welchem Falle die Polstücke massiv gemacht oder mit Kurzschlußwindungen ausgerüstet werden.Instead of using solid iron for the shunt magnet, that of Sheet metal permitted, in which case the pole pieces are made solid or with short-circuit windings be equipped.

Es empfiehlt sich; den Nebenschlußmagneten etwas über die von · ihm getragene Spule hinausragen zu lassen, letztere auch einstellbar anzuordnen; in Fig. 3 ist die Einstellung der Spule d durch eingeschaltete Scheiben e von verschiedener Dicke angedeutet.It is advisable; to allow the shunt magnet to protrude somewhat beyond the coil carried by it, to also arrange the latter in an adjustable manner; In Fig. 3, the setting of the coil d is indicated by switched-on disks e of different thicknesses.

Der Zähler ist auch für Mehrphasenströme brauchbar, z. B. kann ein Dreiphasenmesser aus drei Zählerelementen bestehen, von denen jedes eine Reihen- und eine Nebenschlußspule wie bei einer der Formen des Einphasenstromes besitzt, so daß jedes der Elemente auf eine allen gemeinsame Scheibe wirkt, bestrebt, sie in derselben Richtung zu drehen.The meter can also be used for multiphase currents, e.g. B. can be a three-phase meter consist of three counter elements, each of which has a series coil and a shunt coil as in one of the forms of single phase flow, so that each of the elements acts on a disc common to all, striving to turn it in the same direction.

Für einen Dreiphasenstrom sind zwei Zählerelemente hinreichend mit Netz- oder Sternverbindungen ausgeglichenen oder nicht ausgeglichenen Strömen, induktiven oder nicht induktiven Belastungen.For a three-phase current, two meter elements with mains or Star connections balanced or unbalanced currents, inductive or not inductive loads.

Es hat sich gezeigt, daß bei der beschriebenen Anordnung leicht eine Verschiebung des Spannungsfeldes um 90⁰ erzielt werden kann, in Wirklichkeit ist es möglich und angebracht, eine größere Verschiebung hervorzubringen und die Verschiebung dann mit Hilfe eines nicht induktiven Reihenwider-Standes t auf genau 90⁰ herabzubringen.It has been shown that with the described arrangement a shift of the voltage field by 90 ^° can easily be achieved, in reality it is possible and appropriate to bring about a larger shift and then the shift to exactly 90 with the help of a non-inductive series resistor t Bring down ^0.

Um die Streuung nach vorliegender Erfindung regeln zu können, kann auf dem Kern des Nebenschlußmagneten ein Eisenschuh vorgesehen werden, welcher verschiebbar ist. Es kann jedoch auch die Nebenschlußspule verschiebbar angeordnet werden.In order to be able to regulate the spread according to the present invention, on the The core of the shunt magnet is provided with an iron shoe, which is displaceable is. However, the shunt coil can also be arranged to be displaceable.

Claims

Patent claim ε:

1. AC-gauge mesh according Ferrarisschem principle with a disc-shaped armature, in which the stress field is shifted from the current field 90 ^{is 0,} characterized by a shunt magnet with multiple Polgliederung ", in which the respective north and south poles symmetrically on the same side of the disc , in such a way that there is considerable scatter between the individual pole ends and the required phase shift of 90 ° is achieved by scattering in non-conductive, non-hysteretic material.

2. AC current measuring device according to claim I, characterized in that the individual north and south poles from the parallel main legs of the shunt magnet go out and are arranged in a straight line.

3. AC current measuring device according to claim I, characterized in that the individual north and south poles radially from the concentrically arranged legs of the shunt magnet and in a full circle or a section of a circle are arranged.

For this purpose 2 sheets of drawings.