DE2715321C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen nach dem Impulsbreiten-Impuls­ höhen-Modulationsverfahren arbeitenden elektrischen Drehstrom­ zähler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem Drehstromzähler dieser Art müssen die in jeder Phase fließenden Lastströme auf unterschiedlichem Spannungsniveau gemessen werden. Dies erfordert eine galvanische Trennung der den einzelnen Phasen des Drehstromnetzes zugeordneten Schal­ tungsmittel.

Durch die DE-OS 25 19 668 ist bereits ein elektronischer Zähler zur Messung der elektrischen Leistung und Energie auch in Drehstromnetzen bekanntgeworden, bei dem eine dem Phasenstrom proportionale Meßgröße mit Hilfe eines in jedem Phasenleiter angeordneten Shunts abgeleitet wird und bei dem aus der gemesse­ nen Phasenspannung eine weitere, dieser proportionale Meßgröße abgeleitet und die Phasenbeziehung zwischen diesen beiden Meß­ größen durch eine der bekannten Schaltungen berücksichtigt wird. Das Problem der notwendigen Entkopplung zwischen den auf getrennten Bezugspotentialen liegenden Phasenmeßgliedern in einem Drehstromsystem ist dort jedoch nicht erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Drehstromzähler der eingangs beschriebenen Art derart auszu­ bilden, daß eine galvanische Entkopplung zwischen den jeweils auf Phasenpotential liegenden Meßgliedern zum Zwecke ihrer Zu­ sammenführung auf ein einziges Zählwerk mit einfachen Mitteln möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Er­ findung gelöst. Dadurch ist erreicht, daß die galvanische Ent­ kopplung an einer Stelle innerhalb der elektronischen Schal­ tungsanordnung für die Multiplikation von Phasenstrom und Phasenspannung erfolgen kann, aus der analogen Meßgröße Impulse mit gleicher Amplitude gebildet werden, so daß eine einfache galvanische Entkopplung ohne zusätzliche Korrektur­ mittel möglich ist.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel im Prin­ zip dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Mit R, S, T sind die Phasen eines Drehstromnetzes bezeichnet, die über Phasenleiter 1-3 mit einem inder Zeichnung nicht darge­ stellten Verbraucher in Verbindung stehen. Mit 4 ist der Nulleiter des Systems bezeichnet. In jedem der drei Phasenlei­ ter 1-3 wird mit Hilfe eines Shunts 5-7 der in jeder Phase fließende Laststrom als praktisch winkel- und größenfehlerfreie Spannung abgebildet. Da die an den Shunts 5-7 abfallende Spannung sehr klein ist, wird sie mit Hilfe von Verstärkern 8-10 ver­ stärkt. Die Ausgänge der Verstärker 8-10 liefern also eine den Lastströmen proportionale Spannung. Mit Hilfe dieser Spannungen wird das Verhältnis Impulsdauer/Impulspause von Impuls­ dauer-Impulspausen-Modulatoren 11-13 gesteuert. Wie durch Linien 14-16 angedeutet ist, schalten die Impulsdauer-Im­ pulspausen-Modulatoren 11-13 über Schalteinrichtungen 17-19 die der Verbraucherspannung proportionale Spannung, und zwar nicht unmittelbar, sondern über je eine galvanische Entkopplung 38-40. Diese galvanische Entkopplung kann beispielsweise mit Hilfe von Optokopplern bewerkstelligt werden. Da lediglich digitale Signale übertragen werden, kommt es auf die Linearität der Übertragungsmittel nicht an, so daß relativ einfache Mittel zur Entkopplung verwendet werden können.

Amplitudenmodulatoren 20-22 liegen über je einen Widerstand 23-25 unmittelbar und über einen invertierenden Operationsver­ stärker 26-28 mittelbar an der jeweiligen Phasenspannung. Die Ausgänge 29-31 der Amplitudenmodulatoren 20-22 führen also einen Strom, der proportional dem Produkt aus Phasenspannung und Phasenstrom ist. Das Funktionsprinzip dieses sogenannten Time-Division-Multiplizierers ist bekannt und beispielsweise in der DE-AS 23 48 667 näher beschrieben. Diese Ströme werden einem gemeinsamen Strom-Frequenz-Wandler 49 zugeführt. Die Ausgangsimpulse dieses Wandlers steuern einen Schrittmotor 41 an, welcher ein allen drei Phasen R, S, T gemeinsames Zählwerk 42 antreibt.

Mit 46-48 sind Netzteile bezeichnet, die den einzelnen Phasen zugeordnet sind. Da die gesamte Meßeinrichtung jeder Phase in leistungssparender Technologie aufgebaut werden kann, können einfache und daher billige transformatorlose Netzteile Verwen­ dung finden, die praktisch nur aus Zener-Dioden und Wider­ ständen bestehen.

Claims (1)

1. Nach dem Impulsbreiten-Impulshöhen-Modulationsverfahren arbeitender elektronischer Drehstromzähler, bei dem der in jeder Phase fließende Strom (Phasenstrom) durch einen ohmschen Wider­ stand (Shunt) fließt und der an diesem Shunt auftretende phasenstromproportionale Spannungsabfall das Tastenverhältnis eines Impulsdauer-Impulspausen-Modulators steuert, der periodisch den Ausgang eines nur über ohmsche Widerstände an der dem betreffenden Phasenstrom zugeordneten Phasenspannung des Netzes liegenden Amplitudenmodulator steuert, so daß dessen Ausgangsstrom dem Produkt von Phasenspannung und Phasenstrom proportional ist, wobei die Ausgänge sämtlicher Amplituden­ modulatoren miteinander verbunden sind und über einen gemein­ samen Quantisierer einen Schrittmotor zum Antrieb eines allen drei Phasen gemeinsamen Zählwerkes steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenmodulator (20 bis 22) über einen Widerstand (23 bis 25) und einen invertierenden Operationsverstärker (26 bis 28) an der Phasenspannung liegt, wobei der über den Operationsverstärker (26 bis 28) fließende, der Phasen­ spannung proportionale Strom nur halb so groß ist, wie der über den periodisch betätigten Schalter (17 bis 19) fließende Strom und daß der Ausgangsstrom des jeder Netzphase zugeordneten Impulsdauer-Impulspausen-Modulators (11, 12, 13) über je ein galvanisches Entkopplungsglied (38, 39, 40) die Schalteinrichtung (17, 18, 19) des jeweils zugeordneten Amplitudenmodulators (20, 21, 22) steuert.