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Elektrizitätszähler für Drehstrom. Elektrizitätszähler für Drehstrom
mit drei auf ein und dieselbe Scheibe wirkenden und treibenden Induktionssystemen,
von welchen das eine in gleich großer Entfernung von den zwei anderen Systemen liegt,
sind bekannt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nur eine Verbesserung an
derartigen Zählern, durch welche der Zähler billiger und kleiner als der bisher
bekannte Dreiphasenzähler wird, ohne diesen in irgendwelcher Hinsicht nachzustehen.
Verschiedene konstruktionsteiie und Anordnungen des neuen Zählers können auch für
einphasige Zähler benutzt werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
und zwar zeigen Fig. i das Schaltungsschema eines dreiphasigen Zählers mit dreiphasiger
Drosselspule für Anlagen mit Nulleiter, Fig.2 dasselbe für Anlagen ohne Nullleiter,
Fig. 3 eine Ausführungsform eines Zählers der in Fig. i und 2. angedeuteten Art
von der Seite gesehen, teilweise im Schnitt, Fig. 4 die gegenseitige Lage der treibenden
Systeme, Fig. 5 ein dem in Fig. i gezeigten Schaltungsschema entsprechendes- Wicklungsschema
und Fig.6 dasselbe mit auf die Spannungsmagnete gelegten Kompensationsspulen. Das
Schaltungsschema eines Zählers mit drei Systemen für Anlagen mit Nulleiter ist in
Fig. i gezeigt. Es bedeuten o, r, 2 und 3 die Leitungen des dreiphasigen Netzes;
4, 5 und 6 sind die drei Stromspulenpaare; 7, 8 und 9 sind die drei kleinen Spannungsspulen;
io, iz und 1a die drei Wicklungen einer dreiphasigen Drosselspule; 13 ist der Nullpunkt
der dreiphasigen Drosselspule. In Anlagen ohne Nulleiter 'kommt die Verbindungsleitung
r3-o in Wegfall, die Wicklungen der dreiphasigen Drosselspule sind jedoch auch in
diesem Falle in Stern verbunden, wodurch das in Fig. 2 gezeigte Schaltungsschema
entsteht. In den Fig. r u=nd 2- sind die Zuleitungen zu den Spulen 6 und 9 im Gegensatz
zu den Zuleitungen zu den Spulen 4, 5, 7 und 8 gekreuzt (vgl. Fig.5).
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Fig. 3. zeigt eine Ausführungsform des Zählers. In der Zeichnung ist
nur eins von den treibenden Systemen gezeigt; verschiedene Teile sind der Deutlichkeit
halber weggelassen. 23 ist eine horizontale Eisenplatte; 24 und 25 sind die an der
Platte 23 befestigten Eisenkerne der Strommagnete; 26 und 27 sind Polschuhe aus
Eisen, die an- den Polkernen 24 bzw. 25 befestigt sind; 28 ist eine rotierende Scheibe
aus Kupfer oder Aluminium; 29 ist ein Eisenstück, das mittels Eisenbolzen 30 und
3 i an der Platte 23 befestigt ist und den Eisenkern 32 des Spannungsmagneten trägt;
33 ist ein eiserner Pol-
Schuh; 34 ist eine von einem Kupferring
35 umgebene eiserne Schraube, die mittels Drehung dem Spannungsmagneten genähert
oder von demselben entfernt werden kann und dadurch zur Einregulierung der gegenseitigen
Phasenverschiebung zwischen dem magnetischen Felde des Spannungsmagneten und der
Spannung dienen soll. Die auf den Eisenkernen angebrachten Wicklungen sind nicht
gezeichnet.
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In Fig. 3 ist 36 die die Scheibe 28 tragende Achse, die wiederum von
einem Lager 37 getragen und von einem Halslager 38 geführt wird. Die Lager sind
an dem Eisenstück 29 bzw. der Eisenplatte 23 befestigt. Die Platte 23- ist an der
Rückwand 39 des Zählers befestigt, die außerdem eine - dreiphasige Drosselspule
trägt, deren Eisenteile 40 und 41 durch Bolzen 44 und 45 und das Querstück 43 zusammengespannt
werden. In die Lufträume 42 sind Scheiben. von Glimmer, Preßspan o. dgl. eingelegt.
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Bei der Verwendung mehrerer auf eine und dieselbe Scheibe wirkender
Triebsysteme muß man solche Maßnahmen treffen, daß die Felder der verschiedenen
Systeme nicht oder nur in geringem. Grade auf die den übrigen Systemen zugehörigen
Wirbelströme wirken. Die vielfach benutzte Anordnung, zwei Systeme in bezug auf
die Scheibe in diametral entgegengesetzter Lage anzubringen, kommt auch hier zur
Verwendung. Die gegenseitige Einwirkung dieser zwei Systeme ist dann sehr gering.
Das dritte System wird nun in -gleich großer Entfernung von den beiden erstgenannten
Systemen angebracht. Die .so entstandene gegenseitige Lage der drei Systeme ist
in Fig. 4 gezeigt. Es sind a, b
und c die drei Systeme und 5o der Bremsmagnet.
Bei dieser Lage der Systeme wird eine gegenseitige Wirkung -zwischen den Systemen
a und b bzw. zwischen den Systemen b und c auftreten, welche .gegenseitige
Einwirkungen durch die näher unten beschriebenen Anordnungen neutralisiert werden
können.
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Die wesentlichste der gegenseitigen Einwirkungen besteht darin, daß
die - Felder der Spannungsmagnete, die Spannungsfelder, auf die vom Nachbarspannungsfelde
hervorgerufenen Wirbelströme einwirken. Es sind z. B. die Spannungsspulen der. Systeme
a, b
und c (Fig.4) in gleichartiger Weise an die drei Phasen des Netzes in
der Phasenfolge 1-2-3 angeschlossen. Dann werden bekanntlich sowohl die gegenseitige
Wirkung der Systeme a und ,b als auch die gegenseitige Wirkung der Systeme b und
c die Scheibe in die Richtung der Uhr zu treiben suchen. Da nun die drei Spannungsfelder
annähernd gleich groß -sind, kann @ man -praktisch genommen die zwei Wirkungen gegeneinander
dadurch aufheben, daß man die Zuleitungen zu der Spannungsspule des Systems a oder
des Systems c kreuzt. Die zwei Drehmomente werden dadurch entgegengesetzt gerichtet.
Hierbei ist es nötig, daß man gleichzeitig auch die Zuleitungen zu der Stromspule
des betreffenden Systems kreuzt. Diese Kreuzung der Zuleitungen-zum System c ist
schon in Fig. i und 2 gezeigt. Fig. 5 zeigt das vollständige Wicklungsschema eines
Drehstromzählers nach der Erfindung.
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Will man nun noch die Einwirkung der Spannungsfelder auf die von den
benachbarten Stromfeldern erzeugten Scheibenströme kompensieren, so kann "man dies
dadurch erreichen, daß man auf -jedem der Spannungsinaänete eine in Serie mit der
benachbarten Spannungsspule geschaltete Kompensationswicklung anbringt. - Das vollständige
Schaltungs- und Wicklungsschema eines dreiphasigen Zählers mit Kompensationsspulen
ist in Fig.6 gezeigt. o, 1, 2 und 3 sind die vier Leitungen; 4-4, 5-5 und
6-6 sind die drei Stromspulenpaare;. 7, 8 und 9 sind die Spannungsspulen; 54, 55@
56 und 57 sind die Kompensationsspulen; io, ii, i2 sind die drei Wicklungen der
dreiphasigen Drosselspule. Die Wicklungsrichtung ist dadurch veranschaulicht, daß
eine Spule als eine eifilzige von oben ,gesehene -Windung gezeichnet ist. -Bei dem
in Fig.6 gezeigten Schaltungsschema und der Phasenfolge z-2-3 werden die von den
Kompensationsspulen . herrührenden Zusatzspannungsfelder die Vektoren der Spannungsfelder
7 und 9 etwas in nacheilender Richtung verschieben und den Vektor des Spannungsfeldes
8 um' den doppelten Betrag in voreilender Richtung. Wenn man den Zähler für nur
eine Phasenfolge verwendet, kann man, praktisch genommen, die Kompensationsspulen
dadurch ersetzen, daß man auf irgendeine Weise für das Spannungssystem 8 eine etwas
größere oder kleinere Phasenverschiebung zwischen Feld und Strom hervorruft -als
für die Spannungssysteme 7 und g. Bei der Phasenfolge i-2-3 und der in Fig. 6 gezeigten
Schaltung würde dieser Ersatz darin bestehen können, daß man auf : den Spannungsmagnet
eines jeden derSpannungssysteme 7 und 9 einen kleinen kurzgeschlossenen Kupferring
anbringen würde. Bei der Phasenfolge 3=2-i würde man dagegen auf den Spannungsmagnet
des Systems 8 einen kurzgeschlossenen Kupferring legen müssen.