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Berrariszähler mit einem von wenigstens zwei Triebsystemen gemeinsam
induzierten Anker, bei dem das elektrisch leitende Material des Ankers im Bereich
der Triebsysteme durch quer zur Laufrichtung voneinander getrennte, einzeln in sich
kurzgeschlossene Leiterelemente gegliedert ist. Wirken bei einem Ferrariszähler
zwei oder mehr Triebsysteme auf einen gemeinsamen Anker ein, so ist das resultierende
auf den Anker ausgeübte Drehmorrient gewöhnlich größer oder kleiner als die Summe
der Drehmomente, die die Triebsysteme einzeln auf den Anker ausüben würden. Das
'hat seinen Grund hauptsächlich darin, daß die von dem einen Triebsystem in dem
Anker induzierten Wirbelströme auch durch den von den Polen des anderen Triebsystems
überdeckten Teil des Ankers fließen, mit den Feldern des anderen Triebsystems zusammenwirken
und dadurch ein zusätzliches Drehmoment erzeugen.
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In der Praxis kommen nur Zähler vor, bei denen die von den einzelnen
Triebsystemen an sich ausgeübten Drehmomente summiert werden sollen. Die durch das
Zusammenwirken zweier Triebsysteme hervorgerufenen zusätzlichen Drehmomente fälschen
die Messung, und man sucht sie deshalb auf ein zulässiges Maß herabzudrücken. Zu
diesem Zweck läßt man bei Drehstromzählern mit zwei Triebsystemen jedes System auf
einen besonderen Anker einwirken. Bei Drehstromzählern mit drei Triebsystemen, bei
denen zwei den gleichen Anker induzieren, kann man die durch die zusätzlichen Drehmomente
hervorgerufenen Meßfehler durch diametrale symmetrische Anordnung dieser zwei Triebsysteme
und durch Zusammenrücken der Pole der einzelnen Systeme hinreichend einschränken,
wenn man für die Schaltung des Zählers eine bestimmte Phasenfolge vorschreibt. Die
zusätzlichen Drehmomente erreichen jedoch eine unzulässige Größe, wenn man drei
oder mehr Triebsysteme auf einen Anker oder zwei diametral angeordnete Triebsysteme
mit weit ausladenden Polen auf einen verhältnismäßig kleinen Anker einwirken läßt.
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Es ist vorgeschlagen worden, diese störenden zusätzlichen Drehmomente
durch besondere Gestaltung des Ankers zu bekämpfen. Der Anker soll nach diesem Vorschlag
mit Löchern oderAusschnitten versehen werden in solcher Weise, daß die störenden
Kraftlinien, die vom einen Triebsystem zu dem anderen laufen, durch die Ausschnitte
treten und darum keine mechanische Wirkung auf den Anker ausüben können. Der Scheibenanker
erhält
dabei die Gestalt eines von Speichen getragenen, breiten, geschlossenen Ringes.
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Ferner findet sich in einer theoretischen Abhandlung über die zusätzlichen
Drehe momente (Möllinger, »Wirkungsweise der Motorzähler und Meßwandler«, Seite
128, Abb. 6o, und Seite 134 letzter Absatz) eines Drehstromzählers mit zwei auf
eine Scheibe wirkenden, diametral einander gegenüber angeordneten Triebsystemen
die Angabe, daß die zusätzlichen Drehmomente unterdrückt werden durch radiale Schlitze,
die sich vom Scheibenrand bis nahe zur Scheibenmitte erstrecken und dem Durchmesser
folgen, der die Symmetrale zwischen den (auf die Scheibe projizierten) Polfiguren
der beiden Triebsvsteme bildet. Die Wirkung dieser Schlitze beruht darauf, daß den
Strömen, die das eine Triebsystem in der Scheibe induziert, die Wege zu dein anderen
Triebsystem verlegt werden.
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Mit der zuerst genannten bekannten Anordnung wird der beabsichtigte
Zweck nur unvollkommen erreicht, weil gerade die störendsten zusätzlichen Drehmomente
nur in geringem Maße beeinflußt werden. Die an zweiter Stelle gekennzeichnete bekannte
Anordnung ist praktisch nicht anwendbar, weil ein Zähler mit einem solchen Anker
bei niedriger Belastung nicht anlaufen würde.
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Gegenstand der Erfindung ist eine neue Konstruktion eines Ankers für
Induktionszähler, auf den zwei oder mehr Triebsysteme einwirken sollen. Bei dieser
Konstruktion ist das bekannte Prinzip verwendet, den Strömen, die das eine Triebsystem
in dem Anker induziert. die Wege zu dem anderen Triebsystem zu verlegen. Die Erfindung
kann bei einem Scheibenanker durch Anordnung von Schlitzen, die vom Rande ausgehen
und wesentlich radial gegen die Scheibenmitte hin laufen, durchgeführt werden. Aber
erfindungsgemäß ist eine besondere Anordnung dieser Schlitze oder eine ihr gleichwertige
Gliederung des elektrisch leitenden Ankermaterials in mehrere Leiterelemente gewählt,
«-elche die störenden zusätzlichen Drehmoniente bei allen Stellungen des Ankers
praktisch vollständig unterdrückt und dabei dem Zähler die nötige Anlaufsempfindlichkeit
läßt.
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Zu diesem Zweck sind die Leiterelemente nur so groß bemessen, daß
der der Größe eines Leiterelementes entsprechende Zentriwinkel kleiner ist als der
Zentriwinkel; der dem Abstand benachbarter Triebsysteme entsliricht. Als Scheitel
der Zentriwinkel ist dabei der Drehpunkt des Ankers zu betrachten. Die Gliederung
kann durch Einschnitte oder durch Querschnitts-Schwächungen des leitenden Materials
erfolgt sein. In diesem Fall hängen die einzelnen Leiterelemente wenigstens teilweise
miteinander zusammen. Die Gliederung kann jedoch auch so weit durchgeführt sein,
daß die einzelnen Leiterelemente vollständig voneinander getrennt und voneinander
elektrisch isoliert sind. Die Leiterelemente können aus Draht- oder Blechringen
oder aus vollen Blechstücken bestehen. Sie können nebeneinander, aber auch in zwei
oder mehr Schichten übereinander angeordnet sein oder sich gegenseitig dachziegelartig
überlappen.
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In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. i zeigt in der Vorderansicht, Abb.2 in der Draufsicht einen Scheibenanker
mit radialen Schlitzen, der von zwei Triebsystemen induziert wird, Abb. 3 einen
aus drei Blechscheiben aufgeschichteten _Scheibenanker für drei Triebsvsteme, bei
dem die Schlitze der drei Blechscheiben gegeneinander versetzt sind.
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Der Anker i, Abb. i und 2, mit der Achse ragt in den Luftspalt zweier
Triebsysteme 7'i, TZ und des Bremsmagneten 3. 4, 5 sind die Spannungseisen der Triebsysteme
mit den Erregerwicklungen 6, 7 und den Rückschlußbügeln 8, 9. io und i i sind die
Stromeisen mit den Erregerwicklungen 12, 13.
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In der Abb. 2 sind auf dem Anker i die Polspuren der Spannungseisen
4', 5', der Stromeisen io', ii' und des Bremsmagneten 3' gestrichelt angedeutet,
die Triebsysteme und der Bremsmagnet selbst dagegen weggelassen.
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Der Anker hat fünf radiale Schlitze S, die sich nicht ganz bis zur
Scheibenmitte zu erstrecken brauchen. Durch diese Schlitze ist das elektrisch leitende
Scheibenmaterial in fünf Leiterelemente E gegliedert. Die Schlitze verhindern, daß
die in dem einen Leiterelement induzierten Wirbelströme auch in ein anderes übertreten.
Da der dem Abstand benachbarter Triebsysteme entsprechende Zentriwinkel a größer
ist als der von dem Leiterelement ausgefüllte Zentriwinkel ß, so können bei keiner
Ankerstellung die von dem einen System induzierten Wirbelströme unter die Pole des
anderen Systernes gelangen. Es treten also keine zusätzlichen Drehmomente auf und
das resultierende Drehmoment ist somit genau gleich der Summe der Drehmomente, die
die beiden Triebsysteme einzeln auf die Scheibe ausüben würden.
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Infolge der Gliederung des Ankers schwankt (las von einem einzelnen
Triebsystem erzeugte Drehmoment bei der Drehung cler Scheibe zwischen einem maximalen
und minimalen Wert. Man muß jedoch ein zeitlich annähernd gleichförmiges Drehmoment
anstreben,
damit der Zähler auch bei kleinen Lasten anläuft und durchzieht. Um die Schwankungen
des von mehr als einem System auf die Scheibe ausgeübten Gesamtdrehmomentes prozentual
zu verringern, kann man Maßnahmen treffen, daß die Minima und Maxima der von den
einzelnen Triebsystemen erzeugten Drehmomente nicht zeitlich zusammenfallen. Bei
symmetrischer Anordnung der Triebsysteme in bezug auf den Anker, wie in Abb. r und
z, erreicht man dies durch Wahl einer Leiterelementenzahl 5, die zur Zahl 2 der
Triebsysteme teilerfremd ist. Man kann aber auch bei beliebiger Leiterelementenzahl
eine größere Gleichförmigkeit des Drehmomentes erreichen, wenn man die Triebsysteme
gegeneinander relativ zu den von ihnen überdeckten Leiterelementen versetzt. Eine
gewisse Gleichförmigkeit läßt sich auch durch ungleichmäßige Gliederung des Scheibenmaterials
erzielen. In diesem Fall füllen die einzelnen Leiterelemente verschieden große Zentriwinkel
aus.
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Die genannten Maßnahmen sind jedoch nur dann wirksam, wenn mehr als
ein Triebsystem gleichzeitig Drehmomente auf den Anker ausüben.
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In Abb. 3 und d. ist ein Mittel vorgeschlagen, das eine Vergleichmäßigung
des von einem einzelnen Triebsystem an sich erzeugten Drehmomentes gestattet. Dabei
sind 1q., 15, 16 die Polspuren der drei Triebsysteme, 17 die Polspur des Bremsmagneten.
Der Anker besteht aus drei kongruenten, aufeinandergelegten Blechscheiben 18, i9,
Zo mit je acht radial verlaufenden Schlitzen. Die Schlitze S', S", S"' der drei
Scheiben sind gegeneinander versetzt. Bei Verwendung der in Abb. 3 und q. dargestellten
Ankerform betragen die Schwankungen des Drehmomentes weniger als ein Drittel von
den Schwankungen, die bei Verwendung der Blechscheibe 18 allein auftreten würden.
Um die Schwankungen des Drehmomentes noch weiter herabzudrücken, kann man die Triebsysteme
derart auf der Scheibe verteilen, daß sie gegeneinander relativ zu den von ihnen
überdeckten Leiterelementen versetzt sind. Im gezeichneten Fall sind z. B. die Ecke
2 1 des Triebsystemes i-., die Ecke 22 des Triebsystemes 15 uiid die Ecke 23 cles
Triebsysteines 16 gegeneinander um je ein Drittel des Abstandes a zweier Schlitze
versetzt.
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Außer bei einfachen Drehstromzählern kommt die vorgeschlagene Ankerform
überall dort in Betracht, wo eine Anzahl Triebsysteme in einem kleinen Raum untergebracht
werden soll, z. B. bei Summenzählern, mit denen der Verbrauch in mehr als einer
Leitung bzw. das Maximum dieses Verbrauches gemessen werden soll. Solche Zähler
erhalten zwei oder mehr auf gemeinsamer Welle angeordnete Anker, auf die je zwei
oder mehr Triebsysteme einwirken können.
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Auch eignet sich der Anker für Zähler, bei denen zwecks Erhöhung des
Drehmomentes die Zahl der Triebsysteme verdoppelt ist, bei denen also beispielsweise
je zwei Systeme von demselben Strom und derselben Spannung erregt werden.