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Triebsystem für Induktions-Elektrizitätszähler. Es ist bereits bekannt,
daß sich bei Elektrizitäts-Induktionszählern durch Rotation der Metallscheibe vor
den induzierenden Elektromagneten ein Bremsmoment entwikkelt, das proportional dem
Quadrat der Stärke des jeweils durch die Magnetwicklungen fließenden Stromes ist.
Dieses Bremsmoment. das besonders für den Hauptstrompol wesentlich ist, führt eine
erhebliche Verminderung des Drehmomentes herbei, sobald der Strom auf einen beträchtlichen
Teil der Vollbelastung anwächst. Um diese Wirkung des durch den Hauptstrompol hervorgerufenen
Bremsmomentes zu unterdrücken, hat man verschiedene Systeme zur Abschwächung des
Bremsmomentes vorgeschlagen. So hat man insbesondere bei Zählern mit gekreuzten
Kraftlinien vorgeschlagen, den wechselseitigen Einfluß der beiden Kraftlinienflüsse
dadurch abzuändern. daß man die Hauptstrompole mit Fortsätzen oder Hörnern versieht,
deren Breite von außen nach innen zunimmt. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil
verknüpft, daß wegen des schnellen Verschleißes der Schneidwerkzeuge eine strenge
Beaufsichtigung der Fabrikation bei entsprechend erhöhten Kosten erforderlich ist.
Außerdem läßt sich nur schwer eine gute Befestigung der beiderseits der Hörner gelegenen
Pole herstellen, was das Auftreten von Schwingungen und unangenehmen Geräuschen
zur Folge hat.
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Man hat ferner auch vorgeschlagen, den I-Iauptstrompolen abgeschrägte
Form zu geben und sie mit Blechplatten zu versehen, welche die Aufgabe hatten, den
Kraftlinienfluß in dem Maß abzulenken, als die Belastung anwuchs. Indes läßt sich
mit dieser Vorrichtung eine Abschwächung des Bremsmomentes nur in sehr beschränktem
Maße erreichen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe der Kompensationen des durch den Hauptstrompol
hervorgerufenen Bremsmomentes mit sehr einfachen und mechanischen Mitteln, die gleichzeitig
in ökonomischer Hinsicht einen Fortschritt bedeuten für ihre Belastungsstufen bis
etwa zum doppelten Wert der nominalen Belastung des Zählers. Der neue Gedanke der
Erfindung l;esteht darin, daß bei einem Zähler mit Elektromagneten vom üblichen
Hörnertyp in passenden Abständen von den Polen des Hauptstromelektromagneten Folgepole
ohne Wicklung angeordnet sind, die, sobald die Vollbelastung überschritten ist,
einen immer größeren Teil des Kraftlinienflusses nach der Peripherie der Ankerscheibe
hinlenken.
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Auf diese Weise wird der Hebelarm des erzeugten Kraftmomentes vergrößert
und dadurch das Bremsmoment kompensiert, das um so mehr (proportional dem Quadrat
der Stromstärke) anwächst, je weiter die Vollbelastung überschritten ist. Andererseits
ergibt sich nur eine unbedeutende Abweichung, solange die Vollbelastung nicht erreicht
und dementsprechend die Ansätze an den Hauptstrompolen nicht magnetisch gesättigt
sind.
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Nachstehend wird an Hand der Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel
des neuen Triebsystems beschrieben.
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Abb. i und 2 sind zwei schematische Seitenansichten, die eine in einer
Radialebene parallel zum Spannungselektromagneten, die andere in einer Tangentialebene
parallel zum Hauptstromelektromagneten.
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Abb. 3 ist eine Draufsicht des Hauptstromelektromagneten, Abb.4 eine
Draufsicht des Spannungselektromagneten, woraus gleichzeitig die Art und Weise des
Einsetzens der Spule ersichtlich ist.
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Die Ankerscheibe i sitzt auf einer senkrechten Achse 2 auf, die in
nicht dargestellten Lagern sich dreht. Oberhalb der Scheibe befindet sich der Spannungselektromagnet,
der aus der dünndrähtigen Spule 3 und aus dem ein geschlossenes Rechteck bildenden
Kern 4 besteht. Dieser liegt radial zur Spule und besitzt riur einen Pol 5, der
exzentrisch bis dicht an die Ankerscheibe heranreicht. Unterhalb der Scheibe und
senkrecht zum rechteckigen Kerne 4 befindet sich der Hauptstromelektromagnet. Dieser
besteht aus zwei Spulen 6 und 7, die auf die Schenkel eines hufeisenförmigen Kernes
8 aufgesetzt sind. Die Schenkel 9 und To derselben treten bis dicht an die Ankerscheibe
heran und stehen dem Pol 5 gegenüber.
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Die beiden Pole 9 und io sind in an sich bekannter Weise mit spitzen
Ansätzen, Hörnern 9' und To', versehen.
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In der Nähe der Pole 9 und i o, auf der gegenüberstehenden Seite des
Mittelpunktes 2 der Ankerscheibe i, befinden sich zwei Weicheisen i1 und T2 mit
ebenfalls spitzen Ansätzen oder Hörnern i i' und 12', welche den Polen 9 und To
zugewendet sind.
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Die durch den Hauptstromelektromagneten gebildeten Kraftlinien des
elektromagnetischen Feldes breiten sich büschelförmig zwischen den beiden Ansätzen
oder Hörnern 9' und To' aus und werden unter dem Einfluß des Hauptstromelektromagneten
durch die Ankerscheibe i hindurch nach oben gezogen. Bei bestimmter Stromintensität
sättigen sich die Ansätze 9' und To', weil geringeren Querschnittes, stärker magnetisch
als der übrige Teil des Kernes. Mit wachsender Stromintensität nimmt auch die Zähl
der Kraftlinien zu, die aus den Polen 9, io nach den Weicheisen 11, 12 hingehen;
da sie aber exzentrischer verlaufen als die zwischen den Hörneransätzen 9' und To',
so erzeugen die Kraftlinien des elektromagnetischen Feldes auf die Ankerscheibe
größeres Drehmoment. Infolgedessen kann man durch passende Wahl der Gestalt der
Ansätze oder Hörner der Pole und der Weicheisen i1 und 12, einen Selbstausgleich
des Bremsmomentes des Hauptstr omelektromagneten schaffen.
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Der Kern 4 des Hauptstromelektromagneten besteht vorzugsweise aus
aufeinandergelegten Lamellen aus Weicheisen, wie in Abb. i gezeigt ist. Gewöhnlich
setzen sich die Kerne dieser Elektromagneten aus zwei Teilen zusammen, die bei 4'
und 4" zusammenstoßen, und diese Stöße erhöhen bekanntlich in sehr erheblichem Maße
die Reluktanz des Kernes. Bei dem in Abb. i dargestellten Kern ist nur eine Unterbrechungsstelle
im Metall vorhanden, nämlich am Luftabstand 4", und diese ist sehr unbedeutend.
Die Reluktanz ist infolgedessen so erheblich herabgesetzt, daß man das Kupfer der
Wicklung 3 um ungefähr 2o Prozent seines Gewichtes infolge des Wegfalles der Stoßfuge
q.' herabsetzen kann. Wie sonst üblich, wird um den Pol 5 ein Ring aus Weicheisen
oder eine Kurzschlußwicklung herumgelegt (auf der Zeichnung nicht zur Darstellung
gebracht), um die Genauigkeit der Anzeige des belasteten Induktions-Elektrizitätszählers
zu sichern.
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Zum Aufsetzen der Spule 3 auf den Schenkel des Poles 5 hat man lediglich,
wie Abb. 4 zeigt, die Enden 13 und 14 der biegsamen Lamellen 15 an der anstoßenden
Seite auseinanderzuspr eizen.