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Einrichtung an Elektrizitätszählern zur Verbesserung der Fehlerkurve
mit einer zusätzlichen Wicklung für das Stromeisen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Einrichtung an Induktionszählern mit Ferraristriebsystemen. Gemäß der Erfindung
ist das Stromeisen des Zählers mit einer zusätzlichen Wicklung versehen, die von
einer nach dem Induktionsprinzip arbeitenden, Material von veränderlicher Permeabilität
(beispielsweise Eisen) enthaltenden Vorrichtung, vorzugsweise einem Stromwandler,
gespeist wird, die ihrerseits auch an dem die Hauptspule des Stromeisens durchfließenden
Strom oder einem Teil desselben durchflossen wird. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene
zusätzliche Wicklung wird dem Magnetfeld des Stromeisens eine zusätzliche Feldkomponente
aufgedrückt, die bei sich ändernder Stromstärke infolge der sich ändernden Permeabilität
in der Vorrichtung nicht proportional dem die Hauptspule und die Vorrichtung durchfließenden
Strom ist und bei geeigneter Wahl der Induktion in der Vorrichtung zur Korrektur
des Hauptflusses im Stromeisen benutzt werden kann. Durch die zusätzliche Feldkomponente
können zum großen Teil die auf Stromdämpfung zurückzuführenden Fehler bei starker
Belastung des Zählers kompensiert werden; desgleichen bei geeigneter Schaltung die
Fehler, welche bei geringer Belastung des Zählers entstehen. Je nach Bedarf kann
die zusätzliche Hilfsspule so an die Vorrichtung angeschlossen werden, daß sie ein
das Feld des Stromeisens stärkendes oder schwächendes Magnetfeld erzeugt. -Wird
als nach dem Induktionsprinzip arbeitende Vorrichtung ein Stromwandler benutzt,
so ist es in diesem Fall vorteilhaft, den Wandler mit verhältnismäßig geringer Induktion
arbeiten zu lassen. Im Bereich großer Belastung nimmt dann.bei zunehmendem Primärstrom
der Wandersekundärstrom stärker zu, wodurch die in diesem Bereich eintretenden Minusfehler
des--- Zählers kompensiert werden.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es jedoch, die zusätzliche Hilfswicklung
der Hauptwicklung des Stromeisens entgegenzuschalten und den Wandler derart auszubilden,
daß sein Sekundärstrom im Bereich großer Belastungen bei zunehmendem Primärstrom
verhältnismäßig wenig zunimmt, mit anderen Worten, daß der Wandler in öder an der
Grenze seines Sättigungsbereiches arbeitet. Um dabei eine .möglichst günstige Permeabilitätskurve
und kleine Abmessungen zu erhalten, ist es. zweckmäßig, den Wandlerkern in an sich
:bekannter Weise aus einer Eisen-Nickel-Legierung herzustellen oder aber als sogenannten
Mischkern auszubilden. Des weiteren ist es vorteilhaft, den Wandler oder aber vorzugsweise
die zusätzliche Wicklung auf dem Stromeisen, wie an sich bekannt, mit einer oder
mehreren Teilwindungen auszuführen, die durch Löcher im Wandlereisen bzw. im Stromeisen
durchgefädelt sind. Dadurch kann der in der Hilfsspule erzeugte zusätzliche Fluß
genau abgeglichen werden, .
Außerdem können auch noch parallel zur
Hilfswicklung oder in Reihe geschaltete, vorzugsweise regelbare Wechselstromwiderstände
(Ohmsche, kapazitive, induktive Widerstände) vorgesehen sein, oder es kann auf dem
Wandler eine Tertiärwicklung angebracht werden, an die ein derartiger Widerstand
angeschlossen wird. Es kann dann sowohl die .Größe wie auch die Phase des zusätzlich
erzeugten Flusses genau eingestellt werden, und insbesondere kann auch der Punkt
der Belastungscharakteristik eines Zählers eingestellt werden, bei dem die Sättigung
des Wandlers beginnt.
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Die Ausnutzung der sich ändernden Permeabilität von Eisenkörpern oder
sonstigen magnetisch leitfähigen Körpern zum Zwecke einer Beeinflussung des Drehmomentes
von Drehankern von Relais, deren Drehmoment dein Quadrat des Erregerstromes proportional
ist, ist an sich bekannt. Bei einem bekanntgewordenen Relais, dessen Erregerwicklung
über einen Stromwandler gespeist wird, ist zwischen dem Stromwandler und die Erregerwicklung
ein Transformator eingeschaltet, der so geschaltet und bemessen ist, daß das Drehmoment
des Relaisankers bei kleinen Strömen erhöht und bei. großen Strömen erniedrigt wird.
Infolge der Sättigung des Zwischentransformators wird bei dieser bekannten Vorrichtung
die quadratische Abhängigkeit des Relais von den ihm zugeführten Strömen beseitigt.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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In Reihe mit der Hauptwicklung i des Stromeisens :2 eines nicht weiter
dargestellten Ferrarissystems eines Zählers ist die Primärwicklung 3 eines kleinen
Stromwandlers q. geschaltet. Der S tromwandler 4besitzt einen ringförmig ausgebildeten,
zweckmäßig aus einer Eisen-Nickel-Legierung hergestellten Eisenkern 5, auf dem die
Sekundärwicklung 6 aufgebracht ist. Die Sekundärwicklung 6 ist über den Widerstand
7 mit der auf dem Stromeisen 2 aufgebrachten Zusatzwicklung 8 derart verbunden,
daß das von der Wicklung 8 erzeugte Magnetfeld dem von den Hauptwicklungen i erzeugten,
durch Pfeile angedeuteten Magnetfeld entgegenwirkt. Der Eisenkern 5 sowie die Windungszahl
der auf ihm aufgebrachten Wicklungen ist so beimessen, daß von einer bestimmten
Belastung an, die beispielsweise ioo°/o der Nennstromstärke des Zählers entspricht,
die Sättigung des Kerns eintritt. Dadurch nimmt bei zunehmendem Hauptstrom J der
die Hilfsspule speisende Strom i verhältnismäßig weniger zu. Dadurch nimmt auch
das durch die Spule 8 erzeugte Magnetfeld gegenüber dem durch die Spule i erzeugten
Magnetfeld verhältnismäßig weniger zu, und da es dem durch die Spulen i erzeugten
Magnetfeld entgegenwirkt, wächst das Gesamtfeld stärker als proportional mit dem
Hauptstrom J. Es können somit die bei Zählern infolge der Stromdämpfung bei höheren
Belastungen auftretenden Minusfehler ausgeglichen werden. Zweckmäßig wählt man den
Stromwandler derart, daß er bei abnehmender Belastung einen in bestimmter Weise
zunehmenden positiven Fehlwinkel hat; d. h. daß der Strom i bei abnehmender Belastung
dem Strom .T voreilt. Da nun der vom Strom i des Wandlers erzeugte Fluß von dem
vom Hauptstrom T erzeugten Fluß im Stromeisen geometrisch subtrahiert wird, ergibt
sich bei kleiner Belastung eine Nacheilung des resultierenden Flusses gegenüber
dem von T allein erzeugten Fluß. Dies hat zur Folge, daß das Drehmoment des Zählers
bei kleiner Belastung und induktiver Phasenverschiebung etwas abnimmt. Es können
also auch die Plusfehler, welche die Induktionszähler gewöhnlich bei kleiner induktiver
Belastung aufweisen, kompensiert werden. Bei großer Belastung ist dagegen der Fehlwinkel
des Stromwandlers zu vernachlässigen.
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Anstatt die Fehler bei Zählern zu korrigieren, kann die Erfindung
auch zur Konstanthaltung der Drehzahl bei Ferrarismotoren, beispielsweise Zählwerksmotoren,
Anwendung finden.