DE614113C

DE614113C - Spitzen- oder Subtraktionszaehler mit elektrisch erzeugtem Gegendrehmoment

Info

Publication number: DE614113C
Application number: DES113424D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Edler; Dipl-Ing Dr Hans Krull
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-03-28
Filing date: 1934-03-28
Publication date: 1935-06-07

Description

Spitzen- oder Subtraktionszähler mit elektrisch erzeugtem Gegendrehmoment Es sind Spitzen- oder Subtraktionszähler mit elektrisch erzeugtem Gegendrehmoment vorgeschlagen worden, deren Hauptstrommagnet außer dem Laststrom noch einen Gegenstrom führt, der durch einen Spannungstransformator dem Hauptstrommagnet überlagert wird. Dieser Gegenstrom ist derart eingestellt, daß der Zähler erst von einer bestimmten Leistungsgrenze an zu laufen beginnt und nur den diese Grenze übersteigenden Verbrauch mißt.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß derartige Zähler nach den bisher üblichen Ausführungsformen ganz erhebliche Fehler haben. Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Auffindung und Beseitigung dieser Fehlerquellen.
Erfindungsgemäß wird das Verhältnis des Quotienten der Induktivitäten zum Quotienten der Ohmschen Widerstände in dem vom Gegenstrom durchflossenen Teil der Sekundärwicklung des Spannungstransformators und der Hauptstrommagnetwicklung vorzugsweise etwa gleich der Einheit. Es kann aber auch größer als i sein, wenn der Quotient des Ohmschen Widerstandes in dem vom Gegenstrom durchflossenen Teil der Transformatorsekundärwicklung und des Ohmschen Gesamtwiderstandes des vom Gegenstrom durchflossenen Kreises größer als etwa o,9 gemacht wird, und auch kleiner als i, wenn dieser Quotient auf den Wert o,95 oder noch höher heraufgesetzt wird, so daß also der Ohmsche Widerstand der Wicklung des Hauptstrommagnets praktisch nur etwa 50/, des Gesamt-,viderstandes im Gegenstromkreis bildet. Was für die Ohmschen Widerstände gilt, gilt sinngemäß für die induktiven bzw. für die Scheinwiderstände. Immer werden die Fehler um so kleiner werden, je größer der Widerstand der Transformatorsekundärwicklung gegen den Widerstand der Hauptstrorriwicklung ist.
Durch derartige Maßnahmen erhält man einen Zähler, dessen zusätzliche, durch das elektrische Gegendrehmoment verursachte Meßfehler in erträglichen Grenzen liegen bzw. ganz verschwinden.
Soll die Subtraktionsgrenze, also die Grenze, bei der der Zähler anzulaufen beginnt, einstellbar sein, so sind die oben angegebenen Bedingungen für sämtliche Einstellwerte einzuhalten. Erfolgt die Einstellung beispielsweise durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Spannungstransformator, also z. B. durch Regelung der Sekundärwicklung, so sind gegebenenfalls den verschiedenen Anzapfstellen dieser Wicklung Widerstände vorzuschalten, die die oben angegebenen Bedingungen erzwingen. Am besten führt man den regelbaren Spannungstransformator, gegebenenfalls unter Zuhiifenahme verschiedener Widerstände für die einzelnen Anzapfstellen, so aus, daß der Quotient des Ohmschen und induktiven Widerstandes für alle Regelstufen den gleichen Wert hat wie der entsprechende Quotient der Hauptstromspule.
Die Erfindung soll im folgenden näher erläutert werden: In Fig. i ist das Schaltbild eines solchen Zählers dargestellt. i (Fig. i) ist die Hauptstromspule mit dem Ohmschen Widerstand R1 und dem induktiven Widerstand L1, 2 ist die Sekundärwicklung eines Spannungstransformators mit der an die Netzspannung angeschlossenen Primärwicklung 3. Sie ist mit mehreren Anzapfungen versehen, denen Ohmsche Widerstände vorgeschaltet sind.
Bei der dargestellten Anschlußart möge sich für den eingeschalteten Teil der Sekundärwicklung 2 der Ohmsche Widerstand R2 und der induktive Widerstand L2 ergeben. Von der Wicklung 2 wird ein Gegenstrom durch die Hauptstromwicklung i geschickt. .I ist die Spannungsspule des Zählers, 5 die an den Zähler angeschlossene Belastung.
Unter einigen Vernachlässigungen ergibt sich für derartize Zähler ein zusätzlicher Fehler Dabei ist L die tatsächliche durch die Verbraucher 5 aufgenominene Leistung. G ist die Leistungsgrenze, die bei induktionsfreier Belastung eingehalten werden muß, wenn der Zähler nicht laufen soll. (p ist die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung der Anlage, f ist ein Fehlerfaktor, dessen Größe sich aus dem Diagramm der Fig.2 ergibt, in der für die Abszisse ein logarithmischer, für die Ordinate ein linearer Maßstab verwendet ist. Als Abszisse ist in dem Diagramm ein Faktor Z. aufgetragen, der durch folgende Gleichung bestimmt ist: Dieser Faktor ist also gleich dem Verhältnis des Quotienten der Selbstinduktionen zum Quotienten der Ohmschen Widerstände der Transformatorsekundärwicklung und der Hauptstromspule. Der Fehlerfaktor f ist außer von der Größe.? noch von einem Faktor x, der gleich ist, dem Quotienten- , also gleich dem Quotienten des Ohmschen Widerstandes in der Transformatorsekundärwicklung, soweit sie vom Gegenstrom durchflossen ist, und dem Ohmschen Gesamtwiderstand des Gegenstromkreises abhängig. An Stelle der Ohmschen Widerstände können natürlich auch die induktiven Widerstände bzw. die Scheinwiderstände treten.
In Fig.2 ist nun für drei verschiedene Werte von x, nämlich für x - 0,93, x = 0,74 und x ^ o,22, die Abhängigkeit des Fehlerfaktors f von der Größe A, aufgetragen.
Die Kurven der Figg.2 zeigen, daß der Fehlerfaktor f = o wird, wenn x = i ist, d. h. wenn . Der Fehlerfaktor f ist aber auch dann verhältnismäßig klein, wenn 7 größer als i ist. Für unterhalb von i liegende Werte von 9, dagegen ergibt sich nur dann ein kleiner Fehlerfaktor f, wenn der Faktor in der Nähe von i liegt, insbesondere größer als o,9 ist, d. h. also, wenn der Widerstand der Hauptstromspule i sehr viel kleiner ist als der Widerstand der Sekundärwicklung 2.
Die Einhaltung der obengenannten Bedingungen macht keine Schwierigkeiten, dadurch Zusatzwiderstände, durch richtige Wahl des Wicklungsmaterials; durch Anwendung von Streublechen, Luftspalten in den Eisenkernen usw. die induktiven und Ohmschen Widerstände leicht entsprechend abgeglichen `werden können. Da der tatsächliche Fehler F sich aus der Multiplikation des Fehlerfaktors f mit der Tangente des Phasenwinkels und mit dem Quotienten der tatsächlichen Leistung und der der Anlaufgrenze entsprechenden Leistung ergibt, fällt bei größerem Phasenv erschiebungswinkel und stärkerer Überschreitung der Leistungsgrenze der tatsächliche Meßfehler F des Zählers auch schon bei verhältnismäßig kleinen Werten des Fehlerfaktors f sehr groß aus. Wenn eine höhere Meßgenauigkeit verlangt wird, muß also unbedingt auf einen kleinen Fehlerfaktor f hingearbeitet werden. In welcher Weise dies geschehen kann, ergibt sich ohne weiteres aus der Fig. 2 und den oben angegebenen Bedingungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spitzen- oder Subtraktionszähler mit elektrisch erzeugtem Gegendrehmoment, bei dem beispielsweise durch die Sekundärwicklung eines Transformators dem Hauptstrommagnet ein vorzugsweise einstellbarer Gegenstrom überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Quotienten der induktiven Widerstände (L2, L1) zum Quotienten der Ohmschen Widerstände (R2, Ri) in dem vom Gegenstrom durchflossenen Teil der Transformatorsekundärwicklung (mit den Widerstandswerten R2, L2) und der Hauptstromwicklung (i mit den Widerständen R1, L1) vorzugsweise etwa gleich i ist oder größer als i, falls der Quotient Widerstand (R2) der Transformator- aus dem wirksamen sekundären wicklung (2) und dein Gesamtwiderstand (R, -E- R2) des die sekundäre Transforniatorwicklung (2) und die Hauptstromwicklung (i) enthaltenden Gegenstromkreises größer als o,9 gemacht wird, oder auch kleiner als i, falls dieser Ouotient heraufgesetzt wird. über 0,95 oder noch höher 2. Zähler nach Anspruch i mit einstellbarer Subtraktionsgrenze, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsverhältnis des Spannungstransformators regelbar ist und der Transformator bzw. der Gegenstromkreis derart abgeglichen ist, daß für alle Übersetzungsstufen die in Anspruch i angegebenen Bedingungen erfüllt sind. 3. Zähler nach Anspruch r und :2, dessen Spannungstransformator auf der Sekundärseite den einzelnen Registriergrenzen entsprechende Anzapfungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Anzapfstellen der Sekundärwicklung Zusatzwiderstände vorgeschaltet sind, die zur Abgleichung der Widerstandsverhältnisse nach den Bedingungen des Anspruchs i dienen. q.. Zähler nach Anspruch i und 2 mit regelbarem Spannungstransformator, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Wahl des Ohmschen Widerstandes oder der Streuverhältnisse für die Sekundärwicklung des Spannungstransformators bzw. für die Hauptstromwicklung das Verhältnis der Ohmschen und induktiven Widerstände für die sekundäre Transformatorwicklung und die Hauptstromspule für sämtliche Regelstufen gleichgemacht ist. (Unter Fortfall besonderer zusätzlicher Vorschaltwiderstände für die einzelnen Stufen.)