Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs o. d'gl. in Wechselstromkreisen
Zur Messung des Scheinverbrauches o. dgl. kann man einen Gleichstromzähler verwenden,
dessen Spannungsspule über einen Vollweggleichrichter an die Spannung angeschlossen
ist und dessen Stromspule von einem Strom durchflossen wird, der an einem Nebenwiderstand
oder Stromwandler im Hauptstromkreis abgenommen und gleichfalls vollwellig gleichgerichtet
wird. Der Zähler zeigt näherungsweise das Produkt E # J an, das aber von
der Phasenverschiebung nicht, wie es sein müßte, unabhängig ist, da der zeitliche
Mittelwert der Produktkurven aus zwei gleichgerichteten (umgeklappten) Sinuslinien
ein Maximum bei o° Phasenverschiebung und ein Minimum bei 9o° Phasenverschiebung
hat (vgl. Fig. i). Maximum zu Minimum verhält sich wie -V-2:, oder 1,571 : i. Die
Fehler sind also groß. Nimmt man die Angabe des Zählers--- bei cp = 45° als richtig
an, so zeigt er beispielsweise bei cp = 9o° einen Fehler von - 2o,8 %, bei cp =
o° einen Fehler von + 24,4 %. Er ist so praktisch unbrauchbar. Je mehr die Sinuswellen
sich der Rechteckform nähern, desto geringer wird der Fehler. Durch Glättungsdrosseln
kann man den Fehler etwas herunterdrücken.Arrangement for measuring the bill consumption or the like. In AC circuits To measure the apparent consumption or the like, you can use a DC meter whose voltage coil is connected to the voltage via a full-wave rectifier and whose current coil is traversed by a current that is taken from a shunt resistor or current transformer in the main circuit and also rectified with full wave. The counter shows approximately the product E # J, which, however, is not, as it should be, independent of the phase shift, since the time average of the product curves from two rectified (folded) sine lines, a maximum at 0 ° phase shift and a minimum at 9o ° has phase shift (see. Fig. I). Maximum to minimum is like -V-2 :, or 1.571: i. So the mistakes are big. If the indication of the counter --- at cp = 45 ° is assumed to be correct, it shows, for example, an error of - 2o.8% at cp = 90 °, and an error of + 24.4% at cp = 0 °. It's so practically useless. The closer the sine waves approach the rectangular shape, the smaller the error becomes. The error can be reduced a bit by smoothing throttles.
Die vorliegende Erfindung gibt ein- Mittel, eine Anordnung zur Messung
des Scheinverbrauchs o. dgl. in Wechselstromkreisen von der Phasenverschiebung in
einem großen Bereich fast völlig unabhängig zu machen. Dazu brauchen u. U. nicht
mehr Gleichrichter als bei der obigen Vollweggleichrichtung -verwendet zu werden.
Erfindungsgemäß sind zwei Halbw eggleichrichteranordnungen für Strom und Spannung
an ,getrennte, in ihren Drehmomenten oder Drehzahlen sich addierende Gleichstromzählersysteme
gelegt "und die beiden Produktkurven (Strom mal Spa-n nung) durch Kunstschaltung
derart gegeneinander verschoben, daß ihre Summenkurve praktisch geradlinig verläuft.
Der Anschluß erfolgt am besten an ein System eines astatischen, mit zwei Systemen
ausgestatteten dynamometrischen Zählers. Der Zähler zeigt die Summe der Drehmomente
der beiden Halbwellensysteme an.The present invention provides a means, an arrangement for measurement
the apparent consumption or the like in AC circuits from the phase shift in
to make a large area almost completely independent. You may not need to do this
more rectifiers than to be used in the above full wave rectification.
According to the invention there are two half-wave rectifier arrangements for current and voltage
on, separate DC meter systems that add up in their torques or speeds
laid "and the two product curves (current times voltage) by means of artificial switching
shifted against each other in such a way that their cumulative curve runs practically in a straight line.
The connection is best made to a system of an astatic, with two systems
equipped dynamometric counter. The counter shows the sum of the torques
of the two half-wave systems.
Wie sich aus Fig. z ergibt, die die Summenkurve s des Doppelsystems
mit den Produktkurven a, b der Einzelsysteme zeigt, würde dieses an sich
genau die gleichen Fehler wie der bekannte Zähler mit einem System haben. Bei der
Anordnung nach der Erfindung erhält jedoch die Spannung an dem einen System eine
Phas;enverschiebung-von etwa 5o° gegenüber der Spannung des anderen Systems. Dadurch
wird erreicht, da.ß die Summe der
beiden Drehmomente von der Phasenverschiebung
fast unabhängig wird, und zwar aus folgenden Gründen: Die beiden Einaelproduktkurvena,
b haben bei Halbweggleichrichtung sehr lange, fast geradlinige Teile c, d, die spiegelbildlich
die gleiche Neigung gegen die Abszisse zeigen. Verschiebt man die geradlinigen Teile
so zueinander, daß sie .sich in der Mitte etwa kreuzen, wie Fig. 3 für die Kurven
a' -und b
zeigt, dann ist die Summe s' der beiden Ordinaten vom Phasenwinkel
y weitgehend unabhängig. In einem großen Bereich von etwa 6o° beträgt die Abweichung
nur ± o, 5 %, erst bei weiteren 30° fällt dieKurve etwas ab.As can be seen from FIG. Z, which shows the cumulative curve s of the double system with the product curves a, b of the individual systems, this would in itself have exactly the same errors as the known counter with one system. In the arrangement according to the invention, however, the voltage in one system is given a phase shift of approximately 50 ° with respect to the voltage in the other system. This ensures that the sum of the two torques is almost independent of the phase shift, for the following reasons: With half-wave rectification, the two single product curves a, b have very long, almost straight parts c, d, which mirror-image the same inclination to the Show abscissa. If the rectilinear parts are shifted to one another in such a way that they roughly cross in the middle, as shown in FIG. 3 for curves a 'and b , then the sum s' of the two ordinates is largely independent of the phase angle y. In a large range of around 60 ° the deviation is only ± 0.5%; the curve only drops slightly at a further 30 °.
Man kann aber die Bereiche durch Änderung der festen Phasenverschiebung
zwischen den Spannungen entsprechend einregulieren, j e nachdem man einen ganz geradlinigen
Teil in einem größeren Bereich und darauf einen Abfall in einem kleineren Bereich
haben oder eine schwache Krümmung der Kurve auf den ganzen Bereich verteilen will.
Der Bereich läßt sich auch so verteilen, daß man ihn etwas auf die kapazitive Seite
verschiebt, so daß er von cos 99 = o,8 Kap. bis 0,4 Ind. fast geradlinig verläuft.But you can change the ranges by changing the fixed phase shift
Adjust accordingly between the tensions, depending on the straight line
Part in a larger area and then a waste in a smaller area
or want to distribute a slight curvature of the curve over the entire area.
The area can also be distributed in such a way that it is slightly on the capacitive side
shifts so that it goes from cos 99 = 0.8 chap. up to 0.4 ind. runs almost in a straight line.
Die Phasenverschiebung der Halbwellen wird durch bekannte Kunstschaltungen,
z. B. durch verschiedenartige Vorwiderstände in den beiden Stromzweigen, durch Brücken-
und Differenzschaltungen, erzielt, wie dies beispielsweise Fig. ¢ zeigt. Hier sind
i das eine, 2 das andere Triebsystem, io, 2o sind die Hauptstromteile,
11, 21 . die Spannungsteile.-Die Hauptstromteile 10, 20 sind über
die elektrischen Ventile ioo, Zoo an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers 3
angeschlossen, die Spannungsteile 11, 2 i sind über die Ventile 110, 210
und über die - Vorschaltwiderstände 111, 2 r i an die Spannung des Netzes ¢ gelegt.
Der Vorwiderstand i i i ist induktiv, der Vorwiderstand 2 i I ist
induktionsfrei. Je nach dem Phasenbereich, in dem die Meßfehler möglichst klein
sein sollen, sind die Vörwiderstände i i i, 2 i i verschieden ' abzugleichen. Unter
Umständen sind auch Kondensatoren oder gemischte Widerstände zu verwenden. Da derartige
Kunstschaltungen zur Erzielung einer Phasenverschiebung an sich in der Zählerbechnik
bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden.The phase shift of the half-waves is determined by known art circuits, e.g. B. achieved by different types of series resistors in the two branches, by bridge and differential circuits, as shown, for example, Fig. ¢ shows. Here i are one, 2 the other drive system, io, 2o are the main stream parts, 11, 21. the voltage parts.-The main current parts 10, 20 are connected to the secondary winding of a current transformer 3 via the electrical valves ioo, Zoo, the voltage parts 1 1, 2 i are connected to the valves 110, 210 and via the ballast resistors 111, 2 ri Voltage of the network ¢ placed. The series resistor iii is inductive, the series resistor 2 i I is induction-free. Depending on the phase range in which the measurement errors should be as small as possible, the resistances iii, 2 ii are to be adjusted differently. Capacitors or mixed resistors may also have to be used. Since such artificial circuits for achieving a phase shift are known per se in counter technology, they will not be explained in more detail here.
Bei Drehstrom kann die - Phasenverschiebung durch Anschluß an entsprechende
verkettete Spannungen oder Phasenspannungen erreicht werden. In Abb. ¢ sind die
beiden Hauptstromteile i o, 2o über nur einen Stromwandler ans Netz-4 angeschlossen,
der normal belastet ist, weil für ihn die Ventile ioo, Zoo zusammengenommen wie
ein Vollweggleichrichter wirken. An Stelle eines Stromwandlers kann auch ein. Nehenwiderstand
verwendet werden. Bei kleineren Strömen können die Teile io, ioo und 2o, 2oo auch
unmittelbar in den Leitungszug eingeschaltet werden.In the case of three-phase current, the phase shift can be adjusted by connecting to the appropriate
Concatenated voltages or phase voltages can be achieved. In Fig. ¢ are the
both main current parts i o, 2o connected to mains 4 via only one current transformer,
who is normally burdened because for him the valves ioo, zoo put together like
a full wave rectifier act. Instead of a current transformer, a. Close resistance
be used. With smaller currents, the parts io, ioo and 2o, 2oo can also
switched directly into the cable run.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. q. sind nur zwei Systeme verwendet.
Man kann aber auch mehr Systeme benutzen und dadurch bei geeigneter Phasenverschiebung
in einem weiteren Bereich eine vom Phasenwinkel unabhängige Scheinverbrauchsmessung
erhalten, wenn man dafür sorgt, daß nur innerhalb bestimmter Winkelbereiche bestimmte
Systeme hinzu- oder abgeschaltet werden.In the embodiment of Fig. Q. only two systems are used.
But you can also use more systems and thus with a suitable phase shift
In another area, an apparent consumption measurement independent of the phase angle
obtained if one ensures that certain angular ranges are only given
Systems can be switched on or off.