DE651941C

DE651941C - Oberwellenzaehler

Info

Publication number: DE651941C
Application number: DES110390D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Beetz; Dr Rudolf Foerster
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-07-30
Filing date: 1933-07-30
Publication date: 1937-10-22

Description

Oberwellenzähler Die Erfindung bezieht sich auf einen Zähler, Induktionszähler oder dynamometrischen Zähler, der die Messung der Oberwellenleistung ermöglicht. Derartige Zähler sind beispielsweise zur Verwendung in Anlagen bestimmt, in denen durch die Verbraucher (Gleichrichter o. dgl.) starke Oberwellen hervorgerufen werden.
Man hat vorgeschlagen, die Spannung bzw. den Strom einer Oberwelle mit Hilfe eines Zeigergeräts zu messen, dem ein aus der Reihenschaltung einer Induktivität und einer Kapazität bestehender Leitkreis vorgeschaltet ist. Dieser Leitkreis wird jeweils auf die Frequenz der zu messenden Oberwellenspannung oder des zu messenden Oberwellenstroms abgestimmt und setzt dann dieser Spannung oder diesem Strom nur einen verhältnismäßig kleinen Widerstand entgegen, während er für Ströme und Spannungen anderer Frequenzen kaum durchlässig ist. Die Strom- und Spannungsmessungen müssen für jede Oberwelle einzeln nach vorhergehender Abstimmung des Leitkreises durchgeführt werden. Dies ist umständlich. Auch kann man mit einem solchen Gerät nicht die Leistung der einzelnen Oberwellen messen, noch viel weniger die Leistung über gewisse Zeitabschnitte integrieren. Erfindungsgemäß wird zwecks Leistungs- und Leistungsintregal-Messung der Oberwellen ein Zähler der dynamometrischen bzw. Induktionstype verwendet, bei dem die Grundwelle entweder im Spannungs-oder im Stromsystem durch eine Siebkette ferngehalten ist.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von drei Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In Fig. i ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Grundwelle durch eine vorgeschaltete Siebkette aufgehoben wird.
Mit i ist das Stromeisen bezeichnet, auf dem die Hauptstromwicklungen 2 angeordnet sind. 3 bedeutet das Spannungseisen des Induktionszählers, dessen Erregerwicklung mit q. bezeichnet ist. Die Erregerwicklung ist über eine Siebkette6 an die Netzleiter 6a und 61 angeschlossen. Durch die Siebkette wird die Grundwelle von der Spannungsspule q. des Zählers vollkommen ferngehalten. Der Zähler mißt infolgedessen nur die Oberwellenleistung.
Fig. 2 zeigt eine andere, unter Umständen vorteilhaftere Ausführungsform der Erfindung. 6a, 61 sind wieder die Netzleiter, an die der schematisch angedeutete Zähler angeschlossen ist. Die auf dem Stromeisen liegende Erregerwicklung 2 ist genau so an den Belastungsstromkreis, wie bei dem in Fig. i gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung, angeschlossen. Das Spannungseisen 3 trägt eine unterteilte Erregerwicklung 7. Der eine Teil der Erregerwicklung 7a ist unmittelbar an die Netzleiter 6a, 6b angeschlossen. Der zweite Teil 7b ist über die Siebkette 8 mit den Netzleitern 6a und 6b verbunden. Die Siebkette ist derart ausgebildet, daß sie praktisch alle auftretenden Oberwellen unterdrückt.
Die Wirkungsweise dieses Zählers beruht: darauf, daß sich die Grundwellen in dep.Teilen.76` und 71 der Spannungswicklung aufheben, so däß nur die Oberwellen in der Wicklung. 711 ein Feld erzeugen, und nur die Oberwellenleistung gemessen wird.
Um Beeinflussungen der derWicklungshälfte7b zugeführten Grundwelle durch den Sperrkreis auszugleichen, ist noch ein Zwischentransformator 9 vorgesehen, der derart bemessen ist, daß die Grundwellen in den gleichen Wicklungsteilen 7a und 7b, welche einander entgegengeschaltet sind, sich vollkommen aufheben. Auf die Verwendung des Zwischentransformators 9 kann auch verzichtet werden, wenn durch ungleiche Bemessung der Wicklungsteile 7a und 7b eine Aufhebung der Grundwelle erzielt wird.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt, bei der mittels einer besonderen Transformatorschaltung der Einfluß der Grundwelle unterdrückt wird.
i bedeutet auch in dieser Figur das Stromeisen des Zählers, dessen Erregerwicklung von dem Belastungsstrom durchflossen wird. Das Spannungseisen 3 trägt wieder eine Erregerwicklung q., der über den Transformator ii die Oberwellen der Spannung zugeführt werden.
Die Spannungsspule q. ist dabei an die Sekundärwicklung 12 des Transformators ii angeschlossen, dessen Eisenkern 1.4 außerdem noch mit drei Primärwicklungen 13a, 13b, 13e, versehen ist. Die eine dieser Primärwicklungen 13" ist über einen Kondensator r5, die zweite 13b über eine Drosselspule 16 an die Netzspannung angeschlossen. Die dritte 13c, welche den beiden vorerwähnten Spulen entgegengeschaltet ist, liegt über einen Widerstand 17 an der gleichen Netzspannung.
Die Wirkungsweise der im vorstehenden beschriebenen Anordnung soll im folgenden kurz an: Hand des Diagramms der Abb. q. erläutert werden.
E bedeutet den Vektor der Netzspannung; an welche die drei Primärspulen 13a, 13b, i3c angeschlossen sind. In den beiden über eine Drossel bzw. einen Kondensator an die Netzspannung angelegten Spulen 13b und 13c treten dann die Ströme in und iK auf, die beinahe um go ° dem Spannungsvektor E vor- oder nacheilen. Diese Ströme würden einen resultierenden Strom i" hervorrufen, der den Eisenkern magnetisiert, wenn nicht die über einen Widerstand an das Netz angeschlossene Spule i3c den beiden erstgenannten Spulen entgegengeschaltet wäre, durch welche der Strom iR fließt. Durch den Strom iR in der Spule 13c wird der gestrichelt angedeutete Strom i" aufgehoben. Daher kann ein der Grundwelle entsprechendes Magnetfeld in dem Transformator nicht entstehen, so daß auch in der Sekundärwicklung keine Spannung won der Frequenz der Grundwelle induziert -wird.
",..leas dargestellte Diagramm bezieht sich ledig-`fIch auf die Grundwelle. Anders liegen die Verhältnisse jedoch für die Oberwellen. Da die Oberwellenfelder sich bei dem beschriebenen Transformator nicht aufheben, wird in der Sekundärwicklung eine Wechselspannung induziert, welche sämtliche Oberwellen aufweist.
Man könnte übrigens auch auf die Verwendung eines besonderen Transformators ganz verzichten, wenn man zur Erregung des Spannungsmagneten mehrere Spulen verwendete, die genau so wie bei dem Transformator gemäß Abb.3 geschaltet sind.
Einzelheiten der beschriebenen Anordnungen können natürlich auch abgeändert werden. Beispielsweise kann der in Abb. --2 dargestellte Zähler auch mit zwei getrennten Spannungseisen versehen sein, von denen das eine von den Oberwellen und der Grundwelle erregt' wird, während das andere lediglich von der Grundwelle erregt wird, und in seiner Wirkung dem ersten Spannungseisen entgegengeschaltet ist. Das resultierende Drehmoment entspricht in diesem Falle lediglich der Oberwellenleistung. Man kann bei dieser Anordnung auch zwei vollkommen getrennte Meßsysteme, die auf Zählerscheiben einwirken, verwenden, wobei das eine Meßsystem die Grundwellen und die Oberwellenleistung erfaßt, während das zweite entgegenwirkende Meßsystem lediglich die Grundwellenleistung berücksichtigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Oberwellenzähler der dynamometrischen bzw. Induktionstype, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernhaltung der Grundwelle entweder im Spannungs- oder im Stromsystem durch eine Siebkette o. dgl. geschieht. a. Oberwellenzähler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswicklung zweiteilig ausgebildet und in den Stromkreis einer der beiden einander entgegengeschalteten Spannungswicklungsteile einer Siebkette eingeschaltet ist, die alle Oberwellen von dieser Wicklung fernhält, so daß ein wirksames Feld von den Oberwellen, nur im anderen Wicklungsteil hervorgerufen wird. 3. Oberwellenzähler nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften der Spannungswicklung gleich ausgebildet sind, und daß zwischen dem Sperrkreis und dem zugeordneten Teil der Spannungswicklung ° noch ein Transformator eingeschaltet ist, der die Beeinflussung der Größe der Grundwelle durch den Sperrkreis-ausgleicht. q.. Oberwellenzähler nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden entgegengeschalteten Teile der Spannungswicklung ungleich bemessen sind, derart, daß sich die Grundwellen in den beiden Wicklungsteilen aufheben. 5. Oberwellenzähler nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen beispielsweise vor die Spannungsspule des Zählers vorgegeschalteten Kompensationstransformator, dessen Sekundärwicklung mit der Spannungsspule des Zählers verbunden ist und der drei Primärwicklungen aufweist, von denen die eine über einen Kondensator, die zweite über eine Drosselspule mit dem Netz verbunden ist, während die dritte in Gegenschaltung mit den vorerwähnten Spulen über einen Widerstand 'an das Netz derart angeschlossen ist, daß die Spulen bzw. die vor diese vorgeschalteten, induktiven, kapazitiven Widerstände so bemessen sind, daß in dem Transformator ein der Grundwelle der angelegten Spannung entsprechendes Magnetfeld nicht auftritt. 6. Oberwellenzähler, insbesondere der Induktionstype nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswicklung dreiteilig ausgebildet ist, und daß der eine dieser Teile über einen kapazitiven, der zweite über einen induktiven Widerstand an die Netzspannung angeschlossen ist, während der dritte Teil in Gegenschaltung zu den vorerwähnten Wicklungsteilen über einen Widerstand mit der Netzspannung verbunden ist, und die Spulen bzw. die vor diese vorgeschalteten, induktiven, kapazitiven Widerstände so bemessen sind, daß ein der Grundwelle der angelegten Spannung entsprechendes Magnetfeld nicht auftritt. 7. Oberwellenzähler nach Anspruch i oder folgende, gekennzeichnet durch zwei einander entgegenwirkende Magnetsysteme, von denen das eine von den Oberwellen und der Grundwelle, das andere lediglich von der Grundwelle erregt wird. B. Oberwellenzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander entgegenwirkenden Magnetsysteme auf zwei getrennte Triebscheiben einwirken.