DE655645C - Drehstromzaehler fuer Scheinverbrauch oder UEberschussblindverbrauch oder Drehstromwirkverbrauchzaehler fuer niedrige Frequenzen mit zwei oder drei Messwerken - Google Patents

Description

• Drehstromzähler für Scheinverbrauch oder Überschußblindverbrauch oder Drehstromwirkverbrauchzähler für niedrige Frequenzen mit zwei oder drei Meßwerken Bei Drehstromzählern für Scheinverbrauch oder Überschußblindverbrauch oder auch bei Drehstromwirkverbrauchzählern für niedrige Frequenzen mit zwei oder drei Meßwerken macht die sog. innere Abgleichung der Triebsysteme Schwierigkeiten. Namentlich für die Massenfabrikation ist es lästig, daß für die verschiedenen Zähler abnormaler innerer Abgleichung immer wieder andere Konstruktionen verwendet werden müssen.
• Um diesen Mangel zu beseitigen, hat man schon vorgeschlagen, auf dem Spannungskern eines jeden Triebsystems mehrere Spulen anzuordnen, die so aufeinander einwirken, daß durch Änderung der an die Spulen anzulegenden Spannungen der resultierende Spannungsfluß bei induktionsfreier Last jede gewünschte Richtung zum Stromfluß besitzen kann. Dabei ist es gleichgültig, ob die Wicklungen der verschiedenen Spulen voneinander getrennt sind oder ob eine einzige Wicklung mit Anzapfungen benutzt wird. Da jedoch sämtliche Spulenteile an verschiedenen Spannungen des Drehstromnetzes liegen, müssen sie für die volle verkettete Spannung dimensioniert werden. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten für die Unterbringung der Spule, weil ja auf dem Spannungseisen nur ein verhältnismäßig beschränkter Wickelraum zur Verfügung steht. Zu erwähnen ist schließlich, daß bei der bekannten Schaltung nicht jede beliebige Phasenverschiebung lediglich durch Umklemmen der Leitungsanschlüsse der Spannungsspulen vorgenommen werden kann, sondern daß in manchen Fällen auch noch veränderbare Vorwiderstände erforderlich sind.
• Die Erfindung beseitigt die Mängel und Schwierigkeiten der bisher bekannten Schaltungen.
• Erfindungsgemäß werden bei. einem Drehstromzähler mit drei Triebsystemen die drei Spannungsspulen bzw. bei einem Drehstromzähler mit zwei Triebsystemen die beiden Spannungsspulen und eine Ersatzdrosselspule in Dreieck geschaltet. Die Phasen des Drehstromnetzes werden an Anzapfungen der Spannungsspulen bzw. der Ersatzdrosselspule angeschlossen, die innerhalb oder außerhalb der in Dreieck geschalteten Spulenteile liegen.
• Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
• .F ig. z zeigt einen Drehstromdreileiterzähler, der bei normalen Frequenzen eine innere Phasenabgleichung von mehr als 9o° hat, d. h. bei Phasengleichheit zwischen Strom und Spannung eilt der Spannungstriebfluß um mehr als 9o° dem Stromfluß nach. Einen derartigen Zähler kann man auch als Wirkverbrauchszähler für niedrige Frequenzen verwenden, da er bei niedrigen Frequenzen eine 9o°-Abgleichung ergibt.
• Fig. i zeigt das Vektorpolygon, Fig. z das Schaltbild.
• Die beiden Wicklungen 1, 2 der Spannungs triebmagnete sind zusammen mit der Wich-Jung 3 eines nicht auf den,Zähleranker wirkenden Spannungstriebmagneten in Dreieck geschaltet. Die Netzspannungen R, S, T sind etwa an das letzte Drittel der Spannungsmagnetwicklungen angeschlossen.
• Wie die Fig. i zeigt, eilt der Vektor rs dem Netzspannungsvektor RS um etwa io bis 15° nach. Bei Zählern für niedrige Frequenzen mit normalen Triebsystemen, bei denen sich eine innere Phasenabgleichung von nur 75 bis 8o° ergeben würde, wird- also durch die Phasennacheilung des Vektors rs gegenüber der Spannung RS die innere Abgleichung zu etwa 9o° ergänzt.
• Wird der gleiche Zähler für normale Frequenzen benutzt, so ergibt sich eine Phasenabgleichung von etwa ioo bis io5°. Der Zähler kann dann als sog. Arnozähler verwendet werden, welcher etwa die Größe =/3 U X J cos 9)--1-11a U X J messen soll.
• Fig. 3 und 4 zeigen einen Scheinverbrauchszähler für cos (P = 0,4 bis o,9. Der Zähler hat wieder zwei Triebsysteme mit den Spannungswicklungen 4 und 5 und ein nicht auf den Anker einwirkendes Hilfssystem 6. Die Netzspannungen R, S, T sind an etwa im ersten Drittel der Wicklungen liegende Anzapfungen angeschlossen. Wie das Diagramm nach Fig. 3 zeigt, eilt hier der Vektor rt der Spannung RS um etwa 45° nach. Der Zähler entwickelt deshalb sein maximales Drehmoment bei 45° induktiver Belastung, also bei cos 99 von etwa 0,7. Er zeigt dann im Bereich von 45° -f-20°, also innerhalb cos q-, = 0,4 bis o,9, den Scheinverbrauch an.
• In Fig. 5 und 6 ist das Vektordiagramm and das Schaltbild eines sog. Überschußblindverbrauchzählers für cos (p = o,8 dargestellt, und zwar für einen Zähler nach dem Vierleitersysytem. Die Spannungswicklungen der drei Systeme 7, 8, 9 sind in Dreieck geschaltet, die Netzspannungen R, S, T sind etwa an Anzapfungen im mittleren Drittel der Spannungswicklungen angeschlossen. Der Zähler bleibt stehen, wenn der Strom der Spannung um etwa 36° nacheilt. Bei kleinerer Phasenverschiebung läuft er rückwärts, falls er nicht mit einer Rücklaufhemmung versehen ist. Bei größerer Phasenverschiebung läuft er vorwärts.
• Fig.7 zeigt das Schaltbild des gleichen Zählers für das Dreileitersystem. Hier sind die Spannungswicklungen 7 bis 9 an in V geschaltete Spannungswandler io angeschlos-'sep. Ebenso sind die Stromwicklungen i i b'.13 an den in V geschalteten Strom-,.vähdler 14 angeschlossen.
• -`Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ohne Beeinflussung der Meßgenauigkeit bei Verwendung normaler Triebsysteme beliebige innere Phasenabgleichungen erzielt werden können.
• Solange sich die Anzapfstellen A (Fig. 2) in der Nähe der Wicklungsenden r, s, t halten, wird durch derartige Kunstphasenschaltungen der Eigenverbrauch der Triebsysteme nicht nennenswert erhöht. Liegen dagegen die Anzapfstellen A in der Nähe der Wicklungsmitten, so ergeben sich Stromerhöhungen, die durch entsprechende Ouerschnittsvergrößerung des Wicklungsdrahtes berücksichtigt werden müssen.
• Diese Nachteile treten nicht oder nur in sehr geringerem Grade auf, wenn man als Kunstphasenschaltungen gemischte Stern-Dreieck-Schaltungen verwendet, wie sie beispielsweise in den Fig.8 bis 13 dargestellt sind.
• Die Fig. 8 und 9 zeigen, wie die Fig. i und 2, einen Wirkverbrauchzähler für niedrige Periodenzahlen oder einen Zähler mit sog. Überverschiebung für normale Periodenzahlen. 1, 2 sind die beiden Spannungswicklungen der Triebsysteme, die durch die Wicklung 3 eines Leersystems zu der in F ig. io angedeuteten Stern-Dreieck-Schaltung ergänzt sind. Die Wicklung i ist reit dem einen Ende an die Phase R, mit dem anderen Ende etwa an das erste Drittel der Wicklung 2 angeschlossen; Entsprechendes gilt für die anderen Wicklungen.
• Die Fig. io und i i zeigen, wie die Fig. 3 und 4, einen Scheinverbrauchszähler für cos (p = 0,4 bis o,9 für Dreileiteranlagen. Hier ist jeweils der Anfang der Wicklung (z. B. 4) des einen Triebsystems an die Phase R angeschlossen, das Ende dieser Wicklung dagegen ist etwa an das erste Drittel der Wicklung 6 des Systems der vorhergehenden Phase angeschlossen.
• Die Fig. 12 und 13 zeigen, wie die Fig. 5 und 6, einen sog. überschußblindverbrauchszähler, der bei cos g7= o,8 stillsteht, und zwar in der Schaltung für Vierleiteranlagen. Hier ist jeweils die Wicklung (z. B. 9) mit dem Anfang an eine Phase (z. B. R) angeschlossen, während das Ende mit einer etwa im mittleren Drittel liegenden Anzapfung der Wicklung 8 des in der Phase vorhergehenden Systems angeschlossen ist.
• Derartige Stern-Dreieck-Schaltungen der Zählertriebsysteme gestatten ohne Erhöhung des Eigenverbrauchs praktisch jede beliebige Zählerabgleichung.
• Die gleichen Schaltungen können statt für Zähler auch für Zeigergeräte, beispielsweise für Wattmeter, verwendet werden. So kann man z. B. bei Messungen nach der Zweiwattmetermethode den Spannungskreis des einen Wattmeters zwischen einer Phase und dem ersten bzw. mittleren Drittel des Spannungskreises des zweiten Wattmeters anschließen. Der Spannungskreis des zweiten Wattmeters ist zwischen der nächsten Phase bzw. der vorhergehenden Phase und dem ersten oder zweiten Drittel eines Hilfssystems angeschlossen, das ebenfalls zwischen einer Phase und dem mittleren oder ersten Drittel des Spannungskreises des ersten Wattmeters liegt.
• Am besten verwendet man zur Eichung der in den Abbildungen dargestellten Zähler Wattmeter; die in den Spannungskreisen etwa die gleiche Spannung zeigen. Man erhält dadurch den Vorteil, daß das Drehmoment eines Zählersystems stets proportional dem Ausschlag eines Wattmeters ist.
• Natürlich können Wattmeter mit derartigen Kunstschaltungen auch zur Eichung von anders geschalteten Zählern verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENT ANSPRtCHI? i. Drehstromzähler für Scheinverbrauch oder überschußblindverbrauch oder Wirkverbrauchzähler für niedrige Frequenzen mit zwei oder drei Meßwerken, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspulen des Zählers, bei Zählern mit nur zwei Meßwerken unter Zuhilfenahme einer Ersatzdrosselspule, in Dreieck geschaltet sind, und daß die Phasen des Drehstromnetzes an Anzapfungen der Spannungsspulen bzw. Ersatzdrosselspule angeschlossen sind, die entweder innerhalb oder außerhalb der in Dreieck geschalteten Spulenteile liegen.
2. 2. Drehstromzähler nach- Anspruch i mit einer inneren Phasenabgleichung von mehr als 9o°, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzspannungen an Anzapfungen im letzten Drittel der Erregerwicklungen angeschlossen sind (Fig. i).
3. 3. Drehstromzähler nach Anspruch i zur Messung des Scheinverbrauchs im Bereich von cos (P = 0,4 bis o,9, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzspannungen an etwa im ersten Drittel der Wicklung liegende Anzapfungen angeschlossen sind (Fig. 3 und q.). Drehstromzähler nach Anspruch -i zur Messung des sog. Überschußblindverbrauchs für cos ( = o,8 nach dem Vierleitertriebsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen an etwa im mittleren Drittel der Spannungswicklungen liegende Anzapfungen angeschlossen sind (Fig.5 und 6). 5. Zähler nach den Ansprüchen i und 4 zur Messung des überschußblindverbrauchs für cos #p = o,8 nach dem Dreileitersystem, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Spannungsspulen wie die Stromspulen der drei Systeme an in V-Schaltung liegende Wandler angeschlossen sind (Fig. i). 6. Drehstromzähler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreieckschaltung der Erregerwicklungen der Triebsysteme bzw. zweier Triebsysteme und eines Hilfssystems Wicklungsverlängerungen aufweist, an welche die Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen sind (Abb. 8 bis 13). ;. Wirkverbrauchzähler für niedrige Periodenzahlen oder Zähler für normale Periodenzahlen mit Überverschiebung für Dreileiteranlagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Anfang der Wicklung des einen Systems oder Hilfssystems (i, Fig.8 und 9) an die eine Phase (R) und das Ende der einen Wicklung (i) etwa an das erste Drittel der Wicklung (2) des nächstfolgenden Triebsystems angeschlossen ist. B. Scheinverbrauchzähler für cos = o,4. bis 0,9 nach dem Dreileiterprinzip gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Wicklung (z. B. 4., Fig. io und ii) des einen Triebsystems mit dem Anfang an eine Phase (R) angeschlossen und mit dem Ende zu einer etwa im ersten Drittel der Wicklung (6) des in der Phase vorhergehenden Systems liegenden Anzapfung geführt ist. 9. überschußblindverbrauchzähler nach dem Vierleitersystem, der bei cos q# = o,8 stillsteht, gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Anfang der Wicklung (9, Fig. 12 und 13) des einen Systems an eine Phase (z. B. R) angeschlossen ist, während das Ende der Wicklung zu einer etwa im mittleren Drittel liegenden Anzapfung der Wicklung (8) des in der Phase vorhergehenden Systems geführt ist.