DE656939C

DE656939C - Erhoehung der Messgenauigkeit von Zaehlern

Info

Publication number: DE656939C
Application number: DES114711D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-07-14
Filing date: 1934-07-14
Publication date: 1938-02-22

Description

Erhöhung der Meßgenauigkeit von Zählern Die sog. Fehlerkurve der Induktionszähler fällt im Bereiche der größeren Zählerbelastungen, also beispielsweise bei einer Belastung von 200°0, stark ab, mit der Folge, daß der Zähler in. diesem Bereich starke Minusfehler hat. Es ist vorgeschlagen worden, die Fehlerkurve durch Anwendung eines magnetischen Nebenschlusses am Hauptstromtriebmagnet zu verbessern. Die Einstellung des magnetischen Nebenschlusses und die richtige Auswahl des Nebenschlußmaterials macht aber Schwierigkeiten; insbesondere läßt sich die Wirkung des Nebenschlusses kaum regeln.
Man hat ferner vorgeschlagen, die Stromdämpfung durch einen auf den Zähleranker einwirkenden Bremsmagneten mit Differentialwicklung auszugleichen. Der eine Teil der Wicklung liegt an der Wechselspannung, der andere Teil wird vom Hauptstrom durchflossen. Da die Hauptstromwicklung der Spannungswicklung des Differentialmagneten entgegenwirkt, ist die Dämpfung um so geringer, je stärker der Zähler belastet ist. Die Einwirkung der Stromdämpfung wird somit durch entsprechende Verringerung der übrigen Ankerdämpfung ausgeglichen. Aber diese bekannte Einrichtung wirkt nur bei einer bestimmten Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung richtig; denn während einerseits die Stromdämpfung von dieser Phasenverschiebung bekanntlich unabhängig ist, ändert sich der Dämpfungsfluß des Differentialmagneten stark mit dieser Phasenverschiebung, da sich die Amperewindungen der beiden Wicklungen nicht algebraisch, sondern rein vektoriell subtrahieren. Der bekannte Zähler zeigt infolgedessen bei induktiver und kapazitiver Belastung sehr starke Minusfehler.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel. Erfindungsgemäß ist in die Diagonale einer vom Hauptstrom durchflossenen oder an Spannung liegenden Brücke eine Hilfswicklung eingeschaltet, die derart auf den Zähler einwirkt, daß sie die Drehzahl im Bereiche der mittleren, gegebenenfalls auch der kleineren Lasten herabsetzt bzw. im Bereiche der höheren Lasten, insbesondere im Bereiche der Überbelastungen, erhöht. Die Außenzweige der Brücke bestehen aus verschiedenartigen Widerständen, deren Verhältnis sich in Abhängigkeit von dem den Zähler durchfließenden'bzw. in Abhängigkeit von der den Zähler speisenden Spannung ändert. Im ersten Falle wird der Einfluß der sog. Stromdämpfung, im zweiten Falle der Einfluß der sog. Spannungsdämpfung auf die Meßgenauigkeit des Zählers ausgeglichen.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden: Auf den Anker z (Fig. z) wirkt treibend der Spannungstriebmagnet 2 und der Hauptstromtriebmagnet 3 in bekannter Weise ein. Die Ankerbewegung wird durch den Dauermagneten q. und den Wechselstrommagneten 5 gedämpft. Die Wicklung 6 des Magneten 5 liegt in der Diagonale einer Brücke mit den Außenzweigen I bis IV. Diese Außenzweige bestehen aus eisenhaltigen Drosselspulen verschiedenen Sättigungsgrades. Die Drosselspulen der Zweige I und III sind bei einer bestimmten Stromstärke weniger stark gesi@ tigt als die Drosselspulen der Zweige" und IV.
In Fig. ? sind die Spannungsabfälle .E dieser Drosselspulen in Abhängigkeit von der Stromstärke I des Brücken- bzw. Zählerstromes aufgetragen. Die Kurve K1 gilt für die weniger gesättigten Drosseln der Zweige I und III, die Kurve K, für die höher gesättigten Drosseln der Zweige II und IV. Die Kurven schneiden sich am Punkt P, der einer Strombürde des Zählers von beispielsweise 20001o entspricht. An diesem Punkt sind die Spannungsabfälle in den einzelnen Außenzweigen der Brücke einander gleich.- Bei kleinerer Stromlast, also beispielsweise bei ioooio Belastung, überwiegen dagegen die Spannungsabfälle in den Zweigen 1I und IV.' Infolgedessen ergibt sich zwischen den Anschlußpunkten des die Wicklung 6 enthaltenden Brückenzweiges, wie die Fig. 3 zeigt, eine Potentialdifferenz a.. Während also bei Zoo °(o Belastung die Wicklung 6 stromlos war, führt sie bei iooo/o Belastung des Zählers einen gewissen Strom, der der Strecke a entspricht. Bei diesem Belastungspunkt wird also die Dämpfung des Dauermagneten 4 durch den Elektromagnet 5 unterstützt. Der Zähler wird also in diesem Belastungsbereich langsamer laufen. Durch richtige Abgleichung der Brücke und der Dämpfungsverhältnisse der Magnete 4. und 5 kann man es leicht dahin bringen, daß die Fehlerkurve gemäß Fig. 4. an ihrer tiefsten Stelle, also am Punkt P gehoben und an ihrer höchsten Stelle, etwa am Punkt O gesenkt wird, so daß sich übertrieben die gestrichelte Kurve R ergibt bzw. bei richtiger Abgleichung eine mit der Abszissenachse praktisch zusammenfallende Kurve.
Die Außenzweige der Brücke 1 bis 1V können statt aus Drosselspulen verschiedener Sättigungen auch aus anderen Widerständen bestehen, die sich verschiedenartig in Abhängigkeit vom Strom ändern. Es können also beispielsweise Widerstände mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten mit gekrümmten Charakteristiken (Eisenwiderstände o. dgl.) verwendet werden.
Wie bei 50 angedeutet, kann in die Brückendiagonale auch eine auf dem Hauptstrommagnet 3 angebrachte Gegenwicklung eingeschaltet werden, gegebenenfalls als Ersatz für die Wicklung 6 und den Elektromagnet 5. Diese Gegenwicklung bewirkt, daß der Triebfluß des Hauptstrommagneten im Bereiche der mittleren, gegebenenfalls auch der kleinen Lasten herabgesetzt wird; er ergibt also eine ähnliche Wirkung wie die sonst zur Verbesserung der Fehlerkurve am Hauptstronimagnet angebrachten magnetischen Nebenschlüsse. Hat der Hauptstrommagnet außer-',.c2m noch einen solchen \ ebenschluß, so kann dieser beispielsweise zur Verbesserung der Fehlerkurve im Bereiche der kleineren Lasten --benutzt werden, während die Gegenwicklung 5o bzw. der Elektromagnet 5 die Fehler in dem Bereich der größeren Lasten verbessert. Unter Umständen können, wie die Fig. 5 zeigt, zwei gegenüberliegende Außenzweige I und III der Brücke auch durch Heizwicklungen 7, ä, die im Hauptstromkreis liegen, beheizt werden. Die Brücke wird dann über einen Gleichrichter g von der Spannung gespeist, und die die Wicklung 6 enthaltende Brückendiagonale führt dann Gleichstrom. Diese Gleichstromhilfswicklung kann statt auf einen besonderen Elektromagneten 5 auch auf einen zur Dämpfung dienenden magnetischen Gleichfluß eines Dauermagneten oder eines über einen Gleichrichter von der Netzspannung gespeisten Elektromagneten einwirken. Die Außenzweige I und III der Brücke werden in diesem Falle aus Material mit verhältnismäßig hohem Temperaturkoeffizienten hergestellt. Je nach der Abgleichung der Brücke ergibt sich bei anwachsendem Zählerstrom eine Zu- oder Abnahme des Stromes der Wicklung 6. Die Wicklung kann also entweder als Zusatz- oder als Gegenwicklung auf einen zur Dämpfung dienenden Gleichfluß einwirken. Der Gleichrichter kann auch weggelassen werden. In diesem Falle führt die Wicklung 6 Wechselstrom. Unter Umständen kann die Brücke statt durch die Netzspannung durch irgendeine Hilfsquelle gespeist werden.
Bei Drehstromzählern wird eine der Triebsystemzahl entsprechende Anzahl von Magneten 5 nach Fig. i verwendet, von denen je eine in den Stromzweig einer Phase eingeschaltet ist. Bei der Schaltung nach Fig. 5 können die Wicklungen 6 für die Stromkreise sämtlicher Triebsysteme auch auf einem gemeinsamen magnetischen Gleichflußpfad als Gegenwicklungen aufgebracht werden.

Claims

PATENT ANS PR VTCI-1 E: i. Vorrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit von Zählern, insbesondere Wechselstrom- und Drehstromzählern, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Bereiche der mittleren oder auch kleineren Lasten die Herabsetzung der Zählerdrehzahl bewirkende bzw. im Bereiche der größeren Lasten die Drehzahl erhöhende Hilfswicklung (Dämpfungsmagnetwicklung, Gegenwicklung auf dem Hauptstrommagnet) in die Diagonale einer vom Hauptstrom gespeisten bzw. an Spannung liegenden Brücke eingeschaltet ist, bei der sich die Widerstandsverhältnisse der Außenzweige in Abhängigkeit von der Stromstärke bzw. von der Spannung ändern. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzweige der Brücke aus eisenhaltigen Drosselspulen mit verschiedenen Sättigungsgraden des Eisens bestehen. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, da-. durch gekennzeichnet, daß die Außenzweige der Brücke aus Ohmschen Widerständen und bei einem bestimmten Belastungspunkt gesättigten Drosselspulen bzw. aus Widerständen von verschiedenen Temperaturkoeffizienten oder anderen Widerständen bestehen, deren Widerstände sich in Abhängigkeit vom Strom verschiedenartig ändern. d.. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Abgleichung der Brücke, daß der Strom in der Brückendiagonale bei der dem höchsten Punkt der Fehlerkurve entsprechenden Belastung größer ist als bei der den tiefsten Punkt der Fehlerkurve entsprechenden Belastung, daß insbesondere bei diesem letzten Belastungspunkt die Brückendiagonale stromlos bleibt. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Außenzweige oder zwei gegenüberliegende Zweige der Brücke, die aus Material mit verhältnismäßig hohem Temperaturkoeffizienten bestehen, wärmeleitend mit im Hauptstromkreis liegenden Heizwicklungen verbunden sind und die Brücke gegebenenfalls über einen Gleichrichter von der Spannung oder einer Hilfsstromquelle gespeist wird. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer gleichstromgespeisten Brücke die in der Brückendiagonale liegende Wicklung derart als Zusatzwicklung auf einem dämpfend wirkenden Elektromagnet oder in einer Flußverzweigung eines Dauermagneten angeordnet ist, daß sich bei anwachsendem Hauptstrom für den Zähler eine abnehmende Dämpfung des Ankers ergibt, in solchem Grade, daß die durch die Triebflüsse des Zählertriebsystems, insbesondere durch den Hauptstromtriebfluß hervorgerufene zusätzliche Dämpfung ausgeglichen wird.