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Einrichtung zum Prüfen von Elektrizitätszählern Zum Prüfen von Elektrizitätszählern
sind stroboskopis che Verfahren bekanntgeworden.
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Bei diesen Verfahren wird die Scheibe des Prüflings, welche eine Farb-
oder andere Rändelung trägt, durch eine Optik mit Lichtimpulsen angestrahlt, deren
Frequenz der Sollgeschwindigkeit des Prüflings entspricht.
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Weist der Prüfling seine Sollgeschwindigkeit auf, so sieht man auf
der . angestrahlten Scheibe des Prüflings ein stehendes Bild der Rändelung. Die
Lichtimpulse der Blinkeinrichtung zum Anstrahlen der Prüflingsscheibe werden bei
den bekanntgewordenen Einrichtungen einem Normalzähler auf mechanischem oder auch
auf photoelektrischem Wege entnommen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die
Leistung des Prüflings konstant zu halten und die Lichtimpulse, deren Frequenz nunmehr
konstant sein muß, einem Uhrwerk zu entnehmen. Diese Verfahren haben jedoch den
Nachteil, daß man mit ihrer Hilfe lediglich das Vorhandensein eines Fehlers des
Prüflings,-nicht aber seine Größe feststellen kann. Weicht nämlich die Istgeschwindigkeit
des Prüflings von seiner Sollgeschwindigkeit ab, so wird diese durch ein nach rechts
oder links wanderndes Bild offenbar. Der Eicher verändert nunmehr die Abgleichmittel
am Zähler, wie Dämpfungsmagnet oder Phasenabgleichwiderstand, und prüft nun wiederum,
ob er ein stehendes Bild erhält. Er gibt sich zum Schluß der Eichung mit einer gewissen
minimal erreichten Wanderungsgeschwindigkeit des Bildes als Resultat der Eichung
zufrieden. Er ist jedoch nicht in der Lage, auf Grund dieser stroboskopischen Eichung
etwas Quantitatives über die Größe des tatsächlichen Prüfungsfehlers auszusagen,
es sei denn, daß dieser Fehler absolut Null ist, was jedoch äußerst selten der Fall
sein dürfte. Dieser Nachteil ist bei einer ebenfalls bekannten Zählerprüfeinrichtung
vermieden, bei welcher die dem zu prüfenden Zähler zugeführte Leistung von dem Eicher
so lange geändert wird, bis die Ankerscheibe des Prüflings ihre Sollgeschwindigkeit
erreicht hat, so daß auf der mit Synchronlichtimpulsen angestrahlen Scheibe des
Prüflings ein stehendes Bild der Rändelung erscheint. An einem
Leistungsmesser
kann dann der Eicher den Fehler des Prüflings ablesen. Bei dieser bekannten Einrichtung
muß also der Eicher erstens ständig die Ankerscheibe des Prüflings beobachten und
zweitens bei Abweichungen der Drehzahl der Ankerscheibe von der Sollgeschwindigkeit
das zur Regelung der dem Prüfling zugeführten Leistung dienende Organ von Hand verstellen.
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Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Prüfen von Elektrizitätsz.ählern
unter Verwendung eines Leistungsmessers als Fehleranzeigegerät, bei der die Ankerscheibe
des Prüflings durch Regelung der ihr zugeführten Leistung auf ihrer Sollgeschwindigkeit
gehalten wird. Eine wesentlich einfachere Eichung ergibt sich. wenn erfindungsgemäß
die Drehzahl der Ankerscheibe in an sich belcannter Weise auf lichtelektn.schem
Wege in eine ihr proportionale Impulsfolge umgewandelt wird, und daß die Impulse
auf cin Regelorgan einwirken, welches die dem Prüfling zugeführte Leistung so lange
ändert, bis die Frequenz der Impulse den der Sollgeschwindigkeit entsprechenden
Wert erreicht hat. Durch diese Vollautomatisierung wird die Zählerprüfung nicht
nur vereinnacht, sondern auch hinsichlich ihrer Genauigkeit verbessert. Die unmittelbare
Fehleranzeige an einem Wattmeter bringt gleichzeitig den Vorteil, daß die Nacheichung
der gesamten Einrichtung wesentlich bequemer als bisher wird. -Denn ein Wattmeter
ist an einem Kompensator direkt eichbar. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß
die Lichtimpulse in an sich bekannter Weise über einen Verstärker einen Synchronmotor
steuern, dessen Drehgeschwindigkeit damit der Drehgeschwindigkeit des Prüflings
entspricht und der das eine Glied eines Differentialgetriebes antreibt, dessen zweites
Glied mit einer konstanten Drehzahl angetrieben wird, während das dritte Glied des
Differentialgetriebes das Regelorgan steuert.
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Die Lichtimpulse können aber auch über einen Verstärker unter wahlweiser
Zwischenschaltung eines Frequenzvervielfachers einem Frequenzregler mit Resonanzmeßwerk
zugeführt werden, der das Regelorgan steuert.
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In Abb. 1 ist schaltungsmäßig ein Ausführungsbeispiel für eine Einphasenzählereicheinrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt.
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SIit 1 1 ist ein Drehstromnetz bezeichnet, an welches die Prüfeinrichtung
angeschlossen ist.
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12 ist ein Phasendreher und IJ ein Regeltransformator, dessen geregelter
Kreis auf einen Hochstromtransfolmator 14 arbeitet, der wiederum einen Präzisionsstromwandler
15 primärseitig speist. An die Sekundärseite des Präzisionsstromwandlers I; ist
derStrompfad eines Anzeigewattmeters 16 angesclilossen, dessen Spannungspfad ebenso
wie der Spannungspfad des Prüflings 17 an die Sekundärseite des Phasendrehers 12
angeschlossen ist. Durch Betätigung des Phasendrehers kann also die Phasenlage des
Strom pfades gegen den Spannungspfad verändert werden. Soll auch die Spannung des
Spannungspfades geregelt werden, so wird man vor oder hinter den Phasendreher noch
einen Spannungsregler schalten. Der Primärstrom des Präzisionsstromwandlers 15 durchfließt
den Strompfad des zu eichenden Prüflings 17. Das Anzeigewattmeter 16, der Prüfling
17, der Hochstromtransformator 14 und der Präzisionsstromwandler 15 sind nach dem
an sich bekannten Gleichlasteichprinzip geschal -tet. Die Ankerscheibe 18 des Prüflings
1, ist mit einer Farbrändelung versehen. welche über eine Optik 20 von einer Lichtquelle
23 angestrahlt wird, die ein über die Zeit konstantes Licht gibt und von einer Phase
des Drehstromnetzes 1 1 aus gespeist werden kann.
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Eine Wechselspannungsquelle konstanter Frequenz, die beispielsweise
aus einer voll einer Phase des Drehstromnetzes 1 1 gespeisten Quarzuhr 2 1 besteht,
speist den Synchronmotor 22, dessen Drehzahl somit ab solut konstant ist. Die Rändelung
der Scheibe 18 strahlt ein ihrer Drehzahl entsprechendes wechselndes Licht aus,
welches von einer Photozelle 24 aufgefangen wird. Ein vo einer Phase des Drehstromnetzes
11 gespeister Verstärker 25 verstärkt dilese in elek trische Impulse umgewandelten
Lichterscheinungen. Der Ausgang des Verstärkers 25 arbeitet auf einen Synchronmotor
26, dessen Drehgeschwindigkeit somit der jeweiligen Drehzahl der Ankerscheibe 18
des Prüflings entspricht. Die beiden Synchronmotoren 22 und 26 arbeiten auf ein
Differentialgetriebe 27 derart, daß das dritte Glied des Differentialgetriebes stillsteht,
wenn ihre Drehzahlen einander gleich sind. Sind ihre Drehzahlen dagegen ungleich,
was dann der Fall ist. wenn die Frequenz der von der Ankerscheibe ausgehenden Impulse
nicht der Sollgeschwindigkeit der Ankerscheibe des Prüflings entspricht. so wird
das dritte Glied des Differentialgetriebes 27 in der einen oder anderen Richtung
gedreht, wodurch das Regelorgan des Regeltransformators 13 il dem Sinne verstellt
wird, daß die Drehgeschwindigkeit der beiden Synchronmotoren 22 und 26 sich einander
nähern. Sobald die Frequenz der Impulse der Sollgeschwindigkeit der Ankerscheibe
18 lentspricht. bleibt das dritte Glied des Differentialgetriebes und somit auch
das Regelorgan des Regeltransformators 13 stehen. Das Wattmeter 16 zeigt dann automatisch
den Fehler des Prüflings I7 an.
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Die in Ahb. I dargestellte Anordnung ist mit gewissen Abänderungen
auch dann anwendbar, wenn die Eichung an verschiedenen Lastpunkten des Prüflings
vorgenommen werden soll. Dann stimmt die Impulszahl der Photozelle 24 mit der Impulszahl
der Quarzuhr 21 jedoch nicht überein. Da ies schwierig ist, einen Synchronmotor
für stark welch selnde Frequenzen zu bauen, würde sich in diesem Falle eine Frequenzvervielfachung
während oder nach der Leistungsverstärkung am Verstärker 25 empfehlen. Will man
beispielsweise bei 1/3, 1/2, 1/io und llso Last bei cos q9= 1 und 1/2 Last bei cos
= o,5 eichen, so würde man eine Frequenzvervielfachung vom Einfachen, Zweifachen,
Zehnfachen, Zwanzigfachlen und Vierzigfachen benötigen. Zweckmäßigerweise nimmt
man die Frequenzvervielfachung während der Leistungsverstärkung vor, d. h. von der
Photozelle 24 her wendet man erst einige Verstärkerstufen an, um die Vervielfachungswandler
zu speisen. Die vervielfachte Frequenz verstärkt man anschließend weiter zur Speisung
des Synchronmotors 26. Für den geschilderten Fall würde man eine Vervielfachungsschaltung
hevorzugen, welche bis zu zweimal die zweite und einmal die fünfte Oblerwelle auszusieben
gestattet. Dterartige Schaltungen sind aus der Meßtechnik, insbesondere aus der
Fernmeldetechnik, her bekannt. Eine wesentlich einfachere Schaltung gemäß der Erfindung
zeigt Abb. 2. Bei dieser Schaltung wird keine Quarzuhr benötigt, sondern die Impulsfrequenz
der von der Prüflingsscheibe 18 des Prüflings 17 abgegebenen Lichtimpulse wird hinter
der Photozelle 24 im Verstärker 25 elektrisch verstärkt und nach Durchlaufen des
Frequenzvervielfachers 26, der gemäß den obigen Ausführungen auch zwischen die einzelnen
Stufen der Leistungsverstärkung geschaltet werden kann, einem Resonanzmeßweilt 28
zugeführt. Das Meßwerk ist ähnlich aufgebaut wie ein Zeigerfrequenzmesser oder Differenzschreiber
auf dem Resonanzprinzip. Beispielswleise wird der einen Spule eines Ferrarismeßwerkes
ein Strom zugeführt, welcher in Phase mit der Spannung ist, während der anderen
Spule dieses Ferrarismeßwerkes über eine Serienresonanzschaltung, welche auf die
mittlere oder Sollfrequenz ,abgeglichen ist, ein Strom zugeführt wird. Weicht die
Frequenz von der Sollfrequenz ab, so wird bei höherer Frequenz der zweiten Spule
ein nacheilender, bei kleinerer Frequenz ein voreilender Strom zugeführt, so daß
das Drehmoment des Meßwerkes seine Richtung wechselt. Das Meßwerk steuert dann den
den Strompfad speist senden Regler 13 in dem Sinne, daß die Lichtimpulszahl, die
von der Scheibe 18 des Prüflings 17 angegeben wird, sich der Sollimpulszahl nähert.
Die Umschaltung der einzelnen Stromstufen vom Hochstromtransformater 14 und Normalstromwandier
15 zum Wechseln der Laststufe des Prüflings geschieht mit einem Schalter, mit dessen
Antrieb auch die Umschaltung der zu wählenden Vervielfachungsfrequenz gekoppelt
ist. Die so beschriebene Zähiereicheinrichtung gestattet bereits bei verhältnismäßig
geringem technischem Aufwand (Präzisionswattmeter, Beleuchtungsoptik, Photozelle,
Verstärker, Frequenzumformer oder Vervielfacher, Resonanzmeßwerk) eine automatische
Messung der vorhandenen Prüflingsfehler.