DE751261C

DE751261C - Induktionszaehler mit Temperaturausgleich

Info

Publication number: DE751261C
Application number: DES124110D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-09-09
Filing date: 1936-09-09
Publication date: 1954-04-12

Description

Induktionszähler mit Temperaturausgleich Die Angaben eines Induktionszählers sind bekanntlich von der Raumtemperatur abhängig, d. h. mit wachsender Erwärmung nimmt der Fluß des Bremsmagneten ab und der Widerstand der Spannungsspule sowie der Scheibe zu. Dies hat eine Steigerung der Drehzahl und außerdem die bekannte Unterverschiebung des Spannungstriebflusses zur Folge, so daß der Zähler bei induktiven Lasten zuwenig.und bei kapazitiven Lasten zuviel anzeigt. Bei einem Leistungsfaktor von 0,5 beträgt beispielsweise der zusätzliche Fehler durch Winkelverschiebung etwa o,g vom Tausend je Grad. Nun ist es zwar leicht möglich, die Temperaturfehler eines Induktionszählers bei einem Leistungsfaktor = I mit verhältnismäßig einfachen SIitteln auszugleichen, jedoch nicht in gleich einfacher Weise die durch die Winkelverschiebung entstehenden Fehler.
Zum Ausgleich der von der Winkelverschiebung herrührenden Meßfehler werden be bekanntlich in dem Flußpfad der Zählermagnete magnetische Legierungen mit negativem Temperaturkoeffizienten angebracht. Wird diese Legierung im Stromflußpfad angeordnet, so wird bei steigender Temperatur sowohl eine Verminderung des Triebflusses als auch eine allerdings nicht ausreichende Abnahme der Wirkkomponente des Stromes und damit eine Beeinflussung des Winkelfehlers im richtigen Sinne erreicht.
Die vollständige Winkelkompensation läßt sich nun zwar durch eine Gabelung des Stromflußpfades in zwei magnetisch parallel liegende Zweige, von denen nur der eine eine Wärmelegierung mit negativem Temperaturkoeffizienten enthält und außerdem mit Eurzschlußwicklungen belastet ist, erzielen. Diese Anordnung ist aber umständlich und infolge der Wärmebeeinflussung durch die Stromspule Fehlern ausgesetzt. Wird die Legierung im Spamiungstriebfluß angebracht, so wirkt sie auf den Fluß verbessernd, jedoch auf den Winkelfehler verschlechternd ein. Im Nebenfluß des Spannungstriebflusses ergäbe die gleiche Wärmelegierung auf dem Fluß und auf dem Winkel umgekehrte Wirkungen.
Würde eine Wärmelegierung mit positivem Temperaturkoeffizienten verwendet und im Stromtriebfluß angeordnet, so würde sie auf den Fluß und auf den Winkel verkehrt, bei Anordnung im Spantlungstriebfluß auf den Fluß verkehrt und auf den Winkel im richtigen Sinne wirken. Im Nebenfluß des Spannungstriebflusses würde diese Wärmelegierung auf den Fluß richtig und auf den Winkel im verkehrten Sinne wirken.
Um nun die Nachteile der genannten Anordnungen zu vermeiden und um den mit diesen Mitteln nicht vollständig auszugleichenden Winkel fehler dennoch beseitigen zu können, bringt man erfindungsgemäß in den verschiedenen Flußpfaden der Zählermagnete zwei zum Teil entgegengesetzt wirkende und einen vollständigen Fluß- und Winkelfehlerausgleich ergebende Wärmeausgleichmittel an, von denen das eine auf die GröBe des Flusses verkehrt, auf die Winkellage des Flusses dagegen richtig, das andere auf die Größe des Flusses und auf die Winkel lage richtig wirkt. Da das erste Wärmeausgleichmittel zwar den Winkel fehler im richtigen Sinne kompensiert. auf den Fluß dagegen in verkehrtem Sinne wirkt, so ist man gezovungen, dieses durch ein zweites. weit stärkeres. mit richtiger Flußwirkung so weit überzukompensieren, daß die richtige Fluß wirkung wieder auftritt. Da aber dieses zweite Wärmeausgleichmittel auf den Winkel ebenfalls richtig wirkt, so erhält man durch die gleichzeitige Wirkung der beiden Mittel eine stärkere Ävinkelwirkuiig. Es ist daher durch geeignete Bemessung der beiden im Fluß entgegenwirkenden, im Winkel aber gleichwirkenden Wärmeausgleichmittel leicht möglich. eine vollständige und genaue Fluß- und Winkelkompensation zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird für den Spannungstriebfluß beispielsweise eine bei zunehmender Temperatur den Triebluftspalt verkleinernde Anordnung (z. B. Bimetallfeder) und für den Stromtriebfluß eine Wärmelegierung mit negaeinem Temperaturkoeffizienten verwendet.
An die Stelle von Wärmelegierungen mit negativem Temperaturkoeffizienten können aber auch z. B. den Luftspalt in an sich bekannter Weise vergrößernde Einrichtungen treten. Eine derartige Anordnung kann etwa so getroffen werden, daß den Luftspalt am Spannungstriehfluß eine bimetallische Zunge mit zunehmender Temperatur verkleinert, so daß auf den Spannungstriebfluß eine falsche und auf den Winkel eine richtige Wirkung ausgeübt wird. Am Stromeisen wird dann eine verstärkte Wärmelegierung mit negativem Temperaturkoeffizienten angebracht, die auf den Fluß und den Winkel richtig wirkt.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstands schematisch dargestellt.
Der Spannungsmagnet I (Fig. I und 2) trägt an seinen beiden Schenkeln 2 und 3 die Wärmelegierung 5 und ó mit negativem Temperaturkoeffizienten. Der Rückschlußhügel I 5, der aus einer bimetallischen Zunge besteht, greift um die Ankerscheibe II und bildet mit dem Pol des NIittelstückes / den Luft spalt des Spannungstriebflusses.
Die beiden aus der Wärmelegierung mit negativem Temperaturkoeffizienten bestehenden Teile 5 und 6 sind so angeordnet, daß sie den Schenkeln 12 und I3 des Hauptstrommagneten 14 unmittelbar gegenüberliegen und mit diesen zusammen enge Luftspalte bilden.
In Fig. 3 ist das Spannungseisendiagramm dargestellt, aus dem die Wirkung der Wärmelegierung ersichtlich ist.
I6 ist der Vektor der Netzspannung. die um den Ohmschen Spannungsabfall 17 vermindert die Klemmenspannung I6 ergibt.
Der Strom in der Spannungsspule ist durch den Vektor 19 veranschaulicht. Die go0-Phasenverschiebung wird durch den starken, unbelasteten Streufluß 20 und durch den schwachen, belasteten Triebfluß 2I am Spannungseisen erreicht; 22 ist der Gesamtfiuß.
Der Phasenverschiebungswinkel zwischen Spannungstriebfluß 20 und Netzspannung i8 ist bekanntlich x = go0 + J (go0 Abgleichung), wobei l/J J der Winkel ist, um den der Stromtriebfluß dem Strom nacheilt. Bei diesem Winkel v und bei induktionsfreier Belastung sind die Triebflüsse um 900 gegeneinander verschoben, und der Zähler zeigt bei allen Phasenverschiebungen richtig.
Bei höherer Temperatur wird der Winkel x jedoch zu klein und erfindungsgemäß daher durch die Bimetallzunge im Spannungstriel)-fluß so kompensiert, daß er etwa die gleiche Größe beibehält. Bei einer Temperatursteigerung bleibt die Netzspannung I6 konstant, der Widerstand der Spannungsspule steigt, der Strom 19 in der Spannungsspule sinkt, und der Vektor I8 der Klemmenspannung wird um einen kleinen Betrag entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (die Phasenverschiebung ist im Diagramm durch strichpunktierte Linien dargestellt). Außerdem wird aber der Triebfluß im Spannungseisen um ein größeres Stück im gleichen Sinne gedreht, weil durch die verminderte Belastung des Spannungstriebflusses infolge der Abnahme des Scheiben- und des Brillentviderstandes der Triebfluß 21 nicht mehr so stark hinter dem Gesamtfluß 22 zurückbleibt, wodurch der Winkel x verkleinert wird. Durch die Bimetallzunge wird der Triebfluß am Spannungseisen gegenüber dem Streufluß aber so stark erhöht, daß nur eine geringe Drehung des Triebflusses im Uhrzeigersinn eintritt, wodurch der Streufluß kleiner und der Gesamtfluß etwas erhöht wird. Der Winkel ist somit auch bei höherer Temperatur ziemlich genau gleich geblieben oder nur ganz wenig verkleinert worden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Induktionszähler mit Temperaturausgleich, dadurch gekennzeichnet, daß in den verschiedenen Flußpfaden der Zählermagnete zwei zum Teil entgegengesetzt wirkende und einen vollständigen Fluß-und Winkelfehlerausgleich ergebende Wärmeausgleichmittel angebracht sind, von denen das eine auf die Große des Flusses verkehrt, auf die Winkellage des Flusses richtig, das andere auf die Größe des Flusses übermäßig und seine Winkellage richtig wirkt.
2. Induktionszähler mit Temperaturausgleich nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß am Spannungstriebmagneten (I, Fig. I und 2) eine bimetallische Zunge (15) angeordnet ist, die den Spannungstriebluftspalt bei zunehmender Temperatur so verkleinert, daß der Spannungstriebfluß falsch, der Phasenwinkel richtig beeinflußt wird, daß im Stromtriebfluß eine Wärmelegierung (5. 6) mit negativem Temperaturkoeffizienten angebracht ist und daß durch die gleichzeitige Wirkung der Zunge (I5) und der am Stromeisen (I2 bis I4) angebrachten Wärmelegierung (5, 6) eine richtige Winkelwirkung erreicht wird.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 472 o68, 495 807; schweizerische Patentschrift Nr. I57708; USA.-Patentschriften Nr. 1 571 200, 1 722 756.