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Einrichtung zur Fernmessung von Leistungsgroßen wechselnden Vorzeichens
Es ist bekannt, zur Übertragung von Leistungswerten wechselnden Vorzeichens nach
dem Impulsfrequenzverfahren einen Fernmeßgeber zu verwenden, bei welchem zu der
den Leistungswerten proportionalen Drehzahl noch eine konstante Drehzahl addiert
wird. Man erreicht auf diese Weise, daß auch dem Leistungswert Null eine bestimmte
Anzahl von Impulsen zugeordnet ist.
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Es ist auch bereits bekannt, daß man; anstatt zu der den Leistungswerten
proportionalen Drehzahl eine konstante Drehzahl hinzuzufügen, auch auf die Achse
des Impulsgebers ein zusätzliches konstantes Drehmoment ausüben kann. Die Impulszahl
wird in diesem Falle durch die Summe der Drehmomente bestimmt. Beim Leistungswert
Null ist dann lediglich das konstante Drehmoment wirksam, welches dem Impulsgeber
eine dem Leistungswert Null entsprechende Drehzahl gibt. Obwohl dieseAusführungsmöglichkeit
der Impulsgeber bekannt war, hat doch die prall tische Verwirklichung dieses Gedankens
zu großen Schwierigkeiten geführt, da es schwer ist, mitFerraris-Triebsystemen,
die für diesen Zweck hauptsächlich in Frage kommen, ein
genau konstantes
Drehmoment zu erzeugen, so wie es die Genauigkeit der Messung erfordert. Aus diesem
Grunde haben sich auch derartige Impulsgeber noch nicht in der Praxis einführen
können, trotzdem sie die Möglichkeit geben, beliebige Impulsgabemittel, wie beispielsweise
Photoelemente oder rückgekoppelte Röhrengeneratoren zu verwenden. Bei den Impulsgebern,
die eine zusätzliche konstante Drehzahl verwenden, ist man dagegen praktisch an
die Verwendung eines mechanischen Kollektors als Impulsgabemittel gebunden.
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Genaue Untersuchungell haben nun gezeigt, daß die bei Verwendung
eines Ferraris-Triebes auftretenden Fehler nicht nur durch Spannungs- und Frequenzschwankungen
der das Triebsystem speisenden Spannungsquelle, sondern auch durch Temperaturschwankullgen
und Einflüsse der Meßtriebsysteme verursacht werden. Bei den bisher angegebenen
Impulsgebern mit zusätzlichem konstantem Drehmoment hat man nur an die Verwendung
eines Gleichhalters tür Strom und Spannung, der dem Triebsystem vorgeschaltet wird.
gedacht.
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Die Erfindung zeigt eine Fernmeßeinrichtung, bei der auf die Achse
des Impulsgebers mit Hilfe eines Ferraris-Triebsystems ein zusätzliches konstantes
Drehmoment ausgeübt wird, bei der die Nachteile der bisherigen Impulsgeber dieser
Art vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht. daß der einen
Spulenanordnung des Triebsystems eine frequenzabhängige Widerstandskombination vorgeschaltet
und mit der anderen Spulenanordnung eine die Phasenlage des Stromes bei einer Temperaturänderung
drehende ohmsche Widerstandskombination zusammengeschaltet ist. Auf diese Weise
kann man die Frequenz- und Temperatureinflüsse kompensieren. Um auch bei abgeschalteten
Leistungstriebsystemen ein konstantes Drehmoment zu haben, wird man gemäß der weiteren
Erfindung einen Teil der der zweiten Spulenanordnung zugeordneten ohmschen Widerstandskombination
zu- und abschaltbar machen.
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In der Figur ist die Erfindung an einem Austührungsbeispiel erläutert.
Das Wechselstromnetz, dessen Leistung gemessen werden soll, ist mit R, S, T bezeichnet.
Die Leistungsmessung und Impulsgabe geschieht mit Hilfe des durch das strichlinierte
Rechteck I angedeuteten Zählersystems. Als Zähler dient ein Ferraris-Zähler mit
drei Triebsystemen.
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Ferner ist auf der Achse des Zählers für die Impulsgabe ein Kollektor
5 angeordnet. Anstatt dieser Impulsgabeanordnung kann auch eine auf anderer Grundlage.
also beispielsweise mit Photoelementen und Lichtquelle oder mit einem rückgekoppelten
Röhrengenerator arbeitende verwendet werden.
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Die Triebsysteme 2 und 3 dienen als Meß« systeme für die Leistung.
Sie haben Spannungs- und Stromspulen und sind in bekannter Weise geschaltet. Das
Triebsystem 4 dient zur Erzeugung des konstanten Drehmomentes.
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Es hat ebenfalls zwei Spulen 6 und 7, die in der gleichen Weise geschaltet
sind wie die Spulen der messenden Triebsysteme. Es sei deshalb die Spule 6 als Spannungsspule
und die Spule7 als Stromspule bezeichnet. Das zur Erzeugung eines konstanten Drehmomentes
dienende Triebsystem 4 wird mit Wechselstrom über den Spannungsgleichhalter 14 gespeist.
Dieser Spannungsgleichhaiter l>esteht aus einer Querdrossel. einer Vordrossel
und einem Kondensator.
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Zur Konstanthaltmlg der Frequenz ist der Stromspule7 eine frequenzabhängige
Widerstandskombination 8 vorgeschaltet. Diese Widerstandskombination besteht aus
einem Kondensator 9 und einer Drosselspule 10.
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Jeder durch eine Frequenzerhöhung bewirkten Spannungserhöhung arbeitet
die Widerstandskombination durch ihren mit der Frequenz steigenden Widerstand entgegen.
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Der Spannungsspule 6 ist eine ohmsche Widerstandskombination II,
I2, I3 vorgeschaltet. Bei der Eichung des Fernmeßgebers dient sie dazu, um das Drehmoment
in dem Triebsystem einzustellen. Sie hat aber vor allem die Aufgabe, Temperaturfehler
zu beseitigen. Zu diesem Zu-eck bildet man den mit ii bezeichneten Teil des Widerstandes
als Kupferwiderstand und den mit I2 und I3 bezeichneten Teil des Widerstandes als
Konstantanwiderstand aus. Für eine genaue Kompensation des Temperaturfehlers ist
eine richtige Einstellung des Verhältnisses von Kupferanteil zu Konstantananteil
des Widerstandes wichtig. Je nach der gewählten Zähleranordnung liegt dieses Verhältnis
etwa zwischen 1 :3 und 1 :6. Da das Drehmoment, welches auf das Triebsystem ausgeübt
wird, sich aus dem Produkt der beiden die Spulen durchfließenden Ströme und dem
Sinus des zwischen ihnen bestehenden Phasenwinkels ergibt, kann man, um ein konstantes
Drehmoment zu erreichen, eine Änderung der Ströme in den beiden Triebspulen durch
eine Änderung des Phasenwinkels zwischen den beiden Strömen wieder ausgleichen.
Durch Verwendung des Konstantanwiderstandes wird erreicht, daß sich das Verhältnis
der induktiven zur ohmschen Komponente des Stromes in der Spannungsspule 6 bei einer
Temperaturänderung in einem anderen Verhältnis ändert als das Verhältnis bei dem
Strom in der Stromspule 7. Hierdurch wird der Phasenwinkel zumischen den beiden
Strömen geändert.
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Bei geeigneter Bemessung der Widerstände führt diese Anderung gerade
zur Kompensation des Temperaturfehlers.
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Es kann vorkommen, daß ein Fernmeßgeber von seiner Leitung abgeschaltet
wird. Der Vortrieb muß jedoch in diesem Falle trotzdem weiterarbeiten, damit am
Empfänger die dem Leistungswert Null zugeordnete Impulsfrequenz vorhanden ist. Man
wird infolgedessen das Vortriebsystem 4 an eine solche Spannungsquelle anschließen,
die durch die Abschaltung des Leistungssystemes des Zählers nicht beeinflußt wird.
Es tritt jedoch bei dem durch ein Ferraris-System erzeugten Vortrieb die Erscheinung
auf, daß bei Abschaltung der Leistungssysteme sich die Drehzahl des Zählers um etwa
3 ovo ändert. Dies kommt daher, daß bei eingeschalteten Leistungsmeßsystemen durch
das Eisen dieser Systeme eine zusätzliche Dämpfung hervorgerufen wird, welche bei
Abschaltung dieser Systeme fortfällt. Man kann diesen Fehler dadurch beseitigen,
daß man die Spannung an der Spannungsspule 6 ändert. In einfacher Weise läßt sich
dies, wie in der Figur dargestellt, dadurch erreichen, daß man noch einen Widerstand
I3 vorsieht, der durch einen Kontakt 15 des Relais I6 eingeschaltet wird, wenn die
Leistungsmessung ausgeschaltet wird.
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An Stelle eines Widerstandes aus Konstantandraht kann man natürlich
auch einen Widerstand aus anderem Material verwenden, welches die gleichen oder
ähnliche Eigenschaften wie das Konstantan in bezug auf die Anderungen des Widerstandes
bei Temperaturänderungen aufweist. Bei Verwendung- von Widerständen mit negativen
Temperaturkoeffizienten kann man diese auch parallel zu der Spule 6 anordnen.
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Bei dem in der Figur gezeichneten Beispiel arbeitet das Triebsystem
4 auf eine besondere Ferraris-Scheibe des Zählers. Es ist natürlich auch möglich,
das Triebsystem 4 zusammen mit einem der anderen Triebsysteme 2 oder 3 auf eine
gemeinsame Triebscheibe arbeiten zu lassen. Man kann in diesem Falle auch das dritte
Triebsystem des Zählers noch zur Leistungsmessung verwenden oder es genügt, einen
Zähler mit nur zwei Triebsystemen zu nehmen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur Fernmessung von Leistungsgrößen
wechselnden Vorzeichens nach dem Impulsfrequenzverfahren, bei der auf die Achse
des Impulsgebers mit Hilfe eines Ferraris-Triebsystems ein zusätzliches konstantes
Drehmoment ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konstanthaltung des Drehmomentes
gegen Frequenz- und Temperaturänderungen der einen Spulenanordnung des Triebsystems
eine frequenz abhängige Widerstandskombination vorgeschaltet und mit der anderen
Spulenanordnung eine die Phasenlage des Stromes bei einer Temperaturänderung drehende
ohmsche Widerstandskombination zusammengeschaltet ist.