DE838341C

DE838341C - Device for improving the error curve of induction counters

Info

Publication number: DE838341C
Application number: DEP49308A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Gebhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-07-19
Filing date: 1949-07-19
Publication date: 1952-05-08

Description

Vorrichtung zur Verbesserung der Fehlerkurve von Induktionszählern Die Induktionszähler zeigen im Bereich der hohen Lasten starke Minusfehler. Es ist bekamt, diese Minusfehler durch einen magnetischen Nebenschluß am Stromeisen, der bei zunehmender Zählerlast ein überproportionales Anwachsen des StromtriebAusses bewirkt, auszugleichen.Device for improving the error curve of induction meters the Induction meters show severe negative errors in the area of high loads. It's got this minus error due to a magnetic shunt on the current iron, which increases with increasing Counter load causes a disproportionate increase in the power drive output to compensate.

Die Erfindung betrifft ein anderes Mittel für die Verbesserung der Fehlerkurve. The invention relates to another means for improving the Error curve.

Erfindungsgemäß wirkt auf einen von einem oder mehreren Triebsystemen angetriebenen Anker eines Zählers gegebenenfalls außer einem Bremsmagnet noch ein abgleichbares Gleich- oder Wechselbremsfeld mit örtlich längs des Ankerweges wechselnder Polarität und mit derartig z. B. gegen das andere Bremsmagnetfeld abgeglichener Stärke und derartig eingestellter Polteilung ein, daß die Fehler, insbesondere die Minusfehler, im Bereich hoher Zählerlasten verschwinden. Dieses Gleich-oder Wechoelbremsfeld kann aber nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch überall gleiche Polarität haben; seine Stärke soll aber örtlich längs des Ankerweges periodisch schwanken. According to the invention acts on one of one or more drive systems driven armature of a counter possibly in addition to a brake magnet adjustable constant or alternating braking field with locally changing along the anchor path Polarity and with such z. B. balanced against the other braking magnetic field Strength and pole pitch set in such a way that the errors, especially the Minus errors, disappear in the area of high meter loads. This constant or alternating oil brake field however, according to a further embodiment of the invention, it can also have the same polarity everywhere to have; but its strength should fluctuate periodically locally along the anchor path.

Es stellt dann gewissermaßen ein Bremsfeld mit räumlich nicht schwankender Polarität dar, dem ein Bremsfeld mit räumlich wechselnder Polarität überlagert ist. Auch hier darf das Feld ein Gleich- oder Wechselfeld sein, also beispielsweise von einem DaFuer- oder einem Wechselstrommagneten herrühren. Die Erfindung ist besonders bei solchen Zählern anwendbar, deren Ankerbaustoff eine Permeabilität jt> I hat, bei denen also der Anker beispielsweise aus feinem Eisen- und Kupferpulver gesintert ist. Um die bezüglich des Ankers wirksame Polteilung solcher Bremsfelder einzustellen, genügt es, die Polflucht des Bremsfeldes gegen den Anker in der Ankerebene zu drehen. Man kann sie natürlich außerdem auch noch gegenüber dem Anker verschieben. Im übrigen können auch andere Mittel zur Einstellung der Polteilung verwendet werden, beispielsweise Auseinanderziehen und Zusammenschieben der Pole durch Biegen, Spreizen od. dgl. l'm zwecks Fehlerabgleichung das Verhältnis von der Wirkung eines gewöhnlichen Dauermagnethremsfeldes und der Wirkung eines Bremsfeldes örtlich wechselnder Polarität od. dgl. regeln zu können, empfiehlt es sich, die beiden Bremsmagnetarten an den Enden eines doppelarmigen Hebels anzubringen, der gegenüber dem Anker verdreht oder auch verschoben werden kann.In a sense, it then constitutes a braking field that does not fluctuate spatially Polarity, on which a braking field with spatially changing polarity is superimposed. Here, too, the field may be a constant or alternating field, for example from a DaFire magnet or an alternating current magnet. The invention is special applicable to meters whose anchor material has a permeability jt> I, So where the anchor is sintered, for example, from fine iron and copper powder is. To set the effective pole pitch of such braking fields with respect to the armature, enough it is to turn the pole alignment of the braking field against the anchor in the anchor plane. Man can of course also move it towards the anchor. Furthermore other means of adjusting the pole pitch can also be used, for example Pulling apart and pushing together the poles by bending, spreading or the like. l'm the ratio of the effect of an ordinary permanent magnetic brake field for the purpose of error adjustment and the effect of a braking field of locally changing polarity or the like to be able to, it is advisable to put the two types of brake magnets at the ends of a double-armed one To attach a lever that is twisted or shifted relative to the armature can.

Eine besonders einfache Lösung erhält man dadurch, daß man als Bremsfeld mit örtlich pertodisch wechselnder Stärke gleich das Feld eines Triebmagneten, z. B. des Spannungsmagneten, in der Weise heranzieht, daß man seine Pole zackt. ttm genügend viele Zacken zu erhalten, kann man zu diesem Zweck den Spannungspol in der Rexvegungsrichtung des Ankers genügend ]ang machen. A particularly simple solution is obtained by using the braking field with locally pertodically changing strength equal to the field of a drive magnet, z. B. the voltage magnet, pulls in such a way that one jagged its poles. ttm To get enough points, you can put the voltage pole in for this purpose the direction of movement of the armature is sufficient.

Es ist vorgeschlagen worden, zwecks Fehlerverbesserung auf einen Zähleranker ein vielpoliges Bremsfeld mit räumlich wechselnder Polarität einwirken zu lassen. Hierbei ist aber die wirksame Polteilung nicht einstellbar, Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. It has been suggested to use a Counter anchor act a multi-pole braking field with spatially changing polarity allow. Here, however, the effective pole pitch cannot be adjusted. The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Auf einen Zähleranker 1 (Fig. I) aus gesintertem Baustoff wirkt gegebenenfalls neben einem gewöhnlichen Bremsmagneten 3 noch eine Flucht 4 von Daurmagneten ein, deren Polarität örtlich wechselt. Der Anker wird von einem Triebsystem angetrieben. Die Wirkungsweise des Dauermagneten 3 ist bekannt, die der Pol flucht 4 läßt sich auf folgende Weise erläutern. A counter anchor 1 (Fig. I) made of sintered building material acts if necessary In addition to an ordinary brake magnet 3, there is also an alignment 4 of permanent magnets, whose polarity changes locally. The anchor is powered by a drive system. The mode of operation of the permanent magnet 3 is known; the pole 4 can be aligned explain in the following way.

In Fig. 2 sind für die Belastungsfälle 50%, loo°yo, 2000/0, 300910 4000/0 die bekannten Drehmomentskurven 50, 100, 200, 300, 400 in Abhängigkeit von der Drehzahl n aufgetragen. Sie schneiden meist unterhalb der synchronen Leerlaufdrehzahl 6 die n-Achse. Bei diesen Drehmomentskurven sind nur die Drehfeldgrundwellen des Zählertriebsystems berücksichtigt, nicht dagegen die höheren Drehfeldharmonischen. Die Polteilung der Polflucht 4 entspricht im Ausführungsbeispiel etwa der Wellenlänge einer dritten Drehfeldharmonischen des Triebsystems. Wäre djs Triebsystem nicht vorhanden und würde sich die Polfiucht 4 im Pfeilsinn gegen den Anker 1 mit einer Geschwindigkeit bewegen, die gleich ist der dieser Drehfeldharmonischen, dann würde sich eine Drehmomentskurve 42 ergeben mit dem synchronen Leerlaufpunkt 46. Selbstverständlich wieder unter Vernachlässigung etwaiger höherer Harmonischer des Polsystems 4. Der gleiche Drehmomentsverlauf, aber mit umgekehrtem Vorzeichen, ergibt sich nun, wenn die dritte Drehfeldharmonische räumlich fest steht und der Zähleranker sich dagegen bewegt, d. h. also, wenn das Polsystem 4 fest steht, w as tatsächlich der Fall ist. Der synchrone Leerlaufpunkt entspricht dann der Drehzahl Null, und es würde sich dann eine Drehmomentskurve 41 ergeben, die der Einfachheit halber als Kurve 40 mit Vorzeichen vertauschten Ordinatenwerten in Fig. 2 eingetragen ist. Die Kurve ist nur im Anfangsbereich geradlihig und krümmt sich dann wie die Drehmomentskurven von Asynchronmotoren bei höheren Drehzahlen mehr und mehr. Der Grad der Krümmung und überhaupt der ganze Kurvenverlauf hängt nun von der Polteilung des Polsystems 4 und von der. Stärke dieses Polfeldes ab, und, falls noch ein Bremsmagnet 3 vorhanden ist, von dem Verhältnis der Felder dieser beiden Bremssysteme. Der Verlauf der Kurve 40 kann deshalb leicht und auf verschiedene Weise eingestellt werden. In Fig. 2, the load cases are 50%, loo ° yo, 2000/0, 300910 4000/0 the known torque curves 50, 100, 200, 300, 400 depending on the speed n plotted. They usually cut below the synchronous idle speed 6 the n-axis. With these torque curves, only the rotating field fundamental waves of the Counter drive system is taken into account, but not the higher rotating field harmonics. The pole pitch of the pole alignment 4 corresponds approximately to the wavelength in the exemplary embodiment a third rotating field harmonic of the drive system. If it weren't for the instinctual system present and the pole flight 4 would be in the direction of the arrow against the anchor 1 with a Move speed that is the same as that of these rotating field harmonics, then would a torque curve 42 results with the synchronous idling point 46. Of course again neglecting any higher harmonics of the pole system 4. The The same torque curve, but with the opposite sign, now results if the third rotating field harmonic is spatially fixed and the counter anchor is against it moved, d. H. so, if the pole system 4 is fixed, what is actually the case. The synchronous idling point then corresponds to the speed zero, and it would turn out to be then result in a torque curve 41, which is used as curve 40 for the sake of simplicity Signs of interchanged ordinate values is entered in FIG. The curve is straight only in the initial area and then bends like the torque curves of asynchronous motors at higher speeds more and more. The degree of curvature and the whole course of the curve depends on the pole pitch of the pole system 4 and from the. Strength of this pole field and, if a brake magnet 3 is still available is, on the ratio of the fields of these two braking systems. The course of the curve 40 can therefore be adjusted easily and in various ways.

Die Erfindung nützt nun diese Einstellbarkeit der Kurve 40 aus, um die Fehler des Zählers zu beseitigen. Bei den gewöhnlichen Induktionszählern mit Bremsmagnet ist die Bremscharakteristik 5 (Fig. 2) eine gerade Linie (Bremsgerade), deren Ordinatenwerte n-B' proportional sind, wobei B der Bremsfluß ist. Da die Drehmomentskurven des Zählers (5o, 100 usw.) im Bereich der Bremsgeraden 5 nicht parallel verlaufen, sind die Abstände der Schnittpunkte 105, 205, 305, 405 der Drehmomentskurven mit der Bremsgeraden nicht gleich, sondern nehmen mit höherer Belastung ab. The invention now uses this adjustability of the curve 40 to eliminate the errors of the counter. With the usual induction meters with Brake magnet, the braking characteristic 5 (Fig. 2) is a straight line (braking line), whose ordinate values are proportional to n-B ', where B is the braking flux. Because the torque curves of the counter (5o, 100 etc.) in the area of the braking line 5 do not run parallel, are the distances between the intersection points 105, 205, 305, 405 of the torque curves with not the same as the braking line, but decrease with higher loads.

Fehlerfrei würde der Zähler sein, wenn die Schnittpunkte bei 250,350,450 liegen würden. Da sie tatsächlich tiefer liegen, ergeben sich die bekannten Minusfehler.The numerator would be error-free if the intersections were at 250,350,450 would lie. Since they are actually deeper, the well-known minus errors result.

Nimmt man aber an Stelle der Bremsgeraden 5 die Bremskurye 40 des Polsystems 4 oder beider Polsysteme 3, 4, dann braucht die Kurve 40 nur so verlegt zu werden, daß ihre Schnittpunkte 240, 340, 440 die gleichen Abszissen wie die Punkte 250, 350, 450 haben, um die Fehler zum Verschwinden zu bringen. Dies kann unschwer mit den angegebenen Mitteln herbeigeführt werden. But if you take the brake curve 40 of the instead of the braking line 5 Pole systems 4 or both pole systems 3, 4, then curve 40 only needs to be relocated to become that their points of intersection 240, 340, 440 have the same abscissas as the points 250, 350, 450 have to make the errors go away. This can be easy be brought about by the means indicated.

In bekannter Weise kann man ein Polsystem 4, wie Fig. 3 zeigt, dadurch erhalten, daß man an den Polen eines Dauermagneten 44 Klauenbleche 43, 45 anbringt, die mit ihren Klauen ineinandergreifen. Die wirksame Polteilung eines solchen Systems läßt sich durch Drehung um eine Achse 7 ändern. Dadurch läßt sich auch der Verlauf der Kurve 40 in der angegebenen Weise beeinqussen. In a known manner, a pole system 4, as shown in FIG. 3, can thereby be achieved obtained by attaching claw plates 43, 45 to the poles of a permanent magnet 44, that mesh with their claws. The effective pole division of such a system can be changed by rotating around an axis 7. This also allows the course the curve 40 in the specified manner.

Dem in Fig.3 dargestellten System kann auf der anderen Seite des gestrichelt angedeuteten Ankers 1 ein gleiches Polsystem gegenüberstehen, das mit dem ersten fest verbunden ist und gemeinsam damit verschwenkt werden kann. Unter Umständen genügt auch ein gemeinsamer Eisenrückschluß auf der anderen Ankerseite, und schließlich kann auch dieser wegfallen, wenn der Anker aus elektrisch und magnetisch leitfähigem Baustoff, z. B. Sinterstoff, besteht. Natürlich kann die Polteilung eines solchen Systems auch durch Auseinanderbiegen der Pollilauen oder bei elastischen oder drehbar gelagerten Klauen durch Spreizen und Zusammenziehen usw. geändert werden.The system shown in Fig.3 can be on the other side of the dashed line indicated armature 1 face an identical pole system that with the first is firmly connected and can be pivoted together with it. In certain circumstances A common iron back yoke on the other side of the anchor is also sufficient, and finally This can also be omitted if the armature is made of electrically and magnetically conductive Building material, e.g. B. sintered material. Of course, the pole pitch of such a Systems also by bending the Pollilauen or elastic or rotatable stored claws can be changed by spreading and contracting, etc.

Die Wirkung der Polsysteme 3 und 4 (Fig. 1) kann man auch in einem System zusammenfassen, indem man dem Feld 10 (Fig.4) mit räumlich wechselnder Polarität ein Feld ii mit räumlich konstanter Polarität überlagert. Man erhält dann ein Feld 1 2 durchwegs gleicher. aber mit räumlich periodisch schwankender Stärke. Ein solches Feld läßt sich in einfacher Weise dadurch erzielen, daß man einem Dauermagnet 4 kammartige Polschuhe 8 (nach Fig. 5) gibt. die den Anker 1 umgreifen. Verbindet man mit diesem System noch einen Bremsmagneten 3 üblicher Bauform und bringt beide Systeme an den Enden eines doppelarmigen Hebels 9 an, dann kann man durch Schwenken des Hebels um die Achse 13 das Verhältnis der Bremsanteile der Magnetsysteme 3 und 8 am Verlauf der Kurve 40 bequem ändern und so die Fehler im Bereich der großen Lasten zum Verschwinden bringen. The effect of the pole systems 3 and 4 (Fig. 1) can also be used in one Summarize the system by adding the field 10 (Fig.4) with spatially alternating polarity superimposed a field ii with spatially constant polarity. You then get a field 1 2 consistently the same. but with spatially periodically fluctuating strength. One such Field can be achieved in a simple manner that a permanent magnet 4 comb-like pole pieces 8 (according to FIG. 5) there. which embrace the anchor 1. Connects one with this system still a brake magnet 3 of the usual design and brings both Systems at the ends of a double-armed lever 9, then you can pivot of the lever around the axis 13 the ratio of the braking components of the magnet systems 3 and 8 conveniently change the course of curve 40 and so the errors in the area of the large Make loads disappear.

Natürlich brauchen die Pole des Systems 4 (Fig. 1) mit räumlich wechselnder Polarität oder die Pole 8 (Fig. 5) mit räumlich schwankender Feldstärke nicht von einem Dauermagneten erregt zu werden, sondern man kann sie auch von einem Gleichstrom- oder Wechselstromelektromagneten erregen lassen. Beim Gleichstromelektromagneten ergeben sich die gleichen Verhältnisse w* bei Dauermagneterregung. Man hat hier aber noch die weitere Möglichkeit, beispielsweise durch Anschluß der Feldwicklung an das Netz über einen Gleichrichter die Feldstärke von der Netzspannung abhängig zu machen. um dadurch gegebenenfalls besondere Effekte zu erzielen. Of course, the poles of the system 4 (Fig. 1) need to be spatially changing Polarity or the poles 8 (Fig. 5) with spatially fluctuating field strength not of to be excited by a permanent magnet, but can also be excited by a direct current or energize the AC electromagnet. With the direct current electromagnet the same conditions w * result for permanent magnet excitation. One has here but still another possibility, for example by connecting the field winding to the mains via a rectifier, the field strength depends on the mains voltage close. in order to achieve special effects if necessary.

Bei Verwendung einer Wechselstrommagneterregung ergeben sich die Verhältnisse der Fig.6. When using an alternating current magnet excitation the Relationships of Fig. 6.

Das Wechselfeld der Polflucht4 (Fig. l) kann in zwei gegenläufige Drehfelder zerlegt werden. Das mitläufige Drehfeld ergibt eine Drehmomentskurve 14 mit dem synchronen Leerlaufpunkt 141, das gegenläufige eine Drehmomentskurve 16 mit dem synchronen Leerlaufpunkt 161. Diese beiden Kurven setzen sich zu einer resultierenden Kurve 15 zusammen, die ganz ähnlich verläuft wie die Kurve 41 bzw. die umgeklappte Kurve 40 der Fig. 2, also nur im Anfangsbereich gerade ist, sich aber bei größeren Drehzahlen mehr und mehr krümmt.The alternating field of the pole alignment4 (Fig. 1) can be divided into two opposite directions Rotating fields are decomposed. The rotating field in the same direction results in a torque curve 14 with the synchronous idling point 141, the opposite a torque curve 16 with the synchronous idle point 161. These two curves combine to form one resulting curve 15, which is very similar to curve 41 or the folded curve 40 of FIG. 2, that is to say is straight only in the initial area, is itself but at higher speeds it bends more and more.

Das heißt, bei Wechselslromerregung ist zumindest qualitativ die Wirkung ganz ähnlich wie bei Gleichstromerregung, und man kann die Kurve 15 (Fig. 6) durch Änderung der Polteilung, durchVermischung mit der Wirkung eines Dauermagnetfeldes usw. wieder so verlegen. daß die Fehler verschwinden.That is, with alternating current excitation, the effect is at least qualitative very similar to DC excitation, and you can follow curve 15 (Fig. 6) through Change of pole pitch, by mixing with the effect of a permanent magnetic field etc. again so embarrassed. that the mistakes go away.

Sind nur schwache Krümmungen der Kurve 15 erfordcrlich. dann kann man z: B. eine Anordnung gemäß Fig.7 wählen. Hier ist als Bremsmagnet mit räumlich periodisch schwankender Feldstärke gleich ein Pol des Zählertriebmagneten, und zwar des Spannungsmagneten 17, ausgenützt. Seine beiden Triebpole 171, 172 sind in der Umlaufrichtung des Ankers 1 entsprechend breit gehalten und mit Zacken 173 versehen. Only slight curvatures of curve 15 are required. then can you can choose e.g. an arrangement according to Fig. 7. Here is a brake magnet with spatial periodically fluctuating field strength equals one pole of the counter drive magnet, namely of the tension magnet 17, utilized. Its two driving poles 171, 172 are in the The direction of rotation of the armature 1 is kept correspondingly wide and provided with prongs 173.

Unter Umständen kann man die Wirkung der Zacken wie auch die aller oben beschriebenen Mittel noch durch Anwendung bekannter Mittel zur Verbesserung der Fehlerkurve unterstützen und z. B. so arbeiten, daß man in dem einen Lastbereich durch die neuen, in dem anderen Lastbereich durch die bekannten Mittel die Fehler ausgleicht. Under certain circumstances one can see the effect of the spikes as well as that of all means described above still by applying known means for improvement support the error curve and z. B. work so that you are in the one load range by the new means, in the other load range by the known means, the errors compensates.

Natürlich können solche Bremssysteme auch bei Gleichstromzählern und ähnlichen integrierenden Meßgeräten für Gleich- und Wechselstrom zwecks Verbesserung der Fehlerkurve analog angewendet werden. Am besten wird das jeweils günstigste Bremssystem für die einzelnen Zählermodelle durch Versuche ermittelt. Such braking systems can of course also be used with direct current meters and similar integrating meters for direct and alternating current for the purpose of improvement can be applied analogously to the error curve. The cheapest is always the best Brake system determined through tests for the individual meter models.

PATENTAN 5 C' c IlE: 1. Vorrichtung zur Verbesserung der Fehlerkurve von Induktionszählern, dadurch gekenllzeichnet, daß auf einen Zähleranker (1), dessen Baustoff vorzugsweise eine Permeabilität ,u > I hat, gegebenenfalls außer einem gewöhnlichen Bremsmagneten (3, Fig. 1) noch ein abgleichbares Gleich- oder Wechselbremsfeld (4) mit örtlich längs des Ankerweges wechselnder oder schwankender Polarität und mit derartig z. B. gegen das Feld des Bremsmagneten (3) abgeglichener Stärke und derartig eingestellter Polteilung einwirkt, daß die Fehler, insbesondere die Minusfehler, im Bereich hoher Zählerlasten verschwinden. PATENTAN 5 C 'c IIE: 1. Device for improving the error curve of induction counters, characterized in that a counter armature (1), its Building material preferably has a permeability, u> I, optionally except for one Ordinary brake magnets (3, Fig. 1) nor an adjustable constant or alternating braking field (4) with locally changing or fluctuating polarity along the armature path and with such z. B. against the field of the brake magnet (3) and balanced strength Pole pitch set in such a way that the errors, in particular the minus errors, disappear in the area of high meter loads.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that this Alternating braking field has the same polarity everywhere, but its strength locally along of the anchor path fluctuates periodically (12, Fig. 4).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the pole alignment of the mentioned braking field against the armature (around the axis 7, Fig. 3) is rotatable or slidable.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that a brake system, which corresponds to a conventional brake magnet (3, Fig. 5), on which one on, another braking system (8) with a pole alignment on the other arm of one double-armed, pivotable about an axis (13) and optionally also displaceable Lever (9).

5. Apparatus according to Claim.i and 2, characterized in that an alternating braking field with locally fluctuating field strength due to pole points (173, Fig. 7) the one drive magnet, z. B. the tension magnet (17) is formed.

6. Application of the device according to claim t to 5 on direct current meters or similar integrating meters.