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Anordnung zur Beseitigung von Fehlerdifferenzen zwischen induktionsfreier
und induktiver Belastung von Induktionszählern
Man kann bei Induktionszählern die
durch die sogenannte Stromdämpfung hervorgerufenen Minusfehler im Bereich größerer
Zählerlasten durch einen sogenannten Stromvortrieb ausgleichen. Dieser Ausgleich
wirkt aber nur bei einer bestimmten Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
richtig. Ist also beispielsweise der Zähler auf Fehlerfreilheit bei induktionsfreier
Belastung ausgeglichen, dann ergeben sich bei induktiver Belastung Plusfehler, weil
hier der Stromvortrieb proportional zu dem der Leistung entsprechenden Zählerdrehmoment
größer ist als bei induktionsfreier Belastung. Für induktive Belastung ist also
der Minusfehler des Zählers durch den Stromvortrieb überkompensiert, und dadurch
ergeben sich die Fehlerdifferenzen zwischen induktionsfreier und induktiver Belastung.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Fehlerdifferenz zu beseitigen.
Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, die bei zungehmndem Zählerlastsrom eine
zunehmende Verminderung des 90°-Winkels zwichen dem Spannungs- und Stromtrieblfuß,
eine sogenannte Unterverschiebung, der inneren Abgeleichung des Zählers bewirken.
Bei richtiger innerer Abglechung ist bei inducktionsfreier Belastung bekanntlidh
der Spannung triebfluß des Spannungseisens um go elektrische Grade gegen den Stromtriebfluß
des Stromeisens in der Phase verschoben. Eine sogenannte Unterverschiebung tritt
ein, wenn dieser Winkel kleiner
als goC sird. Mittel zur Erzielung
einer Unterverschiebung sind an sich bekannt, docb ergeben diese praktisch unabhängig
vom Laststrom stets die gleiche Unterverschiebung. Eine mit zunehmendem Lastrom
zunehmende Unterverschiebung wird erfindungsgemäß durch nicht proportional mit dem
Laststrom wirkende Mittel erzeugt, indem man z. B. die Sättigung eines Eisenpfades
ausntuzt oder in den Abgleichstromkreis einen nicht linearen Widerstand einschaltet.
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Nach einer bevorzugten Ausfü, hrungsform der Erfindung ist der Eisenfad
des Stromeisens in einen schmäleren und einen breiteren, mit einer Kurzschlußwicklung
belasteten Parallelpfad gegabel, bei solcher Querschnittsbemessung, daß das Eisen
des schmäleren Parallelpfades bei zunehmendem Laststrom sich zu sättigen beginnt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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In Fig. I ist I ein Stromeisen eines Induktionszählers mit Hauptstromwicklungen
2, 3. Durch 4 ist der Spannungsmagnet mit dem Spannungspol 5 und dem zwischen die
Stromeisenschenkel 6, 7 greifenden Rückschlußteil 8 angedeutet. Der nicht dargestellte,
in dem Spaltg laufende Anker bewege sich in der Pfeilrichtung.
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Die Spule 3 hat weniger Windungen als die Spule 2, so daß ein Stromvortrieb
in der Pfeilrichtung entsteht. Natürlich können auch andere Mittel zur Erzielung
eines Stromvortriebes, z. B. unsymmetrische Anordnung des Stromeisens od. dgl.,
angewendet werden. Bei 10 ist der Eisenpfad des Stromeisens I in einen schmäleren,
II, und einen breiteren Parallelpfad 12 unterteilt. Der Parallelpfad 12 ist durch
eine Kurzschlußwindung I3 belastet. Der Stromvortrieb ist so abgeglichen, daß sich
bei induktionsfreier Belastung möglichst kleine Fehler ergeben.
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Die Anordnung wirkt folgen, dermaßen : Je größer der die Spulen 2
und 3 durchfließende Laststrom ist, um so stärker werclen auch die Parallelpfade
11; I2 magnetisiert. Der schmälere Pfad 1 1 beginnt sich beispielsweise im Nennstrombereich
zu sättigen, so daß also bei zunehmendem Laststrom proportional mehr Kraftlinien
durch den belasteten Pfad 12 übertreten, mit der Folge, daß der Stromtriebfluß dem
Lasttrom methr und methr in der Phase nacheilt. Dadurch ergibt sich bekanntlich
eine sogenannte Unterverschiebung der inneren Abgleichung.
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Dies ist, was ebenfalls bekannt ist, bei induktionsfreier Belastung
ohne nennenswerten Einfluß auf die Meßgenauigkeit. Dagegen führt sie bei induktiver
Belastung zu negativen Meßfehlern, die sich um so stärker bemerkbar machen, je mehr
der Laststrom der Netzspannung nacheilt. Die Anordnung würde also an sich, wenn
der Stromvortrieb nicht vor'handen wäre, zu Minusfehlern bei induktiver Belastung
führen. Da nun aber, wie eingangs erwähnt, der bei induktiver Belastung relativ
zu große Stromvortrieb Plusfehler bewirkt, die nebenbei bemerkt annähernd quadratisch
mit dem Laststrom ansteigen, kann die Anordnung so abgeglichen werden, daß sich
die genannten Minus-und Plusfehler bei induktiver Belastung aufheben. Damit verschwinden
die Fehlerdifferenzen zwishen inducktionsfreier und inuktiver Belastung.
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In Fig.- 2 ist -im wesentlichen die gleiche Anordflung dargestellt.
Hier wird jedoch der Stromvortrieb durch teilweise Abschattung der Pole des Stromeisens
mittels Kurzschlußwindungen 14 herbeigeführt. an Fig. 3 wird die Wirkung der Kurzschlußwindungen
I3, 14 dadurch zusammengefaßt, daß man die Gabelung 10 des Eisenpfades des Stromeisens
an die Stromeisenpole verlegt, die dadurch einen schmäleren Zinken 1 1 und einen
breiteren, durch eine Kurzschlußwindung 13 belastenten zinken 12 erhalten. Die Kurzxschlußwindung
13 erzeugt dabei nicht nur den Stromvortrieb, sondern wegen der Sättigung des Zinkens
11 auch die oben besichriebene Unterverschiebung mit zunehmendem Laststrom. Läßt
man auf der rechten Seite der Fig. 3 die gestrichelt angedeutete Gabelung und die
Kurzschlußwindung weg, so daß also nur noch der auf der Anlaufseite liegende Schenkel
6 des Stromeisens gegabelt ist, dann ergibt sich auch noch mit zunehmendem Laststrom
ein mehr als proportionales Anwachsen des Zählerdrehmoments, weil bei zunehmendem
Laststrom infolge Sättigung des Zinkens ii der Stromtriebfluß mehr auf den Zinken
I2 S ; C5l verlagert und dadurch der Polschwerpunkt des Stromeisenpols den Spannungsmagnetpolen
5, 8 näherrückt. Dadurch wird nach bekannten Gesetzen der sogenannte Drehmomentsfaktor
vergrößert, und dadurch wächst, wie oben angegeben, das Drehmoment mehr als proportional
mit der Leistung an.
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Man kann auf diese Weise bei richtigerAbgleichung die Fehlerkurve
im Großlsdtberiech noch weiter verbessern. Es empfiehlt sich, wie in Fig. 3 dargestellt
ist, den Zinken 1 1 etwas länger zu machen als den Zinken I2, um den magnetischen-Widerstand
des schmäleren Parallelpfades entsprechend zu verkleinern und um dem Stromtriebfluß
die Tendenz zu geben, bei kleineren Lastströmen den Zinken 11 zu bevorzugen.
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Die Erfindung kann analog angewendet werden, wenn der Zähler keine
Fehlerdifferenzen zwischen induktionsfreier und kapazitiver Belastung haben soll.
In diesem Fall ist die Kurzschlußwindung 13 durch eine an einen Kondensator angeschlossene
Wicklung zu ersetzen.
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PATENTANPSÜCHE: 1. Anordnung zur Beseitigung von Fehlerdifferenzen
zwischen induktionsfreier und induktiver Belastung von Induktionszählern, bei denen
der durch Stromdämpfung verursachte Minusfehler durch einen sogenannten Stromvortrieb
ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel 910 bis 13 in Fig. 1) vorgesehen
sind, die bei zunéhmendem Laststrom eine zunehmende Verminderung des 90°-Winkels
zwischen dem - Spannungs- und Stromtriebfluß der inneren Abgleichung bewirken.