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Drehstrom -Vierleiter- Induktionszähler
Für Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler
ist es bekannt, drei Triebsysteme und einen Zähleranker mit drei Trilebscheiben
anzuordnen, wobei jedes Triebsystem auf eine ihm allein zugeordnete Triebscheibe
wirkt, damit zwischen den Trieb-und Streuflüssen der drei Systeme keine gegenseitige
Verkettung auftritt. Derartige Zähler bedingen ein relativ großes Gehäuse und einen
schweren Zähleranker. Es würde deshalb versucht. einen Zähleranker mit nur einer
Triebscheibe zu verwenden und alle drei Triebsysteme auf diese eine Triebscheibe-
wirken zu lassen. Von Zählern mit zwei Triebsystemen, z. B. in Aronschaltung ausgehend,
bei welchen die beiden Triebsysteme diametral angeordnet sind, wurden bei den bekannten
Zählern mit drei Triebsystemen znvei Triebsysteme ebenfalls diametral angeordnet
und das dritte Triebsystem unter einem rechten Winkel zu den beiden anderen hinter
die Ankerachse gesetzt. Diese Plazierung der Triebsysteme ührt infolge der kleinen
räumlichen Abstände zwischen je zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Triebsystemen
zu einer starken Verkettung der Trieb- und Streuflüsse, während zwischen den sich
gegenüberliegenden Triebsystemen die Verkettung geringer ist. Die komplizierte gegenseitige
Beeinflussung der Spannungstriebflüsse untereinander, der Stromtriebflüsse untereinander,
die gegenseitige
Beeinflussung der Spannungs- und Stromtriebflüsse,
bewirken ein asynchrones Störmoment, dessen Richtung von ,der Phasenfolge abhängig
ist. Dadurch wird dile Zähieranieige drehfeldabhängig. Unter Drehfeldabhängigkeit
der Zähleranzeige wird der Fehler verstanden, den der Zähler anzeigt, wenn zwei
Phasen miteinander vertauscht werden, bezogen auf den Fehler bei normaler Phasenfolge.
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Es ist nun bekannt, einen wesentlichen Anteil der Drehfeldfehler
dadurch zu beseitigen, daß die Triebscheibe des Zählerankers nicht aus homogenem
Aluminiumblech hergestellt wird, sondern aus dünnen, radial geschlitzten Aluminiumscheiben,
deren Schlitze regelmäßig gegeneinander versetzt und die elektrisch voneinander
isoliert sind, zusammengeklebt ist. Durch die Anwendung einer derartigen Triebscheibe
wird die elektrische Kopplung der Triebsysteme über die Triebscheibe unterbunden.
Die magnetische Kopplung der Triebsysteme kann durch magnetisch isolierte Befestigung
der Triebsysteme am Tragrahmen teilweise beseitigt werden. Der noch verbleibende,
von den Streuflüssen herrührende Fehler konnte bisher durch Kompensations- und Abgleichmittel
nur teilweise behoben werden und bereitete über den ganzen Lastbereich speziell
aber für sehr kleine und sehr große Last erhebliche Schwierigkeiten.
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Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß ein
Drehfeldfehler von einer möglichst symmetrischen, gleichmäßigen und vollkommenen
Verkettung der Streuflüsse leichter zu kompensieren ist als derjenige einer willkürlichen
und unvollkommenen. Des weiteren wurde an Hand von Beobachtungen erkannt, daß der
Drehfeldfehler bei Verwendung einer geschl;itzten und geschichteten Scheibe umgekehrtes
Vorzeichen aufweist als bei Verwendung einer homogenen Scheibe und die geschlitzte
und geschichtete Scheibe sich im Drehfeld anders verhält als die homogene Scheibe,
indem sie selbst ein Störmoment erzeugt. welches der Richtung des Drehfeldes entgegengesetzt
ist. Wird ein Zähler an die normale Phasenfolge angeschlossen und läuft das Drehfeld
gegen die Drehrichtung der Scheibe, so läuft es nach dem Vertauschen von zwei Phasen
in der Drehrichtung.
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Logischerweise sollte dabei der Drehfeldfehler positives Vorzeichen
aufweisen. Bei Verwendung einer geschlitzten und geschichteten Scheibe zeigt der
Fehler jedoch negatives Vorzeichen. Ersetzt man die Scheibe durch eine homogene,
so ändert der Fehler nicht nur im Betrag, sondern auch im Vorzeichen und wird positiv.
Diese Erkenntnis wird in der Erfindung zur Kompensation des Drehfeldfehlers der
Stromstreuflüsse ausgenützt; Die Erfindung betrifft einen Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler
mit drei Triebsystemen, welche unter drei gleichen Winkeln bezüglich der Ankerachse
gesetzt sind, und einer geschichteten und geschlitzten Triebscheihe am Zähleranker,
auf welche alle drei Triebsysteme wirken, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß
von den Stromeisenpolen Bügel aus ferromagnetischem Material in zwei Etagen gegen
die Ankerachse geführt sind zum Zweck einer möglichst gleichmäßigen und vollkommenen
Verkettung der Stromstreuflüsse und daß der Zähleranker eine homogene Kompensationstriebscheibe
aufweist, welche zwischen den Etagen der Bügel dreht und vom verketteten Stromstreufluß
durchsetzt ist. Zweckmäßigerweise sind die Stromeisenpole mit Polplatten versehen
und die genannten Bügel an diesen Polplatten befestigt, und die Bügel weisen seitliche
Lappen auf, über welche die Streuflüsse der linken Pole der drei Triebeisen in der
einen Etage und die Streuflüsse der rechten Pole in der anderen Etage miteinander
verkettet sind, die Lappen in den beiden Etagen gegenläufig angeordnet sind und
die Lappen des rechtspoligen und linkspoligen Bügels je Stromtriebeisen übereinanderliegen.
Insbesondere ist es dabei zweckmäßig, daß die Lappen Idie Form unter sich gleicher
Kreisringsegmente aufweisen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. I die Anordnung der Triebsysteme und
der Stromstreuflußkompensation bei einem Drehstrom-Vierleiter-Zähler in teilweise
schematischer Darstellung im Aufriß Fig. 2 den Grundriß, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie H ip Fig. I, Fig. 4 eine Ansicht in der Pfeilrichtung
B in Fig. 3.
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Die drei Triebsysteme sind mit I, II, III bezeichnet und unter drei
gleichen Winkeln, d. h.
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1200 bezüglich der Ankerachse II zueinander gesetzt. Alle drei Triebsysteme
sind genau gleich ausgebildet und bestehen je aus einem Spannungstriebeisen, welches
oberhalb der Triebscheibe I2 und je einem Stromtriebeisen, welches unterhalb der
Triebscheibe I2 dem Spannungstriebeisen gegenüberliegend angeordnet ist. Der Tragrahmen
und die Befestigung der Triebeisen an diesem Tragrahmen ist in der Zeichnung weggelassen.
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Ebenso sind das Bremssystem und die Strom- und Spannungsspulen weggelassen,
und die Strom- und Spannungswicklungen sind nur schematisch angedeutet. Das Triebsystem
I ist an die Phase R, Triebsystem II an Phase S, Triebsystem III an Phase T angeschlossen.
Ein Spannungstriebeisen besteht aus einem Rahmen mit zwei Schenkeln 13, 14 und einem
mittleren Kern I5, dessen Pol I6 seitlich verbreitert ist und mit den Schenkeln
13, 14 je einen Luftspalt billdet. Auf dem Kern 15 ist die Spannungsspule angebracht.
Die Stromeisen sind U-förmig, und die Pole der Schenkel I7, I8 liegen dem Spannungspol
I6 und den beiden Luftspalten gegenüber. Auf den Schenkeln I7, I8 sind die beiden
Stromwicklungen aufgebracht. Stromeisen und Spannungseisen sind lamelliert. Vom
Rücken eines jeden Spannungseisens ist ein massiver Eisenbügel 19 unter die Triebscheibe
I2 gezogen, dessen Ende 20 etwas verjüngt ist und zwischen den Stromeisenpolen liegend
den Spannungsgegenpol bildet. Auf jedem Stromeisenpol ist je ein massives Eisenplättchen2I,
22 als
Polplättchen angebracht. Die Triebeisen bedürfen keiner speziellen
Dimensionierung, indem sie etwa aus Raummangel speziell schmal und hoch dimensioniert
sein müssen, vielmehr bietet die Raumaufteilung unter drei gleichen Winkeln bezüglich
der Ankerachse so vilel freien Raum, daß serienmäßige, z. B. für Einphasenzähler
hergestellte Triebeisen Anwendung finden können.
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Die Triebscheibe I2, welche mittels einer Nabe 23 auf der Ankerachse
II befestigt ist, ist aus dünnen, mit radialen Schlitzen 24 versehenen und elektrisch
voneinander isolierten Aluminiumblättern zusammengeklebt, wobei die Schlitze von
Blatt zu Blatt regelmäßig gegeneinander versetzt sind. Die verwendete Scheibe ist
aus sechs Blättern mit je fünf gleichmäßig verteilten Schlitzen zusammengesetzt.
Der Winkel zwischen den Schlitzen von zwei benachbarten Blättern beträgt 3600 =
I20.
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5.6 Eine derartige Scheibe unterbindet die Streuung der Scheibenströme
aus dem Bereich eines Triebsystems in den Bereich der anderen Triebsysteme.
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Zur Kompensation der Drehfeldabhängigkeit, verursacht durch die gegenseitige
Verkettung der Stromtriebflüsse untereinander, sind an jeder Polplatte der Stromeisen
zwei Eisenbügel angebracht, die gegen die Ankerachse weisen und in einem Kreisringsegment
enden.
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In Fig. 2 ist das Spannungseisen des Triebsystems III und ein Teil
der Triebscheibe 12 weggeschnitten, so daß die Stromeisenpole un;d die Kompensationseisen
sichbar sind.
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In Fig. 3 ist die ganze Einrichtung zur Kompensation der Drehfeldabhängigkeit,
die durch die gegenseitige Beeinflussung der Stromtriebflüsse untereinander verursacht
wird, dargestellt, und Fig. 4 zeigt eine Ansicht in Richtung B.
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Am linken Polplättchen 2I ist ein Eisenbügel 25 und am rechten Polplättchen
22 ist ein Eisenbügel 26 befestigt. Die Befestigung erfolgt, indem zwischen Polplättchen
und Eisenbügel ein Messingplättchen 27 gelegt ist und die drei Teile mit einem Messingniet
28 zusammengehalten sind. Die drei Eisenbügel 25 liegen in einer Ebenle und ihre
seitlichen Lappen 29, welche die Form von Kreisringsegmenten aufweisen, bilden einen
Kreisring, der durch drei Luftspalte 30 unterbrochen ist. Durch die Eisenbügel 25
und die seitlichen Lappen 29 werden die Streuflüsse der linken Stromeisenpole 21
symmetrisch miteinander verkettet. An dem Polplättchen 22 sind die Eisenbügel 26
mit seitlichen Lappen angeordnet, wobei diese Eisenbügel 26 nach unten abgekröpft
sind und miteinander in einer tiefer liegenden Ebene liegen. Die seitlichen Lappen
vom linken und rechten Eisenbügel 25, 26 überdecken sich, und die Lappen der rechten
Eisenbügel 26 bilden in der unteren Etage einen Kreisring, durch welchetder Streufluß
der rechten Pole 22 miteinander verkettet wird. Zur Kompensation des Drehfeldeinflusses
ist auf der Ankerachse II -eine Kompensationstriebscheibe angeordnet, welche sich
zwischen den beiden Ebenen der Eisenbügel 25 und 26 befindet. Diese Kompensationstriebscheibe
3I ist aus homogenem Aluminium gefertigt, umd die verketteten Stromstreuflüsse induzieren
in der Kompensationsscheibe 31 Wirbelströme, die ein Drehmoment auf die Ankerachse
ausüben, welches dem Störtriebmoment der Triebscheibe I2 entgegenwirkt. Der Durchmesser
der Kompensationstriebscheibe 3I beträgt etwa ein Drittel des Durchmessers der Triebscheibe
I2 und muß etwas kleiner sein als der freie Abstand zwischen den Schenkeln von zwei
Stromtritebeisen. Es ist Idabei aber zweckmäßig, den Luftspalt zwischen den beiden
Etagen der Eisenbügel 25, 26, in welchen die Kompensationstriebscheilbe 3I läuft,
möglichst klein zu halten. Die Luftspalte 30, welche die beiden Kreis ringe durchbrechen,
sind ebenfalls möglichst klein zu halten. Sie sollen jedoch größer sein als der
Durchmesser der Ankerachse 11, damit der Anker ein- und ausgebaut werden kann.
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Mit der beschriebenen Kompensationseinrichtung - kann die Drehfeldabhängigkeit,
die bei hoher Belastung des Zählers auftritt und bei einer Überlastung von 300 bis
4000/0 einige Prozent betragen kann, vollständig kompensiert werden. Die Kompensationseinrichtung
ist fest. Es - ist nicht erforderlich, daß sie für jeden Zähler einzeln abgleichbar
ist, sondern es genügt, die Dimensionen der Kreisringsegmentfläche 29, desLuftspalteszwischen
oberer und unterer Etage, sowie Dicke und Fläche des Plättchens 27 einmal festzulegen,
um dann die Anordnung in alle Zähler gleichen Typs fest einbauen zu können.