DE96027C

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Publication number: DE96027C
Application number: DENDAT96027D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Ein von den durch Selbstinduction oder gegenseitige Induction herrührenden Fehlern praktisch freies Wattmeter wird, in eine Wechselstromleitung geschaltet, den wirklichen Verbrauch in der Form E ■ J cos φ anzeigen, wo φ den Phasenverschiebungswinkel zwischen E und J bedeutet. Richtet man dagegen die von E beeinflufste Wickelung so ein, dafs sie von vornherein gegen die unverschobene Hauptstromwickelung eine Kunstphase von 90° besitzt, so zeigt das Instrument

E ■ J cos (90 +_ φ) = ~+ E · J sin φ

an und kann bei bekanntem E zur Messung der sogenannten wattlosen Componente J sin φ dienen.

Will man dagegen unabhängig von den Gröfsen E und J lediglich den Phasenwinkel φ bestimmen, so ist dies unter Anwendung einer Nullmethode möglich. Für dieselbe ist ein Instrument erforderlich, dessen bewegliches System einen in der Phase regulirbaren Strom führt, dessen Verschiebungswinkel gegen die Hauptstromphase immer auf 90⁰ eingestellt wird, d. h. so, dafs das Instrument keinen Ausschlag giebt, ■ welches auch die Ströme im Haupt- oder Nebenstromkreise sein mögen. Unter Umständen könnte man statt auf den Ausschlag ο auch auf den erreichbaren Maximalausschlag einstellen, für welchen dann immer der Phasenwinkel zwischen den beiden im Instrument wirksamen Strömen o° oder ΐ8ό° betragen würde.

Die Einrichtung und Anwendung des bezüglichen Apparates gestaltet sich nun folgendermafsen: In Fig. 1 bezeichnet N die feste und η die bewegliche Spule des zur Messung dienenden wattmeterärtigen Instruments. Durch einen ein- oder mehrfachen Transformator T kann die Phase von η um i8o° gegen die des in N circulirenden, mit der Spannung gleichphasigen Hauptstromes verschoben werden, etwa in der Weise, wie es in Patentschrift Nr. 97379 beschrieben ist. Der Rheostat R dient dazu, diese Phasenverschiebung zu reguliren, und zwar in der Weise, dafs durch Einschalten von Widerstand die vom Secundärstrom des Transformators T herrührende Componente verkleinert und damit der Phasenwinkel von η herabgedrückt wird. Der Apparat ist so eingerichtet, dafs bei ausgeschaltetem R die gröfste Phasenverschiebung von i8o° vorliegt und man dieselbe durch allmäliges Einschalten von Widerstand mittelst R herabdrücken kann, bis sie ihren Minimalwerth von 90⁰ erreicht, immer vorausgesetzt, dafs der Hauptstrom N gegen die Klemmenspannung unverschoben ist. Hat man nun aber einen um den Winkel φ gegen seine Spannung verschobenen Hauptstrom und schaltet das die Spulen N und « enthaltende Instrument nebst dem zugehörigen Transformator T gemäfs dem in Fig. ι gegebenen Schema ein, so wird der Zeiger desselben im Allgemeinen einen Ausschlag geben, der dem Werthe J ■ i cos χ entspricht, wo / und i die in N und η fiiefsenden Ströme und χ den Phasenwinkel zwischen beiden bedeuten. Nun wird der Rheostat R so eingestellt, dafs der Ausschlag des Instruments auf ο zurückgeht, also ein Winkel'χ = 9θ'° vorhanden ist. Dann hat man χ = α — φ, wobei α den' Winkel bedeutet, um welchen

Claims

bei der momentanen Stellung der Rheostatenkurbel R der Strom in N gegen den in η verschoben sein würde, wenn der Hauptstromkreis inductionsfrei wäre. Dieser Winkel ist bekannt bezw. nach Fertigstellung des Apparates für jeden in R enthaltenen Widerstand bestimmt und man findet jetzt φ = α — ο,ο⁰ ohne weitere Rechnung, da die verschiedenen mittelst R einzuschaltenden Widerstände nicht ihrem Widerstandswerthe nach bezeichnet sind, sondern direct eine (α—go⁰) entsprechende Bezifferung aufweisen. Wenn α zwischen 180 und 90 ° variirt, so kann jedes φ zwischen 90° und. o° gemessen werden. Wird φ gröfser als 90⁰, so erkennt man das daran, dafs das Instrument durch Regulirung von R nicht mehr auf ο einstellbar ist.

Man könnte das Instrument auch so einrichten, dafs der Winkel φ durch Einstellung auf den Maximalausschlag gemessen wird; dann müfste α zwischen o° und 90⁰ variabel sein und immer so regulirt werden, dafs χ ζ= a ■— 90° = ο wird. In beiden Fällen ist die Messung unabhängig von den Strömen J und i.

Patent-Ansρruch:

Ein Apparat zum Messen von 'Phasenverschiebungswinkeln unabhängig von Strom und Spannung, dadurch gekennzeichnet, dafs die Phase der beweglichen Spule eines wattmeterartigen Instruments mittelst regulirbarer Widerstände gegen die der festen, zur ■ Spannung unverschobenen Hauptstromspule um zwischen i8o° und 90° oder um zwischen 90⁰ und o° liegende Winkel verschoben werden kann und so eingestellt wird, dafs beim Hinzutreten einer Verschiebung im Hauptstrom der totale Phasenwinkel zwischen den in beiden Spulen fliefsenden Strömen entweder genau 90 oder o° beträgt , wobei eine auf dem Regulirungswiderstande angebrachte Scala direct den gesuchten Verschiebungswinkel in Graden abzulesen gestattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.