DE961193C

DE961193C - Dual voltage range alternating current meter with means for reducing the influence of voltage

Info

Publication number: DE961193C
Application number: DEL21040A
Authority: DE
Inventors: Hans Huettig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-02-04
Filing date: 1955-02-04
Publication date: 1957-04-04

Description

Zweispannungsbereich -Wechselstromzähler mit Mitteln zur Verminderung des Spannungseinflusses Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweispannungsbereich-Wechselstromzähler mit Mitteln zur Verminderung des Spannungseinflusses. Two-voltage range alternating current meter with means for reduction the influence of voltage The invention relates to a dual voltage range alternating current meter with means to reduce the influence of tension.

Da der Zähler bekanntlich zur Kompensation der Reibungsmomente einen Spannungsvortrieb erhält und außer der Nutzbremsung eine Spannungsdämpfung auftritt, ist die Drehzahl nur bei Nennspannung genau proportional der Leistung. Normalerweise werden die Zähler so geeicht, daß ihre Anzeige bei i IOO/o Spannungsänderungen richtig ist. Es besteht nun aber ein Bedürfnis nach Zählern, die in Zweispannungsbereichen, beispielsweise im Bereich um IIoV und 220 V, richtig den Stromverbrauch anzeigen. Das Bedürfnis nach derartigen Zählern wird dadurch hervorgerufen, daß viele Elektrizitätsversorgungsunternehmen noch Netzemit IIoV betreiben, die sie später auf 220V umstellen wollen. Bei dieser Umstellung sollen aber die im 110-V-Netz verwendeten Zähler ohne Umeichung benutzt werden können. Since the counter is known to compensate for the frictional torque Tension propulsion is maintained and, in addition to regenerative braking, tension damping occurs, the speed is only exactly proportional to the power at nominal voltage. Normally the meters are calibrated in such a way that their display is correct in the event of i 100 / o voltage changes is. However, there is now a need for meters that operate in two-voltage areas, for example in the range around IIoV and 220 V, correctly display the power consumption. The need for such meters arises from the fact that many electricity companies still operate network with IIoV, which you want to convert later to 220V. At this However, the meters used in the 110 V network should be used without recalibration can be.

Die durch die Sp.annungsdämpfung spannungsabhängige Anzeige des Zählers kann man durch einen gesättigten magnetischen Nebenschluß am Spannungseisen so klein halten, daß sie innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt. Die Sättigung des magnetischen Nebenschlusses läßt sich beispielsweise durch Einkerbungen des Eisenweges erzielen. The voltage-dependent display of the meter due to the voltage damping can be made so small by a saturated magnetic shunt on the tension iron keep it within the allowable limits. The saturation of the magnetic A shunt can be achieved, for example, by notching the iron path.

Der zur (tblerwindung der Reibungsmomente erforderliche Spannungsvortrieb ist jedoch bei den bisherigen Konstruktionen sehr stark spannungsabhängig und ergibt im Kleinlastgebiet des Zählers bei Zweispannungsbereich-Zählern zumindest in einem der beiden Spannungsbereiche erhebliche Fehlanzeigen. Zur Verminderung der Spannungs- abhängigkeit des durch das Spannungsvortriebseinstellorgan erzeugten magnetischen Hilfstrieb -flusses ist bereits vorgeschlagen worden, das diesen Hilfstriebfluß führende Teil so auszubilden, daß es bereits in dem kleineren der beiden Spannungsbereiche magnetisch gesättigt ist. Dient zur Einstellung des Spannungsvortriebes beispielsweise eine Schraube in der Nähe des Poles des Spannungseisens, so versieht man bei der vorgeschlagenen Anordnung die Schraube mit einer Einschnürung oder Durchbohrung. Die Wirkung dieser Einschnürung oder Durchbohrung ist jedoch von ihrer Entfernung von dem Pol des Spannungseisens abhängig. Da es nun nicht möglich ist, die Triebsysteme der Zähler einer Fertigung identisch gleich herzustellen, muß zur Einstellung des Spannungsvortriebes bei den verschiedenen Zählern einer Serie die ESpannungsvortriebseinstelIschraube verschieden tief in das Spannungseisen hineingeschraubt werden. Damit befindet sich auch die Einschnürung an verschiedenen Steilen vom Spannungspol. Um nun stets eine gleiche Wirkung der Einschnürung zu erzielen, ist es bei der vorgeschlagenen Anordnung erforderlich, stets eine Reihe von Spannungsvortriebseinstellschrauben mit Einschnürungen an den verschiedensten Stellen zur Auswahl zu haben. Aus ihrer Menge muß dann die Schraube ausgesucht werden, die bei Einstellung des Spannungsvortriebes Seine Einschnürung in dem vorzugebenden Abstand von dem Spannungsteil besitzt. Aber auch mit dieser vorgeschlagenen Anordnung ist es nicht immer möglich, die Spannungsabhängigkeit des Spannung vortriebes in den interessierenden Spannung bereichen des Zählers vollständig zu kompensieren.The tension propulsion required for winding the frictional torque however, in the previous designs it is very much dependent on the voltage and results in the low-load area of the meter with dual-voltage meters at least in one of the two voltage ranges, there are considerable errors. To reduce the tension dependency of the auxiliary magnetic drive generated by the tension advance adjuster flow has already been proposed that this auxiliary drive flow leading part to be trained so that it is already magnetic in the smaller of the two voltage ranges is saturated. For example, a Screw near the pole of the tensioning iron, as shown in the case of the proposed one Arrangement of the screw with a constriction or through-hole. The effect of this Necking or puncturing, however, is from their distance from the pole of the tension iron addicted. Since it is now not possible to manufacture the drive systems of the counters identical to produce the same must be used to adjust the tension advance in the different counters of a series the tension advance adjustment screw different screwed deep into the tensioning iron. This also includes the Constriction at various points from the tension pole. To now always be the same To achieve the effect of the constriction, it is necessary with the proposed arrangement, always a series of tension advance adjustment screws with constrictions on the to have a wide variety of positions to choose from. The screw must then be drawn from their quantity are selected, the constriction of its constriction when the tension advance is set in the specified distance from the voltage part. But also with this one proposed arrangement, it is not always possible to determine the voltage dependence of the tension advance in the relevant tension areas of the meter to compensate.

Die Spannungsvortriebseinstellung kann aber auch durch andere aus dem Spannungstriebfluß einen unsymmetrischen Hilfsfluß abzweigende einstellbare Mittel erfolgen. Aber auch der damit erzielbare Spannungsvortrieb ist stark spannungsabhängig.The tension advance adjustment can also be made by others The voltage drive flux can be set to branch off an asymmetrical auxiliary flux Means done. But the stress advance that can be achieved with it is also strongly stress-dependent.

Erfindungsgemäß wird daher ein Zweispannungsbereich-Wechselstromzähler mit Mitteln zur Verminderung des Spannungseinflusses, insbesondere im Kleinlastbereich, durch die der Spannungsvortrieb zur Kompensation des Reibungsmoments und des Spannungsdämpfungsmoments in zwei Spannungsbereichen wenigstens nahezu gleich und konstant gehalten wird, vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß dem über das Spannungsvortriebseinstellorgan erhaltenen unsymmetrischen magnetischen Hilfsfluß, der ein einer bestimmten, meistens der zweiten Potenz der Spannung proportionales Drehmoment zum Spannungsvortriteb erzeugt, ein weiterer unsymmetrischer magnetischer Hilfsfluß überlagert wird, der so bemessen ist, daß er ein einer solch höheren Potenz der Spannung proportionales Drehmoment in entgegengesetzter Richtung erzeugt, daß der durch die beiden Hilfsflüsse bedingte Spannungsvortrieb in den interessierenden Spannungsbereichen das Reibungsmoment gerade kompensiert. According to the invention, therefore, a two-voltage range alternating current meter with means to reduce the influence of voltage, especially in the low-fire range, through which the tension drive to compensate for the frictional torque and the tension damping torque is kept at least almost the same and constant in two voltage ranges, proposed, which is characterized in that the over the tension propulsion adjustment member obtained asymmetrical auxiliary magnetic flux, which is a certain, mostly Torque proportional to the second power of the voltage to the voltage advance generated, another asymmetrical magnetic auxiliary flux is superimposed, the is so dimensioned that it is proportional to such a higher power of the voltage Torque in the opposite direction generated by that of the two auxiliary flows conditional stress propulsion in the stress areas of interest the frictional moment just compensated.

Befindet sich bei einem Zvweispannungsbereich-Wechselstromzähler z. B. das Spannungsvortriebseinstellorgan im Zuge des Spannungstriebflusses, so wird man zur Erzeugung des überlagerten magnetischen Hilfsflusses wenigstens eine Kurzschlußwicklung auf einem magnetischen Nebenschluß. des Spannungseisens anbringen, durch den ein Teil des magnetischen Nebenschlußflusses unsymmetrisch durch den Triebluftspalt gestreut wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die Kurzschlußwicklung auf der Seite des Nebenschlusses angebracht ist, bei der die Seite mit voreilendem Flußkomponenten des überlagerten magnetischen Hilfsflusses auf der Seite nacheilender Flußkomponenten des durch das Spannungsvortriebseinstellorgan erzeugten Hilfsflusses liegt. Breite und Lage der Kurzschlußwicklung werden so gewählt, daß das durch sie hervorgerufene Drehmoment eine um etwa den Exponenten eins größere Spannungsabhängigkeit als das durch das Spannungsvortriebseinstellorgan erzeugte Drehmoment hat. Unsymmetrisch auf Nebenschlußpfaden des Spannungseisens angeordnete Kurzschlußwicklungen haben zwar auch schon früher als Abgleich-und Steuermittel Anwendung gefunden. Sie dienten jedoch in diesen Fällen nicht dazu, wie in dem vorliegenden Fall, einen Teil des magnetischen Spannungsnebenschlußfeldes aus dem Nebenschlußpfad des Spannungseisens herauszustreuen und dem den Triebfluß umgebenden Streuflüssen zu überlagern. Located on a dual voltage range single-phase energy meter z. B. the tension propulsion adjustment member in the course of the tension drive flow, so at least one is used to generate the superimposed auxiliary magnetic flux Short-circuit winding on a magnetic shunt. of the tension iron, by which part of the magnetic shunt flux asymmetrically through the drive air gap is scattered. Make sure that the short-circuit winding is on the side of the shunt is attached to the side with leading flux components of the superimposed auxiliary magnetic flux on the side of the lagging flux components of the auxiliary flow generated by the tension advance adjuster. broad and the position of the short-circuit winding are chosen so that that caused by them Torque has a voltage dependence that is roughly the exponent one greater than that has torque generated by the tension propulsion adjuster. Unbalanced have short-circuit windings arranged on shunt paths of the tension iron although it was also used earlier as a means of adjustment and control. You served but in these cases not, as in the present case, part of the magnetic voltage shunt field from the shunt path of the tension iron to scatter out and to superimpose the stray fluxes surrounding the instinctual flow.

Ihre Aufgabe war es vielmehr, den Triebfluß, insbesondere im Kleinlastgebiet, nach Größe und Phase durch zusätzliche Belastung der Nebenflüsse richtig abzugleichen.Rather, their task was to keep the drive flow, especially in the small load area Correctly balanced according to size and phase through additional loading of the tributaries.

An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt das Spannungseisen eines Zählertriebsystems mit den eingezeichneten magnetischen Spannungsverhältnissen und der Kurzschlußwicklung nach der Erfindung. Fig. 2 veranschaulicht die durch die Reibung und die verschiedenen magnetischen Flüsse hervorgerufenen Drehmomente. Auf dem Mittelschenkel 1 des Spannungseisens befindet sich die Spannungswicklung 2. Sie ruft einen mit 3 angedeuteten magnetischen Fluß hervor. Durch den~ Drosseirahmen 4 wird ein Teil dieses magnetischen Flusses als magnetischer Nebenschlußfluß 5 und 6 abgezweigt. Das Hauptteil des magnetischen Flusses 3 nimmt seinen Weg durch die Spannungspole 7 und 8 und durchsetzt dabei als Spannungstriebfluß 9 den Triebluftspalt 10, in dem sich die nicht dargestellte Läuferscheibe befindet. Zur Verminderung der Spannungsabhängigkeit der Spannungsdämpfung ist der Drosselrahmen mit Einkerbungen 11 versehen, durch die eine magnetische Sättigung im Drosselrahmen erzielt wird. Fig. 1 shows the tension iron of a counter drive system with the drawn in magnetic voltage relationships and the short-circuit winding the invention. Fig. 2 illustrates the friction and various torques caused by magnetic fluxes. On the middle leg 1 of the tension iron is the voltage winding 2. It calls a magnetic 3 indicated Flow out. Part of this magnetic flux is passed through the throttle frame 4 branched off as magnetic shunt flux 5 and 6. The main part of the magnetic Flux 3 takes its way through the voltage poles 7 and 8 and penetrates it as a tension drive flow 9, the drive air gap 10, in which the not shown Carrier is located. To reduce the voltage dependency of the voltage damping the throttle frame is provided with notches 11 through which a magnetic saturation is achieved in the throttle frame.

Der magnetische Spannungstriebfluß durchsetzt aber nicht nur den Triebluftspalt 10 zwischen den Spannungspolen 7 und 8. Ein Teil des Flusses wird auch, wie durch Kraftlinien 12 angedeutet, außerhalb des Triebluftspaltes von Spannungspol zu Spannungspol gestreut. Der Streufluß 14 wird zur Einstellung des Spannungsvortriebes mittels der Spannungsvortriebseinstellschraube 13 verwendet; durch sie wird erreicht, daß der Gesamtstreufluß unsymmetrisch wird. Wenn die Spannungsvortriebseinstellschraube 13 nur auf einer Seite des Span- nungspoles 7 liegt, ergeben sich die mit 12 und 14 dargestellten Streuflußverhältnisse. Die unsymmetrische Verteilung der beiden Streuflüsse bedingt das in Fig. 2 mit 21 bezechnete Spannungsvortriebsdrehmoment. In Fig. 2 ist über der Spannung als Abszisse das Drehmoment aufgetragen. Von dem gesamten Spannungsbereich interessieren nur die mit 110 und 220 V bezeichneten Spannungsbereiche. The magnetic voltage drive flux penetrates not only that Drive air gap 10 between the voltage poles 7 and 8. Part of the flow is also, as indicated by lines of force 12, outside the drive air gap of the voltage pole scattered to voltage pole. The leakage flux 14 is used to adjust the stress propulsion used by means of the tension propulsion adjustment screw 13; through them it is achieved that the total leakage flux becomes asymmetrical. When the tension propulsion adjustment screw 13 only on one side of the span nungspoles 7, result the leakage flux conditions shown with 12 and 14. The asymmetrical distribution of the two leakage fluxes causes the stress drive torque denoted by 21 in FIG. 2. In FIG. 2, the torque is plotted against the voltage as the abscissa. Of the The entire voltage range is only of interest to the voltage ranges marked 110 and 220 V.

Im Kleinlastgebiet, d. h. bei kleinen Drehzahlen des Zählers, kann das durch die Reibungskräfte b.edingte Reibungsbremsmoment, das als dem Vortriebsmoment entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment anzusehen ist, als konstant betrachtet werden. Es wird in Fig. 2 durch die Gerade 22 angedeutet. Aus Spannungsvortriebsdrehmoment 21 und Reibungsbremsmoment 22 ergibt sich die resultierende Kurve 23. Durch Einstellung eines entsprechenden Spannungsvortriebsmoments läßt sich erreichen, daß die resultierende Kurve lentweder im Bereich von IIoV oder im Bereich von 220V gerade ein Drehmoment Null ergibt, was eine vollständige Kompensation der Reibungsdrehmomente bedingen würde. Als Zweispannungsbereichzähler wäre eine derartige Anordnung jedoch nicht geeignet.In the low-load area, i. H. at low speeds of the counter, can the frictional braking torque caused by the frictional forces, which is called the propulsion torque oppositely directed torque is to be regarded as constant. It is indicated in FIG. 2 by the straight line 22. From tension advance torque 21 and friction braking torque 22 results in the resulting curve 23. By setting a corresponding tension propulsion torque can be achieved that the resulting Curve l either in the range of IIoV or in the range of 220V just a torque Zero results, which require a complete compensation of the frictional torques would. However, such an arrangement would not be used as a dual-voltage range meter suitable.

Bei der b.ereits vorgeschlagenen Anordnung, bei der das Spannungsvortriebseinsteilorgan mit einer Einschnürung oder einem Loch versehen wird, nimmt infolge der im Spannungsvortrieb seinstellorgan auftretenden magnetischen Sättigung das Spannungsvortriebsdrehmoment je nach Lage der Einkerbung in bezug auf den Spannungspol den durch die Kurvenzüge 24 und 25 angedeuteten Verlauf an. Mit dieser Anordnung läßt sich bereits schon eine erheblich bessere Kompensation des Reibungsdrehmoments in den beiden interessierenden Spannungsbereichen erzielen, die jedoch nur in zufälligen Ausnahmefällen zu einer vollständigen Kompensation des Reibungsdrehmoments führt, wie die Kurven 26 und 27 erkennen lassen. In the case of the arrangement already proposed, in which the tension propulsion device is provided with a constriction or a hole, decreases as a result of the stress propulsion Magnetic saturation of the actuator that occurs is the tension advance torque depending on the position of the notch in relation to the voltage pole by the curves 24 and 25 indicated course. With this arrangement you can already a significantly better compensation of the frictional torque in the two of interest Achieve areas of tension, which, however, only result in a complete compensation of the frictional torque leads, as the curves 26 and 27 reveal.

Wird nun gemäß der Erfindung auf den Drosselrahmen ein Kurzschlußring I5 aufgebracht, so wird unter seinem Einfluß. ein Teil des magnetischen Spannungsnebenschiußfeldes durch die Spannungspole und den Triebluftspalt hindurchgestreut. Dieser Streufluß, der in Fig. I mit I6 angedeutet ist, ist ebenfalls in bezug auf die Spannungspole unsymmetrisch. Er bedingt ein auf die Läuferscheibe wirken,-des Drehmoment, das in einer höheren Potenz, etwa der dritten, von der jeweiligen Spannung abhängig ist. Die Kurzschlußwicklung wird dabei auf die Seite des Drosselrahmens aufgebracht, auf die sie ein Drehmoment hervorruft, das die gleiche Richtung wie das Reibungsdrehmoment hat. Dieses Drehmoment ist in Fig. 2 durch die Kurve 28 angedeutet. Infolge der hohen exponentiellen Spannungsabhängigkeit dieses Drehmoments hat das resultierende Drehmoment aus dem Reibungsdrehmoment22, dem Spannungsvortriebsdrehmoment 21 und dem überlagerten Drehmoment 28 dien Verlauf der Kurve 29. Wie die Kurve erkennen läßt, heben sich die einzelnen Drehmomente im Bereich der interessierenden Spannungen gerade auf, so daß in diesen Bereichen leine vollständige Kompensation des Reibungsdrehmoments erzielt wird und damit sichergestellt ist, daß der Zähler auch im Kleinlastgebiet in beiden Spannungsbereichien richtig anzeigt. If now, according to the invention, a short-circuit ring on the throttle frame I5 applied, it is under its influence. part of the voltage shunt magnetic field scattered through the voltage poles and the air gap. This leakage flux, which is indicated in Fig. I with I6, is also with respect to the voltage poles unbalanced. It causes a torque to act on the carrier disk, that in a higher power, about the third, depending on the respective voltage is. The short-circuit winding is applied to the side of the throttle frame, on which it produces a torque that is in the same direction as the frictional torque Has. This torque is indicated in FIG. 2 by curve 28. As a result of the resulting torque has a high exponential voltage dependence of this torque Torque from the friction torque 22, the tension propulsion torque 21 and the course of curve 29 is used for the superimposed torque 28. As can be seen from the curve the individual torques rise in the range of the voltages of interest straight up, so that in these areas there is no complete compensation of the frictional torque is achieved and thus it is ensured that the meter is also in the low load area shows correctly in both voltage ranges.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Two-voltage range alternating current meters with means to reduce the influence of voltage, especially in the low-fire range, through which the tension drive to compensate for the frictional torque and the tension damping torque is kept at least almost the same and constant in two voltage ranges, characterized in that the one obtained via the tension advance adjustment member asymmetrical auxiliary magnetic flux, one of a certain, mostly the second Power of the tension generated torque proportional to the tension propulsion, ei Another asymmetrical magnetic auxiliary flux is superimposed, which is so dimensioned is that it has a torque proportional to such a higher power of the voltage generated in the opposite direction that caused by the two auxiliary flows Stress propulsion in the stress areas of interest the frictional moment just compensated.

2. Two-voltage range alternating current meter according to claim I with im In the course of the tension drive flow arranged tension drive adjustment member, thereby characterized in that for generating the superimposed auxiliary magnetic flux at least a short-circuit winding attached to a magnetic shunt of the tension iron through which part of the magnetic shunt flux passes through asymmetrically the shoot air gap is scattered.

3. Two-voltage range alternating current meter according to claims I and 2, characterized in that the side with leading flow components of the superimposed auxiliary magnetic flux on the side of trailing flux components of the through the Stress propulsion adjustment organ generated auxiliary flow lies.

4. Two-voltage range alternating current meter according to claims I to 3, characterized in that the width and position of the short-circuit winding are chosen is that the torque produced by them is one by about the exponent one greater voltage dependency than that by the tension advance web setting element generated torque.

Documents considered: German Patent No. 842 670; Swiss patent specification No. 290 937.