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Anordnung zum Phasenabgleich eines magnetischen Triebfluss es für
Elektrizitätszähler
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Phasenabgleich
des magnetischen Triebflusses bei Elektrizitätszählern. Hierfür sind bereits verschiedene
Einrichtungen bekannt. In einem Falle wird eine über den abzugleichenden Kern geschobene
Kurzschlußwicklung benutzt, deren Widerstand durch Veränderung der Länge einer Widerstandsschleife
geändert werden kann. Der in der Kurzschlußwicklung fließende Kurzschlußstrom verändert
die Phasenlage des Flusses. Durch Änderung des Widerstandes der Kurzschlußwicklung
ändert sich der Kurzschlußstrom und damit auch die Phasenlage, so daß deren Abgleich
möglich ist. Bei diesen bekannten Ausführungen macht sich eine Veränderung des Ubergangswitderstandes
der Einstellorgane stark störend bemerkbar. Wird die Widerstandsschleife jedoch
durch Löten verkürzt oder verlängert, so ist damit die Möglichkeit zur weiteren
Einstellung genommen. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen ein Kurzschlußring
den Kern umfaßt, der dann durch ein Eisenstück mehr oder weniger geshuntet wird,
um die Wirkung zu verändern. Dieser Phasenabgleich vermeidet zwar die vorgenannten
Nachteile, ist jedoch teuer in der Fertigung, da für eine einwandfreie Funktion
die Oberflächen sowohl des Kerns als auch des Eisenstücks sehr genau bearbeitet
werden müssen, um immer einen gleichmäßigen Luftspalt und damit gleichen magnetischen
Widerstand zu erzielen. Ein anderer Vorschlag besteht darin, eine Kurzschlußwicklung
beweglich auf einem zylindrischen Eisenstück anzuordnen, die
mehr
oder weniger tief in den Luftspalt des zu diesem Zweck aufgeschlitzten Kerns geschoben
und dabei unterschiedlich stark durchflossen wird.
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Es ist auch bekannt, zum Phasenabgleich den Flußpfad in einen Hauptpfad
und einen dazu parallelen Hilfspfad mit steuerbarem magnetischem Widerstand aufzuteilen.
Beide Pfade werden bei dieser Anordnung von Kurzschlußwicklungen umgeben. Wird der
magnetische Widerstand des Hilfspfades beispielsweise durch Änderung des Luftspalts
in ihm geändert, so ändert sich auch die Fluß verteilung in beiden Pfaden. Die Änderung
der Flußverteilung bewirkt eine Änderung der in den Kurzschluß wicklungen induzierten
EMK. Mit der EMK ändert sich auch der von ihr erzeugte Sekundärstrom, der eine Phasenänderung
des Flusses nach bekannten Gesetzen hervorruft. Der hierdurch mögliche Phasenabgleich
kann aber stets nur unmittelbar an dem Kern, der den abzugleichenden Kern führt,
durchgeführt werden. Bei dieser Anordnung muß daher auch das Triebeisen eine besondere
Formgebung erhalten, deren Abmessungen dem magnetischen Fluß angepaßt sind, der
im allgemeinen das Triebeisen durchsetzt. Nun werden aber für zahlreiche Fälle Sonderkonstruktionen
von Elektrizitätszählern gefordert, bei denen der Fluß durch das Triebeisen wesentlich
größer oder kleiner ist. Die Hersteller von Elektrizitätszählern sind zur Vermeidung
einer umfangreichen Lagerhaltung bestrebt, derartige Aufgaben unter weitgehender
Verwendung bereits vorhandener Bauelemente zu lösen. Die bei der bekannten Anordnung
notwendigen Triebkerne erlauben jedoch nicht eine Verwendung bei über einen großen
Bereich verschiedenen Triebflüssen, da zum einen in dem eingeschnürten Teil des
Triebflußpfades dieFlußdichte zu groß wird und zum anderen der Einstellbereich für
den Phasenabgleich nicht ausreichend ist.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Anordnung zum Phasenabgleich
eines magnetischen Triebflusses für Elektrizitätszähler nach dem Ferrarisprinzip
vorgeschlagen, bei welcher der Phasenabgleich durch Anderung einer einstellbaren
Luftstrecke eines magnetischen Nebenschlußkreises im Innenfeldraum einer Kurzschluß
spule erfolgt, mit der der den abzugleichenden Fluß führende Triebflußkern belastet
ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen vom Triebflußkern räumlich unabhängigen,
im Innen- und Außenfeldraum der Kurzschlußspule sich schließenden magnetischen Nebenschlußkreis.
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Der Unterschied zwischen der zuletzt beschriei benen bekannten Anordnung
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß im ersten Fall die Änderung
der in der Kurzschluß wicklung induzierten EMK auf einer Anordnung der Flußverteilung
in Haupt- und Hilfspfad des Triebmagnetflusses beruht, während nach der Erfindung
die induzierte EMK durch Änderung des Selbstinduktionskoeffizienten mittels Verstellung
des Hilfskerns erfolgt. Im Gegensatz zu der bekannten Anordnung kann bei der Vorrichtung
nach der Erfindung der Abgleich an beliebiger Stelle erfolgen, da der Hilfskern
zur Änderung des Selbstinduktionskoeffizienten der Kurzschluß wicklungen nicht an
oder mittelbar neben dem zu beeinflussenden Fluß untergebracht zu werden braucht.
Wenn es räumlich möglich ist, den Hilfskern an dem Triebflußkern unterzubringen,
so stellt man den Hilfskern zweckmäßig aus einem U-förmigen Eisenbügel her, dessen
flacher Teil seitlich am Joch des Kerns anliegt und mit diesem durch eine gemeinsame
Wicklung zusammengehalten wird. In den abstehenden Schenkeln des Hilfskerns läßt
sich eine Stellschraube anordnen.
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Da der Bügel und Hilfskern-oder jede beliebige andere Bauform des
Abgleichkreises - räumlich unabhängig vom Triebflußkern ist, kann dieser außerordentlich
einfach ausgebildet werden, d. h. glatt und mit über die ganze Länge gleichbleibendem
Querschnitt. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber der bekannten Anordnung, bei
welcher eine Sonderbauart des Triebflußkerns erforderlich ist.
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Da der Wickelraum der Kurzschluß spule bei dem bekannten Zähler aus
dem Triebflußkern herausgeschnitten werden muß, ist die Zahl der auftragbaren Windungen
beschränkt, wenn man nicht zur Vergrößerung des Wickelraumes den Triebflußkern übermäßig
groß bauen will. Auch hierin ist der Erfindungsgegenstand der bekannten Anordnung
überlegen. Der Wickelquerschnitt des Bügels ist groß genug, um jede beliebige Zahl
von Windungen aufzunehmen. Hierdurch und durch die beliebig große Ausführungsmöglichkeit
des unabhängigen Magnetkreises können die gleichen Triebeisen auch für Triebflüsse
unterschiedlicher Größe verwendet werden. Die Abgleichmittel und der große Wickelquerschnitt
erlauben einen Abgleich über einen sehr weiten Bereich, so daß keine diesbezüglichen
Schwierigkeiten auftreten. Im ungünstigsten Fall genügt es, das magnetische Phasenabgleichmittel
auszuwechseln.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Darin bezeichnet I den Kern des Gerätes, z. B. eines Zählers, eines
Wandlers od. dgl. 2 sind die auf dem Kern für andere Zwecke vorgesehenen Spulen.
Seitlich an dem Joch des Kerns I ist ein Isolierplättchen 3 angelegt, und darauf
ist der Hilfskern angebracht.
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Dieser Hilfskern hat die Form eines U-fönnigen Eisenbügels 4. Über
den Hilfskern und den Kern I des Gerätes ist eine Isolationsfolie 5 gelegt, und
darüber ist eine gemeinsame Wicklung 6 angebracht. In den beiden abstehenden Schenkeln
des Eisenbügels 4 ist eine Stellschraube 7 zur Einstellung des Phasenabgleichs angebracht.
Mit 8 und 9 sind Eisenringe bezeichnet, die zur Vergrößerung der Überdeckungsfläche
zwischen der Schraube und dem Bügel dienen und fest mit dem Bügel verbunden sind.
10 ist ein Rohrniet aus unmagnetischem Werkstoff, der Schraube und Bügel voneinander
distanziert. Durch Verdrehen der Stellschraube 7, die aus magnetischem Werkstoff
besteht, wird sie sich zunächst dem einen Schenkel des Eisenkerns 4 und den zur
Vergrößerung der Über-
deckungsfläche vorgesehenen Eisenringen 8
und 9 nähern und bei weiterem Drehen mehr oder weniger tief in diese hineintauchen.
Dabei wird infolge Änderung des magnetischen Widerstandes des Hilfskerns der Selbstinduktionskoeffizient
der Windung 6 verändert, so daß sich der Phasenabgleich in den gewünschten Grenzen
durchführen läßt. Der Zusammenbau des Hilfskerns mit dem betreffenden Gerät ist
denkbar einfach, da beide lediglich durch die gemeinsame Wicklung 6 ohne sonstige
Befestigungsschrauben od. dgl. zusammengehalten werden.
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Die Ausführung eines Phasenabgleichs mit einem Bügel und einer Regulierschraube
der gewohnten Art gestattet es auch, den Phasenabgleich getrennt von dem einzustellenden
Meßgerät anzuordnen.
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Dabei brauchen nur Kern und Hilfskern von den Kurzschlußwicklungen
umschlossen zu werden.
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Der Hilfskern mit seiner Stellschraube kann sich dann an beliebiger
Stelle befinden. Zweckmäßig besteht der Hilfskern aus einem Werkstoff, dessen Permeabilität
so temperaturabhängig ist, daß die dadurch bedingte Phasenabgleichänderung die durch
die temperaturabhängige Permeabilitätsänderung des Triebkerns bedingte Phasenänderung
des Triebflusses kompensiert.
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PATENTANSPRSCHE I. Anordnung zum Phasenabgleich eines magnetischen
Triebflusses für Elektrizitätszähler nach dem Ferrarisprinzip durch Änderung einer
einstellbaren Luftstrecke eines magnetischen Nebenschlußkreises im Innenfeldraum
einer Kurzschluß spule, mit der der den abzugleichenden Fluß führende Triebflußkern
belastet ist, gekennzeichnet durch einen vom Triebflußkern räumlich unabhängigen,
im Innen- und Außenfeldraum der Kurzschluß spule sich schließenden magnetischen
Nebenschlußkreis.