DE98211C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Um bei Elektricitätszählern, welche nach dem Princip der Motorzähler gebaut sind, die durch die Reibung der Zapfen des umlaufenden Theiles, sowie des Zählwerkes verursachten Ungenauigkeiten auszugleichen, empfiehlt es sich, dem Motor, auch wenn er nicht von einem Nutzstrom durchflossen wird, schon ein solches Drehungsmoment zu geben, dafs das durch die Reibung verursachte bremsende Drehungsmoment gerade ausgeglichen wird und der Motor bei der geringsten Vergröfserung des treibenden Drehungsmomentes, sobald nämlich ein Nutzstrom auftritt, in Bewegung geräth.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, um ein solches Drehungsmoment bei Motorzählern für einphasigen oder mehrphasigen Wechselstrom herzustellen, die mit einem rotirenden Felde arbeiten. Ein solcher Zähler ist im Wesentlichen folgendermafsen gebaut.

A₁A₂ A₁ A₂ ist ein aus von einander isolirten Eisenblechen zusammengesetzter feststehender Ring,- der vier radial nach innen gerichtete Polansätze B₁ B\ B₂ B\ trägt.

Innerhalb dieses Ringes und concentrisch mit ihm befindet sich ein ebenfalls aus isolirtem Eisenblech hergestellter feststehender Cylinder E E. Zwischen den cylindrisch ausgebohrten Polansätzen B ₃ B\ B₂ B'₂ und dem Cylinder E ist ein Raum von einigen Millimetern gelassen, in dem sich eine Kupfertrommel FF um die Achse G drehen kann. Die Polansätze B₁ B\ erhalten eine'dickdrä'htige Wickelung, die vom Nutzstrome durchflossen wird, die Polansätze B₂ B'₂ dagegen eine Wickelung aus feinem Draht, deren Strom durch geeignete Vorrichtungen um 90 ° gegen die Spannung des Verbrauchsstromes verschoben wird. Eine solche Vorrichtung ist z. B. in der schweizerischen Patentschrift Nr. 13801 beschrieben und auch in Fig. 4 dieser Patentschrift schematisch angedeutet.

Auf diese Weise entsteht in dem Eisensystem ein Drehfeld, das die Trommel in Rotation versetzt, und zwar um so stärker, je höher bei constantem Strom in den feindrähtigen Spulen D D die Nutzstromstärke in den dickdrähtigen Spulen C C ist.

Die Rotation der Trommel wird in geeigneter Weise auf ein Zählwerk übertragen. Die Aufgabe ist nun, der Trommel F auch dann ein geringes Drehmoment zu geben, wenn die Spulen C C stromlos sind und nur die Spulen DD Strom haben. ■

Um dieser Aufgabe zu genügen, ist bereits vorgeschlagen; worden, aufser den beiden Wickelungen, die den Hauptstrom und den Nebenschlufsstrom führen, eine dritte symmetrisch angeordnete und in. sich selbst kurzgeschlossene Wickelung auf den Eisenkörper des Zählermotors aufzubringen. · Eine solche Kurzschlufswickelung kann durch Einschaltung eines passenden Widerstandes leicht so abgeglichen werden, dafs sie mit der Nebenschlufswickelung allein zusammengenommen ein schwaches Drehungsmoment erzeugt, welches gerade ausreicht, um mit genügender Genauigkeit den Reibungswiderstand in den Lagen der Motorachse und im Zählwerk auszugleichen.

Hierzu genügen einige wenige Windungen W eines beliebigen Drahtes, der an einer Stelle A₁

um den Kranz des Ringes A₁ A₂ A₁ A₂ gewunden und in sich kurz geschlossen ist. Je nach der Lage dieser Windungen in Bezug auf die der Spannungswickelung'.ist der Drehungssinn verschieden. Bringt man nämlich die Kurzschlufswickelung statt bei A₁ bei A₂ an, so kehrt sich der Drehungssinn der Trommel um.

Die Erklärung hierfür ist folgende:

Sind die Windungen bei A₁ offen, so werden unter dem Einflufs der Ströme in den Spulen D Kraftlinienströme I₁ I₂ F₁ I'₂ entstehen , die den durch die Pfeile bezeichneten Verlauf haben und sich in dem Polstück B₁ und B\ genau aufheben. Mit anderen Worten: die Kraftlinien treten nur bei den Polstücken A₂ B\ aus dem äufseren Ringe durch die Kupfertrommel in den inneren Theil E ein und aus ihm aus.

Werden die Windungen W geschlossen, so werden in ihnen Ströme inducirt, die eine drosselnde Wirkung auf den Kraftlinienkreis I₁ ausüben, während die übrigen Kreise unverändert bleiben. Der Kraftlinienstrom I₁ wird daher, ohne wesentlich in seiner Stärke geändert zu werden, eine geringe Phasenverschiebung gegen den Kreis I₉ erhalten (Fig. 2). Die beiden Kraftlinienströme I₁ und I₂ bilden daher jetzt in dem Polansatz B₁ eine Resultante I, die um nahezu 90° gegen I₁ und I₂ in der Phase verschoben ist. Es entsteht somit jetzt neben dem pulsirenden Felde ein ganz schwaches superponirtes Drehfeld, das ein geringes Drehungsmoment auf die Kupfertrommel F ausübt.

Wird die Kurzschlufswickelung statt bei A₁ bei A₂ angebracht, so wird der Kraftlinienstrom I₂ etwas in . seiner Phase verschoben, wie Fig. 3 zeigt; Infolge dessen entsteht jetzt eine Resultante J, die gegen die Resultante in Fig. 2 ungefähr i8o° Phasenverschiebung besitzt. Das bedeutet, dafs die Trommel jetzt das Bestreben hat, umgekehrt zu rotiren.

Diese Einrichtung bringt indessen einen wesentlichen Uebelstand mit sich. Es folgt nämlich aus den angestellten Betrachtungen, dais die Starkstromwickelung in Verbindung mit der ,Kurzschlufswickelung ein Drehungsmoment im entgegengesetzten Sinne zu dem erzeugt, das durch die Schwachstromwickelung und durch die Kurzschlufswickelung erzeugt wird. Denn A₁ liegt zu C C so, wie A₂ zu D D liegt. Soll daher das zusätzliche Drehungsmoment, das die Fehler der Reibung compensiren soll, bei allen Nutzstromstärken dasselbe bleiben, so darf die Nutzstromstärke mit der Kurzschlufswickelung kein Drehungsmoment hervorrufen.

Dies wird nun durch die in Fig. 4 dargestellte Schaltung erreicht. Der Justirwiderstand P₁ P₂, durch den die Kurzschlufswindungen W geschlossen sind, wird zugleich in den Nutzstromkreis eingeschaltet. Man kann alsdann den Justirwiderstand so wählen, dafs die Potentialdifferenz zwischen seinen Klemmen P₁ P₂ von gleicher Gröfse ist, wie die durch den Nutzstrom in den Kurzschlufswindungen W erzeugte elektromotorische Kraft und nahezu entgegengesetzte Phase mit dieser hat. , Man findet dann, dafs die Spulen C C, wenn die Spulen D D stromlos sind, in W keinen Strom induciren.

Nach Fig. 5 setzt sich nämlich die magnetomotorische. Kraft aus H_c und Ht zusammen, wobei H_c von dem Strome in den Spülen C C und Ht von den Strömen in der Kupfertrommel herrührt. Die resultirende magnetomotorische Kraft ist daher H und der entstehende Magnetismus M. Die elektromotorische Kraft in den Kurzschlufswindungen ist um 90 ° gegen M verschoben und hat mithin die Phase E, während die Potentialdifferenz zwischen P₁ P₂ die Phase der Ströme in C C, also die Phase von H_c haben mufs. Man sieht nun, dafs E und H_c nahezu entgegengesetzt gerichtet sind. Man kann auf diese Weise den schädlichen Einflufs der Nutzströme auf die Kurzschlufswindungen aufheben. Um nun die Stromstärke in den Stromschlufswindungen auf das gewünschte Mafs bringen zu können, schaltet man passend noch einen kleinen Justirwiderstand R in deren Stromkreis ein, wie in Fig. 4 angegeben ist. Dieser Justirwiderstand wird in der Regel ebenfalls aus einem kurzen Stückchen Draht bestehen. Man kann daher auch beide Justirwiderstände vereinigen und die Kurzschlufswindungen W durch einen geeigneten Widerstand P₁ P₂ schliefsen, von dem ein Theil P₁ P₃ gleichzeitig in den Nutzstromkreis eingeschaltet ist, wie Fig. 6 als Abänderung von Fig. 4 darstellt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zum Ausgleich der Reibungswiderstände bei Motorzählern für einphasigen oder mehrphasigen Wechselstrom, die auf dem Princip der Inductionsmotoren beruhen und einen ringförmigen Eisenkörper besitzen, auf dem die erregenden Windungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dafs auf dem Eisenkörper des Motors an einer durch den Drehungssinn gegebenen Stelle eine oder mehrere von einem geeigneten Theil des Nutzstromkreises abgezweigte Windungen gewickelt sind, zu dem Zwecke, den Ausgleich von der Stärke des Nutzstromes unabhängig zu machen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.