DEP0008493DA - Ferraris-Meßwerk mit Frequenz- und Temperatur-Ausgleich - Google Patents

Description

M ETRAWATT

AKTIENGESELLSCHAFT

PA-Ur. 5/48

Ferraris-Hie sswerk mit Frequenz-und Temperatur-Ausgleich.

Bs ist allgemein bekannt, dass ferraris—Kesswerke zum Lessen elektrischer Leistung prinzipiell mit einem Prequenfeliler behaftet sind, der in Abhängigkeit von Tangens des Phasenwinkels des zu messenden Kreises sfcehb. Der Teil der Temperatur-Abhängigkeit, der durch Erwärmung der Wicklungen ge geben ist, wirkt sich in gleicher "'"eise aus wie der Frequenzfehler, sodass auch hier der fehler bei grossen Phasenwinkel!! in erheblichem lü^asse zunimmt. Diese iiängel, die bisher nicht abgestellt werden konnten, haben dazu geführt, dass das Ferraris-idesswerk in steinendem iüasse durch andere L'Iessv/erke ersetzt wurde, obwohl es für hohe Drehmomente, wie sie z.B, für Schreiber zur Erzielung ausreichender Lessgenauigkeit gebraucht werden, den erheblichen Vorteil eines sehr geringen Eigenverbrauches hat.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf °ine Einrichtung, welche es nunmehr ermöglicht, die PrequenzaDnangiskeit des Perraris-llesswerkes unabhängig vom Phasenwinkel oes zu messenden Kreises auf.die von den YDE-RegeIn allgemein geforderte Genauigkeit zu bringen, bzw. _idiese im Bedarfsfälle noch zu übertreffen (siehe YDE 0410 § 26). Durch besondere Gestaltung der Einrichtung ist es ausserdern möglich, den Temperaturfehler in gleicher ,'/eise herabzumindern.

Es sind bisher nur Littel bekannt, den Feillerverlauf für einen bestimmten eng begrenzten Sereicli von Phasenwin]:eln im zu messenden Kreise in die gewünschten Grenzen zu bringen, Sie bestehen z.B. darin, den Gcsarati'luss in Spa.mungsstator in verschiedener V.'_eise in Triebfluss und Streufluss zu spalten, jedocn hut eine derartige i'iassnahme immer zur Folge, dass dio Ifehlerkurven für andere Phasenwinkel umso schlechter werden.

Im folgenden wird der Lö'suugsweg für die umiassende ITrequenn- und Temperaturkompensation, die Gegenstand der Erfindung ist, gegeben;

Um Wirkleistung fehler±rei messen zu können, muss ein Perraris-Äiesswerk so justiert sein, dass α ie wirksamen Flüsse im Strom-und Spannungsstator für den !''all, dass der Phasenwinkel im zu nessenden Ure is 0° ist, um 90° in der Phase verschoben sind« i3ei I^re^uensänderung ändert sich nun der Winkel zwischen den wirksamen !flüssen dadurch, dass sich im Spannungspfad das Verhältnis von i->lind-urid «»'irketrom vt schiebb und sich somit der Scheinstrom nach Grosse und Eic tung ändert, während lic ^trouipfad die Terhält-'iisse nahezu

METRAWATT

AKTIENGESELLSCHAFT

PA-Hr. 3/48

konstant bleiben. Die Änderung der G-rösse des Scheinstromes wirkst sich dabei als ein Anzeigefehler aus, der unabhängig vom Phasenwinkel des zu messenden Kreises ist, während die^ Änderung der Phasenlaage des Sehe ins tr ο ines einen vom 'lange© des Phasenwinkels des zu messenden Kreises abhängigen .Fehler gibt. Auch der Temperatürfehler entsteht durch Verschiebung des Verhältnisses voxi -^lind-zu ."/irkstrom und tritt daher in der gleichen 7/eise in Erscheinung. Diese Winke lande rung ist also die Ursache für die Abhängigkeit des -Frequenz-und Temperaturfehlers vom üJangens des Phasenwinkels des zu messenden Kreises.

Gegenstand der Erfindung ist der Einsatz von Mitteln, die den Winkel zwischen den wirksamen flüssen bei li'requenz-und Temperatur-Änderung innerhalb geforderter Grenzen konstant halten. Solche Mittel sind iCornpensationsglieder, deren Scheinstrom sich nach Richtung und G-rösse unter Prequenz-und Temperatur—Einfluss so ändert, dass der unerwünschten Phasendrehung der wirksamen Flüsse entgegengewirkt wird. Sie lassen sich als Kombinationen aas Kapazitäten, Induktivitäten, temperaturabhängigen und konstanten ohmschen Widerständen herstellen. Zwei besonders einfache Beispiele solcher Kompensationsglieder zeigen Pig. 1 und 2, die für Reihenschaltung mit der Spaimungsspule gedacht sind. Dazu ist die Schaltung i'ig. 1 so abgeglichen dass die Resonanzfrequenz des Kompensationsgliedes oberhalb des zu regelnden Bereiches liegt, während sie im Beispiel Fig.2 unterhalb desselben liegen muss· Die sjchaltung Pig. I ist wegen der zur Verwendung kommenden kleineren Kapazität und Induktivität besonders vorteilhaft. Die olimsclien //iderstäiiäe 11 in den Konpensetionsgliederxi können zum Justieren benutzt werden und dienen gleichzeitig, ganz oder teilweise aus temperaturabhängige ni Ii'iaterial hergestellt, zum Ausgleich des besprochenen Temperaturfehlers.

Mach dem vorliegenden Erfindung gedanken ist es gleichgültig, mit welcher Kombination aus frequenz-und temperaturabhängigen Schaltelementen gearbeitet wird. Es lassen sich z.B. auch Kompensationsglieder ausfuhren., die mit der Stromspule in Reihe oder mit Strom-und Spannungsspule parallel geschaltet den gleichen Zweck erreichen.

Kondensatoren in solchen Messchaltungen sind einer Gefährdung durch Stosswellenbelastung (z.B. Blitzschlag) ausgesetzt, und daher unbeliebt. Diesem TIa ent eil wird durch eine Massnahme, die ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, entgegengewirkt, indem das Kompensationsglied zwischen zwei schützende Induktivitäten eingebettet wird. i'ig. 5 zeigt dazu ein Beispiel, in welchem dieseirzwischen die getrennten 7/icklungen eines Stators zu liegen kommt· Derselbe Zweck lässt sich natürlich auch erreichen, ;;:enn eine geecnlossene Wicklung öazu angezapft, oder wenn bei Vervieniiiig der Eeihensciialtung (Pig. 2) der Kondensator swisenen Induktivität des Kompensationsgliedes und des Stators gelegt wird.

METRAWATT

AKTIENGESELLSCHAFT

PA-Br. 3/48

Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei anseilenden, sondern in gleicher Weise bei umlaufenden u'erraris-kessv/erlien, wie z.B. bei Sählern, zur Anwendung j_el>racht werden, -bei diesen v/ird dem Vorhandeneein de:, bestehenden irequeiizfehlers, bisher noeh Iceine Lintel zu seiner .Beseitigung bekannt

da

waren, dadurch Rechnung getragen, dass man ihre Q-enaui^keit mit einer formel definiert, in die u.a. der 'j?aii_cens winkeis des zu inessenaan Preises als !''airtor eingeht Yi)E 0418), ein Sachverhalt, der den duren die Erfindung reichten Fortschritt besonders deutlich kennzeichnete

des Phasen-(siehe tr-

Claims (5)

METRAWATT AKTIENGESELLSCHAFT PA-IIr9 3/48 Pa tentanspriiche.

1.) Ferraris-Messv/erk, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spannungs-oder Strompfad oder in beide,^. ein oder mehrere frequenzabhängige Glieder eingefügt und so bemessen sind, dass bei Frequenzänderung der Phasenwinkel zwischen den wirksamen Flüssen des Spannungs-und Stromstators innerhalb geforderter Grenzen konstant bleibt.

2*) Ferraris-Messwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das frequenzabhängige Glied dargestellt wird durch eine Parallelschaltung aus Kapazität und Induktivität, der wahlweise ein ohnischer Widerstand parallelgescrjaitet werden kann»

3.) Ferraris-Messwerk nach Anspruch I^ de durch gekennzeichnet, dass das frequenzabhängige Glie'.I dargestellt wird durch eine Reihenschaltung aus Kapazität und Induktivität, der wahlweise ein ohmscher Widerstand parallelgeschaltet v/erden kann.

4.) Ferraris-Messy/erk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die frequeiizabhängigen ülieäer uit temperatur abhängigen und unabhängigen ohnischeii Widerständen kombiniert werden.

5.) Ferraris-Lesswerk nach Anspruch 1 bis A_f dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren der frequeiizabhängigen Glieder zwischen ζ ,'ei Induktivitäten gelegt werden.