PL22069B1 - Urzadzenie regulacyjne w indukcyjnych przyrzadach pomiarowych pradu bezmocnego. - Google Patents

Description

W indukcyjnych przyrzadach pomiaro¬ wych pradu bezmocnego kat przesuniecia miedzy czynnym strumieniem napiecio¬ wym i czynnym strumieniem pradowym w przypadku, gdy wspólczynnik mocy sieci czyli cos 99 ^= 1, winien wynosic 0° wzgled¬ nie 180°, co powinno byc uwzglednione w budowie przyrzadów pomiarowych, azeby przy jakimkolwiek innym wspólczynniku mocy wykazywaly wartosci rzeczywiste.Znane sa przyrzady pomiarowe pradu bezmocnego, w których uzywa sie specjal¬ nego ukladu polaczen, polegajacego na do¬ borze takich napiec, aby w przypadku sto¬ sowania normalnych lub niewiele zmienio¬ nych mechanizmów napedowych w przy¬ rzadach pomiarowych pradu mocnego u- czynilo sie zadosc powyzszemu warunko¬ wi. Przyrzady te posiadaja te wade, ze sa zalezne od pola wirujacego i z tego powo¬ du np. liczniki winny byc przylaczane z zachowaniem okreslonego kierunku pola wirujacego.Tej zasady nie mozna zastosowac przy wyrobie jednofazowych przyrzadów po¬ miarowych pradu bezmocnego.Z tego powodu stosowano inne uklady, które przy uzyciu wlasciwego napiecia czynily zadosc wymaganym warunkom. Je¬ den z tych ukladów polega na tern, ze przed cewka napieciowa wlaczony zostaje opornik, równolegle zas do cewki prado¬ wej zostaje wlaczony opornik omowy.Stwierdzono, ze uklad tego rodzaju dajezupelnie dobre wyniki, lecz posiada on wa¬ de, polegajaca na koniecznosci zastosowa¬ nia \ir2adfcenia regulacyjnego do induk¬ cyjnego ^yrdwjiania ^przyrzadu. Wyzej wymienione urzadzenie regulacyjne, o ile moznosci, nie powinno zmieniac momentu obrotowego przy obciazeniu nominalnem; innemi slowy, czynne czyli napedowe stru¬ mienie powinny podczas regulowania pozo¬ stawac niezmienione, przyczem moze sie zmieniac tylko kat fazowy miedzy temi strumieniami.Wyrównanie indukcyjne w przypadku zastosowania tego zasadniczego ukladu po¬ laczen moze byc uskutecznione przez zmia¬ ne oporu, wlaczanego równolegle do cew¬ ki pradowej, lub przez dolaczanie wzgled¬ nie wylaczanie oporu omowego w obwo¬ dzie napieciowym. Pierwszy sposób regu¬ lowania jest bardzo niepozadany, zwla¬ szcza przy wiekszych natezeniach pradu* Obydwa sposoby zas posiadaja te wade, ze powoduja zmiany czynnych czyli nape¬ dowych strumieni, a wskutek tego i zmia¬ ny nastawienia w przypadku obciazenia nominalnego. Utrudnia to znacznie cecho¬ wanie przyrzadu.Wynalazek niniejszy dotyczy polacze¬ nia, nie posiadajacego tej wady. Wedlug wynalazku cewka napieciowa posiada za¬ czep, który wraz z koncem uzwojenia cew¬ ki napieciowej jest polaczony poprzez o- porniki z wlasciwym opornikiem dodatko¬ wym, przyczem co najmniej jeden z tych oporników daje sie regulowac.Przez odpowiedni dobór oporników o- raz stosunku liczby zwojów cewki napie¬ ciowej do liczby zwojów odgalezionych o- siaga sie to, ze faza czynnego strumienia napieciowego zmienia sie w stosunku do napiecia na zaciskach dosc znacznie, przy¬ czem wielkosc strumienia zmienia sie tyl¬ ko niewiele. Nadmienic nalezy przytem, ze zmiana fazy czynnego strumienia napie¬ ciowego o 1 stopien, w przypadku wspól¬ czynnika mocy sieci cos q = 0,866 oraz w przypadku prawidlowo nastawionego przy¬ rzadu pomiarowego pradu bezmocnego, wywoluje blad, wynoszacy okolo 3%.Zmiany katowe, które trzeba wywolac, ry¬ sunkowo biorac, nie sa zbyt duze. Z tego powodu dla wyrazistosci w wykresach przedstawiono stosunki w sposób nieco znieksztalcony.Fig. 1 przedstawia zasadniczy schemat polaczen przyrzadów pomiarowych pradu bezmocnego, zaopatrzonych w dodatkowy opornik przed cewka napieciowa i w opor¬ nik równolegly do cewki pradowej. Cyfra 2 oznacza cewke napieciowa, cyfra 1 — jej dodatkowy opornik, cyfra 4 — cewke pradowa, a cyfra 5 — opornik, równolegly do tej ostatniej. Fig. 2 przedstawia zasad¬ niczy wykres wektorowy ukladu polaczen.Lin ja OP przedstawia wektor napiecia na zaciskach. Linja OQ przedstawia sklado¬ wa napiecia na dodatkowym oporniku 1, a linja QP — skladowa napiecia na cewce napieciowej 2. Linja OR oznacza czynny strumien napieciowy. Natezenie pradu sie¬ ci przyjeto w fazie wraz z napieciem sieci i przedstawiono jako wektor OS. Prad sie¬ ci dzieli sie na dwa prady skladowe OT = «/4 i OU = J5. Prad J5 przeplywa przez równolegly opornik 5, prad zas J4 przeplywa przez cewke pradowa 4. Jest rzecza zrozumiala, ze przez odpowiednie wyrównanie prad w cewce pradowej, a wskutek tego i strumien pradowy wraz z czynnym strumieniem napieciowym moz¬ na doprowadzic do zgodnosci faz, lub w razie odwrócenia czynnego strumienia na¬ pieciowego o 180° — do odwrotnosci fa¬ zowej. Jesli strumienie nie sa dokladnie w fazie z pradami, co zwykle zachodzi wsku¬ tek strat w zelazie, wówczas pomimo to nalezy wyrównanie dokonywac tak, aby warunki dla strumieni napedowych byly ^dopelnione. Dla uproszczenia przyjeto na fig. 2, ze strumienie wraz z wytworzonemi pradami znajduja sie dokladnie w fazie.Na fig. 3 przedstawiono przyklad ukla- — 2 -du polaczen wedlug wynalazku. Cewke pradowa i równolegly opornik oznaczono odpowiednio cyframi 4 oraz 5 jak na fig. 1.Wlasciwy opornik dodatkowy obwodu na* piecioWegO lezy miedzy punktami A i B.Inny opornik omóWy znajduje sie miedzy punktami B i C. Cfewka napieciowa CF po¬ siada zaczep D, który przez dodatkowy o- pornik jest polaczony z punktem B Opór* niki na fig. 3 oznaczono literami R19 R2 i R31 odpowiednie prady zas oznaczono li* terami Jt1 wzgledhie J\, J2 i J3. Przytem przyjeto, ze opornik R2 daje sie regulo¬ wac. Na fig. 4 i 5 przedstawiono dwa wy¬ kresy dla obwodu napieciowego i dwóch róznych wartosci oporu, nastawionych w oporniku R2. W celu zwiekszenia przejrzy¬ stosci wykresów, poczyniono kilka upro¬ szczen, które jednak nie zacieraja zasad¬ niczego obrazu. Pierwszy wykres wekto¬ rowy odnosi sie do przypadku, w którym opornik R2 jest wylaczony; wówczas opór opornika R2 = od, J2 = O, a Jt = Jt.Wykres ten przedstawiono na fig. 4; odpo¬ wiada on tej czesci wykresu na fig. 2, któ¬ ra w postaci wektora przedstawia obwód napieciowy. Sposób przedstawienia jest tylko nieco odmienny. Punktem wyjscio* wym jest napiecie, indukowane w cewce napieciowej FD. Punkty koncowe wekto¬ rów posiadaja te same oznaczenia co punk¬ ty na fig. 3, miedzy któremi mozna mie¬ rzyc odnosne napiecia.Dla uproszczenia przyjeto, ze omowy opornik cewki napieciowej tworzy jedna calosc z opornikiem dodatkowym.Napiecie DF przedstawiono jako opóz¬ niajace sie o 90° w stosunku do strumienia napieciowego FG = &E. Prad FH = Jx jest przesuniety w stosunku do napiecia o mniej niz 90°, poniewaz w zelazie cewki napieciowej sa do pokrycia straty. Prad J1 powoduje w omowych opornikach Rx i R3 spadek napiecia DA, równolegly do wektora pradowego. Lin ja AF oznacza na¬ piecie sieci lub napiecie na zaciskach, przy¬ laczone do obwodu napieciowego, Slru* mien napieciowy opóznia sie Wzgleddm na¬ piecia ha zaciskach o kat \p.Na fig. 5 przedstawiono wykres wekto¬ rowy, dotyczacy pfzypadku, w którym za¬ laczony opornik omowy R2 poaiada opór o okreslonej wartosci, Pfzfcz afflian* oporu opornika R2 mozna uskuteczniac regulacje indukcyjnosci. W czesci CD uzwojeni* cewki napieciowej jest indukowana W kaz* dym przypadku sila elektromotoryczna przez glówna czesc cewki DF. Oznaczono ja na fig. 3 linja FK, przyezem faza jej o- póznia sie o 90° w stosunku do strumienia FG =fyE- Sila elektromotoryczna wytwa¬ rza w obwodzie pradu DCB prad, który opóznia sie w stosunku do wywolujacego go napiecia. Prad ten oznaczono linja FL = J2. Prad tett powoduje w cewce na¬ pieciowej DF prad o przeciwnym kierun^ ku FL, oznaczony litera J'2 Wifclkofic je¬ go stoi do J2 w odwrotnym stosunku do liczb zwojów. Prad J2 wraz z pradem JA stanowi faktyczny prad FM = J\, prze¬ plywajacy w rzeczywistosci przez cewke.Prad ten przeplywa równiez przez opornik Rv W oporniku R3 zas plyffife suma pra¬ dów J2 i J\. Napiecie FD przyjeto tej sa- iftej wielkosci CO i na fig. 4. Wskutek tego równiez strumien &E pozostaje niezmie¬ niony. Chcac teraz ustalic napiecie na za¬ ciskach, nalezy do napiecia FD dodac o- mowy spadek napiecia w R3. Spadek ten dany jest przez wektor DB = J3RS. Do tego dochodzi jggzCze omowy spadek na¬ piecia J'1R1 = BA*. Wektor napiecia na za¬ ciskach równy jest teraz FA\ Kat fazowy miedzy napieciem BA' na zaciskach i stru¬ mieniem napieciowym wynosi ip: Jest rze¬ cza zrozumiala, ze przez odpowiednie do¬ bieranie oporów wielkosc napiecia na cew¬ ce napieciowej mozna utrzymywac na jed¬ nej wysokosci i ze zmienia sie tylko jej po¬ lozenie fazowe w stosunku do napiecia na zaciskach.Stosunki te nie sa zbyt latwe do ujecia. — 3 -Teoretyczne wywody potwierdzaja jednak wyniki doswiadczen, gdyz przez zmiane oporu opornika R2 od wartosci 0 do co przy kacie fazowym w sieci 90°, to znaczy przy cos obrotowy zostal zmieniony tylko o okolo 0,2%, podczas gdy przy kacie fazowym 30°, to znaczy cos cp = 0,866 wzglednie sin cp = 0,5, zmiana momentu obrotowego wynosila okolo 20%. Ta wielka zmiana momentu obrotowego polega w wiekszosci na zmianie kata fazowego miedzy czynne- mi czyli napedowemi strumieniami.Doswiadczenia wykazaly, ze dzieki te¬ mu ukladowi polaczen zaleznosc od cze¬ stotliwosci i napiecia zmienia sie tylko w bardzo malym stopniu. Równiez blad, spo¬ wodowany wplywem temperatury, nie wy¬ wiera prawie zadnego wplywu. Sposób re¬ gulowania przedstawia bardzo powazny postep techniczny.Urzadzenie to nadaje sie do zastosowa¬ nia zarówno do liczników jednofazowych, jako tez do liczników wielofazowych. Za¬ stosowanie to nie ogranicza sie do liczni¬ ków, ale mozna je rozszerzyc równiez do¬ brze na watomierze indukcyjne, sluzace do mierzenia obciazenia bezmocnego. Regu¬ lowanym dodatkowym opornikiem moze byc albo opornik R2 albo opornik i?3. Moz¬ na go wykonac róznemi sposobami, nalezy jednak w ten sposób to zrobic, zeby, bedac pod napieciem, nie stanowil on zródla nie¬ bezpieczenstw dla obslugi. Opornikiem re¬ gulowanym moze byc opornik o opornosci wylacznie omowej, lecz mozna zastosowac równiez opornik indukcyjny, np. regulo¬ wana cewke dlawiaca. Moznaby równiez zastosowac kondensator w polaczeniu z samym opornikiem lub z opornikiem i cew¬ ka dlawiaca. We wszystkich tych ukladach nalezy uwazac na to, aby napiecie, indu¬ kowane w czesci cewki napieciowej FD, powodowalo skladanie sie spadków napie¬ cia, wystepujacych w opornikach i?x i i?3, z napieciem tej cewki, tworzac napiecie na zaciskach w ten sposób, by napiecie cewki w stosunku do napiecia na zaciskach zmie¬ nialo sie tylko co do polozenia fazowego, a nie co do wielkosci. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Urzadzenie regulacyjne w indukcyj¬ nych przyrzadach pomiarowych pradu bez¬ mocnego, zaopatrzone w dodatkowy opor¬ nik, wlaczony do obwodu napieciowego, oraz w opornik, równolegly do cewki pra¬ dowej, znamienne tem, ze cewka napiecio¬ wa posiada zaczep i ze zarówno ten za¬ czep jak i koniec cewki napieciowej sa po¬ laczone poprzez opornik z wlasciwym o- pornikiem dodatkowym, przyczem co naj¬ mniej jeden z tych oporników mozna re¬ gulowac. Landis & Gyr S. A. Zastepca: Dr. techn. A Bolland, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 22069. n. u mflsim—i (IW] 5 a, A (W mm kwwwn 7%./ fig.3 Druk L. Boguslawskiego i Ski, "Warszawa PL