Anordnung zur Beseitigung von Fehlerdifferenzen zwischen induktionsfreier und induktiver Belastung von InduktionszÏhlern.
Man kann bei Induktionszählern die durch die sogenannte Stromdämpfung hervorgerufenen Minusfehler im Bereich grösserer ZÏhlerlasten durch einen sogenannten Stromvor- trieb ausgleichen. Dieser Ausgleich wirkt aber nur bei einer bestimmten Phasenversehiebung zwischen Strom und Spamung richtig. Ist also beispielsweise der Zähler auf Fehlerfrei- heit bei induktionsfreier Belastung ausgegli- chen, dann ergeben sich bei indutktiver Belastung Plusfehler, weil hier der Stromvor- trieb proportional zu dem der Leistung entsprechenden Zählerdrehmoment grosser ist als bei induktionsfreier Belastung.
Für induktive Belastung ist also der Minusfehler des ZÏhlers durch den Stromvortrieb iiberkompensiert und dadurch ergeben sich die Fehlerclifferenzen zwischen induktionsfreier lmd induktiver Belastung.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Fehlerdifferenz zu beseitigen. Erfindungsge- mal3 sind Mittel vorgeselien, die bei zunehmen- dem Zählerlaststrom eine zunehmende Verminderung des 90 -Winkels zwischen dem Spannungs-und Stromtriebfluss der innern Abgleiehung des Zählers bewirken.
Bei richtiger innerer Abgleichung ist bei induktions- freier Belastung bekanntlich der Spannungs- triebfluss des Spannungseisens um 90 elektrisehe Grade gegen den Stromtriebfluss des Stromeisens in der Phase verschoben. Eine sogenannte Unterverschiebungo tritt ein, wenn dieser Winkel kleiner als 90 wird. Mit- tel zur Erzielvng einer Unterverschiebung sind an sich bekannt, doch ergeben diese praktisch unabhängig vom Laststrom stets die gleiche Unterverschiebung .
Eine mit zuneh mendem Laststrom zunehmende Unterver- schiebung wird erfindnngsgemalss durch nicht proportional mit dem Laststrom wirkende Mittel erzeugt, indem man zum Beispiel die Sättigung eines Eisenpfades ausnützt, oder in den Abgleichsstromkreis einen nicht linearen Widerstand einschaltet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Eisenpfad des Stromeisens in einen schmäleren und einen breiteren, mit einer Kurzschlusswicklung belasteten Parallelpfad gegabelt, bei solcher Quer- schnittsbemessung, dass das Eisen des schmaleren Parallelpfades bei zunehmendem Laststrom sich zu sättigen beginnt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeiehmmg näher erläu- tert. In Fig. 1 ist 1 ein Stromeisen eines Induktionszählers mit Hauptstromwicklungen 2, 3. Durch 4 ist der Spannungsmagnet mit dem Spannungspol 5 und dem zwischen die Stromeisenschenkel 6, 7 greifenden Rüekschlussteil 8 angedeutet. Der nicht dargestellte, in dem Spalt 9 laufende Anker bewege sich in der Pfeilrichtung.
Die Spule 3 hat weniger Windungen als die Spule 2, so dass ein Stromvortrieb in der Pfeilrichtmg entsteht. Natürlich können auch andere Mittel zur Erzielung eines Stromvortriebes, zum Beispiel unsymmetrische Anord nung des Stromeisens oder dergleichen, angewendet werden. Bei 10 ist der Eisenpfad des Stromeisens 1 in einen schmäleren 11 und einen breiteren Parallelpfad 12 unterteilt. Der Parallelpfad 12 ist durch eine Kurzschlusswindung 13 belastet. Der Stromvortrieb ist so abgeglichen, dass sich bei induktionsfreier Belastung möglichst kleine Fehler ergeben.
Die Anordnung wirkt folgendermassen : Je grosser der die Spulen 2 und 3 durchfliessende Laststrom ist, um so stärker werden auch die Parallelpfade 11, 12 magnetisiert. Der schmälere Pfad 11 beginnt sich beispielsweise im Nennstrombereich zu sättigen, so dass also bei zunehmendem Laststrom proportional mehr Kraftlinien durch den belasteten Pfad 12 übertreten, mit der Folge, dass der Stromtriebfluss dem Laststrom mehr und mehr in der Phase nacheilt. Dadurch ergibt sich bekanntlich eine sogenannte Unterverschie- bung der innern Abgleichung. Dies ist, was ebenfalls bekannt ist, bei induktionsfreier Be- lastung ohne nennenswerten Einfluss auf die Messgenauigkeit.
Dagegen führt sie bei induk- tiver Belastung zu negativen Messfehlern, die sich um so stärker bemerkbar machen, je mehr der Laststrom der Netzspanomg nacheilt. Die Anordnung würde also an sich, wenn der Stromvortrieb nicht vorhanden wäre, zu Minusfehlern bei induktiver Belastung führen. Da nun aber, wie eingangs er wähnt, der bei induktiver Belastung relativ zu grosse Stromvortrieb Plusfehler bewirkt, die, nebenbei bemerkt, annähernd quadratisch mit dem Laststrom ansteigen, kann die Anordnmg so abgeglichen werden, dass sich die genannten Minms-und Plnsfehler bei induktiver Belastung aufheben. Damit verschwinden die Fehlerdifferenzen zwischen induktionsfreier und induktiver Belastung.
In Fig. 2 ist im wesentlichen die gleiche Anordnung dargestellt. Hier wird jedoch der Stromvortrieb durch teilweise Abschattung der Pole des Stromeisens mittels Kurzschluss- brillen 14 herbeigeführt.
In Fig. 3 wird die Wirkung der Kurzschlusswindungen 13, 14 gemäss Fig. 2 dadurch zusammengefasst, dass man die Gabelung 10 des Eisenpfades des Stromeisens an die Strom eisenpole verlegt, die dadurch einen schmä- leren Zinken 11 und einen breiteren, durch eine Kurzschlusswindung 13 belasteten Zinken 12 erhalten.'Die Kurzschlusswindung 13 erzeugt dabei nicht nur den Stromvortrieb, sondern wegen der Sättigung des Zinkens 11 auch die oben beschriebene Unterverschie- bung¯ mit zunehmendem Laststrom.
Lässt man auf der reehten Seite der Fig. 3 die gestrichelt angedeutete Gabelung und die Kurzschlussbrille weg, so dass also nur noch der auf der Anlaufseite liegende Schenkel 6 des Stromeisens gegabelt ist, dann ergibt sich auch noch mit zunehmendem Laststrom ein mehr als proportionales Anwachsen des Zählerdrehmoments, weil bei zunehmendem Laststrom infolge Sättigung des Zinkens 11 der Stromtriebfluss mehr auf den Zinken 12 sich verlagert und dadureh der Polschwerpunkt des Stromeisenpols den Spannungsmagnetpol 5, 8 näher rückt. Dadurch wird nach bekannten Gesetzen der sogenannte Drehmomentsfaktor vergrössert, und dadurch wächst, wie oben angegeben, das Drehmoment mehr als proportional mit der Leistung an.
Man kann auf diese Weise bei richtiger Abgleichung die Fehlerkurve im Grosslastbereich noch weiter verbessern. Es empfiehlt sich, wie in Fig. 3 dargestellt ist, den Zinken 11 etwas länger zu machen als den Zinken 12, um den magneti- schen Widerstand des schmäleren Parallelpfades entsprechend zu verkleinern, wd um dem Stromtriebfluss die Tendenz zu geben, bei klei- neren Lastströmen den Zinken 11 zu bevorzugen.
Die Erfindung kann analog angewendet werden, wenn der Zähler keine Fehlerdiffe- renzen zwischen induktionsfreier und kapazitiver Belastung haben soll. In diesem Fall ist die Kurzschlusswindung 13 durch eine an einen Kondensator angeschlossene Wieklung zu ersetzen.