Drehstrom Vierleiter-Induktionszähler
Es sind Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit drei Triebsystemen und einer gemeinsamen Triebscheibe vorgeschlagen worden, wobei die drei Triebsysteme bezüglich der Triebscheibenachse unter drei gleichen Winkeln angeordnet sind und zur Kompensation der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit ein sternförmiges dreiarmiges Kompensationsblech aus magnetisch leitendem Material in einer Ebene parallel zur Triebscheibe angeordnet ist, dessen Arme ebenfalls unter drei gleichen Winkeln zueinander stehen und welche an den Spannungseisen magnetisch isoliert befestigt sind. Hierbei kann ein festes oder ein verstellbares Kompensationsblech vorgesehen sein, welches entweder am oberen oder am unteren Ende der Spannungseisen gehaltert ist.
Im Laufe der weiteren Entwicklungsarbeiten an derartigen Einscheibenzählern hat sich gezeigt, dass mit der Anwendung des oben erwähnten Kompensationsmittels weitere Einflussgrössen auf die spannungsseitige Drehfeldabhängigkeit einwirken, die die Reproduzierbarkeit der messtechnischen Eigenschaften verschlechtern, so dass bei der Eichung vermehrter Aufwand im Justieren der spannungsseitigen Drehfeldkompensationsmittel erforderlich ist.
Wird durch entsprechende Stellung des spannungsseitigen Drehfeldkompensationsmittels die Drehfeldabhängigkeit des Zählers bei einer bestimmten Temperatur auskompensiert, so tritt bei abweichenden Temperaturen ein zusätzlicher Drehfeldfehler auf, d. h. die vollständige Kompensation des spannungsseitigen Drehfeldfehlers mit Hilfe des erwähnten Kompensationsmitteis ist nur möglich für eine ganz bestimmte und gegebene Temperatur.
Die Gründe für das temperaturabhängige Verhalten des spannungsseitigen Drehfeldfehlers liegen darin, dass im Spannungskreis zwei Effekte gegeneinander wirken, nämlich a) eine elektrische Kopplung zwischen den benachbarten Spannungskreisen auf die Trieb scheibe, welche temperaturabhängig ist, da der ohmsche Widerstand der Triebscheibe, in der die Kopplungsströme fliessen, stark temperaturabhängig ist; b) eine magnetische Kopplung zwischen benachbarten Spannungskreisen durch die Luft, welche weniger temperaturabhängig ist als die unter a) genannte elektrische Kopplung.
Die Kopplungen unter a) und b) weisen umgekehrtes Vorzeichen auf und ihre Differenz wird durch Anpassung der magnetischen Kopplung mit Hilfe des vorerwähnten Kompensationsmittels bzw. sternförmigen Bleches eliminiert. Da die elektrische Kopplung mehr temperaturabhängig als die magnetische Kopplung ist, erfolgt eine vollständige Kompensation des spannungsseitigen Drehfeldfehlers nur bei einer bestimmten und gegebenen Temperatur.
Damit die spannungsseitige Drehfeldabhängigkeit über den ganzen Bereich der praktisch auftretenden Raumtemperaturen vollständig auskompensiert werden kann, muss zwangsweise auch die magnetische Kopplung zwischen den Spannungskreisen benachbarter Trieb systeme mit derselben Temperaturabhängigkeit behaftet werden wie die elektrische Kopplung durch die Triebscheibe. Dies gelingt durch die erfindungsgemässe Massnahme, wonach im Pfad des magnetischen Kopplungsflusses zwischen den benachbarten Triebsystemen in Serie zu den Armen des Kompensationsbleches je ein Stück Wärmelegierung angeordnet ist, welches eine temperaturabhängige Permeabilität aufweist.
In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele schematisch und schaubildlich dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung der Trieb systeme und der Kompensation der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit in Form eines oben an den Spannungseisen fest angeordneten sternförmigen Kompensationsbleches, mit den Wärmelegierungsstücken,
Fig. 2 die Anordnung der Triebsysteme und der Kompensation der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit in Form eines oben an den Spannungseisen verstellbar angeordneten sternförmigen Kompensationsbleches, mit den Wärmelegierungsstücken und
Fig. 3 die Anordnung der Trieb systeme und der Kompensation der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit in Form eines unten an den Spannungseisen fest angeordneten sternförmigen Kompensationsbleches, mit den Wärmelegierungsstücken.
Gemäss den dargestellten Ausführungen sind von den drei Triebsystemen nur deren zwei gezeichnet.
Die drei Systeme sind unter drei gleichen Winkeln, d. h. 1200 bezüglich der Triebschelbenachse 1 zueinander gesetzt. Alle drei Trieb systeme sind genau gleich ausgebildet und bestehen je aus einem Spannungseisen 2, welches oberhalb der Triebscheibe 3, und je einem Stromeisen 4, welches unterhalb der Triebscheibe 3 dem Spannungseisen 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Der Tragrahmen und die Befestigung der Trieb eisen an diesem Tragrahmen sind in der Zeichnung weggelassen. Ebenso sind das Bremssystem und die Strom- und Spannungsspulen weggelassen. Ein Spannungseisen besteht aus einem Rahmen mit zwei Schenkeln 2a, 2b und einem mittleren Kern 2c, dessen Pol 2d seitlich verbreitert ist und mit den Schenkeln 2a, 2b je einen Luftspalt bildet.
Die Stromeisen 4 sind U-förmig und die Pole von deren Schenkeln liegen dem Spannungspol 2d und den beiden Luftspalten gegenüber. Stromeisen und Spannungseisen sind lamelliert. Vom Rücken eines jeden Spannungseisens ist ein massiver Eisenarm 5 unter die Triebscheibe 3 gezogen, dessen unteres Ende zwischen den Stromeisenpolen liegend, den Spannungsgegenpol bildet.
Die Triebscheibe ist von bekannter Bauart; sie ist mittels einer Nabe 3a an der Achse 1 befestigt. Hierbei kann es sich um eine Scheibe handeln, die aus dünnen, mit radialen Schlitzen versehenen und elektrisch voneinander isolierten Aluminiumblättern zusammengeklebt ist, wobei die Schlitze von Blatt zu Blatt regelmässig gegeneinander versetzt sind. Die Scheibe kann aber auch massiv ausgebildet sein und aus einem inneren ringförmigen Scheibenteil und einem dagegen isolierten äusseren ringförmigen Scheibenteil bestehen.
Oemäss der dargestellten Ausführung nach Fig. 1 ist zur Kompensation der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit ein asymmetrisch sternförmiges, dreiarmiges Blech 6 aus ferromagnetischem Material oben an den Spannungs eisen vorgesehen, welches die Spannungsstreuflüsse am Rücken der Spannungseisen 2 symmetrisch miteinander verkettet. Die asymmetrische Sternform des Kompensationsbleches ist deshalb gewählt, um die Triebscheibenachse 1 ungehindert einbauen und bei Reparaturen ohne Schwierigkeiten wieder austauschen zu können.
Das Kompensationsblech 6 ist an den Enden seiner Arme durch Schrauben 7 mit den oberen Enden der Gegenpole 5 an den Spannungseisen 2 befestigt.
Zwischen den Enden der Arme des Kompensationsbleches und dem oberen Ende der Gegenpole 5, d. h. im Pfad des magnetischen Kopplungsflusses zwischen benachbarten Trieb systemen ist je ein Stück Wärmelegierung 8 angeordnet bzw. befestigt. Die Wärmelegierungsplättchen 8 weisen eine starke, von der Temperatur abhängige Permeabilität auf. Mit steigender Temperatur wird die magnetische Leitfähigkeit der Wärmelegierung schlechter. Durch Anpassung der Menge Wärmelegierung gelingt es, den magnetischen Kopplungsfluss zwischen den Spannungskreisen benachbarter Triebwerke auf die gleiche Weise temperaturabhängig zu machen wie die elektrische Kopplung.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 handelt es sich ebenfalls um ein sternförmig ausgebildetes Kompensationsblech am oberen Ende der Spannungseisen.
Dieses Blech 9 ist verstellbar und wie folgt ausgebildet und angeordnet: Das sternförmige, dreiarmige Blech 9 besitzt einen kreisringförmigen Mittelteil, durch dessen Loch 9a das Oberlager der Scheibenachse 1 zugänglich ist, und drei Arme, welche je drei gleiche Winkel, also 1200 zueinander einschliessen.
Jeder Arm weist einen seitlichen, in eine Spitze auslaufenden Lappen 9b auf und das Blech ist aussen durch eine Kreislinie begrenzt, deren Radius wenig kleiner ist als der Abstand der Spannungseisen von der Mitte der Triebscheibenachse. Zur Kopplung des Kompensationsbleches mit den Spannungseisen stehen die Gegenpole 5 mit einem Lappen 5a (Fig. 2) über die Spannungstriebeisen 2 hinaus etwas vor und bilden dadurch je eine Kopplungsfläche. Das Kompensationseisen ist magnetisch isoliert und mit jedem Arm zwischen einem nicht gezeigten Messingplättchen und einer Messingbride 10 durch Haftreibung gehalten. Die Plättchen und Briden 10 sind je mit Schrauben 11 an die Gegenpole 5 angeschraubt.
Das Kompensationsblech kann so eingeschwenkt werden, dass die Lappen 9b je nach Bedarf nach links oder nach rechts weisen, und die Kopplung ist durch mehr oder weniger starkes Einschwenken der Lappen einstellbar. Durch dieses Kompensationsblech kann ein drehleldabhängiger Fehler, der nur bei kleiner Last störend auftritt, einstellbar kompensiert werden.
Die Wärmelegierungsplättchen 8 sind zwischen den Messingplättchen und den Briden 10 einerseits sowie den Gegenpolen 5 an den Spannungseisen andererseits durch die Schrauben 11 befestigt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist das die Spannungs eisen verbindende Kompensationsblech 12 am unteren Teil der Spannungseisen 2 angeordnet und befestigt, und zwar an den Spannungspolen 2d eines jeden Spannungseisens 2. Das Kompensationsblech 12 ist - ebenfalls wie dasjenige nach Fig. 1 - asymmetrisch sternförmig, jedoch mehrteilig ausgebildet, indem dessen Enden mit je einem abgewinkelten Befestigungsbügel 13 verbunden sind, die ihrerseits durch Schrauben 14 an den Spannungspolen 2d festsitzen. Der zentrale Teil des Kompensationsbleches 12 ist durch magnetisch nichtleitende Schrauben 15 mit den der Scheibenachse 1 zugekehrten Enden der Bügel 13 verbunden.
Um die Grösse der magnetischen Kopplung der Spannungstriebflüsse verändern zu können, kann zwischen den Befestigungsbügeln 13 und dem diese Befestigungsbügel verbindenden Teil 12 ein magnetisch nichtleitendes Distanzierblech 16 von geeigneter Dicke, z. B. ein Messingstück, eingefügt sein.
Es ist auch möglich, ein Kompensationsblech zu verwenden, das nicht aus mehreren Teilen, sondern nur aus einem Teil besteht. In diesem Fall wird das magnetisch nichtleitende Distanzierblech 16 zwischen den Spannungspolen 2d und den an diesen Spannungspolen befestigten Kompensationsblechteilen vorgesehen und mittels Schrauben 14 aus magnetisch nichtleitendem Material mit den Spannungspolen 2d verbunden.
An der Verbindungsstelle des zentralen Teiles 12 des Kompensationsbleches mit den Bügeln 13 ist je ein Wärmelegierungsplättchen 17 zusammen mit dem Messingplättchen 16 eingespannt. Bei der erwähnten einteiligen Ausführung des Kompensationsbleches wären die Wärmelegierungsplättchen 17 - zusammen mit den Plättchen 16 - zwischen den Spannungspolen 2d und den an diesen befestigten Armenden des Bleches 12 anzuordnen.