Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler
Die Erfindung betrifft einen Drehstrom-Vierleiter
Induktionszähler mit drei Trieb systemen und einer gemeinsamen Triebscheibe, wobei die drei Triebsysteme bezüglich der Triebscheibenachse unter gleichen Winkeln angeordnet sind und je ein mit einem Gegenpolarm versehenes E4örrniges Spannungseisen und ein letzterem auf der anderen Seite der Scheibe gegenüberliegendes U-förmiges Stromeisen aufweisen, und wobei zur Vermeidung einer spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit Kompensationsmittel vorgesehen sind, welche bewirken, dass die magnetische Streuflusskopplung zwischen den Triebsystemen die zwischen denselben in der Trieb scheibe bestehende elektrische Kopplung kompensiert.
Unter der spannungsseitigen Drehfeldabhängigkeit wird dabei bekanntlich die Abhängigkeit der Zähleranzeige von der Vertauschung zweier Drehstromphasen beim Anschluss des Zählers verstanden. Bei den früher vorgeschlagenen Zählern ist als Kompensationsmittel eine magnetisch gut leitende Verbindung zwischen den Spannungseisen der drei Trieb systeme vorgesehen, wodurch es gelingt, der Streuflusskopplung einen gut definierten, der elektrischen Kopplung entsprechenden Wert zu geben, welcher bei der Eichung des Zählers genau eingestellt wird. Die Streuflusskopplung und die elektrische Kopplung ergeben bekanntlich bei richtig dimensioniertem Innendurchmesser der Triebscheibe einander entgegengesetzte, asynchrone Drehmomente, worauf die Möglichkeit der Kompensierung beruht.
Bei Anwendung einer der früher vorgeschlagenen Ausführungen einer magnetisch gut leitenden Verbindung zwischen den Spannungseisen der Triebwerke, ergibt sich eine störende Abhängigkeit des Kompensationseffektes von der Höhenlage der Triebscheibe im Triebluftspalt zwischen Spannungsund Stromeisen, was infolge der unvermeidbaren Montagetoleranzen bei der Eichung eine zeitraubende Verstellung und Justierung des ganzen Kom- pensationsmittels notwendig machte.
Wenn man zur Vermeidung dieses Nachteils gemäss einer anderen vorgeschlagenen Ausführung einen Teil des Kompensationsmittels als ferromagnetische Hilfsscheibe auf der Triebscheibenachse selbst anbringt, ergibt der magnetische Streufluss eine Axialkraft auf diese Hilfsscheibe, welche Kraft im Falle einer magnetischen Lagerung der Triebscheibenachse eine Spannungsabhängigkeit der Höhenlage der Triebscheibe zur Folge hat, die andere Justierungen erforderlich macht.
Der Zähler nach der Erfindung, welcher die Beseitigung dieser Nachteile bezweckt, zeichnet sich dadurch aus, dass das Stromeisen über eine als Kom- pensationsmittel dienende ferromagnetische Brücke mit dem Gegenpolarm verbunden ist. Eingehende Versuche haben gezeigt, dass bei im Rahmen der üblichen Montagetoleranzen ausgeführten Zählern dieser Art weder eine nachteilige Abhängigkeit des Kompensationseffektes von der Höhenlage der Triebscheibe noch eine störende Axialkraft auf dieselbe auftritt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch eines der drei einander gleichen Trieb systeme oder Messwerke eines Drehstrom-Vierleiter-Induktionszählers, welche drei Triebsysteme in bekannter Weise um 1200 gegeneinander versetzt auf eine gemeinsame Triebscheibe 1 einwirken. Das Triebsystem weist ein lamelliertes Spannungseisen 2 auf, das in bekannter und in der Zeichnung nicht dargestellter Weise auf einem Paket von E-förmigen Blechen be steht, auf dessen mittlerem Schenkel eine Spannungswicklung sitzt. Die zwischen dem freien, verbreiterten, als Spannungspol bezeichneten Ende des mittle ren Kernes des E-förmigen Spannungseisens 2 und den freien Enden seiner beiden äusseren Schenkel bestehenden Luftspalte liegen unmittelbar über der Triebscheibe 1.
Dem Spannungseisen 2 liegt ein ebenfalls in bekannter Weise U-förmig ausgebildetes lamelliertes Stromeisen 3 gegenüber, auf dessen Schenkeln Stromwicklungen sitzen. Die den erwähnten Luftspalten gegenüberliegenden, freien Enden dieser Schenkel sind mit unterhalb der Triebscheibe
1 liegenden Polplatten 4 versehen, die in bekannter Weise und aus im vorliegenden Zusammenhange unerheblichen Gründen in radialer Richtung einwärts vorspringen.
Vom Rücken eines jeden Spannungseisens 2 reicht ein zweimal abgewinkelter, massiver Gegenpolarm 5 bis unter die Triebscheibe 1, dessen freies Ende 6 dem mittleren Schenkel des E-förmigen Spannungseisens 2 gegenüberliegt und in üblicher Weise als Spannungsgegenpol bezeichnet wird. Die Befestigung des Spannungseisens 2 und des Stromeisens 3 an einem Tragrahmen, sowie die Spannungsund Stromwicklungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen dem mittleren Abschnitt 7 des zweimal abgewinkelten Gegenpolarmes 5 und dem Stromeisen 3 ist eine ferromagnetische Brücke 8 vorgesehen. Die Enden der Brücke 8 stehen nicht unmittelbar mit dem Abschnitt 7 des Gegenpolarmes 5, bzw. dem Stromeisen 3 in Berührung, sondern sind durch magnetisch nicht leitende Zwischenlagen 9, bzw. 10 von denselben getrennt.
Die Dicke dieser Zwischenlagen 9 und 10, die gegebenenfalls aus mehreren dünnen Plättchen oder Unterlegscheiben aus Messing od. dgi. bestehen können, wird bei der Eichung so bestimmt, dass der Drehfeldfehler verschwindet. Zur Befestigung der Brücke 8 dienen z. B.
Schrauben 11, 12 aus magnetisch nicht leitendem Material mit entsprechenden Muttern 13, 14. Die als Distanzhalter wirkenden, magnetisch nicht leitenden Zwischenlagen 9 und 10 können auch weggelassen werden. Zweckmässig kann man die Teile 11 bis 14 weglassen und statt dessen eine Regulierschraube vorsehen, die in eine Gewindebohrung des unteren Endes der Brücke 8 eingeschraubt ist, und deren Spitze durch eine elastische Spannung der Brücke 8 mit dem Stromeisen 3 in Berührung gehalten wird. Durch Regulieren dieser Schraube kann dann die Breite des Luftspaltes zwischen Brückenende und Stromeisen auf einfachste Weise rasch und kontinuierlich eingestellt werden.
Die ferromagnetische Brücke 8 bewirkt eine Rückleitung desjenigen Teiles des vom Spannungsei sen 2 ausgehenden, magnetischen Triebflusses, der nicht durch den Gegenpolarm 5, sondern parallel dazu durch die beiden Pole des Stromeisens 3 fliesst- Ohne die nachfolgend auch als Kompensationsbrücke ;bezelchnete Brücke 8 würde dieser Teil des magnetischen Flusses durch die Luft nur in wesentlich gerin- gerem Masse direkt in das Spannungseisen 2 des eigenen Triebsystems zurückfliessen; ein erheblicher Flussanteil würde vielmehr auch durch die beiden anderen Antrieb systeme des Zählers hindurch gehen und dadurch eine verhältnismässig starke magnetische Kopplung erzeugen.
Durch geeignete Wahl der magnetischen Leitfähigkeit der Brücke 8, bzw. Einstellung der Gesamtleitfähigkeit der magnetischen Verbindung 9, 8, 10 durch Änderung der Dicke der Zwischenlagen 9, 10 bei der Eichung, gelingt es, das durch die restliche magnetische Kopplung bewirkte synchrone Drehmoment so gross zu machen, wie es nötig ist, um das durch die elektrische Kopplung in der Trieb scheibe 1 bewirkte asynchrone Drehmoment von entgegengesetzter Richtung zu kompensieren und dadurch den Drehfeldfehler zu beseitigen.
Es wird hervorgehoben, dass diese sich kompensierenden asynchronen Drehmomente erheblich kleiner sind als im Falle der Anwendung der eingangs erwähnten, früher vorgeschlagenen Kompensationsmittel, welche magnetisch leitende Verbindungen zwischen den Spannungseisen der verschiedenen Triebsysteme aufweisen, welche Verbindungen zwar eine genaue Bemessung des Streuflusses gestatten, denselben aber heraufsetzen; die elektrische Kopplung, die durch Unterteilung der Scheibe in mehrere voneinander elektrisch isolierte und radial geschlitzte Einzelscheiben klein gemacht wird, darf daher bei Anwendung dieser früher vorgeschlagenen Kompensationsmittel nicht so klein gemacht werden, wie das an sich durch eine weitgehende Unterteilung und radiale Schlitzung möglich wäre.
Die eingangs erwähnte Unempfindlichkeit der Höhenlage der Triebscheibe von der Spannung wird durch die ferromagnetische Brücke 8 erreicht, welche das früher erwähnte Kompensationsmittel mit 3 radialen Polen und ferromagnetischer Hilfsscheibe auf der Triebscheibenachse ersetzt, das die Ursache für die spannungsabhängige Höhenlage der Triebscheibe in Verbindung mit einer magnetischen Lagerung der Triebscheibe war.
Um die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Kopplung zu kompensieren, die mit steigender Temperatur infolge der Erhöhung des ohmschen Widerstandes der Triebscheibe 1 abnimmt, kann man eventuell die Gesamtleitfähigkeit der magnetischen Yerbindung zwischen den Eisen 2 und 3 mit steigender Temperatur durch irgendwelche geeigneten Mittel erhöhen, z. B. mittels eines Elementes, bestehend aus einer Thermolegierung, das mit steigender Temperatur den magnetischen Widerstand der Zwischenlage 9 oder 10 vergrössert; doch sind derartige Mittel bei der hohen Präzision, die auch ohne sie erreicht werden kann, im allgemeinen nicht nötig.
Die Form der ferromagnetischen Brücke 8 ist nebensächlich. Es ist insbesondere möglich, deren Enden an anderen Punkten des Stromeisens 3 bzw.
Gegenpolarmes 5 vorzusehen.