CH483021A

CH483021A - Elektronischer Mehrphasen-Elektrizitätszähler

Info

Publication number: CH483021A
Application number: CH1047668A
Authority: CH
Inventors: Walter Dipl Phys Engel; Gebsattel Christof
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1967-08-22
Filing date: 1968-07-12
Publication date: 1969-12-15

Description


  



  Elektronischer Mehrphasen-Elektrizitätszähler
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Mehrphasen-Elektrizitätszähler, insbesondere zur Verwendung als Gleichlastzähler bei der Prüfung von Zählern nach dem Gleichlastverfahren, zu schaffen.



   Die üblichen Drehstromzähler mit Induktions-Triebsystemen nach dem Ferrarisprinzip sind für diese Aufgabe nicht geeignet, weil die Beseitigung der solchen Zählern anhaftenden, die Messgenauigkeit begrenzenden Mängel, wie Lagerreibung, Temperatureinfluss, Oberwelleneinfluss, Spannungsabhängigkeit und Lageabhängigkeit, einen hohen geräte- und wartungstechnischen Aufwand erfordert.



   Demgegenüber kann die Anwendung elektronischer Bauelemente wesentliche Vorteile bieten, wenn die Wirkungen solcher Bauelemente und der damit aufgebauten Baustufen nicht nur im einzelnen, sondern auch im Sinne der gesamten Aufgabenstellung besonders aufeinander abgestimmt sind.



   Der Erfindungsgegenstand stellt eine solche besonders vorteilhafte Kombination elektronischer Mittel dar und ermöglicht dadurch eine Messgenauigkeit, die erheblich besser ist als die bekannter mechanischer und elektrischer Mittel zur Messung elektrischer Energie.



   Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemässe elektronische Mehrphasen-Elektrizitätszähler, insbesondere zur Verwendung als Gleichlastzähler bei der Prüfung von Zählern nach dem   Gleichiastverfahren,    gekennzeichnet durch den einzelnen Phasen zugeordnete Hallgeneratoren, die in der betreffenden Phase das Produkt aus den Augenblickswerten von Strom und Spannung bilden und als Ausgangsspannung darstellen, einen daran anschliessenden Verstärker, der den Gleichspannungsanteil der Summe dieser Ausgangsspannungen verstärkt, einen elektronischen Umschalter, an dessen Eingang der verstärkte Gleichspannungsanteil liegt und der auf   Signalbefehl    an seinem Hilfseingang diesen Gleichspannungsanteil von einer ersten Ausgangsklemme an eine zweite Ausgangsklemme legt und umgekehrt, eine dem Umschalter folgende,

   zwei Eingänge aufweisende, insbesondere Einrichtung zum Integrieren des verstärkten Gleichspannungsanteils, einen den Ausgangsstrom der Integriereinrichtung aufnehmenden elektronischen Signalgeber mit zwei Ausgängen, dessen erstes am einen Ausgang beim Erreichen eines Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung unabhängig von dessen Richtung gebildetes Signal über eine Impulsformerstufe einem Impulszählwerk zugeführt wird und dessen zweites am anderen Ausgang ebenfalls beim Erreichen des Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung je nach der Richtung des Ausgangsstromes mit unterschiedlicher Polarität gebildetes Signal dem Hilfseingang des elektronischen Umschalters zugeführt wird.



   In der Zeichnung ist der Aufbau des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt.



   Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 den Blockschaltplan des elektronischen Mehrphasen-Elektrizitätszählers,
Fig. 2 einen besonderen Aufbau der Verstärkerstufe (4) und
Fig. 3 einen besonderen Aufbau der Integrierstufe (6).



   In Fig. 1 sind die Teile des Zählers nach der Erfindung symbolisch mit rechteckigen Kästen (1 bis 10) dargestellt. Es bedeuten:
Teile 1, 2, 3   Multiplikationsstufen,   
Teil 4 Verstärkerstufe,
Teil 5 Umschaltstufe,
Teil 6 Integrierstufe,
Teil 7 Signalstufe,
Teil 8 Impulsformerstufe,
Teil 9 Zählwerk,
Teil 10 Blockierstufe.



   Fig. 2 zeigt den Aufbau der Verstärkerstufe 4 mit einem Hallplättchen 11, an dessen Elektrodenachse 12 die über einen Widerstand und einen Kondensator geglättete Summe der Hallausgangsspannungen der Hall generatoren 1, 2, 3 gelegt ist. Das Halbplättchen 11 wird von einem Fluss durchsetzt, der mit der Erregerwicklung 15, die von einem Generator 16 gespeist ist, erzeugt wird.



   Die Spannung an der Elektrodenachse 13 des Hallplättchens 11 ist einem Wechselspannungsverstärker 14 zugeführt, dem ein von der Ausgangsspannung des Verstärkers 14 über einen Verstärker 17 phasenempfindlich gesteuerter Gleichrichter 18 nachgeschaltet ist.



  Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 18 ist der Umschaltstufe 5 zugeführt.



   Durch einen derartigen Aufbau des Verstärkers 4 wird eine Verstärkung des Gleichspannungsanteils der Summen spannung der Hallgeneratoren 1, 2, 3 erreicht, die insbesondere keinen temperaturabhängigen Null  punktfehler    der Verstärkerausgangsspannung aufweist.



  Durch die phasenempfindliche Steuerung des Gleichrichters 18 werden die Genauigkeit herabsetzende Schwellwerteinflüsse bei der Gleichrichtung der Ausgangsspannung des Verstärkers 14 wesentlich herabgesetzt.



   Fig. 3 zeigt den Aufbau der Integrierstufe 6, bei der eine Drossel 36 vier auf einem Eisenkern 30 angeordnete Wicklungen 26, 27, 28, 29 enthält, deren Wicklung 26 zwischen dem Eingang 22 der Integrierstufe und dem Eingang eines ersten Verstärkers 31 liegt, deren Wicklung 27 zwischen einem zweiten Eingang 23 der Integrierstufe 6 und dem Eingang eines zweiten Verstärkers 32 liegt, deren Wicklung 28 zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers 31 und der Ausgangsklemme 34 der Integrierstufe 6 und deren Wicklung 29 zwischen dem Ausgang des zweiten Verstärkers 32 und der Ausgangsklemme 35 der Integrierstufe 6 liegt. Die Ausgangsklemmen 34 und 35 sind über den Eingangswiderstand 33 der folgenden Signalstufe (7) verbunden.



   In Verbindung mit der Umschaltstufe 5 ist hierdurch die Erzielung einer beliebigen langen Integrationszeit möglich, indem der Eisenkern 30 der Drossel in der einen Magnetisierungsrichtung durch den durch die Wicklung 28 fliessenden Ausgangsstrom des Verstärkers 31 ummagnetisiert wird, und in der anderen Magnetisierungsrichtung durch den durch die Wicklung 29 fliessenden Ausgangsstrom des Verstärkers 32 ummagnetisiert wird.



   Die   Viicklungen    26 und 27 dienen jeweils der Gegenkopplung des Verstärkerausgangssignals auf den Verstärkereingang. Über die Widerstände 38 und 39 wird die Sperrung des einen Verstärkers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des anderen Verstärkers erreicht.

Claims

PATENTANSPRUCH Elektronischer Mehrphasen-Elektrizitätszähler, insbesondere zur Verwendung als Gleichlastzähler bei der Prüfung von Zählern nach dem Gleichlastverfahren, gekennzeichnet durch den einzelnen Phasen zugeordnete Hallgeneratoren (1, 2, 3), die in der betreffenden Phase das Produkt aus den Augenblickswerten von Strom und Spannung bilden und als Ausgangsspannung darstellen, einen daran anschliessenden Verstärker (4), der den Gleichspannungsanteil der Summe dieser Ausgangsspannungen verstärkt, einen elektronischen Umschalter (5), an dessen Eingang dieser verstärkte Gleichspannungsanteil liegt und der auf Signalbefehl an seinem Hilfseingang (21) diesen Gleichspannungsteil von einer ersten Ausgangsklemme (19) an eine zweite Ausgangsklemme (20) legt und umgekehrt, eine dem Umschalter folgende, zwei Eingänge (22, 23) aufweisende Einrichtung (6)

zum Integrieren des verstärkten Gleichspannungsanteils, einen den Ausgangsstrom der Integriereinrichtung aufnehmenden elektronischen Signalgeber mit zwei Ausgängen (24, 25), dessen erstes am einen Ausgang (24) beim Erreichen eines Maximalwertes des Aus gangsstromes der Integriereinrichtung unabhängig von dessen Richtung gebildetes Signal über eine Impulsformerstufe (8) einem Impulszählwerk (9) zugeführt wird und dessen zweites am anderen Ausgang (25) ebenfalls beim Erreichen des Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung je nach der Richtung des Ausgangsstromes mit unterschiedlicher Polarität gebildete Signal dem Hilfseingang (21) des elektronischen Umschalters zugeführt wird (Fig. 1).

UNTERANSPRÜCHE 1. Zähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (4) ein Hallplättchen (11) enthält, an dessen erster als Eingang dienender Elektrodenachse (12) die Summe der Hallausgangsspannungen, der den einzelnen Phasen zugeordneten Hallgeneratoren (1, 2, 3) liegt, dessen zweite als Ausgang dienende Elektrodenachse (13) mit dem Eingang eines ersten Transistorwechselspannungsverstärkers (14) verbunden ist, dass an der Erregerwicklung (15) des Hallplättchens (11) eine innerhalb der Verstärkerstufe (4) durch einen Generator (16) erzeugte sinusförmige Wechselspannung liegt, und dass die Ausgangsspannung des Transistorwechselspannungsverstärkers (14) einem von ihr unter Zwischenschaltung eines zweiten Transistorverstärkers (17) phasenempfindlich gesteuerter Gleichrichter (18) zugeführt wird (Fig. 2).

2. Zähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrationseinrichtung (6) eine Drossel (36) mit vier auf einem gemeinsamen Eisenkern (30) angeordneten Wicklungen (26, 27, 28, 29) enthält, von denen die erste Wicklung (26) zwischen einem ersten Eingang (22) der Integrierstufe (6) und dem Eingang eines ersten Verstärkers (31) liegt, die zweite Wicklung (27) zwischen einem zweiten Eingang (23) der Integrierstufe (6) und dem Eingang eines zweiten Verstärkers (32) liegt, dass der Ausgang des ersten Verstärkers (31) über die dritte Wicklung (28) an eine erste Ausgangsklemme (34), der Ausgang des zweiten Verstärkers (32) über die vierte Wicklung (29) an eine zweite Ausgangsklemme (35) führt, und dass die Ausgangsklemmen (34 und 35) über den Eingangswiderstand (33) der nachgeschalteten Signalstufe (7) miteinander verbunden sind (Fig. 3).

3. Zähler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (36) durch einen Thermostaten temperaturstabilisiert ist.

4. Zähler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10) vorgesehen sind, durch die bei falscher Polarität der an der Elektrodenachse (12) des Hallplättchens (11) liegenden Spannung die Impulsformerstufe (8) gesperrt wird (Fig. 1).