DEL0019559MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 6. August 1954 Bekanmtgemacht am 9. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Für Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler ist es bekannt, drei Triebsysteme und einen Zähleranker mit drei Triebscheiben anzuordnen, wobei jedes Triebsystem auf eine ihm allein zugeordnete Triebscheibe wirkt, damit zwischen den Trieb- und Streuflüssen der drei Systeme keine gegenseitige Verkettung auftritt. Derartige Zähler bedingen ein relativ großes . Gehäuse und einen schweren Zähleranker. Es wurde deshalb versucht. ίο einen Zähleranker mit nur einer Triebscheibe zu verwenden und alle drei Triebsysteme, auf diese eine Triebscheibe wirken zu lassen. Von, Zählern mit zwei Triebsystemen, z. B. in Aronschaltung ausgehend, bei welchen die beiden Triebsysteme diametral angeordnet sind, wurden bei den bekannten Zählern mit drei Triebsystemen zwei Triebsysteme ebenfalls diametral angeordnet und das dritte Triebsystem unter einem rechten Winkel zu den beiden anderen hinter die Ankerachse gesetzt. Diese Plazierung der Triebsysteme .führt infolge der kleinen räumlichen Abstände zwischen je zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Triebsystemen zu einer starken Verkettung der Trieb- und Streuflüsse, während zwischen den sich gegenüberliegenden Triebsystemen die Verkettung geringer ist.. Die komplizierte gegenseitige Beeinflussung der Spannungstriebflüsse untereinander, der Stromtriebflüsse untereinander, die gegenseitige

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Beeinflussung der Spannungs- und Stromtriebflüsse, bewirken ein asynchrones Störmoment, dessen Richtung von -der Phasenfolge abhängig ist. Dadurch wird, -die Zähleranzeige drehfeldabhängig. Unter Drehfeldabhängigkeit der Zähleranzeige wird der Fehler verstanden, den der ' Zähler anzeigt, wenn zwei Phasen miteinander vertauscht werden, bezogen auf den Fehler bei normaler Phasenfolge.

ίο Es ist nun bekannt, einen wesentlichen Anteil der Drehfeldfehler dadurch zu beseitigen, daß die Triebscheibe des Zählerankers nicht aus homogenem Aluminiumblech hergestellt wird, sondern aus dünnen, radial geschlitzten Aluminiumscheiben, deren Schlitze regelmäßig gegeneinander versetzt und die elektrisch voneinander isoliert sind, zusammengeklebt ist.yDurch die Anwendung einer derartigen Triebscheibe wird die elektrische Kopplung der Triebsysteme über die Triebscheibe unterbunden. Die magnetische Kopplung der Triebsysteme kann durch 'magnetisch isolierte Befestigung der Triebsysteme am Tragrahmen teilweise beseitigt werden. Der noch verbleibende, von den Streuflüssen herrührende Fehler konnte bisher durch Kompensations- und Abgleichmittel nur teilweise behoben werden und bereitete über den ganzen Lastbereich speziell aber für sehr kleine und sehr große Last erhebliche Schwierigkeiten.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß ein Drehfeldfehler von einer möglichst symmetrischen, gleichmäßigen und vollkommenen Verkettung der Streuflüsse leichter zu kompensieren ist als derjenige einer willkürlichen und unvollkommenen. Des weiteren wurde an Hand von Beobachtungen erkannt, daß der Drehfeldfehler bei Verwendung einer geschlitzten und geschichteten Scheibe umgekehrtes Vorzeichen aufweist als bei Verwendung einer homogenen Scheibe und die geschlitzte und geschichtete Scheibe sich im Drehfeld anders verhält als die homogene Scheibe, indem sie selbst ein Störmoment erzeugt, welches der Richtung des Drehfeldes entgegengesetzt ist'. Wird ein.Zähler an die normale Phasenfolge angeschlossen und -läuft das Drehfeld gegen die Drehrichtung der Scheibe, so läuft es nach dem A^ertauschen von zwei Phasen in der Drehrichtung. Logischerweise sollte dabei der Drehfeldfehler positives Vorzeichen aufweisen. Bei Verwendung einer geschlitzten und geschichteten Scheibe zeigt der Fehler jedoch negatives Vorzeichen. Ersetzt man die Scheibe durch eine homogene, so ändert der Fehler nicht nur im Betrag, sondern auch im Vorzeichen und wird positiv. Diese Erkenntnis wird in der Erfindung zur Kompensation des Drehfeldfehlers der .Stromstreuflüsse ausgenützt.

Die Erfindung betrifft einen Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit drei Triebsystemen, welche unter drei gleichen Winkeln bezüglich der Ankerachse gesetzt. sind, und einer geschichteten und geschlitzten Triebscheibe am Zähleranker, auf welche alle drei Triebsysteme wirken, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß von den Stromeisen-. polen Bügel aus ^ ferromagnetisch em Material in zwei Etagen gegen die Ankerachse geführt sind '■ zum Zweck einer möglichst gleichmäßigen: und vollkommenen Verkettung der Stromstreuflüsse und daß der Zähleranker eine homogene Kompensationstriebscheibe aufweist, welche zwischen den Etagen der Bügel dreht und vom verketteten Stromstreufluß durchsetzt ist. Zweckmäßigerweise sind die Stromeisenpole mit Polplatten versehen und die genannten Bügel an diesen Polplattem befestigt, und die Bügel weisen seitliche Lappen auf, über welche die Streuflüsse der linken Pole der drei Triebeisen in der einen Etage und die Streuflüsse der rechten Pole in der anderen Etage miteinander verkettet sind, die Lappen in den beiden Etagen gegenläufig angeordnet sind und die Lappen des reehtspoligen und linkspoligen Bügels je Stromtriebeisen übereinanderliegen. Insbesondere isf es dabei zweckmäßig, daß die Lappen die Form unter sich gleicher Kreisringsegmente aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in ■ Fig. ι die Anordnung der Triebsysteme und der Stromstreuflußkompensation bei einem Drehstrom-Vierleiter-Zähler in teilweise schematischer Darstellung im Aufriß,

Fig. 2 den Grundriß, teilweise aufgeschnitten^ Fig. 3 ein Schnitt nach der 'Linie A-A in Fig! 1, Fig. 4 eine Ansicht in der Pfeilrichtung B in

Fig- 3·

Die drei Triebsysteme sind mit I, II, III bezeichnet und. unter drei gleichen Winkeln, d. h. 120° bezüglich der Ankerachse 11 zueinander gesetzt. Alle drei Triebsysteme sind genau gleich ausgebildet und bestehen je aus einem Spannungstriebeisen, welches oberhalb der Triebscheibe 12 und je einem Stromtriebeisen, welches unterhalb der Triebscheibe 12 dem Spannungstriebeisen gegenüberliegend angeordnet ist. Der Tragrahmen und die Befestigung der Triebeisen an diesem Tragrahmen ist in der Zeichnung weggelassen. Ebenso sind das Bremssystem und die Strom- und Spannungsspulen weggelassen, und die Strom- und Spaninungswicklungen sind nur schematisch angedeutet. Das Triebsystem I ist an die Phase R, Triebsystem II an Phase S, Triebsystem III an Phase T angeschlossen. Ein Spannungstriebeisen besteht aus einem Rahmen mit zwei Schenkeln 13, 14 und einem mittlerem Kern 15, dessen Pol 16 seitlich verbreitert ist und mit den Schenkeln 13, 14 je einen Luftspalt bildet. Auf dem Kern 15 ist die Spannungsspule angebracht. Die Stromeisen sind U-förmig, und die Pole der Schenkel 17, 18 liegen dem Spannungspol 16 und den beiden Luftspalten gegenüber. Auf den Schenkeln 17, 18 sind die beiden Stromwicklungen aufgebracht. Stromeisen und Spannungseisen sind' lamelliert. Vom Rücken eines jeden Spannungseisens ist ein massiver Eisenbügel 19 unter die ,Triebscheibe 12 gezogen, dessen Ende 20 etwas verjüngt ist und zwischen den Stromeisenpolen liegend den Spannungsgegenpol bildet. Auf jedem Stromeisenpol ist je ein massives Eisenplättchen 21, 22 als

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Polplättchen angebracht. Die Triebeisen bedürfen keiner speziellen Dimensionierung, indem sie etwa aus Raummangel speziell schmal und hoch dimensioniert sein müssen, vielmehr bietet die Raumaufteilung unter drei gleichen Winkeln bezüglich der Ankerachse, so viel freien Raum, daß serienmäßige, z. B. für' Einphasenzähler hergestellte Triebeisen¹ Anwendung finden können.

Die Triebscheibe 12, welche mittels einer Nabe

ίο 23 auf der Ankerachse 11 befestigt ist, ist aus dünnen, mit radialen Schlitzen 24 versehenen und elektrisch voneinander isolierten Aluminiumblättern zusammengeklebt, wobei die Schlitze von Blatt zu Blatt regelmäßig gegeneinander versetzt sind. Die verwendete Scheibe ist aus sechs Blättern mit je fünf gleichmäßig verteilten Schlitzen zusammengesetzt. Der Winkel zwischen den Schlitzen von

zwei benachbarten Blättern beträgt -—— = 12°.

Eine derartige Scheibe unterbindet die Streuung der Scheibenströme aus dem Bereich eines Triebsystems in den Bereich der anderen Triebsysteme. Zur Kompensation der Drehfeldabhängigkeit, verursacht durch die gegenseitige Verkettung der Stromtriebflüsse untereinander, sind an jeder Polplatte der Stromeisen zwei Eisenbügel angebracht, die gegen die Ankerachse weisen und in einem Kreisringsegment enden.
Tn Fig. 2 ist das Spannungseisen des Triebsystems III und ein Teil der Triebscheibe 12 weggeschnitten, so daß die Stromeisenpole und die Kompensationseisen sichbar sind.

In Fig. 3 ist die ganze Einrichtung zur Kompensation der Drehfeldabhängigkeit, die durch die gegenseitige Beeinflussung der Strömtriebflüsse untereinander verursacht wird, dargestellt, und Fig. 4 zeigt eine Ansicht in Richtung B.

Am linken Polplättchen 21 ist ein Eisenbügel 25 und am rechten Polplättchen 22 ist ein Eisenbügel 26 befestigt. Die Befestigung erfolgt, indem zwischen Polplättchen und Eisenbügel ein Messingplättchen 27 gelegt ist und die drei Teile mit einem Messingniet 28 zusammengehalten sind. Die drei Eisenbügel 25 liegen in einer Ebene und ihre seitliehen' Lappen 29, welche die Form von Kreisringsegmenten aufweisen, bilden einen Kreisring, der durch drei Luftspalte 30 unterbrochen ist. Durch die Eisenbügel 25 und die seitlichen Lappen 29 werden die Streuflüsse der linken Stromeisenpole 21 symmetrisch miteinander verkettet. An dem Polplättchen 22 sind die Eisenbügel 26 mit seitlichen Lappen angeordnet, wobei diese Eisenbügel 26 nach unten abgekröpft sind und miteinander in einer tiefer liegenden Ebene liegen. Die seitlichen Lappen vom linken und rechten Eisenbügel 25, 26 überdecken sich, und die Lappen der rechten Eisenbügel 26 bilden in der unteren Etage einen Kreisring, durch welche der Streufluß der rechten Pole 22 miteinander verkettet wird. Zur Kompensation des Drehfeldeinflusses ist auf der Ankerachse 11 eine Kompensationstriebscheibe angeordnet, welche sich zwischen den beiden Ebenen der Eisenbügel 25 und. 26 befindet. Diese Kompenisationstriebscheibe 31 ist aus homogenem Aluminium gefertigt, und die verketteten Stromstreuflüsse induzieren in der Kompensationsscheibe 31 Wirbelströme, die ein Drehmoment auf die Ankerachse ausüben, welches dem Störtriebmoment der Triebscheibe 12 entgegenwirkt. Der Durchmesser der Kompensationstriebscheibe 31 beträgt etwa ein Drittel des Durchmessers der Triebscheibe 12 und muß etwas kleiner sein als der freie Abstand zwischen den Schenkeln von zwei Stromtriebeisen. Es ist dabei '■'' aber zweckmäßig, den Luftspalt zwischen den beiden Etagen der Eisenbügel 25, 26, in welchen die Kompensationstriebscheibe 31 läuft, möglichst klein zu ,halten. Die Luftspalte 30, welche die beiden Kreisr.inge durchbrechen, sind ebenfalls möglichst klein zu halten. Sie sollen jedoch größer sein als der Durchmesser der Ankerachse 11, damit der Anker ein- und ausgebaut werden, kann.

Mit der beschriebenen Kompensationseinrichtung kann die Drehfeldabhängigkeit, die bei hoher Belastung des Zählers auftritt und bei einer Überlastung von 300 bis 400% einige Prozent betragen kann, vollständig kompensiert werden. Die Kompensationseinrichtung ist fest. Es ist nicht erforderlich, daß sie für jeden Zähler einzeln abgleichbar ist, sondern es genügt, die Dimensionen der Kreisringsegmentfläche 29, des Luftspaltes zwischen oberer und unterer Etage, sowie Dicke und Fläche des Plättchens 27 einmal festzulegen, um dann die Anordnung in alle Zähler gleichen Typs fest einbauen zu können.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   ι. Drehstrom-Vierleiter-Induktionszähler mit drei Triebsystemen, welche unter drei gleichen Winkeln bezüglich der Ankerachse gesetzt sind und einer geschichteten und geschlitzten Triebscheibe am Zähleranker, auf welche alle drei Triebsysteme wirken, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des Stromstreuflusses von den Stromeisenpolen Bügel aus ferromagnetischem Material in zwei Etagen gegen die Ankerachse geführt sind zum Zweck einer möglichst gleichmäßigen und vollkommenen Verkettung der Stromstreuflüsse und daß der Zähleranker eine homogene Kompensation- . triebscheibe aufweist, welche zwischen den Etagen der genannten Bügel dreht und vom verketteten Stromstreufluß durchsetzt ist.
2. 2. Induktionszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeisenpole mit Polplatten versehen sind und die genannten Bügel an diesen Polplatten befestigt sind.
3. 3. Induktionszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel seitliche Lappen aufweisen, über welche die Streuflüsjse der linken Pole der drei Triebeisen in der einen Etage und die Streuflüsise der rechten Pole in der anderen Etage miteinander verkettet sind. . ,
4. 4. Indiuiktionsizähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen in den

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   beiden Etagen gegenläufig angeordnet sind, die Lappen des rechtspol igen umd linkspoligen Bügels je Stromtriebe'isen übereinanderliegen.
5. 5. Induktionszähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daiß die Lappen die Form unter sich gleicher Kreisrinigsegimenite aufweisen.
6. 6. Induktionszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen den beiden Etagen, in welchen die Kompensationstriebscheibe läuift, möglichst klein ist.
7. . 7. Induktionszähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daiß die drei Luftspalte 30 in jeder Etage möglichst klein, jedoch größer sind als der Durchmesser der Ankerachse.
8. 8. Induktionszähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kompensationstriebscheibe kleiner ist alls der freie Abstand zwischen zwei Stromtriebeisen.

   Angezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 506 370.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen