DE1240179B

DE1240179B - Arrangement for the compensation of the external field influence on induction electricity meters with two drive systems, whose main expansion planes are parallel to each other

Info

Publication number: DE1240179B
Application number: DE1963S0087584
Authority: DE
Inventors: Martin Kirschke; Guenter Steinmueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-28
Filing date: 1963-09-28
Publication date: 1967-05-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

GOIrGOIr

Deutsche Kl.: 21 e -16German class: 21 e -16

Nummer: 1 240179Number: 1 240179

Aktenzeichen: S 87584IX d/21 eFile number: S 87584IX d / 21 e

Anmeldetag: 28. September 1963Filing date: September 28, 1963

Auslegetag: 11. Mai 1967Open date: May 11, 1967

Induktionszähler werden von außerhalb des Zählers kommenden Magnetfeldern (Fremdfeldern) in ihren Meßeigenschaften beeinflußt. Dieser Einfluß ist bei Zählern mit Kunststoffkappe stärker als bei Zählern mit Blechkappen, da die Blechkappen eine gewisse Abschirmwirkung haben. Besonders empfindlich für Fremdfeldeinflüsse sind hochbelastbare Zähler mit großem Spannungsfluß. Bei Drehstromzählern, bei denen mehrere Triebsysteme auf eine Läuferscheibe einwirken, findet auch eine Überlagerung des Einflusses statt, so daß dieser besonders stark ist. Fremdfeldeinflüsse können beispielsweise von in der Nähe des Zählers verlegten Leitungen herrühren. Um die Installationsbedingungen für die Zähler nicht allzusehr zu erschweren, bestehen Vorschriften über die zulässige Größe des Einflusses von Fremdfeldern auf die Meßgenauigkeit des Zählers.Induction meters are activated by magnetic fields (external fields) coming in from outside the meter influences their measurement properties. This influence is stronger on meters with plastic caps than on meters with sheet metal caps, as the sheet metal caps have a certain shielding effect. Particularly sensitive for external field influences are highly resilient meters with a large voltage flow. For three-phase meters, where several drive systems act on a carrier disk, there is also an overlap the influence takes place, so that this is particularly strong. External field influences can, for example, from in the Cables laid close to the meter. Not too much about the installation conditions for the meters To make it more difficult, there are regulations on the permissible size of the influence of external fields the measuring accuracy of the meter.

Die Untersuchung des Zählers geschieht nach diesen Vorschriften im homogenen Teil des Feldes einer Ringspule. Zur Reduzierung des Fremdfeldeinflusses ist es bekannt, besondere magnetische Abschirmungen oder Kurzschlußwindungen auf dem Triebeisen vorzusehen. Beide Maßnahmen erhöhen die Fertigungskosten beträchtlich.According to these regulations, the meter is examined in the homogeneous part of the field Toroidal coil. To reduce the influence of external fields, it is known to use special magnetic shields or to provide short-circuit windings on the drive iron. Both measures increase the manufacturing costs considerably.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung eines Zählers mit mindestens zwei einander parallelen Triebsystemen, bei dem der Fremdfeldeinfluß auch ohne Abschirmungen, Kurzschlußwindungen oder andere die Fertigung verteuernde Maßnahmen gegenüber dem ungeschützten Zähler stark vermindert ist.The object of the invention is to create a counter with at least two of each other parallel drive systems, in which the external field influence even without shields, short-circuit windings or other measures that make production more expensive than the unprotected meter is greatly reduced.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung zur Kompensation des Einflusses homogener magnetischer Fremdfelder auf Induktions-Elektrizitätszähler mit zwei Triebsystemen, deren Hauptausdehnungsebenen parallel zueinander liegen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strom- und Spannungsspulen des einen Triebsystems umgekehrt als die Spulen des anderen Triebsystems gepolt sind. Wie Messungen ergeben haben, wird durch eine solche Anordnung der Fremdfeldeinfluß stark herabgesetzt. Es sind bei dieser wirksamen Kompensierungsmaßnahme keine besonderen Bauteile am Zählet erforderlich. Die Herstellung wird deshalb auch nicht verteuert.This object is achieved according to the invention with an arrangement for compensating the influence of homogeneous external magnetic fields on induction electricity meters with two drive systems, the main expansion planes of which are parallel to one another, in that the current and voltage coils of one drive system are polarized in the opposite direction than the coils of the other drive system. As measurements have shown, the influence of external fields is greatly reduced by such an arrangement. With this effective compensation measure , no special components are required on the meter. The production is therefore not made more expensive.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise ist in der Zeichnung eine Läuferscheibe mit zwei Triebsystemen schematisch dargestellt. An einer Läuferscheibe 1 befinden sich zwei Triebsysteme 2 und 3. Die Triebsysteme bestehen in bekannter Weise aus Spannungseisen 21 bzw. 31 und Stromeisen 22 bzw. 32. Die magnetischen Kraftlinien eines homogenen Fremdfeldes sind durch die gestrichelten Linien 4 angedeutet. Die Anordnung zur Kompensation des Fremdfeldeinflusses auf
Induktions-Elektrizitätszähler mit zwei Triebsystemen, deren Hauptausdehnungsebenen parallel zueinander liegenTo explain the mode of operation, a carrier with two drive systems is shown schematically in the drawing. Two drive systems 2 and 3 are located on a carrier disk 1. The drive systems consist in a known manner of tension irons 21 or 31 and current irons 22 or 32. The arrangement for the compensation of the external field influence
Induction electricity meter with two drive systems, the main expansion planes of which are parallel to each other

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:
Günter Steinmüller,
Martin Kirschke, NürnbergNamed as inventor:
Günter Steinmüller,
Martin Kirschke, Nuremberg

Eisen des Triebsystems wirken als magnetischer Leitpfad für die magnetischen Kraftlinien 4. Die Kraftlinien 4 werden also zu den Eisen hingezogen. Bei den Spannungseisen wird der größte Teil des Flusses über das die drei Schenkel verbindende Querjoch geleitet, da der magnetische Widerstand dort geringer ist als an der Unterseite des Spannungseisens, an der bekanntlich Luftspalte 5 vorhanden sind.Irons of the drive system act as a magnetic guiding path for the magnetic lines of force 4. The lines of force 4 are thus drawn to the iron. at Most of the river is routed to the tension iron over the cross yoke connecting the three legs, because the magnetic resistance there is lower than on the underside of the tension iron on the as is known, air gaps 5 are present.

Um die Mittelschenkel der Spannungseisen sind die Spannungsspulen 23 bzw. 33 gelegt. Der durch den in den Spulen 23 bzw. 33 fließende Strom erzeugte magnetische Fluß teilt sich auf die drei Schenkel der Spannungseisen auf. Der im mittleren Schenkel entstehende Fluß wirkt als Triebfluß und tritt durch die Scheibe hindurch, während ein Teil des Flusses in die seitlichen Schenkel geht. Je eine Kraftlinie dieses Teilflusses ist mit 24, 25 bzw. 34, 35 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, verlaufen die Kraftlinien 4 zum Teil gleichsinnig mit den von den Spannungsspulen herrührenden Flüssen in den Spannungseisen. Am Triebsystem 2 fließt der Magnetfluß 4 dem Magnetfluß 25 entgegen, versucht also, diesen zu schwächen, während links vom Mittelschenkel der Fluß 4 parallel zum Fluß 24 läuft und somit diesen verstärkt. Dieser Einfluß wirkt sich auf den Vortrieb der Scheibe 1 aus. Wenn nun die Spule 23 ebenso gepolt wäre wie die Spule 33, würde auch im Triebeisen 31 eine entsprechende Stärkung bzw. Schwächung des Flusses 34 und 35 stattfinden. Der hierdurch bewirkte Vortrieb auf die Scheibe 1 würde sich dem durch das System 2 bewirkten Vortrieb überlagern, und es würde entsprechend der Phasen-The tension coils 23 and 33 are placed around the center leg of the tensioning iron. The through the magnetic flux generated in the coils 23 or 33 is divided into the three legs the tension iron on. The flow arising in the middle leg acts as an instinctual flow and occurs through the disc while some of the flow goes into the lateral thighs. One line of force each this partial flow is denoted by 24, 25 and 34, 35, respectively. As can be seen from the drawing, the lines of force 4 run partly in the same direction as the fluxes originating from the voltage coils in the tension iron. At the drive system 2, the magnetic flux 4 flows counter to the magnetic flux 25, tried So to weaken this, while to the left of the middle leg of the river 4 runs parallel to the river 24 and thus reinforces it. This influence has an effect on the propulsion of the disk 1. If now the coil 23 would have the same polarity as the coil 33, a corresponding reinforcement or Weakening of the flux 34 and 35 take place. The propulsion caused by this on the disk 1 would superimpose the advance caused by system 2, and it would be according to the phase

709 579/168709 579/168

verschiebung eine Stärkung bzw. Schwächung eintreten. shift a strengthening or weakening occur.

Tatsächlich aber besitzt, wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, die Spule 33 eine andere Wicklung, nämlich eine Linkswicklung, als die Spule 23, die, wie ebenfalls aus der Zeichnung zu erkennen ist, eine Rechtswicklung besitzt. Die Flußrichtung 34, 35 im Spannungseisen 31 ist also umgekehrt als im Spannungseisen 21. Wie praktische Messungen ergeben haben, wird durch diese Maßnahme erreicht, daß der Fremdfeldeinfluß, also der Einfluß der Magnetlinien 4, stark reduziert wird gegenüber einem Zähler, dessen Spulenwicklungen den gleichen Windungssinn besitzen.In fact, however, as can be seen from the drawing, the coil 33 has a different winding, namely a left winding, as the coil 23, which, as can also be seen from the drawing, a Owns legal winding. The direction of flow 34, 35 in the tension iron 31 is thus reversed than in the tension iron 21. As practical measurements have shown, this measure ensures that the External field influence, i.e. the influence of the magnetic lines 4, is greatly reduced compared to a counter, whose coil windings have the same sense of winding.

Um die richtige Richtung des auf die Läuferscheibe 1 ausgeübten Drehmomentes beizubehalten, müssen auch die Wicklungen-26 bzw. 36 der: Stromeisen 22 bzw. 32 einen entgegengesetzten Wicklungssinn besitzen. Die Umpolung der Spulen kann selbstverständlich auch unter Beibehaltung des Wicklungssirms^: dadurch vorgenommen werden, daß die Enden der Spulendrähte bei ihrer Anklemmung vertäuscht werden. Im allgemeinen wird man in der Praxis die letztere Art der Umpolung für die Spannungseisenspulen anwenden, da diese Spulen mit einem dünnen Draht gewickelt sind und sich die Vertauschung der Anschlüsse leicht vornehmen läßt. Für die Stromeisenwicklungen, die bekanntlich aus wenigen sehr dicken Windungen bestehen, ist es in der Praxis im allgemeinen vorzuziehen, die Spule anders zu wickeln.In order to maintain the correct direction of the torque exerted on the armature disk 1, the windings 26 and 36 of the current iron 22 and 32 must also have opposite winding directions. The polarity reversal of the coil can, of course, while maintaining the ^{Wicklungssirms:} be made in that the ends of the coil wires are in their vertäuscht Anklemmung. In general, the latter type of polarity reversal will be used for the tension iron coils in practice, since these coils are wound with a thin wire and the connections can easily be interchanged. For the current iron windings, which are known to consist of a few very thick turns, it is generally preferable in practice to wind the coil differently.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten, vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das homogene Fremdfeld 4 zur Folge, daß seine Feldstärke an der Stelle jedes der beiden Triebsysteme gleich groß ist. Die Anordnung nach der Erfindung ist aber auch dann noch kompensierend wirksam, wenn die Feldstärke des Fremdfeldes in den beiden Triebsystemen ungleich groß ist. Die Kompensierungswirkung ist dann zwar kleiner als im ersteren Fall, aber bei nicht zu großen Feldstärkedifferenzen immer noch beträchtlich. In the embodiment shown in the drawing, described above, the homogeneous External field 4 means that its field strength at the point of each of the two drive systems is the same. The arrangement according to the invention is also effective in a compensating manner when the field strength of the external field in the two drive systems is unequal. The compensation effect is then smaller than in the first case, but still considerable if the field strength differences are not too great.

Ferner ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel angenommen, daß ein homogenes Fremdfeld parallel zu den Hauptausdehnungsebenen der beiden einander parallelen Triebsysteme einfällt. Würde ein homogenes Fremdfeld nicht parallel, sondern schräg zu den Hauptausdehnungsebenen der beiden Triebsysteme einfallen, so würde sich die Kompensierungswirkung der Anordnung nach der Erfindung auf die zu den Hauptausdehnungsebenen parallele Komponente des Fremdfeldes beschränken. Auch hier kann also immer noch eine beträchtliche Kompensierungswirkung erzielt werden, solange die Fremdfeldrichtung von der Parallelrichtung nicht allzusehr abweicht.Furthermore, it is assumed in the embodiment shown in the drawing that a homogeneous External field parallel to the main expansion planes of the two parallel drive systems occurs. If a homogeneous external field would not be parallel but inclined to the main expansion planes of the two drive systems occur, the compensation effect of the arrangement would change according to the Restrict the invention to the component of the external field that is parallel to the main expansion planes. Here, too, a considerable compensation effect can still be achieved as long as the External field direction does not deviate too much from the parallel direction.

ίο Die Anordnung nach der Erfindung ist auch bei Induktions-Elektrizitätszählern mit mehr als zwei Triebsystemen vorteilhaft anwendbar, sofern wenigstens zwei der Triebsysteme so angeordnet sind, daß ihre Hauptausdehnungsebenen parallel zueinander liegen. Weist beispielsweise ein Zähler drei Triebsysteme auf, von denen sich zwei zueinander parallel gegenüberstehen,- .während .das..dritte¹ senkrecht dazu angeordnet ist, und fällt ein-homogenes Fremdfeld in der· Richtung der Hauptausdehnungsebenen der beiden einander parallelen Triebsysteme ein, so kann in dem dritten System, da es zur Feldrichtung senkrecht steht,. auch kein nennenswerter Fremdfeldstörfluß entstehen. Das gleiche gilt, für den Fall, daß ein Zähler beispielsweise vier Triebsysteme aufweist, von denen sich je zwei paarweise parallel zueinander gegenüberstehen. The arrangement according to the invention is also advantageously applicable to induction electricity meters with more than two drive systems, provided that at least two of the drive systems are arranged in such a way that their main expansion planes are parallel to one another. If, for example, a counter has three drive systems, two of which are parallel to each other - while the third ¹ is arranged perpendicular to it, and if a homogeneous external field occurs in the direction of the main expansion planes of the two parallel drive systems, then can in the third system, since it is perpendicular to the field direction. also no significant extraneous field interference flux arise. The same applies in the event that a meter has, for example, four drive systems, two of which are parallel to each other in pairs.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement to compensate for the influence of homogeneous external magnetic fields on induction electricity meters with two drive systems, the main expansion planes of which are parallel to each other, characterized in that, that the current and voltage coils (26, 23) of a drive system (2) reversed than the coils (36, 33) of the other drive system (3) are polarized.

2. Induction meter according to claim 1, characterized in that the voltage coils (23; 33) have the same winding directions and are reversed by interchanging the coil ends, while the current coils (26; 36) have different winding directions and are connected in the same way.

Considered publications:

German interpretative document No. 1 081 131.

1 sheet of drawings