DE1213913B - Induktions-Elektrizitaetszaehler mit Trommelanker - Google Patents

Description

• Induktions-Elektrizitätszähler mit Trommelanker Bei Induktions-Elektrizitätszählern lassen theoretische Überlegungen und praktische Versuche immer wieder eine Trennung der das Drehmoment erzeugenden Spannungs- und Stromfiüsse wünschenswert erscheinen. Eine solche Trennung würde besonders bei Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung eine Verbesserung ergeben.
• Die Erfindung zeigt eine einfache Lösung dieser Aufgabe. Sie beruht auf der Überlegung, daß eine vollkommene Trennung der beiden Flüsse dann erreichbar sein könnte, wenn der Zähler eine geschlossene Polreihe aufweist, wie es bei den bekannten Induktionszählern mit Trommelanker der Fall ist. Ferner beruht sie auf der Erkenntnis, daß in diesem Fall die Trennung sogar bei hoher synchroner Drehzahl des Zählers erreichen läßt. Zur Erläuterung sei angeführt: Bei einem Induktions-Elektrizitätszähler mit einem Trommelanker befinden sich die Spannungs- und Stromeisen meistens außerhalb der zylindrischen Ankertrommelwandung, während innerhalb des Trommelankers ein Eisenkern angeordnet ist, so daß der Magnettriebfluß der Spannungs- und Stromeisen zum Kern hin die Trommelwandung durchsetzt.
• Es ist bekannt, dabei das Spannungseisen M-förmig und das Stromeisen U-förmig auszubilden und so anzuordnen, daß sie ihre Pole der Ankertrommel radial zukehren. Ferner ist es bekannt, mittels eines Rückschlußeisens zwischen dem Spannungseisen und dem im Inneren des Ankers befindlichen Kern dem Magnettriebfluß jedes der Trieb eisen einen mit Ausnahme des Polluftspaltes an der Trommelwandung geschlossenen Eisenweg zu geben. Bei allen bekannten Zählern mit Trommelanker sind aber stets die Eisenwege des Spannungs- und des Stromeisens mehr oder minder gegenseitig magnetisch verkettet.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Induktions-Elektrizitätszähler mit einem Trommelanker, mit je einem eigenen, außerhalb des Ankers angeordneten Spannungs- und Stromeisen für das Spannungs- und das Stromtriebsystem mit der Ankertrommel radial zugekehrten Polen und mit einem innerhalb des Ankers angeordneten Eisenkern. Erfindungsgemäß ist ein solcher Elektrizitätszähler dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungseisen in bekannter Weise M-förmig ausgebildet und in einer zur Ankerachse senkrechten Ebene angeordnet ist, die beiden Außenpole des Spannungseisens durch ein den Rand der Ankertrommel auf deren offener Seite umgreifendes Rückschluß eisen mit dem Innenkern verbunden sind und die beiden Polflächen des in bekannter Weise U-förmig ausgebildeten Stromeisens an zwei einander diametral gegenüberliegenden, gegen die Symmetrieachse des Spannungseisens räumlich um 900 versetzten Stellen der Außenwand der Ankertrommel angeordnet sind. Durch eine solche Ausbildung und Zueinanderordnung der magneflußführenden Eisenteile ist dem Magnettriebfluß jedes Spannungs- und Stromeisens ein auf der ganzen Länge eigener, in sich geschlossener Eisenweg gegeben. Zur Durchführung dieses Erfindungsgedankens gibt es verschiedene Möglichkeiten.
• An Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Die in Fig. 1 bis 4 der Zeichnung einander entsprechenden Einzelteile sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen-versehen.
• In F i g. 1 und 2 ist ein Zähler nach der Erfindung im Aufriß und Grundriß schematisch dargestellt. Er besteht aus den zwei Spannungseisen 1 mit je einer Spannungswicklung 10, dem Stromeisen 2 mit einer Stromwicklung 20, dem Trommelanker 3, dem Eisenkern 4 im Inneren des Trommelankers und den beiden laschenförmigen Rückschlußeisen 5. Die Spannungseisen 10 haben in bekannter Weise M-Form mit seitlich abstehenden Nebenschlußarmen am Mittelschenkel. Das Stromeisen hat in bekannter Weise U-Form. Das quer zu den Spannungseisen 1 angeordnete Stromeisen 2 ist von diesen durch äußere Luftspalte getrennt. Die Erregerwicklung 20 des Stromeisens liegt unterhalb des Kernes 3. Jedes der beiden Rückschlußeisen 5 besteht aus einem etwa V-förmigen Eisenblech und liegt mit seinen beiden V-Enden an den beiden Außenschenkeln eines der Spannungseisen an, während seine Mitte an der Unterseite des Kernes 3 anliegt. Die Rückschlußeisen können dabei an ihren vorgenannten Anliegestellen angenietet sein. Es ist also, im Gegensatz zu bekannten Zählem mit Trommelanker und mit zwei Spannungseisen, kein gemeinsames Rückschlußeisen der beiden Spannungs eisen vorgesehen, sondern für jedes Spannungseisen ein eigenes Rückschlußeisen.
• Wie sich in der Zeichnung verfolgen läßt, hat jedes der beiden Spannungseisen sowie auch das Stromeisen einen mit Ausnahme des Polluftspaltes geschlossenen Eisenweg im Triebflußpfad, und jeder Eisenweg ist allein für sich geschlossen, ohne daß eine gegenseitige Verkettung dieser Magnettriebflußwege vorliegt. Selbst in dem von den Spannungsflüssen und vom Stromtriebfluß gemeinsam durchlaufenden Kern 3 kreuzen sich die Wege der Magnettriebflüsse nicht, sondern sie laufen aneinander vorbei.
• Ein besonderes Kennzeichen des in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiels ist auch, daß die Symmetrieachse des bzw. der Spannungseisen einerseits und die Polachse des Stromeisens andererseits senkrecht zueinander und in Richtung radial zum Anker angeordnet sind, wobei sich im Fall zweier Spannungseisen diese auf diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten des Ankers befinden. Ferner sind bei diesem Beispiel das bzw. die Spannungseisen in einer zur Ankerachse senkrechten Ebene, das Stromeisen dagegen in einer dazu senkrechten, durch die Ankerachse führenden Ebene angeordnet. Die beiden Spannungseisen in F i g. 1 und 2 sind ferner so angeordnet, daß die Hauptausbreitungsebene jedes der beiden Eisen senkrecht zur Ankerachse steht; sie haben sogar eine gemeinsame Hauptausbreitungsebene. Das Stromeisen dagegen umgreift den Anker stirnseitig.
• Gemäß einer Weiterbildung der Anordnung nach F i g. 1 und 2 ist es sogar möglich, von der geschlossenen Polreihe mit vier Polen - d. h. einem Polpaar, das die höchste synchrone Drehzahl ergibt - auf drei Pole überzugehen, indem man eines der beiden Spannungseisen 1 samt seinem Rückschluß eisen wegläßt. Bei einer solchen Ausbildung des Zählers ist der Eigenverbrauch im Spannungskreis wesentlich kleiner.
• Die durch das Weglassen eines Spannungseisens frei werdende Seite des Trommelankers kann noch zu einem weiteren Vorteil nutzbar gemacht werden, beispielsweise durch ihre Verwendung zum Anbringen einer Wirbelstromdämpfung eines Dauermagneten. Ein Beispiel hierfür ist in F i g. 3 gezeigt, der Dauermagnet 6 liegt hier dem Spannungsmagneten 1 gegenüber. Teile des Bremsmagneten, auch aktive Teile, können gewünschtenfalls auch innerhalb des Ankers 3 angeordnet sein, indem dafür ein dem Bremsmagnet zugewandter Teil des Kernes 4, soweit dieser Kernteil nicht für die Triebflüsse benötigt wird, weggelassen wird. Der Bremsmagnet kann in diesem Fall beispielsweise ein an sich bekannter Doppelspurbremsmagnet sein.
• Eine andere Möglichkeit, die durch das Weglassen eines der beiden Spannungseisen frei werdende Seite des Trommelankers vorteilhaft auszunutzen, ist noch in F i g. 4 gezeigt. Hier ist das Stromeisen 2 in der gleichen Ebene wie das Spannungseisen 1 angeordnet. Diese Ausbildung eines Zählers zeichnet sich auch durch eine besonders niedrige Bauhöhe aus.
• In F i g. 5 schließlich ist noch eine weitere Abwandlungsmöglichkeit zu Fig. 1 und 2 gezeigt.
• F i g. 5 entspricht im wesentlichen F i g. 1, unterscheidet sich aber dadurch, daß hier der in F i g. 1 gezeigte Eisenkern 4 in zwei Teilkerne 40 unterteilt ist, die an den beiden Rückschlußeisen5 befestigt sind. Hier ist also der Kern 4 von F i g. 1 gewissermaßen durch je einen den Ankerrand armartig umgreifenden Fortsatz des bzw. jedes Rückschlußeisens gebildet. Die Teilkerne 40 können daher mit dem Rückschlußeisen auch aus einem Stück hergestellt sein. Die Bedingungen der Erfindung sind auch hier gewahrt: Jedes Spannungseisen hat ein eigenes Rückschlußeisen, und den Magnetfluß jedes Spannung eisens sowie auch des Stromeisens ist ein auf der ganzen Länge eigener, in sich geschlossener Eisenweg gegeben. Der Eisenweg des Stromflusses teilt sich dabei je hälftig über die beiden Teilkerne 40.
• Eine sinngemäß gleiche Abwandlung ist auch in F i g. 3, bei nur einem Spannungseisen, möglich.
• Das Stromeisen, der im Anker befindliche Kern und das Spannungseisen können auch aus einem anderen ferromagnetischen Werkstoff als Elektroblechen bestehen, z. B. aus weichmagnetischen Ferriten, die sich wegen ihrer hohen Anfangspermeabilität und der annähernd konstanten Permeabilität besonders für das Stromeisen gut eignen.
• Solche Werkstoffe ermöglichen sogar besonders gut die vorteilhafte Trennung der Triebpfade, weil man bisher auf eine sogenannte Vormagnetisierung des Stromeisens durch zum mindesten einen Teil des Spannungsflusses angewiesen war, um geringe Fehler bei kleinen Stromlasten zu bekommen. Der Rückschluß des Spannungseisens kann dann z. B. aus einem gemeinsamen Preßteil bestehen; auch der Kern kann mit eingeschlossen sein.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Induktions-Elektrizitätszähler mit einem Trommelanker, mit je einem eigenen, außerhalb des Ankers angeordneten Spannungs- und Stromeisen für das Spannungs- und das Stromtriebsystem mit der Ankertrommel radial zugekehrten Polen und mit einem innerhalb des Ankers angeordneten Eisenkern, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungseisen(1) in bekannter Weise M-förmig ausgebildet und in einer zur Ankerachse senkrechten Ebene angeordnet ist, die beiden Außenpole des Spannungseisens durch ein den Rand der Ankertrommel (3) auf deren offener Seite umgreifendes Rückschlußeisen (5) mit dem Innenkern (4) verbunden sind und die beiden Polflächen des in bekannter Weise U-förmig ausgebildeten Stromeisens (2) an zwei einander diametral gegenüberliegenden, gegen die Symmetrieachse des Spannungseisens räumlich um 900 versetzten Stellen der Außenwand der Ankertrommel angeordnet sind.
2. 2. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer den Anker stirnseitig umgreifenden Anordnung des Stromeisens an der dem Spannungseisen gegenüberliegenden Ankertrommelseite ein zweites Spannungseisen samt Rückschluß eisen in gleicher Anordnung wie das erste Spannungseisen samt Rückschlußeisen angeordnet ist (Fig. 1 und 2).
3. 3. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer den Anker stirnseitig umgreifenden Anordnung des Stromeisens auf der dem Spannungs eisen diametral gegenüberliegenden Ankertrommelseite ein der Wirbelstromdämpfung des Ankers dienender Dauermagnet (6) angeordnet ist (Fig. 3).
4. 4. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromeisen in einer zum Spannungseisen parallelen Ebene angeordnet ist (Fig. 4).
5. 5. Elektrizitätszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derInnenkern in zwei Teilkerne (40) unterteilt ist, von denen jeder über ein Rückschluß eisen mit einem Spannungseisen verbunden ist (F i g. 5).
6. 6. Elektrizitätszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilkern (40) mit dem ihm zugeordneten Rückschlußeisen(5) aus einem Stück besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 839 970; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 118 353; schweizerische Patentschrift Nr. 322883.