DE1616053A1

DE1616053A1 - Elektronischer Gleichlasteichzaehler fuer Drehstrom

Info

Publication number: DE1616053A1
Application number: DE19671616053
Authority: DE
Inventors: Christiof Gebsattel; Engel Dipl-Phys Walter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-08-22
Filing date: 1967-08-22
Publication date: 1970-04-09
Also published as: DE1616053B2; DE1616053C3

Description

Elektronischer Gleichlasteichzähler für Drehstrom Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei der Prüfung von Elektrizitätszählern nach dem Gleichlastverfahren den Wirkverbrauch in einem Mehrphasensystem mit sehr hoher Genauigkeit zu messen.
Die üblichen Drehstromzähler mit t Induktions-Triebsystemen nach dem Ferrarisprinzip sind für diese Aufgabe nicht geeignet, weil die Beseitigung der solchen Zählern anhaftenden, die MeBgenauigeit begrenzenden Mängel, wie Lagerreibung, Temperactureinflu#, Oberwelleneinflu#, Spannungsabhängigkeit und Lagenbhängigkeit einen hoen geräte- und wartungstechnischen Aufwand erfordert.
Demgegenüber kann die Anwendung elektronischer bauelementc 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 Aufbau eines elektronischen Mehrphasen-ektrizitätszählers, insbesondere zur Verwendung als Gleichlastzähler bei der Prüfung von Zählern nach dem Gleichlastverfahren, gekennzeichnet durch die Schaltkombination folgender zum Teil an sich bekannter mittel: a) am Eingang der Schaltkombination den einzelnen Phasen zugeordnete Hallgeneratoren (Multiplikationsstufen), die in der betreffenden Phase das Produkt aus den Augenblickswerten von Strom und Spannung bilden und in ihrer Ausgangsspannung darstellen, b) daran anschließend elektronische Mittel (Verstärkerstufe), die den Gleichspannungsanteil der Summe dieser Ausgangsspannungen verstärken, c) ein elektronischer Umschalter (Umschaltstufe3, an dessen Eingang dieser verstärkte Gleichspannungsanteil liegt und der auf Signalbefehl an seinem Hilfseingang diesen Gleichspannungsanteil man einer ersten Ausgangsklemme an eine zweite Ausgangsklemme der Uinschalttufe legt und umgekehrt, d) eine dem Umschalter (Umschaltstu£e) folgende, zwei Eingänge aufweisende, insbesondere mit einer Drossel aufgebaute Einrichtung zum Integrieren (Integrierstufe) des so verstärkten Gleichspannungsanteils, e) ein den Ausgangsstrom der Integriereinrichtung (Integrierstufe) aufnehmender elektronischer Signalgeber (Signalstufe) mit zwei Ausgängen, dessen erstes am Ausgang beim Erreichen eines Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung unabhängig von dessen Richtung gebildete Signal über eine Impulsformerstufe einem Impulszählwerk (Zählwerk) zugeführt ist, und dessen weiteres (zweites) am Ausgang ebenfalls beim-Erreichen des Maximalwertes des Ausgangsstromes der-Integriereinrichtung (Integrierstufe) je nach der Richtung des Ausgangsstromes mit unterschiedlicher Polarität gebildete Signal dem Hilfse1.ngang des elektronischen Umschalters (Umschaltstufe) zugeführt ist.
In der Zeichnung ist der Aufbau des Erfindungsgegenstandes dargestellt Im einzelnen zeigen: Fig. 1 den Blockschaltplan des elektronischen Mehrphasen-Elektrizitätszahlers, Fig. 2 einen besonderen Aufbau der Verstärkerstufe (4) und Fig. 3 einen besonderen Aufbau der Integrierstufe (6).
In Fig. 1 sind die Teile der Schaltkombination nach der Erfindung symbolisch mit rechteckigen Kästen (1 bis- 1Q) 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 liallplättchen 11, an dessen Elektrodenachse 12 die über einen Widerstand und einen Kondensator geglättete Summe der Hallausgangsspannungen der EIallgeneratoren 1, 2, 3 gelegt ist. Das Hallplättchen 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 Hallplättcnens 11 ist einem Wechselspannungsvertärker 1@ 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 Umsohaltstufe 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 Nullpunktfehler der Verstärke rau sgangs spannun g aufweist.
Durch die phasenempfindliche Steuerung des Gleichrichters 18 werden die Genauigkeit herabsetzende Schwellwerteinflüsse-bei der Gleich-' richtung der Ausgangsspannung des Verstärkers 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 demL 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, in dem 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 fIieenden Ausgsngsstrom des Verstärkers 32 uminagneti. siert wird.
Die Wicklungen 26 und 27 dienen jeweils der Gegenkopplung des Verstärkerausgangasignals auf den Verstärkereingang. t+ber die Widerstände 38 und 39 wird die Sperrung des einen Verstärkers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des anderen Verstärkers erreicht.
3 Figuren 5 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Elektronischer Mehrphasen-Elektrizi tätszähler, insbesondere zur Verwendung als Gleichlastzähler bei der Prürfung von Zählern nach dem Gleichlastverfahren, gekennzeichnet durch die Schaltkombination folgender zum Teil an sich bekannter Mittel: a) am Eingang der Schaltkombination den einzelnen Phasen zugeordnete Hallgeneratoren (Multiplikationsstufen 1, 2, 3), die in der betreffenden Phase das Produkt aus den Augenblickswerten von Strom und Spannung bilden und in ihrer Ausgangsspannung darstellen, b) daran anschließend elektronische Mittel (Verstärkerstufe 4), die- denGleichspannungsanteil der Summe dieser Ausgangsspannungen verstärken c) ein elektronischer Umschalter (Umschaltstufe 5), an dessen Eingang dieser verstärkte Gleichspannungsanteilliegt und der auf Signalbefehl an seinem Hilfseingang (21) diesen Gleichspannungsanteil ### einer ersten Ausgangsklemme (19) an eine zweite Ausgangsklemme (2Q) der Umschaltstufe (5) legt und umgekehrt, d) eine dem Umschalter (Umschaltstufe (5) folgende, zwei Eingänge (22, 23) aufweisende, insbesondera mit einer Drossel aufgebaute Einrichtung zum Integrieren (Integrierstufe 6) des so verstärkten Gleichspannungsanteils, e) ein den Ausgangsstrom der Integriereinrichtung (Integrierstufe 6) aufnehmender elektronischer Signalgeber (Signalstufe 7) mit wei Ausgängen (24, 25), dessen erstes am Ausgang (24) beim Erreichen eines Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung unabhängig von dessen Richtung gebildete Signal über eine Impulsformerstufe (8) einem Impulszählwerk (Zählwerk 9) zugeführt ist, und dessen weiteres (zweites) am Ausgang (25) ebenfalls beim Erreichen des Maximalwertes des Ausgangsstromes der Integriereinrichtung (Integrierstufe 6) je nach der Richtung des Ausgangsstromes mit unterschiedlicher Polarität gebildete Signal dem Hilfseingang (21) des elektronischen Umschalters (Umschaltstufe 5) zugeführt ist (Fig. 1).
2. Zähler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe (4) ein Hallplättchen (11) enthält, an dessen erster als Eingang dienender Elektrodenachse (12) die Summe der Hallausgangsspannungen, der den einzelnen rhasen zugeordneten ltallgeneratoren (1, 2, D) liegt, dessen zweiter-als Ausgang dienende 31ektrodenachse (13) mitdem eingang eines an sich bekannten Transistorwechselspannungsverstärkers (14) verbunden ist, daß an der Erregerwicklung (15) des Hallplättchens (11) eine innerhalb der Verstärkerstufe (4) in an sich bekannter Weise durch einen Generator (16) erzeugte sinusförmige Wechselepannung liegt, und daß die Ausgangsspannung des Transistorwechselspannungs verstärkers (14) einem von ihr unter Zwischenschaltung eines an sich bekannten Transisorverstärkers (17) phasenempfindlich geführten Gleichrichter (18) zugeführt ist (Fig. 2).
3. Zähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationseinrichtung (Integrierstufe- 6) eine Drossel (36) mit vier-auf einem gemeinsamen Eisenkern (30) angeordneten Wicklungen (26, 27, 28, 29) enthält, von denen die Wicklung (26) zwischen einem ersten Eingang (22)-der Integrierstufe (6) und dem Eingang eines ersten Verstärkers (3-1) liegt, deren 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 Wicklung (28) an eine erste Ausgangsklemme (34), der Ausgang des zweiten Verstärkers (32) über die 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).
4. Zähler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (36) durch einen Thermostaten temperaturstabilisiert ist.
5. Zähler nach Anspruch 1 bis 4, 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).

L e e r s e i t e