DE2715283A1

DE2715283A1 - Elektronischer drehstromzaehler

Info

Publication number: DE2715283A1
Application number: DE19772715283
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Schwendtner; Guenter Steinmueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2715283C2; JPS53123976A

Description

Elektronischer Drehstromzähler
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Drehstromzähler, bei dem der in Jeder Phase fließende Laststrom mit Hilfe eines Shunts in eine diesem Laststrom proportionale Größe abgebildet wird und bei dem gegen die Jeweilige Phase als Bezugspotential über einen Widerstand eine der Phasenspannung proportionale Größe abgeleitet wird, wobei die dem Laststrom und der Phasenspannung proportionalen Größen einer Multiplizier-und Quantisiereinrichtung zugeführt und die am Ausgang der Quantisiereinrichtung abgegebenen Impulse auf einen Impulszähler gegeben werden.
Durch die DT-OS 25 19 668 ist bereits eine Anordnung zur Messung der elektrischen Leistung und Energie in Einphasen-Wechselstromnetzen bekannt geworden, bei der ein Eingangssignal aus dem Meßstrom mit Hilfe eines Shunts und ein aus der Meßspannung abgeleitetes Eingangssignal direkt in eine diese proportionale Gleichspannung umgewandelt wird, wobei die Phasenbeziehung zwischen den beiden Meßgrößen durch eine der bekannten Schaltungen berücksichtigt wird.
Darüberhinaus ist vorgeschlagen worden, daß zur Messung der elektrischen Leistung und Energie in Dreiphasen-Wechselstromnetzen Je Phase eine solche Anordnung zur Erzeugung einer dem Produkt zweier analogen elektrischen Größen proportionalen Folge von Impulsen wiederholt wird und die Ausgangsimpulse der einzelnen Anordnungen summiert werden, wobei die Gesamtzahl der Ausgangsimpulse dem Verbrauch in den drei Phasen entspricht. Da in einem elektronischen Drehstromzähler die drei Strdme auf unterschiedlichem Spannungsniveau gemessen werden müssen, ist eine galvanische Trennung der einzelnen Anordnungen erforderlich, was Jedoch nicht ohne weiteres möglich ist und den Aufwand u.U. beträchtlich erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Drehstromzähler der eingangs beschriebenen Art auf einfache Weise eine galvanische Trennung durchzuführen und ferner sicherzustellen, daß keiner der von den einzelnen Anordnungen kommenden Impulse verlorengehen kann, wenn zufällig gleichzeitig zwei Ausgangsimpulse ankommen sollten. Schließlich soll die Möglichkeit geschaffen werden, einfache und billige Netzteile verwenden zu können.
Der elektronische Drehstromzähler ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der einzelnen Quantisiereinrichtungen abgegeben, den Phasenleistungen proportionalen Impulsfolgen über eine Synchronisiereinrichtung und eine galvanische Entkopplung auf ein allen drei Phasen gemeinsames Zählwerk gegeben werden. Vorzugsweise ist Jeder Phase ein transformatorloser Netzteil für die Spannungsversorgung zugeordnet, der auf die Jeweilige Phase bezogen ist. In einfacher Weise kann als Synchronisiereinrichtung ein von der Phasenspannung angesteuerter Speicher verwendet werden. Ferner ist gemäß einem weiteren Vorschlag eine einfache galvanische Entkopplung in der Weise möglich, daß ein das gemeinsame Zählwerk antreibender Schrittmotor drei den einzelnen Phasen zugeordnete Wicklungen aufweist.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausfuhrungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Mit R, S, T sind die Phasen eines Drehstromnetzes bezeichnet, die über Leitungen 1 bis 3 mit dem Verbraucher in Verbindung stehen.
Mit 4 ist der Nulleiter des Systems bezeichnet. In Jeder der drei Phasenleitungen 1 bis 3 wird mit Hilfe eines Shunts 5 bis 7 der in Jeder Phase fließende Laststrom als praktisch winkel-und größenfehlerfreie Spannung abgebildet. Da die an den Shunts 5 bis 7 abfallende Spannung sehr klein ist, wird sie mit Hilfe von Verstärkern 8 bis 10 verstärkt. Die Ausgänge der Verstärker 8 bis 10 liefern also eine den Lastströmen proportionale Spannung.
Mit Hilfe dieser Spannungen wird das Verhältnis Impulsdauer-Impulspause von Impulsdauer-Impulspausen-Modulatoren 11 bis 13 gesteuert. Wie mit Hilfe von gestrichelten Linien 14 bis 16 angedeutet ist, schalten die Impulßdauer-Impulspausen-Modulatoren 11 bis 13 über Schalteinrichtungen 17 bis 19 die der Verbraucherspannung proportionale Spannung. Amplitudenmodulatoren 20 bis 22 liegen über Je einen Widerstand 23 bis 25 unmittelbar und über einen invertierenden Operationsverstärker 26 bis 28 mittelbar an der Jeweiligen Phasenspannung, wobei die der Meßspannung proportionale Größe gegen die Jeweilige Phase als Bezugspotential abgeleitet wird. Die Ausgänge 29 bis 31 der Amplitudenmodulatoren 20 bis 22 führen also einen Strom,der proportional dem Produkt aus Phasenspannung und Phasenstrom ist. Diese Ausgangsgröße wird Je einem Strom-Frequenzwandler 32 bis 34 zugeführt, der an seinem Ausgang den Phasenleistungen proportionale Impulsfolgen abgibt.
Die den einzelnen Phasen zugeordneten Impulsfolgen werden Synchronisiereinrichtungen 35 bis 37 zugeführt, die von den einzelnen Phasenspannungen in der Weise beeinflußt werden, daß am Ausgang der Synchronisiereinrichtungen 35 bis 37 niemals gleichzeitig mehrere Impulse abgegeben werden können. Diese Impulse werden über eine galvanische Entkopplung 38 bis 40 und über einen Schrittmotor 41 auf ein allen drei Phasen R, S, T gemeinsames Zählwerk 42 gegeben . Die galvanische Entkopplung 38 bis 40 kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Optpkopplers oder auch dergestalt, daß die mit 43 bis 45 bezeichneten Wicklungen dem Schrittmotor 41 unmittelbar zugeordnet sind.
Mit 46 bis 48 sind Netzteile bezeichnet, die den einzelnen Phasen zugeordnet sind. Da die gesamte Meßeinrichtung Jeder Phase in leistungssparender Technologie aufgebaut werden kann, können einfache und daher billige transformatorlose Netzteile Verwendung finden, die praktisch nur aus Zenerdioden und Widerständen bestehen.
Der erfindungsgemäße Drehstromzähler hat den Vorteil, daß an keiner Stelle analoge Meßgrößen galvanisch getrennt übertragen werden.
1 Figur 4 Ansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche ElektronischerDrehstromzähler, bei dem der in Jeder Phase fließende Laststrom mit Hilfeeines Shunts in eine diesem Laststrom proportionale Größe abgebildet wird und bei dem gegen die Jeweilige Phase als Bezugspotential über einen Widerstand eine der Phasenspannung proportionale Größe abgeleitet wird, wobei die dem Laststrom und der Phasenspannung proportionalen Größen einer Multiplizier- und Quantisiereinrichtung zugeführt und die am Ausgang der Quantisiereinrichtung abgegebenen Impulsfolgen auf einen Impulszähler gegeben werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die am Ausgang der Quantisiereinrichtungen (32 bis 34)/abgegebenen, den Phasenleistungen proportionalen Impulsfolgen über eine Synchronisiereinrichtung (35 bis 37) und eine galvanische Entkopplung (38 biß 40) auf ein allen drei Phasen gemeinsames Zählwerk (42) gegeben werden.
2. Elektronischer Drehstromzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Phase ein transformatorloser NeNteil (46 bis 48) für die Spannungsversorgung zugeordnet ist, der auf die Jeweilige Phase bezogen ist.
3. Elektronischer Drehstromzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Synchronisiereinrichtung (35 bis 37) ein von der Phasenspannung angesteuerter Speicher verwendet ist.
4. Elektronischer Drehstromzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur galvanischen Entkopplung ein das gemeinsame Zählwerk (42) antreibender Schrittmotor (41) drei den einzelnen Phasen zugeordnete Wicklungen (43 bis 45) aufweist.