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Weicheiseninstrument. Es sind bereits Weicheiseninstruinente bekannt
geworden, lie aus mehreren mechanisch verbundenen Systemen aufgebaut sind und die
Messung der Leistung oder der Frequenz bezwecken. Bei derartigen Instrumenten kommt
es aber nicht allein auf die mechanische Verbindung und die Schaltung an, sondern
es ist außerdem wesentlich, daß für die einzelnen Systeme der Differentialquotient
des Selbstiti.dtiktiociskoeffizienten nach dem Ausschlagswinkel 1_estimmte Beziehungen
erfüllt, die, je nachdem, - ob die Leistung, die Frequenz oder der Leistungsfaktor
gemessen werden soll, verschieden sein müssen. Das ist bisher nicht beachtet worden,
unl die Vorschläge haben daher eine praktische Bedeutung nicht erlangen können.
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So genügt es z. B., um einen richtig arbeitenden Leistungsmesser zu
erhalten, durchaus nicht, daß die mechanisch in Gegenwirkung verbundenen Systeme
durch j e eine Spannungsspule und eine Stromspule erregt werden und dabei die 1
einen Spulen für glas eine System magnetisch gleich, für (las andere magnetisch
entgegengesetzt wirken. In dieser Beziehung wird auch dadurch nichts geändert, daß
der Differentialquotient (los SelbstinrItrktionskoeffizienten nach dein Ausschlagswinkel
für die einzelnen Systeme kunstant gemacht wird. Es ist vielmehr unbedingt erforderlich,
(iaß darüber hinaus bei einer -Verstellung des beweglichen Teiles des Instrumentes
der Zunahme des Selbstinduktionsk(xtfizienten beim einen System eine entsprechende
Abnahme des Selbstinduktionskoeffizienten beim anderen System gegenül-ersteht, also
der für die einzelnen Systeme konstante U'ert des Differenzialquotienten für die
1-.eiden miteinanler gekuppelten Systeme absolut genommen der gleiche ist. Ebensowenig
kann man einen richtig ar"-eitenden Frequenzmesser ahne weiteres dadurch erhalten,
(iaß man wieder die beiden mechanisch verbundenen Systeme einander entgegenwirken
läßt und das eine durch einen der Spannung, das an lege durch einen der Spannung
und dem Quotienten der Prequenz proportionalen Strom erregt, sondern es ist wesentlich,
daß mindestens bei dein einen System der Differentialquotient des Selbstinduktionskoeffizienten
nach dem Ausschlagswinkel eine Funktion des Ausschlagswinkels wird. Auch für den
Leistungsfaktormesser ist es i:otwendig, daß nicht nur zwei nach Art des Leistungsmessers
aufgebaute einander entgegenwirkende Doppelsysteme vorhanden sind, deren eines eine
um go^ elektrisch gegen die: des an legen phasenverschobene Spannung aufweist, vielmehr
muß daneben auch noch die Belingiing erfüllt sein, daß mindestens l ei dein einen
Doppcisvstein der Differentialquotient (los Sell@stinduktionskoeffizienten nach
dem Aussclilagswinkel eine Funktion des Ausschlagswinkels ist. Alsdann stellt sich
beim Leistungsmesser entgegen einer äußeren Kraft, beim Frequenz- und Leistungsfaktorniesser
ohne weiteres eine der zu messenden Größe entsprechende Gleichgewichtslage ein.
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Um die erforderlichen Beziehungen für lei ;Differentialquotienten
des Selbstind aktionskoeffi7ienten nach dein Attsschlagswinkel zu verwirklichen,
sind die in neuerer Zeit vielfach verwendeten Instrumente besonders geeignet, bei
denen innerhalb einer feststehenden Spule koachs.ial mit dieser un1 untereinander
zwei nach der Fläche eines Kreiszvlinders gelogene Eisenbleche angeordnet sind.
wol;ei das eine festliegt, während (las andere auf der Achse (los Instrumentes sitzt
und mit dieser 1,eweglich ist. Je nach leg Formgebung der Bleche läßt sich so der
Differentialquotient de, Selbstindulcti;)nskoeffizienten nach dein-Ausschlagswinkel
in verschiedener Abhängig ke it vom Ausschlagswinkel selbst bringen. Gibt inan z.
B. @leii Blechen eine konstante Breite, so (laß sie sich in der Abwicklung als Rechteck
darstellen, ist: der Differentialquotient des Sellbstinduktionskoeffizienten nach
dein Ausschlagswinkel annähernd eine Konstante. Läßt man dagegen eines der Bleche
sich
verjüngen, so daß es sich. als Dreieck darstellt, erhält man eine Änderung des Differentialquotienten
des Selbstinduktionskoeffizienten nach dem Ausschlagswinkel mit der Größe des Ausschlagswinkels.
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Im folgenden sind diese Verhältnisse an Hand der Zeichnung für die
verschiedenen Fälle des Leistungsmessers, des Frequenzmessers und des Leistungsfaktormessers
im einzelnen näher erläutert: Nach Abb. i und z sind zwei Systeme miteinander mechanisch
gekuppelt, indem die betveglichen Bleche e,_, e, auf einer gemeinsamen Achse d sitzen.
Jedem -der Systeme sind zwei Spulen a, b1 und a2, b, zugeordnet. cal, a@ werden
dabei von dem zu messenden Strom durchflossen, während b,_, b2 an der Spannung liegen,
und die beiden Spulen eines Systernes sind so geschaltet, daß die Einzelfelder im
einen Fall bei a, b,. gleichgerichtet, im anderen Fall bei a, b, entgegengesetzt
gerichtet sind. Auf das eine System wirkt infolgedessen die geometrische Stimme,
auf das andere die geometrische Differenz beider Ströme. Die Bleche e, e, und die
zugehörigen feststehenden Bleche c, c, sind nun mit konstanter Breite ausgeführt,
so daß der Differentialquotiegt des Selbstinduktionskoeffizienten nach dem Ausschlagswinkel
für beide Systeme eine ,Konstante ist. Zugleich sind die Bleche so angeordnet, daß
die Drehmomente beider Systeme einander entgegenwirken- und einer bestimmten Zunahme
des Selbstinduktionskoeffizienten l.ei dem einen System eine gleich großeAbnahme
bei dem anderen System entspricht. Wirkt alsdann dem Drehmoment des Instrumentes
eine Federkraft entgegen,, so ist die jeweilige Einstellung der Achse d ein Maß
für die Leistung. Diese kann daher mittels eines auf die Achse d aufgesetzten Zeiger@s
an einer Skala abgelesen werden.
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Um das Weicheiseninstrument zur Messung des Leistungsfaktors zu vertuenden,
werden nach Abb. 3, 4. und 5 zwei nach Art des Leistungsmessers aufgebaute Instrumente
verbunden, so daß insgesamt vier Systeme mit de z Spulen a, a2, a@, a4, b:L, b=,
b3, b4, den feststehenden Blechen cl, c@, c., c4 und den beweglichen Blechen
e,, e_, e3, e4 vorhanden sind. Die feststehenden Bleche c3, c4 des dritten und vierten
Systemes sind dabei aber im Gegensatze zu der Ausführung des Leisttuigsmessers in
der Breite verjüngt, so daß der Differentialquotient des Selbstinduktionskoeffizienten
nach dem Aussdhlagswinkel von dem Ausschlagswinkel abhängig wird. Die Schaltung
ist dabei so getroffen, daß das Drehmoment des ersten Doppelsystemes , proportional
dem cos (p, des zweiten proportional dem sin p ist und beide Drehmomente einander
entgegenwirken. Gleichgewicht stellt sich alsdann ein, wenn die Achse d sich so
weit gedreht hat, daß beide Drehmomente einander ,gleich werden. Man erhält so für
jeden cos T eine bestimmte Einstellung der Achse d und kann daher andererseits diese
Einstellung benutzen, um - den Phasenverschiel;ungstiinkel und damit den Leistungsfaktor
zu messen.
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Zur Verhinderung einer gegenseitigen Beeinflussung der verschiedenen
zusammengebauten Systeme ist in allen Fällen zwischen je zwei benachbarten Systemen
eine Schutzwand aus Eisenblechen angeordnet.