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Elektrisches Wechselstrominstrument nach Art der Induktionszähler
mit magnetischem Nebenschluß zu einem im Hauptstromkreis liegenden Elektromagneten
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Wechselstrominstrumente, bei denen eine
in der Nähe der Pole eines Elektromagneten angeordnete Scheibe sich infolge der
in ihr erzeugten Wirbelströme dreht, und betrifft die in solchen Instrumenten zur
Verwendung kommenden, in Reihe geschalteten Elektroinagneten. Die Erfindung wird
im nachstehenden an Hand eines in Reihe geschalteten Elektromagneten beschrieben,
der für Einphasenwechselstromwattstundenzähler verwendbar ist. Der Ausdruck in Reihe
geschalteter Elektromagnet bedeutet einen -Elektromagneten, dessen Wicklung in Reihe
mit der Belastung geschaltet ist.
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Elektrizitätszähler der erwähnten Art mit einem in Reihe geschalteten
Elektromagneten haben einen Fehler, der nicht konstant ist, sondern sich mit der
Belastung ändert; die Fehlerbelastungskurve fällt mehr oder weniger plötzlich bei
höheren Belastungen. Um den Fehler möglichst konstant und klein zu halten oder die
Belastungskurve wenigstens zu verbessern, hat man schon vorgeschlagen, in magnetischem
Nebenschluß zu einem im Hauptstromkreis liegenden Elektromagneten eine U-förmige
oder flache, sich über die Pole des Magneten erstreckende, aber von diesen durch
ein unmaggnetisches Distanzstück getrennte, bei höherer Belastung gesättigte Brücke
anzubringen.
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Die Erfindung bezweckt die Wirkung derartiger Maßnahmen dadurch zu
erhöhen und wesentlich günstigere Belastungskurven als die bisher erreichten dadurch
zu erzielen, daß sie die genannten Maßnahmen mit anderen teils an sich bekannten
Maßnahmen vereinigt.
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Diese gesamten Maßnahmen bestehen einerseits darin, daß der Elektromagnet
in seinem in an sich bekannter Weise unterteilten Kern und in der Nähe einer der
Außenflächen desselben (z. B. durch nur ein Kernblech von der Außenfläche getrennt)
eine oder mehrere unmagnetische Lagen besitzt, die aus einem wenigstens schlecht
leitenden Material bestehen, ferner darin, daß die an sich bekannte Brücke in der
beschriebenen Weise angeordnet ist und einen derartigen L-förmigen Querschnitt besitzt,
daß ein Schenkel des L-förmigen Ouerschnittes parallel zur Seitenfläche des Magnetkerns
in der Nähe der unmagnetischen Zwischenlage liegt und an dieser Seitenfläche befestigt
ist, während der andere Schenkel parallel zu der sich drehenden Scheibe des Instrumentes
liegt.
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Andererseits werden diese Maßnahmen dadurch
in ihrer
besonderen Wirkung ergänzt, daß gegenüber dem genannten Elektromagneten, die drehbare
Scheibe des Instrumentes zwischen sich einschließend, ein Nebenschlußelektromagnet
liegt und daß die Elektromagnete auf einer gemeinsamen Platte aus magnetischem Material
befestigt sind, so daß insgesamt eine zur Erzielung einer günstigen Belastungskurve
geeignete Verteilung des Kraftflusses auf die erfindungsgemäßen Teile des Instrumentes
entsteht.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Vorderansicht des Kernes des in
Serie geschalteten Elektromagneten, Fig.2 eine Draufsicht auf den Kern der Fig.
1, Fig.3 in Einzelansicht und in größerem Maßstabe ein Ende eines Polstückes und
der Sättigungsbrücke, Fig. q. einen Schnitt durch die vereinigten Magnete, Fig.
5 die vereinigten Magnete in Ansicht. Der beispielsweise zu beschreibende Elektromagnet
kann als in Reihe zu schaltender Elektromagnet eines Einphasenwattstundenzählers
verwendet werden und ist daher auch in dieser Anwendung den nachstehenden Ausführungen
zugrunde gelegt.
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Der Nebenschlußelektromagnet i des Zählers ist zweckmäßig auf einer
Platte i i aus magnetischem Material befestigt, die mit einem Ausschnitt 13 versehen
ist, durch den sich die drehbare Scheibe des Zählers erstreckt. Die Scheibe liegt
in einer Ebene zwischen den Polen des Nebenschlußmagneten i und den Polen des in
Reihe geschalteten Magneten.
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Der Kern 21 des in Reihe geschalteten Magneten besteht in bekannter
Weise aus einzelnen Stahl- oder Eisenblechen, die durch Nieten 23 miteinander verbunden
sind; die vorletzte, der Seitenfläche 27 benachbarte Lage 25 besteht aus Messing,
das urmagnetisch ist und, beispielsweise mit Kupfer verglichen, einen schlechten
Leiter darstellt, so daß Wirbelströme darin nicht oder wenigstens nur in einem vernachlässigbaren
Maße induziert werden.
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Auf der Fläche 27 ist eine Brücke 29 (Fig. 3) aus magnetischem Material
befestigt, die sich quer über die Pole des Magneten erstreckt und von diesen durch
ein Distanzstück 31 aus urmagnetischem Material, z. B. Messing, getrennt ist. Die
Brücke 29 ist im Querschnitt gleichförmig L-förmig gestaltet; ihr einer Schenkel
33 liegt parallel zu der Seitenfläche 27 des Magneten, und ihr anderer Schenkel
35 liegt in einer Ebene mit den Stirnflächen der Pole, an denen die Brücke befestigt
ist, d. h. parallel zu der drehbaren Scheibe. Die Brücke hat einen derartigen Querschnitt,
daß sie bei größeren Belastungen gesättigt wird.
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Der Kern des in Reihe geschalteten Magneten ist nicht so tief wie
der Kern des Nebenschlußmagneten, und um diesen Tiefenunterschied auszugleichen,
ist der in Reihe geschaltete Magnet unter Zwischenschaltung eines Distanzstückes
41 (Fig. q.) auf der Platte ii befestigt. Die Außenfläche des in Serie geschalteten
Magneten wird auf diese Weise in dieselbe Ebene gebracht wie die entsprechende Außenfläche
des Nebenschlußmagneten. Die Pole der beiden Elektromagnete liegen einander gegenüber
und sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der genügt, um die Drehbewegungen
der Scheibe zu gestatten.
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Da der Nebenschlußmagnet und der in Reihe geschaltete Magnet beide
auf derselben Platte i i befestigt sind,- ist zwischen ihnen eine magnetische Verbindung
durch die Platte hergestellt.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein elektrisches Wechselstrominstrument
gemäß der Erfindung eine bessere Fehlerbelastungskurve bei höheren Belastungen besitzt
als andere bekannte Instrumente. Anscheinend fließt der durch die Brücke gehende
Magnetfluß, obgleich die unmagnetische Lage 25 die Brücke 29 in gewissem Maße abschirmt,
von dem Hauptkörper des Kernes über die urmagnetische Lage 25 und wird von der magnetischen
Lage 27 gesammelt, in der er nach oben geht und von der aus er schließlich über
die Brücke fließt.