146697. lajstromszámú szabadalom • Áram vagy feszültséghányados érzékelő berendezés indukciós mérőművel és keverő elemekkel
2 146.697 áram folyik, míg a 2 áramváltó 8 tekercsét és a vele kapcsolt 11 tekercsrendszert az I2 = I2—If> áram járja át. A felrajzolt 2a esetben az Ii és I2 áramvektorok közötti fázisszög 90°, következésképp az íj I2 cos 9312-t érzékelő indukciós mérőrendszer forgódobjára ható nyomaték értéke zérus, tehát a hányados pontosan 1. la A 2b ábrán látható esetben az~ hányados I» értéke az egységnél nagyobb, 9^12 szög 90°-nál kisebb, az indukciós mérőrendszer forgódobjára ható nyomaték pozitív, azaz az érintkező zárásának irányában hat. la Ha az hányados értéke a 2c ábra szerint az Is egységnél kisebb, qj\2 szög értéke 90°-nál nagyobb, azaz a mérőrendszer forgódobjára ható nyomaték értéke negatív, tehát az érintkező zárási irányával ellentétes. Könnyű belátni, hogy az elmondottak akkor is érvényesek, ha az la és I 6 áramok fázisszöge 90°-tól különbözik, tehát az ily módon megvalósított berendezés az áramok fázishelyzetére nem érzékeny. Ha az érzékelendő hányados értéke az egységtől különbözik — általános esetekben k —, akkor a 3 és 4 tekercsek n menetszáma egymás között azonos, míg az 5 és 6 tekercsek egymás közötí azonos menetszáma nk. Ebben az esetben az indukciós mérőrendszerbe vezetett áramok értéke: "Ti =la + k T„ ; T2 =T a — k"l„ A 3. ábra a 2. ábra eseteit tünteti fel k = 0,5 esetén. Fentiek alapján belátható, hogy adott mérőrendszer esetén az 1 és 2 — a továbbiakban öszszegező és különbségképző, összevonva keverő — áramváltók 5 és 6 tekercseinek menetszámának változtatásaival — megcsapolásával — lehet beállítani azt, hogy a készülék milyen hányados esetén jelezzen. Ezért az 1. ábrán az említett tekercseknél megcsapolásokat tüntettünk fel. Az eddigiekben a mérőrendszer mechanikai nyomatékainak — az érintkező nyomatéknak és a súrlódási nyomatéknak — hatását elhanyagoltuk. Amennyiben ezek a mérőrendszerre ható Ii I2 cos 9912 nyomaték mellett elhanyagolhatók, úgy ez a tárgyalásmód helyes, és a mérőrendszerre felszerelt érintkező ténylegesen a megcsapolt tekercseken beállított k hányados értékénél jelez. Kis áramerősségek esetén a mechanikai nyomatékok hatása nem hanyagolható el és a hányadosérzékelés pontatlanná válik. A berendezés ilyenkor a beállított hányadosértéknél nagyobb érték esetén jelez. Ez a jelenség, amely más — mechanikus elven működő — hányadosérzékelő berendezéseknél is fellép, általában nem hátrányos, sőt gyakran kívánatos. Gyakran szükség van arra, hogy ezt a pontatlansági sávot szabályozzuk. Ezt a mechanikai nyomatékok nagyságának szabályozásávl lehet elérni, úgyhogy érintkezőnyitási irányban a mérőrendszer tengelyére rugóerő nyomatéka hat. Ezt a módszert a találmány esetében is sikeresen lehet alkalmazni. Az előbb elmondottak alapján belátható, és a 2. és 3. vektorábrákból is nyilvánvaló, hogy az esetben, ha az 5 és 6 tekercsek menetszáma — azaz megcsapolása — egymástól különbözik, a hányadosérzékelés az Ia és If, áramok közötti fázisszögtől is függeni fog. Az alkalmazás sok esetében erre is szükség van, és a találmány szerinti berendezés előnye, hogy az — más berendezésekkel ellentétben — könnyűszerrel valósítható meg. Az alkalmazási esetek egy részében szükségessé válhat olyan hányadosérzékelő berendezés, melynél az érzékelendő hányados számlálója egy bizonyos áram, nevezője két másik áraimerősség és közbezárt szögük cosinusának szorzatából képzett négyzetgyökös kifejezés. Más szóval az Ifc -r :- k ]/la If, COS cpab hányadost kell érzékelni. A bemutatott berendezés kapcsolását ilyenkor — példaképpen — a 4. ábrának megfelelően kell megváltoztatni. Az ábrán az előzőkben részletesen ismertetett elemeket azonos számozással jelöltük és a mérőrendszert nem tüntettük fel. A bemutatott kapcsolási elv továbbfejleszthető úgy, hogy az 5. ábra szerint három áramerősségei érzékelünk, és a vázolt kapcsolás alapján közvetlenül beláthatjuk, hogy az érzékelő berendezés Ifc érintkezőit akkor zárja, ha a7/_ ,_i=k feltétel (lö+If.) teljesül. Ebben az esetben is csak az összegező és különbségképző1 áramváltókat tüntettük fel, és az azonos szerepű elemeket ugyanazon számozással jelöltük. Az elmondottak értelemszerűen átvihetők feszültségérzékelés esetére is. A 6. ábra az 1. ábrával analóg, a két áramváltónak itt két feszültségváltó felel meg, melyek szekunder-oldali feszültségeinek összegét ill. különbségét képezzük és ezeket a feszültségeket vezetjük az Ui U2 cos <pi 2 kifejezéssel arányos nyomatékot érzékelő mérőrendszerbe. Belátható az is, hogy áramhányados érzékelő berendezés az, előbbiekhez hasonló elven úgy is megvalósítható, hogy mérőelemként meddő teljesítményirányt érzékelő indukciós mérőrendszert alkalmazunk, és annak áramtekercsét — mint az előzőekben is — áramösszegező áramváltóval, feszültségtekercsét viszont az illető áramok különbségével arányos feszültséget képező nagy légrésű áramváltóval ún. transaktorral tápláljuk. Ha az érzékelést még egy harmadik mennyiségtől is függővé akarjuk tenni, úgy az indukciós mérőrendszer forgó fegyverzetének tengelyével mechanikusan egy másik — pl. elektromágneses mérőrendszer — mozgó fegyverzetét kapcsolhatjuk. Ezzel a módszerrel az áramhányados érzékelést feszültségtől, vagy szűrőkört beiktatva áramok vagy feszültségek szimmetrikus összetevőitől, feliharmonikusaitól tehetjük függővé. A berendezés alkalmazásánál külön igényként merülhet fel az, hogy az érzékelő készülék abban az esetben, ha a képzendő hányados számlálójában szereplő áramerősség egyenáramú összetevőit tartalmaz, csak a beállított értékeknél jóval na-
