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Appareilpour mesures électriques.
La présente invention est relative à un appa- reil permettant d'effectuer des mesures de puissance, et 'éventuellement de tension et d'intensité, sur des circuits parcourus par des courants alternatifs, 'sans qu'ii soit nécessaire d'interrompre le courant sur ces circuits.
L'appareil est pourvu d'autre part de moyens de'réglage de sensibilité qui permettent son emploi sur des circuits industriels quelconques..
L'appareil 'comprend un wattmètre d'un modèle quelconque et pourvu d'un circuit tension et d'un circuit intensité. Le circuit tension peut se connecter directe- ment sans inconvénient au circuit sur lequel s'effectuent. les mesures. pour coupler le circuit intensité au conduc- teur sur lequel doivent s'effectuer les mesures, sans inter- rompre ce conducteur, la présente invention prévoit de
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connecter ce circuit intensité à un enroulement cons- tituant le secondaire d'un transformateur dont le primaire est constitué par le conducteur. A cet effet, l'enroulement secondaire est disposé autour d'un noyau magnétique réalisé par exemple en deux parties articulées l'une sur l'autre afin de permettre d'entourer par ce noyau magnétique le con- ducteur sur lequel s'effectuent les mesures d'intensité.
Le wattmètre peut *être complété de moyens compen- sateurs de phase qui permettent de maintenir la même rela- tion de phase entre l'intensité et la tension dans le wattmètre et dans le circuit sur lequel s'effectuent les mesures.
Il peut 'tre avantageux d'adjoindre un voltmètre et un ampèremètre au wattmètre. Afin de pouvoir utiliser l'appareil avec des courants d'intensité et de tension quelconques, la présente invention prévoit de combiner les réglages de sensibilité de ces trois appareils. Une manoeuvre unique permettra de régler la sensibilité du voltmètre et de la partie tension du wattmètre. Il en sera de même entre l'ampèremètre et la partie intensité du wattmètre. Ces réglages de sensibilité peuvent se faire pari résistances, ou résistances et capacités, ou par transfor- mateurs à prises multiples.
Le dessin ci-joint représente schématiquement, à titre d'exemple, des formes de réalisation de l'appareil conforme à l'invention.
La figure 1 est un schéma d'ensemble de l'appa- reil.
La figure 2 représente une variante des dispo- sitifs de réglage de sensibilité.
La figure 3 représente-une réalisation de l'appa- reil pour effectuer des mesures sur un circuit triphasé.
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Suivant la figure 1, la présente invention com- prend un wattmètre 1 pourvu d'un enroulement intensité 2 et d'un enroulement tension' 3. Cet enroulement tension est connecté, par l'intermédiaire de deux bornes 4 et 5 ,aux deux conducteurs 6 et 7 parcourus par un courant alternatifs sur lequel doivent s'effectuer les mesures.
Afin de faire parcourir'l'enroulement intensité 2 par un courant d'intensité proportionnelle à l'intensité @ du courant parcourant les conducteurs 6 et 7 sans in- terrompre ceux-ci, l'enroulement 2 est -connecté à un enroulement 8 bobiné sur un noyau magnétique réalisé de préférence en deux parties 9a et 9b articulées de telle sorte qu'il est possible d'entourer l'un des deux conduc- teurs 6 ou 7 par ne noyau magnétique. Celui-ci est avantageusement réalisé sous la forme d'une pince maintenue fermée par l'action d'un ressort 10. Le conducteur entouré joue le rôle du primaire d'un transformateur dont l'enroulement 8 est le secondaire. On comprend ainsi que les enroulements 8 et 2 soient parcourus par un .courant d'intensité proportionnelle à celle du'courant parcourant les conducteurs 6 et 7.
Afin ue l'appareil puisse 'être utilisé avec des courants d'intensités très différentes, le noyau 9a -
9b est établi de telle sorte qu'il n'atteigne pas la satu- ration magnétique, même pour des intensités élevées.
Vautre part., un commutateur 11 permet de régler la sen- sainte-intensité du wattmètre par le shuntage de son enroulement intensité 8 au moyen de résistants 12, 13,
14.
La sensibilité de la partie tension du watt- mètre 1 peut être également ajustée à l'aide d'un comma- tateur 15 modifiant la valeur des réactances 16a - 16b,
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17a- 17b, 18a- 18b insérées en série dans le circuit du wattmètre 1. Ces réactances peuvent également servir à maintenir la m'orne relation de phase entre les courants traversant les deux enroulements 2 et 3 du wattmètre et entre l'intensité et la tension du courant sur lequel s'effectuent les mesures. 'En effet, l'intensité du courant parcourant les enroulements 2 et 8 est déphasé en avance sur le courant primaire parcourant le conducteur 7. Les réactances 16a - 16b, @ insérées dans le circuit tension ont un résultat analogue pour les tensions.
La mesure de la puissance est donc correcte.
Les réactances 16a - 16b sont constituées d'une résistance et d'une capacité en série, on de toute association convenable d'inductances, résistances et oapa- cités.
Pour compléter les renseignements fournis par le wattmètre 1, il est avantageux d'y adjoindre un ampéremè- tre 19 et un voltmètre 20 dont le fonctionnement est associé à celui du wattmètre. L'ampéremètre 19 est inséré en série dans le circuit intensité du wattmètre, et le voltmètre 20 est connecté en dérivation sur les bornes 4 et 5.
L'ampèremètre et le voltmètre doivent avoir des sensibilités réglables dans les m'ornes conditions que les circuits intensités et tension du wattmètre pour fournir des lectures précises quelles que soient l'intensité et la tension du courant à mesurer.
Pour que les mesures puissant 'être faites facile- ment et simultanément, la présente invention prévoit d'une part de commander simultanément la sensibilité de l'ampé- remètre et les sensibilité intensité du wattmètre, d'autre part de oommander simultanément la sensibilité du voltmètre et la sensibilité tension du wattmètre. Ces résultats
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peuvent s'obtenir par une liaison mécanique entre les com- mutateurs intéressés.
L'ampèremètre 19 est placé, par exemple, dans une des diagonales d'un pot de Wheststone dont les branches contiennent des redresseurs 21. L'autre diagonale comprend tout ou partie des résistances 22, 23. 24 qui forment le shunt de l'ampèremètre. Le commutateur 25 permet de régler la valeur de ce shunt, dont la sensibilité de l'am- péremètre. Celle-ci peut être ajustée par les résistances 26 et 27 insérées en série avec l'ampèremètre.
Les commutateurs 11 et 25 sont liés mécanique- ment, par exemple en les montant sur un même arbre oom- mandé par un bouton 28. Une fois l'appareil-étalonné, il suffit de manoeuvrer le bouton 28 afin d'obtenir la lecture optima sur l'ampèremètre 19, pour que simultané- ment le wattmètre se trouve dans les meilleurs conditions de sensibilité intensité.
D'une façon analogue, le voltmètre 20 peut 'être placé dans une des diagonales d'un pont de Wheatstone dont les branches contiennent des redresseurs 29. L'autre diagonale est mise en dérivation sur les bornes 4 et 5 par l'intermédiaire de tout on partie des résistances 30, 31, 32. Le commutateur 33 permet de choisir la valeur des résistances insérées en série avec le voltmètre, et pàr suite de déterminera sensibilité. Celle-ci petit 'être ajustée par la résistance 34, les commutateurs 15 et 33 sont liés mécanique- ment, par exemple par l'intermédiaire d'un arbre commun commandé par un bouton 35. La manoeuvre de ce bouton permet de choisir la meilleure sensibilité pour le volt- mètre, et par suite la meilleure sensibilité tension du wattmètre.
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Dans la réalisation de la figure 1, les varia- tions de sensibilité sont obtenues en modifiant les valeurs de résistances insérées dans des circuits. Le même résultat peut tre réalisé par des transformateurs à prises multi- ples. La figure 2 montre une telle réalisation. L'appa- reil de mesure 36 peut être connecté aux bornes du ,se- condaire 37 du transformateur 38. L'appareil de mesure 36 peut tre l'ampèremètre 19 avec ses redresseurs, le voltmètre 20 avec ses redresseurs, l'enrobement inten- sité 2 du wattmètre. ou l'enroulement tension 3 de cet appareil.
Le courant dont l'intensité doit solliciter l'appareil de mesure 36 parcourt tout on partie du pri- maire 39 du transformateur 38 par l'intermédiaire d'un oommutateur 40 coopérant avec les prises multiples du primaire 39. La manoeuvre du commutateur 40 permet ainsi de faire varier la sensibilité de l'appareil de me- sure 36.
La figure 3 représente une réalisation de l'appa- reil en vue d'effectuer des mesures sur un circuit triphasé dont les phases ne sont pas nécessairement équilibrées. La mesure de la puissance se fait par la méthode des deux wattmètres.
Le circuit sur lequel se font les mesures com- prend les trois conducteurs de phase 6, 7' et 7".
Afin d'effectuer les mesures sans interrompre les conducteurs, l'appareil comprend trois bornes 4', 4" et 5 destinées à 'être connectées respectivement aux trois conducteurs de phase. L'appareil comprend en outre deux noyaux magnéti- ques 9' et 9" munis chacun d'un enroulement. le prin- cipe de fonctionnement est d'opérer successivement sur deux des trois conducteurs de phase.
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A cet effet, un commutateur 41' permet de choisir le conducteur dont la tension est appliquée 'au voltmètre 20 et à l'enroulement tension 3 du wattmètre 1. Deux autres commutateurs 42 et 43 permettent de choisir le noyau magnétique dont l'enroulement sera mis en connexion avec l'ampèremètre 19 et l'enroulement intensité 2 du watt- mètre 1.
Afin de faciliter la manoeuvre de l'appareil, les commutateurs de sensibilité-tension 15 et 33 sont montés sur le meme arbre et commandés par le même bouton 35 que les.commutateurs de sélection de phase 41, 42 et 43.
Suivant la figure 3, toutes les positions de gauche corres- pondent au conducteur 7', et toutes les positions de droite au conducteur 7".
Il est possible que le wattmètre ne dévie pas dans le mime sens pour chacun des donducteurs. Pour remé- dier à cet inconvénient, l'appareil comprend les commu- tateurs 44 et 45 qui permettent d'inverser le sens du courant dans l'enroulement Intensité du wattmètre.
Dans un but de simplification de manoeuvre, les commutateurs de sensibilité 11 et 25 sont montés sur le même arbre et commandés par le même bouton 28 que les commutateurs 44 et 45 d'inversion de courant dans le wattmètre. Dans le cas où la mesure de la puissance ne se fait pas pour la même série de positions du bouton 28 pour chacun des .conducteurs 7' et 7", la puissance totale est égale à la différence des indications du wattmètre'pour chacun des conducteurs.
La disposition de la figure 3 est générale et pourrait s'appliquer à un circuit comprenant un nombre quelconque de phases.
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Apparatus for electrical measurements.
The present invention relates to an apparatus making it possible to carry out measurements of power, and 'optionally of voltage and of intensity, on circuits traversed by alternating currents,' without it being necessary to interrupt the current. on these circuits.
The apparatus is also provided with sensitivity adjustment means which allow its use on any industrial circuits.
The apparatus comprises a wattmeter of any model provided with a voltage circuit and a current circuit. The voltage circuit can be connected directly without inconvenience to the circuit on which the circuit is carried out. measures. in order to couple the current circuit to the conductor on which the measurements are to be carried out, without interrupting this conductor, the present invention provides for
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connect this current circuit to a winding constituting the secondary of a transformer, the primary of which is constituted by the conductor. To this end, the secondary winding is arranged around a magnetic core made for example in two parts articulated one on the other in order to allow this magnetic core to surround the conductor on which the operations are carried out. intensity measurements.
The wattmeter may * be completed with phase compensating means which make it possible to maintain the same phase relationship between the current and the voltage in the wattmeter and in the circuit on which the measurements are made.
It may be advantageous to add a voltmeter and an ammeter to the wattmeter. In order to be able to use the device with currents of any intensity and voltage, the present invention provides for combining the sensitivity settings of these three devices. A single maneuver will adjust the sensitivity of the voltmeter and the voltage part of the wattmeter. It will be the same between the ammeter and the intensity part of the wattmeter. These sensitivity adjustments can be made by resistances, or resistors and capacitors, or by transformers with multiple taps.
The accompanying drawing shows schematically, by way of example, embodiments of the apparatus according to the invention.
FIG. 1 is a general diagram of the apparatus.
FIG. 2 represents a variant of the devices for adjusting the sensitivity.
FIG. 3 represents an embodiment of the apparatus for carrying out measurements on a three-phase circuit.
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According to FIG. 1, the present invention comprises a wattmeter 1 provided with a current winding 2 and a voltage winding '3. This voltage winding is connected, via two terminals 4 and 5, to the two conductors. 6 and 7 traversed by an alternating current on which the measurements must be carried out.
In order to run the current winding 2 by a current of intensity proportional to the intensity @ of the current flowing through the conductors 6 and 7 without interrupting them, the winding 2 is connected to a wound winding 8. on a magnetic core preferably made in two parts 9a and 9b articulated in such a way that it is possible to surround one of the two conductors 6 or 7 by a magnetic core. This is advantageously produced in the form of a clamp held closed by the action of a spring 10. The surrounded conductor plays the role of the primary of a transformer whose winding 8 is the secondary. It is thus understood that the windings 8 and 2 are traversed by a current of intensity proportional to that of the current passing through the conductors 6 and 7.
In order that the device can be used with currents of very different intensities, the core 9a -
9b is set so that it does not reach magnetic saturation, even at high currents.
On the other hand, a switch 11 makes it possible to adjust the intensity of the wattmeter by shunting its current winding 8 by means of resistors 12, 13,
14.
The sensitivity of the voltage part of wattmeter 1 can also be adjusted using a switch 15 modifying the value of reactances 16a - 16b,
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17a- 17b, 18a- 18b inserted in series in the circuit of the wattmeter 1. These reactances can also be used to maintain the same phase relationship between the currents passing through the two windings 2 and 3 of the wattmeter and between the current and the voltage of the current on which the measurements are made. 'Indeed, the intensity of the current flowing through the windings 2 and 8 is out of phase in advance of the primary current flowing through the conductor 7. The reactors 16a - 16b, @ inserted in the voltage circuit have a similar result for the voltages.
The power measurement is therefore correct.
Reactors 16a - 16b consist of a resistor and capacitor in series, or any suitable combination of inductors, resistors and capacitors.
To complete the information supplied by the wattmeter 1, it is advantageous to add thereto an ammeter 19 and a voltmeter 20, the operation of which is associated with that of the wattmeter. The ammeter 19 is inserted in series in the current circuit of the wattmeter, and the voltmeter 20 is shunted on terminals 4 and 5.
The ammeter and voltmeter must have adjustable sensitivities under the conditions of the current and voltage circuits of the power meter to provide accurate readings regardless of the amperage and voltage of the current to be measured.
So that the measurements can be made easily and simultaneously, the present invention provides on the one hand to simultaneously control the sensitivity of the ammeter and the intensity sensitivity of the power meter, on the other hand to simultaneously control the sensitivity of the ammeter. voltmeter and voltage sensitivity of the wattmeter. These results
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can be obtained by a mechanical connection between the switches concerned.
The ammeter 19 is placed, for example, in one of the diagonals of a Wheststone pot the branches of which contain rectifiers 21. The other diagonal comprises all or part of the resistors 22, 23. 24 which form the shunt of the ammeter. Switch 25 makes it possible to adjust the value of this shunt, including the sensitivity of the amperemeter. This can be adjusted by resistors 26 and 27 inserted in series with the ammeter.
Switches 11 and 25 are linked mechanically, for example by mounting them on a single shaft controlled by a button 28. Once the device has been calibrated, it suffices to operate button 28 in order to obtain the optimum reading. on the ammeter 19, so that the wattmeter is simultaneously in the best conditions for current sensitivity.
Similarly, the voltmeter 20 can be placed in one of the diagonals of a Wheatstone bridge whose branches contain rectifiers 29. The other diagonal is shunted to terminals 4 and 5 via all part of the resistors 30, 31, 32. The switch 33 allows to choose the value of the resistors inserted in series with the voltmeter, and then to determine the sensitivity. This can be adjusted by resistor 34, switches 15 and 33 are linked mechanically, for example by means of a common shaft controlled by a button 35. The operation of this button makes it possible to choose the best one. sensitivity for the voltmeter, and consequently the best voltage sensitivity of the wattmeter.
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In the embodiment of FIG. 1, the variations in sensitivity are obtained by modifying the values of resistors inserted in circuits. The same result can be achieved by transformers with multiple taps. FIG. 2 shows such an embodiment. The measuring device 36 can be connected to the terminals of the second 37 of the transformer 38. The measuring device 36 can be the ammeter 19 with its rectifiers, the voltmeter 20 with its rectifiers, the internal coating. - site 2 of the wattmeter. or the voltage winding 3 of this device.
The current, the intensity of which must apply to the measuring device 36, travels all through the primary 39 of the transformer 38 via a switch 40 cooperating with the multiple taps of the primary 39. The operation of the switch 40 allows thus to vary the sensitivity of the measuring apparatus 36.
FIG. 3 represents an embodiment of the apparatus with a view to carrying out measurements on a three-phase circuit whose phases are not necessarily balanced. The power is measured by the two wattmeter method.
The circuit on which the measurements are taken comprises the three phase conductors 6, 7 'and 7 ".
In order to carry out the measurements without interrupting the conductors, the apparatus comprises three terminals 4 ', 4 "and 5 intended to be connected respectively to the three phase conductors. The apparatus further comprises two magnetic cores 9' and 9 "each equipped with a winding. the operating principle is to operate successively on two of the three phase conductors.
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For this purpose, a switch 41 'makes it possible to choose the conductor whose voltage is applied' to the voltmeter 20 and to the voltage winding 3 of the wattmeter 1. Two other switches 42 and 43 make it possible to choose the magnetic core whose winding will be connected to ammeter 19 and current 2 winding of wattmeter 1.
In order to facilitate the operation of the apparatus, the voltage-sensitivity switches 15 and 33 are mounted on the same shaft and controlled by the same button 35 as the phase selection switches 41, 42 and 43.
According to FIG. 3, all the left positions correspond to the conductor 7 ', and all the right positions to the conductor 7 ".
It is possible that the wattmeter does not deviate in the same direction for each of the conductors. To remedy this drawback, the apparatus comprises switches 44 and 45 which make it possible to reverse the direction of the current in the current winding of the wattmeter.
In order to simplify operation, the sensitivity switches 11 and 25 are mounted on the same shaft and controlled by the same button 28 as the switches 44 and 45 for reversing the current in the wattmeter. In the event that the power is not measured for the same series of positions of the button 28 for each of the conductors 7 'and 7 ", the total power is equal to the difference in the indications of the wattmeter for each of the conductors. .
The arrangement of FIG. 3 is general and could be applied to a circuit comprising any number of phases.