Anzeigevorrichtung für eine ans mehreren elektrischen Grössen resultierende elektrische Grösse. Es sind Apparate zum Aufzeichnen .des Phasenwinkels und des Scheinverbrauches bekannt, bei welchen zwei Reibräder auf eine Kugel einwirken, von welchen, das eine von einem Wirkverbrauch-, das andere von einem Blindverbrauchszähler angetrieben wird. Auf der Kugel läuft ein weiteres Reibrad., das an einem Lager befestigt ist, welches um eine senkrecht zur Kugelaber fläche stehende Achse drehbar ist.
Der Durchdri bgungspunkt zwischen dieser Achse und der Kugel liegt derart, dass zwischen den Berührungspunkten der Kugel mit den von .den Zählern angetriebenen Reibrädern und dem Durchdringungspunkt ein recht- winkliges, sphärisches Dreieck eingeschlos sen wird. Das von der Kugel angetriebene Reibrad bezw. das Lager dieses Reibrades nimmt je nach dem herrschenden Phasen winkel eine bestimmte Lage ein. Der von seinem Umfang zurückgelegte Weg ist ein Mass für den Scheinverbrauch.
Bei Einrich tungen der beschriebenen Art kann es vor kommen, da.ss bei verhältnismässig geringen Leistungen, also geringen Umfangsgeschwin digkeiten der Reibräder besonders beim plötz lichen Übergang von einem Phasenwinkel zu einem andern. eine Fehlanzeige auftritt.
Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Fehlanzeigen bei Anzeigevorrichtungen für eine aus mehreren elektrischen Grössen resul tierende elektrische Grösse zu vermeiden und die Messgeräte von jeglicher zusätzlicher Ar beitsleistung nach Möglichkeit zu entlasten.
Erfindungsgemäss ist zu diesem Zweck für den Antrieb der Reibräder des Kugel reihungsgetriebes eine besondere Kraftquelle vorgesehen.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung schematisch ein Appa rat zum Anzeigen oder Aufzeichnen des Pha senwinkels oder Scheinverbrauches mit Hilfe eines Wirkverbrauchs- und eines Blindver- brauchsmessgerätes, die je auf ein Kugelrei- bungsgetriebe einwirken, dargestellt.
Mit 1 ist die Kugel bezeichnet, die zur geometrischen. Addition der von den Zäh lern angezeigten Werte dient. Die Kugel wird von den Reibrädern 2 und 3 ange trieben. 4 ist ein Reibrad, das um die zur Oberfläche der Kugel 1 senkrecht stehende Achse 5 drehbar ist. Dieses Reibrad wird mit einem Zeiger zum Aufzeichnen oder An zeigen des Phasenwinkels verbunden, der die Lage des Reibrades gegenüber der Kugel anzeigt. Anstatt den Zeiger unmittelbar mit ,dem Halter für das Reibrad zu verbinden, kann man auch einen Schnurtrieb oder der gleichen vorsehen, durch den ein besonderes Zeigerwerk verstellt wird.
Wenn man das Reibrad mit Hilfe eines geeigneten Getrie bes auf ein Zählwerk einwirken lässt, so kann man an diesem Zählwerk auch den Scheinver brauch ablesen. Um die Reibräder 2 und 3 mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die der Blind- und Scheinleistung entspricht, sind die Hilfsreibräder 6 und 7 vorgesehen.
Die Hilfsreibräder 6 und 7 stehen mit den von einer besonderen Kraftquelle mit kon stanter Geschwindigkeit angetriebenen Tel lern 8 und 9 in Berührung und sind derart angeordnet, dass ihr Abstand von der Dreh achse dieser Teller veränderlich ist. Lässt man diesen Abstand von den von zwei Zäh lern angezeigten Werten verändern, so. er hält man an; den Reibrädern 2 und 3 eine von diesen Werten abhängige Umfangsge schwindigkeit. Man kann unmittelbar den Abstand zwischen den Reibrädern 6 und 7 und der Drehachsel der Scheiben 8 und 9 durch die Zähler beeinflussen.
Vorteilhaf ter ist es jedoch, die Reibräder 6 und 7 mit Hilfe von Klinkrädern, die von den Zäh lern gesteuert werden, zu verstellen, denn dann wird die Messgenauigkeit der Zähler nicht wesentlich beeinflusst. Man kann bei spielsweise bei jeder Umdrehung des Zählers das zugehörige Reibrad 6 oder 7 um einen bestimmten Betrag verschieben. Nach Ab- lauf einer gewissen Zeit werden dann die Reibräder durch Federkraft wieder in die Ruhelage zurückgeführt.
Es können aber auch Mittel vorgesehen werden, durch die erst nach Ablauf einer Messperiode, zum Beispiel jeweils nach Ab lauf einer Viertelstunde, die Scheiben 8, 9 in Gang gesetzt und nach .der Ausführung einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen wieder stillgesetzt werden. Bei dieser Aus führungsart empfiehlt es sich, die Hilfsreib- räder 6, 7 während jeder Messperiode von den Scheiben. 8, 9 abgehoben zu halten, damit die Axialverschiebung der Hilfsreibräder nicht durch Reibung erschwert wird.
Die Einrichtung wirkt für einen Phasen winkelanzeiger in folgender Weise: Die Reibräder 6 und 7 liegen in der Ruhelage genau über den Achsen der An triebsteller 8 und 9. Innerhalb je einer Mess- periode werden die Reibräder 6 und 7, sowie die damit verbundenen Ritzel entsprechend den herrschenden Belastungsverhältnissen gegenüber den Achsen der Teller 8 und 9 verschoben. Die Antriebsteller können wäh renddieser Verstellung stillstehen. In die sem Falle ist es zweckmässig, zwecks Ver hinderung der Reibung die Ritzel von den Tellern abzuheben.
Am Schluss der 14Zess- periode werden die Leitungen, die von den Kontakten des Zählers zu der Verstellvor- richtung der Reibräder 6 und 7 führen, un terbrochen, so dass eine achsiale Verschie bung der Ritzel nicht mehr stattfindet. Wenn die Teller vorher stillgestanden ,sind, werden sie nunmehr gegen die Reibräder G und 7 gedrückt und durch eine Hilfskraft in Um- ,drehungen versetzt. Die Drehbewegung über trägt sich auf die Reibräder 2 und 3 und .die Kugel 1, die ihrerseits das Reibrad 4 an treibt.
Nach einigen Sekunden werden die Reib räder<B>6</B> und 7 in die Ruhelage zurückgeführt, während dieser Zeit können die Teller 8 und 9 abgehoben oder stillgesetzt werden. Nun wird wieder der Stromkreis zwischen den. an den Zählern befestigten Kontakten geschlos sen und die Ritzel durch das Klinkwerk in aehsialer Richtung verschoben. Das Schreib gerät kann während dieser Zeit :stehen blei ben und einen, zur Vorschubrichtung paral lelen Strich aufzeichnen. In diesem Falle sieht das aufgezeichnete Diagramm für den Phasenwinkel treppenförmig aus.
Es wird zweckmässig sein, innerhalb der Messperiode die Messorgane festzuhalten und nur bei der Neueinstellung freizugeben. Um die Ablese genauigkeit zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, für Energiebezug und -liefereng ge trennte Apparate vorzusehen, weil dann für -f- und - 90 Phasenverschiebung die ganze Papierbreite zur Verfügung steht.
Die beschriebene Einrichtung kann auch zum Aufzeichnen des Scheinverbrauches die nen. Däe Drehzahl der Teller @muss dann einen bestimmtem Wert beibehalten und ge nügend gross sein, damit er Fehler, der durch den Übergang des Reibrades. 4 von der einen in die andere Stellung entsteht, vernachlässigbar klein ist.
Soll der Scheinleistungsverbrauch und der Phasenwinkel aufgeschrieben werden, so kann man zwei Schreibgeräte verwenden. Man kann die Einrichtung aber auch so gestalten, dass das Schreibgerät erst die Scheinleistung bezw. den Verbrauch an Scheinleistung aufschreibt und dann erst,den Phasenwinkel aufzeichnet.
Durch Anbrin- gung geeigneter Umschaltorgane kann man nacheinander auch Wirk-, Blind-, Schein leistung und Phasenwinkel mit Hilfe eines einzigen Schreibgerätes aufzeichnen. Am einfachsten gestaltet sieb. die Aufzeichnung dieser Werte mit Hilfe von Druckzählwer ken. In :diesem Falle .hat man nur dafür zu sargen, dass die Druckräder von der zu messenden Grösse um einen dies-er Grösse entsprechenden Betrag verstellt werden.
An statt die Reibräder 6 und 7 durch elektrische Zähler zu verstellen, kann man auch diese Verstellung durch Messinstrumente vorneh men, die unmittelbar die Schein- und Wirk leistung anzeigen.
Sind die Zähler nicht in unmittelbarer Nähe der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung angebracht, ,so werden die Rit zel 6, 7 zweckmässig durch elektromagne tische Klinkwerke verstellt.
Die Erreger wicklungen dieser Klinkwerke sind unter Zwischenschaltung einer Spannungsduelle mit Kontaktgebern verbunden, die von den Zählern, beispielsweise nach jeweils drei Ankerumdrehungen, geschlossen werden. Bei jedem Stromschluss: wird das Ritzel 6 oder 7 um einen kleinen Schritt. fortgeschaltet. Um den Rücklauf der Zähler zu vermeiden, ver wendet man zur Messung der Wirkleistung zweckmässig je einen besonderen Zähler für Lieferung und Bezug, für die Blindleistung je einen besonderen Zähler für kapazitiven und induktiven Blindstrom.
In diesem Falle kann man jedes der Ritzel 6 und 7 durch den dritten Teil eines Differentialgetriebe verstellen lassen, dessen erster 'teil jeweils von dem einen Zähler, zum Beispiel von dem Wirkleistungszähler für Lieferung, in der einen Richtung, und dessen zweiter Teil v an dem andern Zähler, zum Beispiel vom Wirk- leistungszähler für Bezug, in dem entgegen gesetzten Sinne mittelst Kontaktgeber und elektromagnetischem Klinkwerk fortgeschal- tet wird.
Am Schluss der Registrierperiode ist dann der Abstand der Ritzel 6, 7 von den Mittelpunkten der Reibscheiben 8, 9 je weils der algebraischen Summe der während einer Registrierperiode ausgeführten Schalt schritte proportional.
Die Erfindung ist nicht. auf die Verwen dung von reinen Wirk- oder Blindverbrauchs- zählern beschränkt. Sie kann auch benutzt werden bei Zählern, die das Produkt E. I. cos. (a -f- g?) bezw. E. I. sin. (N -f- rl) anzeigen, wobei a ein konstanter Winkel ist und (p die Phasenverschiebung zwischen E. und I. bedeutet.
In diesem Falle. muss der sphärische Winkel zwischen den Berüh rungspunkten der Reibräder mit der Kugel und dem Durchdringungspunkt der Achse, um die das von der Kugel angetriebene Reib rad beweglich ist, den Winkel angepasst sein.
Display device for an electrical variable resulting from several electrical variables. Apparatus for recording the phase angle and the apparent consumption are known, in which two friction wheels act on a ball, one of which is driven by an active consumption meter, the other by a blind consumption meter. Another friction wheel runs on the ball, which is attached to a bearing which is rotatable about an axis perpendicular to the ball buter surface.
The point of intersection between this axis and the sphere is such that a right-angled, spherical triangle is enclosed between the points of contact of the sphere with the friction wheels driven by the counters and the point of intersection. The friction wheel driven by the ball respectively. the bearing of this friction wheel assumes a certain position depending on the prevailing phase angle. The distance covered by its circumference is a measure of the bill consumption.
In the case of devices of the type described, it can happen that with relatively low powers, i.e. low circumferential speeds of the friction wheels, especially when there is a sudden transition from one phase angle to another. a false report occurs.
The object of the invention is to avoid such false displays in display devices for an electrical variable resulting from several electrical variables and to relieve the measuring devices of any additional work as far as possible.
According to the invention, a special power source is provided for this purpose for driving the friction wheels of the ball series transmission.
As an exemplary embodiment of the invention, the figure schematically shows an apparatus for displaying or recording the phase angle or apparent consumption with the aid of an active consumption and a blind consumption meter, each of which acts on a ball friction gear.
With 1 the ball is referred to, the geometric. Addition of the values displayed by the counters is used. The ball is driven by the friction wheels 2 and 3. 4 is a friction wheel which can be rotated about the axis 5 which is perpendicular to the surface of the ball 1. This friction wheel is connected to a pointer for recording or to show the phase angle that indicates the position of the friction wheel with respect to the ball. Instead of connecting the pointer directly to the holder for the friction wheel, a cord drive or the like can also be provided through which a special pointer mechanism is adjusted.
If you let the friction wheel act on a counter with the help of a suitable gear, you can also read the bill consumption on this counter. In order to drive the friction wheels 2 and 3 at a speed which corresponds to the reactive and apparent power, the auxiliary friction wheels 6 and 7 are provided.
The auxiliary friction wheels 6 and 7 are driven by a special power source at a constant speed Tel 8 and 9 in contact and are arranged such that their distance from the axis of rotation of this plate is variable. If this distance is changed from the values displayed by two counters, then. he stops one; the friction wheels 2 and 3 a peripheral speed dependent on these values. The distance between the friction wheels 6 and 7 and the axis of rotation of the disks 8 and 9 can be directly influenced by the counter.
It is advantageous, however, to adjust the friction wheels 6 and 7 with the help of ratchet wheels that are controlled by the counters, because then the measuring accuracy of the counters is not significantly affected. You can move the associated friction wheel 6 or 7 by a certain amount for example with each revolution of the counter. After a certain time has elapsed, the friction wheels are then returned to the rest position by spring force.
However, means can also be provided by which the disks 8, 9 are set in motion only after a measurement period has elapsed, for example after a quarter of an hour has elapsed, and are stopped again after a certain number of revolutions has been carried out. In this embodiment, it is advisable to remove the auxiliary friction wheels 6, 7 from the disks during each measurement period. 8, 9 to keep lifted so that the axial displacement of the auxiliary friction wheels is not made difficult by friction.
The device works for a phase angle indicator in the following way: In the rest position, the friction wheels 6 and 7 lie exactly above the axes of the drive actuators 8 and 9. Within each measurement period, the friction wheels 6 and 7, as well as the associated pinions the prevailing load conditions relative to the axes of the plates 8 and 9 shifted. The drive actuators can stand still during this adjustment. In this case, it is useful to remove the pinion from the plates for the purpose of preventing friction.
At the end of the measuring period, the lines that lead from the counter's contacts to the adjustment device of the friction wheels 6 and 7 are interrupted so that the pinions no longer move axially. If the plates were previously stationary, they are now pressed against the friction wheels G and 7 and rotated by an auxiliary force. The rotary movement is carried over to the friction wheels 2 and 3 and .die ball 1, which in turn drives the friction wheel 4.
After a few seconds, the friction wheels <B> 6 </B> and 7 are returned to the rest position, during which time the plates 8 and 9 can be lifted or stopped. Now the circuit between the. Contacts attached to the meters are closed and the pinions are moved in aehsialer direction by the latch mechanism. During this time, the writing device can: Stand still and record a line parallel to the direction of advance. In this case, the recorded diagram for the phase angle looks like a staircase.
It will be useful to hold the measuring organs in place during the measuring period and only release them when re-setting them. In order to increase the reading accuracy, it can be advantageous to provide separate devices for energy consumption and delivery, because the entire width of the paper is then available for -f- and -90 phase shift.
The device described can also be used to record the bill consumption. The speed of the plate must then maintain a certain value and be sufficiently large to prevent errors caused by the transition of the friction wheel. 4 from one position to the other is negligibly small.
If the apparent power consumption and the phase angle are to be written down, two writing instruments can be used. But you can also design the device so that the writing instrument only the apparent power respectively. writes down the consumption of apparent power and only then records the phase angle.
By attaching suitable switching devices, you can also record active, reactive, apparent power and phase angle one after the other with the aid of a single writing instrument. The easiest way to make sieve. the recording of these values with the help of pressure counters. In this case, one only has to coffin that the pressure wheels are adjusted from the size to be measured by an amount corresponding to this size.
Instead of adjusting the friction wheels 6 and 7 using electrical counters, you can also make this adjustment using measuring instruments that directly display the apparent and real power.
If the counters are not attached in the immediate vicinity of the device shown in the drawing, the Rit zel 6, 7 are expediently adjusted by electromagnetic latches.
The excitation windings of these ratchet mechanisms are connected with the interposition of a voltage duel with contactors that are closed by the counters, for example after every three armature revolutions. Whenever there is a power supply: the pinion 6 or 7 moves one small step. advanced. In order to prevent the counters from running back down, it is advisable to use a special counter for delivery and purchase to measure the active power, and a special counter for capacitive and inductive reactive current for reactive power.
In this case, each of the pinions 6 and 7 can be adjusted by the third part of a differential gear, the first part of which is in each case from one counter, for example from the active power meter for delivery, in one direction, and its second part v on that Another counter, for example from the active power counter for reference, is incremented in the opposite sense by means of contactors and electromagnetic latching mechanisms.
At the end of the registration period, the distance between the pinions 6, 7 and the centers of the friction disks 8, 9 is proportional to the algebraic sum of the switching steps carried out during a registration period.
The invention is not. limited to the use of pure active or reactive consumption meters. It can also be used with meters that use the product E. I. cos. (a -f- g?) resp. E. I. sin. (N -f- rl), where a is a constant angle and (p is the phase shift between E. and I.
In this case. the spherical angle between the contact points of the friction wheels with the ball and the point of penetration of the axis around which the friction wheel driven by the ball can be moved must be adapted to the angle.