Rücklauf-Sperrvorrichtung an einem Induktions-Elektrizitätszähler
Eine mechanische Rücklaufsperre eines Elektrizitätszählers stellt häufig, insbesondere bei Präzisionszählern, eine unerwünschte Belastung des Zählers dar. Es sind auch schon elektronische Rücklaufsperren vorgeschlagen worden, bei denen eine die Umdrehung der Ankerscheibe des Zählers überwachende elektronische Einrichtung Impulse erzeugt, die in einer mit ihnen beaufschlagten Steuerschaltung eine Sperrung der Ankerscheibe beim unerwünschten Drehsinn herbeiführen. Solche elektronische Einrichtungen erfordern aber in der Regel einen erheblichen Aufwand an Steuermitteln. Ausserdem wirken sie nicht sofort, sondern erst nach einer gewissen Bewegung der Ankerscheibe; sowohl das Trägheitsmoment muss erst überwunden als auch ein gewisser Winkelweg zurückgelegt werden.
Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperrvorrichtung für Induktions-Elektrizitätszähler, die nicht nur die vorgenannten Mängel vermeidet, sondern sogar unabhängig von dem Trägheitsmoment und der Bewegung der Ankerscheibe rein elektrisch arbeitet, und die überraschend einfach aufgebaut werden kann. Die Rücklauf-Sperrvorrichtung an einem Induktions-Elektrizitätszähler ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, welche bei Stromrichtungsumkehr in der Erregerwicklung des Stromtriebeisens die Sperrung des Rücklaufes bewirken. Für die praktische Ausführung einer solchen Rücklauf-Sperrvorrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Drei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung in Fig. 1 bis 3 dargestellt.
In Fig. 1 besteht das Triebsystem eines Induktions Elektrizitätszählers aus dem Spannungstriebeisen 1 und dem Stromtriebeisen 2. Das Stromtriebeisen ist mit der an ein Wechselstromnetz 3 angeschlossenen Erregerwicklung 4 versehen und zusätzlich mit einer Hilfswicklung 5.
Ferner ist in Fig. 1 ein Transistor 6 zu sehen, der mit seinem Emitter 61 und seinem Kollektor 62 über einen Gleichrichter 7 und ein polarisiertes Relais 8 an die Wechselspannung 3 angeschlossen ist. Ausserdem ist der Transistor 6 mit seinem Emitter 61 und seiner Basis 63 über einen Gleichrichter 9 an die Hilfswicklung 5 angeschlossen. Das polarisierte Relais ö schaltet mit seinem Kontakt 80 eine Rücklauf-Sperreinrichtung 10.
Letztere kann ein mechanisches Rücklauf-Sperrglied sein oder beispielsweise auch ein Umschalter für eine vom Zähler betätigte Impulszählvorrichtung.
Bei der dargestellten Anordnung dient die Hilfswicklung 5 als Steuerstromquelle der Emitter-Basis-Strecke des Transistors. Als Betriebsspannung zwischen Emitter 61 und Kollektor 62 dient die Netzspannung 3, die auch bei Energierichtungsumkehr ihre Phasenlage beibehält.
Durch die Gleichrichtung mittels der Gleichrichter 7 und 9 wird in der einen Stromrichtung der Transistorstrom gesperrt, und zwar so lange, wie die Stromkomponente mit der Spannungskomponente die gleiche Richtung hat.
Erst bei Stromumkehr, bei der die Phasenlage des Stromes um 180 gedreht wird, wirkt der Steuerstrom in der Durchlassrichtung des Transistors. Hiermit wird das polarisierte Relais 8 durch den Betriebsstrom erregt und betätigt seinerseits die Rücklauf-Sperreinrichtung 10.
Vorteilhaft ist es bei der Vorrichtung nach Fig. 1, dass schon ein sehr kleiner Schwellwert des Steuerstromes genügt, um die Sperrung des Transistors aufzuheben.
Auch bei einem Induktions-Drehstromzähler, also bei einem Zähler mit mehreren Triebsystemen, kann die Rücklauf-Sperrvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden. Es genügt in diesem Falle, die Sperrvorrichtung nur an einem der Triebsysteme anzubringen. Es ist aber ebenso möglich, die Sperrvorrichtung an allen drei Triebsystemen anzubringen, wie es in Fig. 2 in Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 gezeigt ist.
Die drei Triebsysteme sind hier in üblicher Weise nur schematisch dargestellt, die Stromspule des Triebsystems ist wiederum mit 4 und die Hilfswicklung mit 5 gekennzeichnet. Für die drei Triebsysteme sind drei Transistoren 6 vorgesehen. Die Verbindung jedes Transistors mit der zugehörigen Hilfswicklung 5 ist die gleiche wie in Fig. 1. Die drei Transistoren liegen aber über ein einziges gemeinsames polarisiertes Relais 8 an der Wechselspannung. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung in Fig. 2 die gleiche wie in Fig. 1. Die drei Transistoren arbeiten ähnlich wie bei einer Gleichrichterschaltung gemeinsam auf das polarisierte Relais, das hiermit die dreifache Erregerleistung wie bei einem einfachen Transistor erhält.
Der Grundgedanke der Erfindung, demgemäss eine Rücklauf-Sperrvorrichtung für Induktions-Elektrizitätszähler unmittelbar von der Stromrichtungsumkehr in der Erregerwicklung des Stromtriebeisens wirksam ist, kann statt mit einem Transistor auch mit anderen Mitteln verwirklicht werden. Beispielsweise kann die in Fig. 1 gezeigte Hilfswicklung 5 in Reihe mit einer Hilfswicklung des Spannungseisens und einem Gleichrichter unmittelbar auf ein polarisiertes Relais geschaltet werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Hier sind die Teile 1 bis 5, 8 bis 10 und 80 die gleichen wie in Fig. 1. Abweichend von Fig. 1 ist aber auch die Erregerwicklung des Spannungseisens 1 mit einer Hilfswicklung 11 versehen, und die Teile 5, 8, 9 und 11 liegen in einem geschlossenen Stromkreis. Die Spannungsrichtung in diesem Stromkreis bleibt stets die gleiche.
Bei einer Stromrichtungsumkehr in der Erregerwicklung 4 des Stromeisens aber kehrt sich auch die Stromrichtung in dem vorgenannten geschlossenen Stromkreis um. Tritt eine solche Stromrichtungsumkehr auf, so spricht wie in Fig. 1 das polarisierte Relais 8 an und betätigt die Sperreinrichtung 10. Das polarisierte Relais 8 ist also auch in Fig. 3 in Abhängigkeit von der Stromrichtungsumkehr wirksam. Zwar hängen die Kräfte zur Kontaktbetätigung des Relais 8 in Fig. 3 - im Gegensatz zu Fig. 1 und 2 - auch von der Stromstärke in der Erregerwicklung 4 bzw. in der Hilfswicklung 5 ab, dieser Einfluss kann aber bei einem Zähler, dessen Stromstärke in nicht zu weiten Grenzen schwankt, durch entsprechende Bemessung des Ansprechbereiches des Relais 8 ausgeschaltet werden.
Anti-reverse device on an induction electricity meter
A mechanical backstop of an electricity meter often represents an undesirable load on the meter, especially in the case of precision meters. Electronic backstops have also been proposed in which an electronic device that monitors the rotation of the armature disk of the meter generates pulses that are fed into a control circuit lock the armature disk in the event of an undesired direction of rotation. However, such electronic devices generally require a considerable amount of control resources. In addition, they do not work immediately, but only after a certain movement of the armature disk; both the moment of inertia must first be overcome and a certain angular path must be covered.
The invention relates to a backstop device for induction electricity meters which not only avoids the above-mentioned deficiencies, but also works purely electrically independently of the moment of inertia and the movement of the armature disk, and which can be constructed surprisingly easily. The reverse flow blocking device on an induction electricity meter is characterized according to the invention in that it comprises means which cause the return flow to be blocked when the current direction is reversed in the excitation winding of the current drive iron. There are various possibilities for the practical implementation of such a non-return device. Three exemplary embodiments are shown in the drawing in FIGS. 1 to 3.
In Fig. 1, the drive system of an induction electricity meter consists of the voltage drive iron 1 and the current drive iron 2. The current drive iron is provided with the excitation winding 4 connected to an alternating current network 3 and also with an auxiliary winding 5.
Furthermore, a transistor 6 can be seen in FIG. 1, which is connected with its emitter 61 and its collector 62 via a rectifier 7 and a polarized relay 8 to the alternating voltage 3. In addition, the transistor 6 with its emitter 61 and its base 63 is connected to the auxiliary winding 5 via a rectifier 9. The polarized relay δ switches a reverse flow blocking device 10 with its contact 80.
The latter can be a mechanical anti-return element or, for example, a switch for a pulse counting device operated by the counter.
In the arrangement shown, the auxiliary winding 5 serves as a control current source for the emitter-base path of the transistor. The mains voltage 3 is used as the operating voltage between emitter 61 and collector 62 and maintains its phase position even when the direction of energy is reversed.
As a result of the rectification by means of the rectifiers 7 and 9, the transistor current is blocked in one current direction, namely as long as the current component and the voltage component have the same direction.
Only when the current is reversed, in which the phase position of the current is rotated by 180, does the control current act in the forward direction of the transistor. In this way, the polarized relay 8 is excited by the operating current and in turn actuates the reverse flow blocking device 10.
It is advantageous in the device according to FIG. 1 that a very small threshold value of the control current is sufficient to cancel the blocking of the transistor.
The anti-reverse device according to the invention can also be used with an induction three-phase current meter, that is to say with a meter with several drive systems. In this case, it is sufficient to attach the locking device to only one of the drive systems. However, it is also possible to attach the locking device to all three drive systems, as shown in FIG. 2 in a modification of the exemplary embodiment according to FIG.
The three drive systems are shown here in the usual way only schematically, the current coil of the drive system is again marked with 4 and the auxiliary winding with 5. Three transistors 6 are provided for the three drive systems. The connection of each transistor to the associated auxiliary winding 5 is the same as in FIG. 1. The three transistors, however, are connected to the alternating voltage via a single common polarized relay 8. Otherwise, the mode of operation of the arrangement in FIG. 2 is the same as in FIG. 1. The three transistors work similarly to a rectifier circuit together on the polarized relay, which hereby receives three times the excitation power as with a simple transistor.
The basic idea of the invention, according to which a reverse-flow blocking device for induction electricity meters is effective immediately after the current direction is reversed in the field winding of the current drive iron, can also be implemented by other means instead of a transistor. For example, the auxiliary winding 5 shown in FIG. 1 can be connected in series with an auxiliary winding of the voltage iron and a rectifier directly to a polarized relay, as shown in FIG. 3. Here, parts 1 to 5, 8 to 10 and 80 are the same as in Fig. 1. In contrast to Fig. 1, the excitation winding of the tension iron 1 is also provided with an auxiliary winding 11, and parts 5, 8, 9 and 11 are in a closed circuit. The direction of voltage in this circuit always remains the same.
In the event of a current direction reversal in the excitation winding 4 of the current iron, however, the current direction in the aforementioned closed circuit is also reversed. If such a reversal of the current direction occurs, the polarized relay 8 responds, as in FIG. 1, and actuates the blocking device 10. The polarized relay 8 is therefore also effective in FIG. 3 as a function of the current direction reversal. Although the forces for contact actuation of the relay 8 in FIG. 3 - in contrast to FIGS. 1 and 2 - also depend on the current intensity in the excitation winding 4 or in the auxiliary winding 5, this influence can, however, occur in a meter whose current intensity is in does not fluctuate too wide, can be switched off by appropriately dimensioning the response range of relay 8