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Maximumwächter Verbrauchsspitzenlin der Energieversorgung sind vom
Erzeuger aus gesehen unerwünscht, und es sind daher verschiedene Maßnahmen zur Vermeidung
solcher Spitzen getroffen worden. So kann beispielsweise durch den Einsatz von Maximumzählern
der Verbraucher angehalten werden, seinen Energieverbrauch gleichförmiger zu gestalten,
denn bekanntlich messen die Maximumzähler außer dem Gesamtverbrauch die höchste
innerhalb einer Ableseperiode über eine viertel Stunde verbrauchte Energie und legen
durch diesen Wert den Grundtanf für den Verbraucher fest. Bei Überschreitung eines
vorgegebenen Viertelstundenmaximums wird eine höhere Grundgebühr berechnet.
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Der Verbraucher ist daher bestrebt, übermäßige Verbrauchsspitzen zu
vermeiden, um den Grundtarif niedrig zu halten. Da der Verbraucher andererseits
aber auch die Möglichkeiten der Tariffestlegung voll ausschöpfen will, benötigt
er Geräte, die ihn warnen, wenn die festgelegte Grenze überschritten wird. Dazu
werden Maximumwächter verwendet, die bei Überschreitung des festgelegten Verbrauchs
eine Alarmeinrichtung auslösen oder automatisch eine Teillast abwerfen. Bei Unterschreitung
soll der Maximumwächter aber auch die Arbeitsreserve anzeigen. Bei den bekannten
Maximumwächtern wird normalerweise die Drehzahl eines den Verbrauch messenden Zählers
mit einer einstellbaren, konstanten Drehzahl, die von einem Synchronmotor od. dgl.
geliefert wird, über ein Differentialgetriebe verglichen. Die Einstellung der Vergleichsdrehzahl
erfolgt stufenweise mit einem umschaltbaren Getriebe. Die bekannten Maximumwächter
sind einmal deshalb verhältnismäßig unvorteilhaft, weil sie wegen des Stufengetriebes
nur die Einstellung von ganz bestimmten Ühersetzungswerten gestatten, und sie befriedigen
zum anderen Male auch {deshalb nicht, weil sie eine Anzahl von Getrieberädern benös
tigen, die starke Rückw'irkungen auf den Zähler ausüben. Durch die mechanische Belastung
wird die Genauigkeit des Zählers stark beeinträchtigt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Maximumwächter zur Kenntlichmachung
des Überschreitens eines bestimmten Verbrauchs elektnscher Energie unter Verwendung
eines Zählers, dessen Anker mit einem Gegendrehmoment beaufschlagt ist, und sie
bezweckt, die bestehenden, vorstehend erwähnten Mängel zu beseitigen. Erfindungsgemäß
wird das dadurch erreicht, daß das Gegendrehmoment unter Anwendung einer Schlupfkupplung
in seiner Größe kontinuierlich einstellbar und in jeder Kupplungsstellungunabhängig
von keder Ankerbewegung konstant ist.
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Die B eaufschlagung eines Elektrizitätszählerankers mit einem Gegendrehmoment
ist von Maximumzählern her bekannt, bei denen der Anker mit einer einerseits fest
eingespannten Spiralfeder gekoppelt wird. Diese
Anordnung läßt sich caber für den
vorliegenden Zweck nicht verwenden, da das durch die Spiralfeder hervorgerufene
Drehmoment bei der Ankerbewegung nicht konstant ist, sondern zunimmt und schließlich
dden Anker zum Stillstand bringt. Außerdem ist es auch in seiner Größe schlecht
verstellbar.
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Bei dem erfinUdungsgemäßen Maximumwächter wird zweckmäßigerweise
das Gegendrehmoment von einem Synchronmotor geliefert, der über eine zwischengeschaltete
Wirbelsfromkupplung auf den Zählerläufer einwirkt. Der Zälhlerläufer steht über
eine Rutschkupplung mit einem Zeiger in Verbindung, der Unter-oder Üherschreitungen
des vorgegebenen Verbrauchs anzeigt und in einem vorgegebenen Rhythmus immer wieder
in die Nullstellung gebracht wird. Die Zeigerachse steuert dabei einen Warn'kontakt,
der bei Überschreitungen des vorgegebenen Verbrauchs eine Signalgabe auslöst. Die
Erfindung gestattet in einfacher Weise, die Leistungsgrenze kontinuierlich einzustellen.
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AuBerdem entfallen durch den Drehmomentenvergleich die bisher erforderlichen
ungünstigen Differentialgetriçebe. Der Läufer des Zählers steht still, solange die
Leistungsgrenze eingehalten wird, und er dreht sich bei Unterlast in der einen und
bei überlast in der anderen Richtung. Die augenblicklichen Betriebsver-11ältnisse
sind dadurch bequem an Ider Drehung der Zählerscheibe zux erkennen.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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In Fig. 1 ist das Prinzip Rdes Maximumwächters in Verbindung mit
einem einfachen Warnkontakt dargestellt, wäihrend Fig. 2 einen Maximumwächter mit
zusätzlicher Schaltuhrsteuerung zeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist lan der Achse 1 des Läufers
2 rades verwendeten, nicht weiter
dargestellten Elektrizitätszählers
ein topfförmiger WirbelstromankerS angebrächt, Ider das eine Kupplungsteil einer
Wirbelstromkupplung darstellt. Das andere Kupplungsteil wird von einem Magnetrotor
4 gebildet, der an der Achse eines Synchronmotors 5 angebracht ist. Der Magnetrotor
ist in-Richtung der Zählerläuferachse verstellbar, d. h., die Eintauchtiefe des
Rotors in den topfförmigen Wirbeistromanker kann variiert werden. Der Motor erzeugt
ein Drehmoment, welches dem des Zählers entgegengesetzt gerichtet ist Es sei angenommen,
daß die Richtung des Drehmomentes, das idem Zählerläufer vom Triebsystem erteilt
wird, die des Pfeiles sei. Die Pfeile7 und 8 zeigen d'ann -die Richtung des Gegendrehmomentes
an. An der Läuferachse befindet sich noch eine Schnecke9, die mit einem Schneckenrad
10 kämmt, dassseinerseits mit einem Zahnrad 11 in Verbindung steht. Das Zahnrad
11 ist auf der gleichen Achse wie das Schneckenrad befestigt. In die Zahnlücken
des Zahnrades greift eine Feder 12 ein, die einen Kontakt 13 trägt, der mit einem
Kontakt 14 einer Gegenfeder 15 zusammenwirkt.
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Durch die Wirbelstromkupplung 3,, 4 wird das Gegendrehmoment des
Synchronmotors auf den Zählerläufer übertragen. Durch Verstellen der Eintauchtiefe-des
Magnetrotors kann das Gegendrehmoment kontinuierlich verändert werden, so daß durch
die Einstellung des Rotors zum topfförmigen Wirbelstromanker eine bestimmte Leistungsgrenze
festgelegt werden kann, die vom Verbraucher selbst einstellbar ist Der Zählerläufer
bewegt sich in Richtung des Pfeiles 6, wenn die anliegende Last die vorgeschriebene
Leistungsgrenze übersteigt, Idenn in diesem Falle ist das Drehmoment des Zählers
größer als das dadurch die Kupplung vom Synchronmotor auf den Zählerläufer übertragene.
Bei Gleichheit beider Drehmomente steht die Läuferscheibe still, während sie sich
in Richtung des Gegendrehmomentes, also- in Richtung des Pfeiles 8 bewegt, wenn
das vom Motor auf den Zählerläufer iibertragene Drehmoment größer lals das vom Triebsystem
erzeugte ist. Je nachdem, ob die Drehung der Läuferscheibe in Richtung des Pfeiles
6 oder in Richtung des Pfeiles 8 erfolgt, ist der Warnkontakt 13, 14 geschlossen.
oder geöffnet. In der gezeichneten Stellung ist der Warnkontakt geöffnet, er befindet
sich aber nicht in einer seiner Endlagen, sondern nimmt eine bei der Umschaltung
auftretende Zwischenlage ein. Wird durch Ausschalten von verschiedenen Teillasten
das Drehmoment des Zählers. herabgesetzt, so tritt eine Umkehr des Drehsinnes der
Läuferscheibe ein, wenn die Leistungsgrenze unterschritten wird.
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Das Zahnrad ll, das sich bei Überlast in Richtung des Pfeiles 16 bewegt
und dabei den Warnkontakt geschlossen hält, kehrt dann auch seine Drehrichtung um
und nimmt dabei mit einem Zahn, der sich gerade vor dem Ende der Feder 12 befindet,
die Feder nach unten mit und öffnet somit lden Kontakt. Je nach Drehrichtung des
Zählerläufers wird also Signal gegeben oder nicht Bei -dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 sind jdie Teile, die denen bei Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Bei diesem Maximumwächter ist auch die Achse 1 eines Zählerläufers 2 mit
einem topfförmigen Wirbelstromanker verbunden, der einem Magnetrotor 4, der auf
der Achse eines Synchronmotors 5 angebracht ist, gegenübersteht. Die Schnecke 9
des Zählerläufers kämmt mit einem Zahnrad 17, das auf einer Achse 18 lose drehbar
unds mit der Achse durch eine Rutschkupplung 19 verbunden ist. Auf der Achse 18
ist ein Zeiger 20 fest angebracht, der sich
vor einer nicht dargestellten Markierungsskalabewegt,
auf der die Nullstellung und der Bereich, in dem eine eingestellte Grenzlast unterschritten
sowie der Bereich, in dem diese Grenziast überschritten wird, angegeben ist. Die
Achse trägt auch eine Kurvenscheibe 21' und ein gegenüber der Achse durch eine Feder
23 begrenzt verschiebbares Segment 22. Die Segmentscheibe kann in Iden Weg eines
Fühlhebels 24 geschwenkt werden, der von einem Motor 25 hin und her bewegt wird.
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Der Fühlhebel und die S-egmentscheibe liegen im Stromkreis eines Warngerätes
26, das von einer Energiequelle 27 blei geschlossenem Stromkreis in Tätigkeit gesetzt
wird. Der Schalter für diesen Stromkreis wird durch den Fühlhebel gebildet, der
bei einer bestimmten Stellung der Segmentscheibe mit dieser Kontakt gibt. Zur Rückstellung
des Zeigers 20 dient ein Rückschlaghebel 28> der mit der Kurvenscheibe 21 zus
ammenwirkt. Der Rücksehlaghebel wird von einem Motor 29, der über das Ritzel 30
und das Zahnrad 31 mit ihm gekoppelt ist, gegen die Wirkung der Feder 32 angehoben.
Der Stromkreis des Motors 29 wird durch einen Kontakt33, sgesteuert, wider von einer
Schaltuhr betätigt wird.
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Der Magnetrotor 4 ist gegenüber dem topfförmigen Wirbelstromanker
in Richtung der Läuferachse 1 des Zählers verstellbar, so daß wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 dem Drehmoment Ides Zählertriebsystems ein vom Synchronmotor erzeugtes
Drehmoment, das durch den variablen Abstand zwischen Rotor und Topf veränderbar
ist, entgegenwirkt. Die Darstellung zeigt den Maximumwächter zu Beginn einer Kontrollperiode,
die synchron mit der Meßperiode des vom Elektrizitäts-V;ersorgungs-Unternehmen installierten
Maximumzählers ist. Die nicht dargestellte Schaltuhr htat den Kontakt 33 gerade
geschlossen, der Motor 29 ist angelaufen und hat den Rückschlaghebel 28 angehoben.
Der Zeiger 20 steht noch auf Null und bewegt sich, wenn das Drehmoment des Synchronmotors
5 überwiegt, wenn also die vorgegebene Grenzlast noch nicht erreicht ist, in Richtung
des Pfeiles 33, d.h. in ein Gebiet, das auf der Skala die Unterschreitung der Grenzlast
kennzeichnet. Die Segmentscheibe 22 nimmt bei dieser Zeigerstellung eine solche
Lage ein, daß der Fühlhebel24 frei in Richtung des Pfeiles 34 schwingen kann, ohne
daß die Segmentscheirlie berührt wird. Der Stromkreis für die Alarmeinrichtung 26
ist geöffnet. Wird im Laufe der Kontrollperiode Last zugeschaltet und wird Idas
Drehmoment des Zählers stärker als das Gegendrehmoment, so bewegt sich der Zeiger
20 ion Richtung des Pfeiles 35 zurück und überschreitet schließlich, wenn nicht
inzwischen sdie Kontrollperiode vorüber ist, den Nullpunkt und geht in den Bereich
über, der Idie Überschreitung der vorgeschriebenen Grenzlast kenntlich macht. Beil
Überschreitung des Nullpunktes gerät die 5 egmentscheibe 22 in den Schwenkbereich
des Fühlhebels 24, feder beim Berühren der Scheibefden Signalstromkreis schließt
und die Alarmeinrichtung damit in Tätigkeit setzt. Die Segmentscheibe ist federnd
auf oder Achse 1 gelagert, damit bei schneIlenl Laständerungen durch den Fühlhebel
keine Blockierung des Zeiger 20 eintreten kann. Am Ende einer Kontrollperiode wird
durch die Schaltuhr der Kontakt 33 geöffnet, so daß der Rückschlaghebel frei wird,
der in Richtung Ides Pfeiles 36 auf die Kurvenscheibe 21 aufschlägt und damit die
Zeiger 20 in die Nullstellung hringt. Wird der Kontakt33 wieder geschlossen, so
wird der Rückschlaghebel wieder angehoben, und der M-aximumwächter [arbeitet wieder
in der vorstehend beschriebenen Weise.