DE1516966C - Zähler für beide Energieflußrichtungen · - Google Patents
Zähler für beide Energieflußrichtungen ·Info
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Description
An Elektrizitätszählern werden in bezug auf Genauigkeit hohe Ansprüche gestellt. Zur Kompensation
der Lagerreibung wird deshalb ein Spaniumgsvortrieb
eingestellt. Da dieser-durch eine geometrische
Unsymmetrie des Triebsystems erzeugt wird. wirkt diese Unsymmetrie in der entgegengesetzten
Drehrichtung des Zählers als Bremsung. Elektrizitätszähler weisen somit nur in einer Drehrichtung
die verlangte hohe Genauigkeit auf. Man kann sie daher entweder nur für die Zählung von Energiebezug
oder Energieabgabc verwenden.
Es ist auch schon ein Elektrizitätszähler bekannt, der für beide Energieflußrichtungen eingesetzt werden
kann. Um den Fehler in der anderen Drehrichtung auszuschalten, ist eine von der Drehrichtung des
Zählerankers abhängige Einrichtung vorgesehen, die ein Kompensationsmittel einschaltet, welches den bei
Rücklauf des Ankers entstehenden Fehler kompensiert. Die hierfür notwendigen zusätzlichen Kompcnsationsmittel
erfordern nicht nur einen Mehraufwand und erhöhten Raumbedarf, sondern sind auch schwierig
zu justieren.
Bei der Fernzählung ist es daher allgemein üblich, für jede Energierichtung einen Impulsgeberzähler
einzusetzen, wobei einer der beiden Zähler mit gekreuzten Stromphasen angeschlossen ist. Beide Zähler
erhalten je eine Rücklaufsperre für die unerwünschte Drehrichtung. Es hat sich gezeigt, daß die Rücklaufsperren
nicht nur störanfällig sind, sondern auch deren Reibungsverhältnisse sich im Laufe der Zeit ändern.
Da mit solchen Zählern sehr große Leistungen gemessen werden, müssen an diese Zähler höchste Ansprüche
gestellt werden.
Ferner wurde bei Elektrizitätszählern mit Rücklaufsperre bereits vorgeschlagen, daß zum Schutz
gegen die bei Energierichtungswechsel am Triebwerk auftretenden Stöße ein die Stromrichtung des Zählerstromes
überwachendes Stromrichtungsrelais beim Richtungswechsel auf Rückstrom den Spannungskreis
des Zählers unterbricht, so daß keine Drehmomentbildung entstehen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zählej;, insbesondere einen Impulsgeberzähler, zu
schaffen, der für beide Energieflußrichtungen mit derselben Genauigkeit Verwendet werden kann, ohne
daß auf den Zähleranker rückwirkende mechanische Einrichtungen sowie irgendwelche Kompensationsmittel benötigt werden. „
Die Erfindung bezieht, sich auf einen Zähler für beide Energieflußrichtungen, bei dem eine energieflußrichtungsabhängige
Vorrichtung eine Umschaltung im Zähler-Spannimgs- oder Strompfad vornimmt.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung bei Umkehr der Energieflußrichtung
eine Umpolung der Spannungs- oder Stromspule des Zählers vornimmt sowie ein eingebautes Zwei-Tarifzählwerk
umschaltet. Durch den Drehrichtungs-Diskriminator wird also jedesmal·, wenn sich die
Drehrichtung des Zählers infolge eines Energierichtungswechsels umkehrt, d. h., wenn der Zähler nach &o
rückwärts laufen will, der Spannungs- oder Stromkreis so umgeschaltet, daß der Zähler bei jeder
Energierichtung vorwärts läuft.
Vorzugsweise ist der Zähler als Impulsgeberzähler ausgebildet. Zu diesem Zweck wird von der Zähler- <>5
achse vorzugsweise ein elektronischer Impulsgeber angetrieben, der gleichzeitig zumindest einen Teil
des Drehrichtungs-Diskriminators bildet. Als Impulsgeber wird zweckmäßigerweise eine Anordnung mit
zwei um 90 el versetzt angeordneten Hallgeneratoren und ein damit zusammenwirkendes Kronenmagnetsystem
verwendet, dem eine Drehriehtungs-Auswerteschältung zugeordnet ist. Diese nimmt sowohl die
Umschaltung des Spannungs- oder Stromkreises vor als auch die Aussendung der Impulse. Je nach Energierichtung
werden Impulse mit positiver oder negativer Polarität über eine einzige übertragungsleitung gesendet.
An der Empfangsstelle werden mit Hilfe einer Gleichrichterschaltung oder polarisierter Relais
die Impulse nach Energierichtung aufgespalten und den entsprechenden Fernzählempfängern oder Fernmeßgeräten
zugeführt.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Prinzip den erfindungsgemäßen
Zähler für beide Energieflußri.chtungen. Mit 1 ist ein Meßwerk des Zählers bezeichnet, dessen Stromspule
über einen Wandler 2 und dessen Spanniingsspule über einen Spannungswandler 3 vom Wechselstromnetz
gespeist werden. Von der nicht dargestellten Zählerachse wird über ein Vorgelege 4 ein Zwei-Tarifzählwerk
5 angetrieben, wobei das Zählwerk 6 dem Energiebezug und das Zählwerk 7 der Energielieferung
zugeordnet ist. Die Umschaltung erfolgt in üblicher Weise über ein Relais 8. welches an dem
Spannungspfad angeschlossen ist.
Mit Hilfe eines Spannungsumschaltrelais 9 kann der Spannungskreis des Meßwerkes 1 entsprechend
umgeschaltet werden. Das Unischaltrelais 9 wird von einem Drehrichtüngs-Diskriminator 10 gesteuert. Der
Diskriminator 10 wird von einem mit der Drehachse des Zählers verbundenen Impulsgeber 11 gesteuert.
Als Impulsgeber wird vorzugsweise ein rückwirkungsfrei arbeitendes System verwendet, das beispielsweise
aus einem umlaufenden mehrpoligen Magnetsystem mit feststehend angeordneten magnetfeldabhängigen,
rückwirkungsfreien Sonden besteht. Ein solches System ist beispielsweise in der deutschen
Patentschrift I 198 851 beschrieben. Vorzugsweise ist als Impulsgeber ein mit zwei um einen solchen
Winkel versetzt angeordneten Hallgeneratoren zusammenwirkendes Kronenmagnetsystcm verwendet, so
daß die beiden Hallspannungen mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 90 abgegeben werden.
Mit einem solchen Impulsgebersystem und einer elektronischen Auswerteeinrichtung ist man in der Lage, die
Tendenz einer Drehrichtung rechtzeitig zu erkennen.
Der Impulsgeber besteht vorzugsweise aus zwei Kronenmagneten, deren Zacken wechselnde Polarität
aufweisen. Sie sind mittels Halterungen gefaßt und auf der Läuferachse so angebracht, daß sich jeweils
Kronenzacken entgegengesetzter Polarität gegenüberstehen. Die beiden um 90 el versetzt angeordneten
Hallgeneratoren ragen in den Luftspalt zwischen den Polzacken und werden beim Drehen des Läufers
von magnetischen Flüssen wechselnder Richtung durchsetzt. Da die beiden abgegebenen Hallspannungen
bei drehendem Läufer eine elektrische Phasenverschiebung von 90 aufweisen, kann man in an
sich bekannter Weise nach dem sin-cos-Verfahren die Drehrichtung des Läufers feststellen. Durch Abtasten
mit zwei Hallgeneratoren erhält man gegenüber einem Hallgenerator gleichzeitig die doppelte
Impulszahl je Läuferumdrehung, was den Vorteil hat, daß die Einstellzeitkonstante des anzeigenden
Meßwerkes klein sein kann.
In F i g. 2 ist die Drehrichtungs-Auswerteschaltung dargestellt. Die Ausgangsspannungen der beiden HaIigeneratoren
werden über je eine Anpassungsstufe 12, 13 bistabilen Kippstufen 14, 15 zugeführt. An den
Ausgängen A7 der beiden bistabilen Kippstufen 14 und 15 treten dann die in F i g. 3 dargestellten, um
90 phasen verschobenen Rechteckspannungen α und h auf. Mit Hilfe der beiden Umkehrstufen 16 und 17
werden die beiden Komplementärspannungen ä und B der Rechteckspannungen α und b gebildet, die an
den Ausgängen A1 und A 0 austreten. Diese vier
Spannungen, a, ä, b, B, werden einer Sonderstufe 18 zugeführt, welche am Eingang vier Diflerenzierglieder
aufweist, die aus den Signalen a, b, U, B die
differenzierten Signale ä, b, Fi, B mit z. B. als ά-Ubergang
von 0 nach α formen. Die Stufe 18 hat zwei Ausgänge Al und AO, wobei der Ausgang Al dem
Vorwärtslauf und der Ausgang AO dem Rückwärtslauf des Zählers zugeordnet ist. Ausgangssignale erscheinen
nur bei bestimmten Kombinationen der Eingangssignale a, b, Fi. B und der differenzierten
Signale ä, b, ti, B. Beispielsweise wird an dem Ausgang
A 1 nur Signal auftreten, wenn eine der folgenden Signalkombinationen auftritt: α und b, b und Fi,
ei und B, B und ä. An dem Ausgang A 0 treten immer
dann Signale auf, wenn eine der folgenden Kombinationen auftritt: α und B, B und α, α und B, b und ei.
Der Ausgang AO der Stufe 18 ist über eine bistabile Kippstufe 19 und eine weitere Verstärkerstufe 20 mit
dem Spannungsumschaltrelais 9 verbunden. Sobald also ein Rückwärtsimpuls R auftritt, wird das Spannungsumschaltrelais
9 über die bistabile Kippstufe 19 umgeschaltet. Dadurch dreht der Zähler wieder in
Vorwärtsrichtung. Die Stufe 19 hat Gedächtnisfunktion, so daß der neue Schaltzustand des Spannungsrelais
auch dann erhalten bleibt, wenn der Rückwärtsimpuls vorüber ist. Bei einer erneuten Drehrichtungsänderung
des Energieflusses bringt der dadurch ausgelöste Rückwärtsimpuls die bistabile Kippstufe 19
wieder in die Ausgangslage. Das Relais polt die Spannung wieder um. so daß der Zähler wieder vorwärts
läuft.
Bei gleichbleibender Energierlußrichtung werden
der Läuferdrehrichtung entsprechend stets Vorwärtsimpulse V gegeben. Nach Inversion in der Umkehrstufe
21 steuern die Impulse V eine monostabile Kippstufe 22 mit fest eingestellter Impulsdauer von
etwa 60 ms an. Der Ausgang A 1 dieser Stufe ist mit zwei Undstufen 23 und 24 verbunden. Je nach Energieflußrichtung
erscheinen nun die Impulse der Kippstufe 22 am Ausgang der einen oder anderen Undstufe,
weil je nach Energieflußrichtung von den Ausgängen der bistabilen Kippstufe 19 das eine oder
das andere Undgatter !.-Signal am Eingang erhält.
Die anschließenden Umkehrstufen 25 und 26 dienen zum Verstärken dieser Fernzählimpulse, die dann
als positive oder negative Spannung abgegeben werden, je nachdem, ob die Stufe 25 oder die Stufe 26
angesteuert wird. Durch diese Schaltung zur Impulsverarbeitung besteht eine feste Zuordnung sowohl
zwischen der Energieflußrichtung und dem Vorzeichen der Impulse als auch zwischen der Energieflußrichtung
und dem Erregungszustand des Relais. Diese Zuordnungen können nicht außer Tritt gebracht
werden.
Die Fernzählimpulse werden über Leitungen 27 übertragen und am Empfangsort über entgegengesetzt
gerichtete Dioden zu.Fernzählempfängern für Energiebezug bzw. Energieabgabe geführt. Es können
auch fur beide Energierichtungen gleichartige Impulse gesendet werden, wobei durch ein zusätzliches
Dauersignal die jeweils vorliegende Energierichtung markiert wird.
Claims (4)
1. Zähler für beide Energieflußrichtungen, bei dem eine energieflußrichtungsabhängige Vorrichtung
eine Umschaltung im Zähler-Spannungsoder Strompfad vornimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Vorrichtung bei Umkehr der Energieflußrichtung eine Umpolung der Spannungs-
oder Stromspule des Zählers vornimmt sowie ein eingebautes Zwci-Tarifzählwerk umschaltet.
2. Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Zählerachse ein elektronischer
Impulsgeber angetrieben wird, der gleichzeitig zumindest Teil eines Drehrjchtungs-Diskriminators
bildet.
3. Zähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber ein mit zwei um
90 el versetzt angeordneten Hallgeneratoren zusammenwirkendes Kronenmagnetsystem verwendet
ist. dem eine Drehrichtungs-Auswerteschaliung zugeordnet ist.
4. Zähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungs-Auswarteschaltung
sowohl die Umschaltung des Spannungsüder Stromkreises vornimmt als auch entsprechend
der Energierichtung Impulse mit positiver oder negativer Polarität an eine gemeinsame
übertragungsleitung abgibt oder zu den Fernzählimpulsen, die für beide Energierichtungen
gleichgeartet sind, ein zusätzliches Dauersignal, das die jeweils vorliegende Energieflußrichtung
markiert, aussendet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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