DE194675C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 194675 KLASSE 21 e. GRUPPE- M 194675 CLASS 21 e. GROUP

EMILE GRASSOT in PARIS.EMILE GRASSOT in PARIS.

Motor-Elektrizitätszähler. Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. April 1907 ab. Motor electricity meter. Patented in the German Empire on April 28, 1907.

"Vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrizitätszähler mit leerlaufendem Motor und beruht auf folgendem Prinzip: Der Motor läuft absatzweise immer nur bis zur Erreichung einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit, worauf er angehalten und wieder von neuem angelassen wird, und steht bei diesen Bewegungen unter der Einwirkung zweier Drehmomente, von denen das eine als konstant"The present invention relates to an idling motor electricity meter and is based on the following principle: The engine only runs intermittently until it is reached a certain speed limit, whereupon he stopped and again is started, and is under the action of two torques during these movements, one of which is considered constant

ίο betrachtet werden kann, während das andere von dem zu messenden Strom hervorgebracht wird und das konstante Drehmoment während der aufeinanderfolgenden Bewegungsperioden abwechselnd unterstützt und demselben entgegenwirkt. Es lassen sich auf diese Weise Umdrehungszahlen des Motors in den aufeinanderfolgenden Beweguhgsperioden des Motors erhalten, deren· Differenzen dem zu messenden Strom proportional sind. Läuft nun der Motor während aufeinanderfolgender Bewegungsperioden abwechselnd in entgegengesetzter Richtung um, so wird die Differenz der Umdrehungszahlen und damit der Stromverbrauch unmittelbar durch das Zählwerk 2 angezeigt. Dreht sich der Motor immer im gleichen Sinne, so genügt es, den Umdrehungssinn des Zählwerkes in bezug auf den Motor in den aufeinanderfolgenden Bewegungsperioden umzukehren, um das gleiche Resultat zu erzielen.ίο can be viewed while the other is produced by the current to be measured and the constant torque during the successive periods of movement alternately supports and counteracts the same. In this way, the number of revolutions of the engine in the successive Obtain periods of motion of the motor, whose differences to the measuring current are proportional. Now the engine runs during consecutive Periods of movement alternately in the opposite direction, the difference becomes the number of revolutions and thus the power consumption directly by the counter 2 displayed. If the motor always rotates in the same direction, it is sufficient to determine the direction of rotation of the counter in relation to the motor reverse in the successive periods of motion to get the same result to achieve.

Zur Ausführung der Erfindung muß der Motor mit einer durch die Umdrehungsgeschwindigkeit desselben beeinflußten Einrichtung verbunden werden, die nur bei einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit in Wirkung tritt und alsdann einerseits den Motor anhält, anderseits den zu messenden Strom veranlaßt, während der folgenden Bewegungsperiode statt eines das konstante Drehmoment unterstützenden ein demselben entgegenwirkendes Drehmoment hervorzubringen oder umgekehrt. Diese Aufgabe kann in verschiedenster Weise gelöst werden. Zweckmäßig wird ein Zentrifugalapparat mit dem beweglichen Teil des Motors verbunden, der bei einem bestimmten, der Grenzgeschwindigkeit entsprechenden Ausschlag mit dem Umschalthebel eines Schaltapparates zusammentrifft und dabei den Motor anhält und gleichzeitig durch Umstellung des Schaltapparates solche Stromrichtungswechsel. in den Motorstromkreisen hervorruft, daß der zu messende Strom ein Drehmoment erzeugt, welches abwechselnd einem konstanten Drehmoment gleich oder demselben entgegengesetzt gerichtet, ist.To carry out the invention, the motor must be driven by the speed of rotation of the same influenced device are connected, which only come into effect at a certain limit speed occurs and then on the one hand stops the motor and on the other hand causes the current to be measured, during the following movement period instead of one supporting the constant torque to produce a torque counteracting the same or vice versa. This task can be done in a variety of ways be solved. A centrifugal apparatus with the movable part of the Motor connected, the deflection corresponding to the limit speed at a certain limit meets with the switching lever of a switching device and thereby stops the engine and at the same time by switching the Switching apparatus such a change in direction of current. in the motor circuits causes the The current to be measured generates a torque which alternates with a constant torque is the same or opposite to the same.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der neue Elektrizitätszähler in den Fig. 1 und 2 in zwei Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht worden.In the accompanying drawing the new electricity meter is shown in Figs. 1 and 2 in two Embodiments have been illustrated schematically.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bewegt sich der Anker A, welcher scheibenförmig ausgeführt ist, aber ebensogut auch eine beliebige andere Form haben könnte, in zwei Magnetfeldern, von denen das eine durch den Dauermagneten M, das andere durch die Spulen SS' erzeugt wird. Die Spulen 5 5'In the embodiment according to FIG. 1, the armature A, which is disk-shaped, but could just as well have any other shape, moves in two magnetic fields, one of which is generated by the permanent magnet M and the other by the coils SS ' . The coils 5 5 '

werden von dem zu messenden Strom oder einem Bruchteil desselben durchflossen, während den Ankerbürsten der sogenannte Spannungsstrom zugeführt wird. Auf die Welle des Ankers ist die Schwungscheibe B aufgesetzt, welche bei der Drehung des Ankers durch Reibung mitgenommen wird. Auf der Ankerwelle ist ferner ein Zentrifugalapparat C befestigt, welcher, sobald die Grenzgeschwindigkeit erreicht wird, mit dem Hebel des Umschalters f in Eingriff kommt und diesen umstellt, wobei die Stromrichtung in den Spulen 5 S' umgekehrt wird. Ein Zählwerk Z registriert die Anzahl der Umdrehungen des Ankers.The current to be measured or a fraction of it flows through it, while the so-called voltage current is fed to the armature brushes. The flywheel B is placed on the shaft of the armature and is carried along by friction when the armature rotates. On the armature shaft a Zentrifugalapparat C is also fixed, which, as soon as the speed limit is reached, f with the lever of the switch engages and this surrounded, wherein the current direction in the coils 5 S 'is reversed. A counter Z registers the number of revolutions of the armature.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Zählers ist nun folgende:The function of the described counter is now as follows:

Bezeichnet man mit E die Netzspannung, mit / die Stärke des zu messendes Stromes, mit H das Feld des Magneten M, mit K und K' Konstanten, so ist' das von demIf one denotes the mains voltage with E, the strength of the current to be measured with /, with H the field of the magnet M, with K and K ' constants, then' is that of that

. Dauermagneten herrührende Drehmoment = Κ·Ε·Η, das von dem zu messenden Strom erzeugte Drehmoment = Κ'·Ε·Ι. Während einer Bewegungsperiode ist nun. Torque resulting from permanent magnets = Κ · Ε · Η, the torque generated by the current to be measured = Κ '· Ε · Ι. During a movement period is now

das resultierende Drehmomentthe resulting torque

Κ'Έ'1—f,Κ'Έ'1 — f,

wenn f den Reibungskoeffizienten bedeutet.if f is the coefficient of friction.

Der Anker läuft unter der Einwirkung dieses Drehmomentes an und erreicht nach einer bestimmten Zeit eine Geschwindigkeit V, nachdem er eine bestimmte Umdrehungszahl η ausgeführt hat. Zwischen diesen Größen besteht nun folgende Beziehung:The armature starts under the action of this torque and reaches a speed V after a certain time after it has performed a certain number of revolutions η . The following relationship now exists between these quantities:

(K. E-H+ K'. E-I-β-η2π = im V\(K. E-H + K '. E-I-β-η2π = im V \

wobei m das Trägheitsmoment des Ankers bezeichnet. Hieraus ergibt sich die Anzahl der Umdrehungen, die der Anker ausführen muß, um die Geschwindigkeit V zu erreichen, nämlich:where m denotes the moment of inertia of the armature. This gives the number of revolutions that the armature must perform in order to reach the speed V , namely:

η =η =

;..V² ; .. V ²

4 π (Κ- E'H + K' . E.I—f) 4 π (Κ- E'H + K '. EI — f)

Die zur Erreichung dieser Geschwindigkeit erforderliche Zeit ergibt sich aus der Gleichung: The time required to reach this speed is given by the equation:

(K. E-H+ K'- E.I—f) t = mV,(K. E-H + K'- E.I-f) t = mV,

nämlich:namely:

m -Vm -V

j. j.

K-E-H+ K.E.I—fK-E-H + K.E.I-f

n' =n '=

4 π(K-E-H- K' -E-I- f)' die erforderliche Zeit:4 π (KEH- K '-EI- f)' the required time:

m-Vm-V

f =f =

K- E-H- K'-E-I—fK-E-H-K'-E-I-f

Es sei nun V die Grenzgeschwindigkeit, bei welcher der Zentrifugalapparat in Wirkung tritt. Der Anker wird alsdann, sobald er diese Geschwindigkeit erlangt hat, angehalten, worauf auch die Schwungscheibe infolge ihrer Reibung auf der Ankerwelle schnell zum Stillstand kommt.Let V be the limit speed at which the centrifugal apparatus comes into effect. The armature is then stopped as soon as it has reached this speed, whereupon the flywheel quickly comes to a standstill as a result of its friction on the armature shaft.

Gleichzeitig wird der Schalter umgestellt und dadurch die Stromrichtung in den vom Meßstrom durchflossenen Feldspulen umgekehrt. Das auf den Anker wirkende Drehmoment wird jetztAt the same time, the switch is switched over and the direction of the current is changed to the from Measurement current flowing through the field coils reversed. The torque acting on the armature going to happen now

K-E-H- K'- E-I-f.K-E-H-K'-E-I-f.

Damit dieselbe Geschwindigkeit V wie vorher wieder erreicht wird, ist eine bestimmte Zeit i' erforderlich, innerhalb welcher n' Touren vollendet werden. Die Anzahl der Touren ist:So that the same speed V as before is reached again, a certain time i 'is required, within which n' tours are completed. The number of tours is:

Dreht sich nun das Zählwerk während dieser zweiten Periode in umgekehrter Richtung wie während der ersten, so zeigt dasselbe den Unterschied der Umdrehungszahlen an:If the counter rotates during this second period in the opposite direction as during the first, it indicates the difference in the number of revolutions:

2 K'.2 K '.

■'_ — ^mv2 ■ '_ - ^mv2

" ⁿ ~~ 4π~ ' (K. E. H+ K'.E.I — f) (K- E- H — K' · E-1 — f) Die während beider Bewegungsperioden verflossene Zeit ist:" ⁿ ~~ 4π ~ '(KE H + K'.EI - f) (K- E- H - K' · E-1 - f) The time elapsed during both periods of movement is:

t> =t> =

50 ^ (K-E- H+ K'. E.I—f) (K-E-H-K' -E-I- f) 50 ^ (KE- H + K '. EI-f) (KEHK' -EI- f)

Nach Ablauf einer bestimmten Zeit zeigt das Zählwerk:After a certain time the counter shows:

K'. V. E-IK '. V. E-I

4tv ' K-E-H-f 4 tv 'KEHf

Die Anzeigen des Zählwerkes sind also im wesentlichen proportional mit /und im wesentlichen unabhängig von E und f, sofern f klein ist in bezug auf K-E-H. The displays of the counter are therefore essentially proportional to / and essentially independent of E and f, provided that f is small with respect to KEH.

Damit der Zähler auch bei schwankender Netzspannung den Wattverbrauch richtig anzeigt, kann in ähnlicher Weise wie bei Fig. 2 auf die Ankerwelle eine durch den Spannungs-So that the meter shows the watt consumption correctly even when the mains voltage fluctuates, can, in a similar way as in Fig. 2, on the armature shaft by the tension

Claims

current magnetized sleeve F made of iron, against which the masses of the centrifugal apparatus, which are also made of iron, are placed. The centrifugal apparatus then deflects as soon as the centrifugal force outweighs the magnetic attraction at a certain limit speed V. Since the centrifugal force is proportional to F ² and the magnetic attraction ίο is proportional to E ² , the limit speed at which the centrifugal apparatus comes into effect is proportional to the mains voltage E. The information from the counter is based on the fact that V - K " · E ,

n '- n K' -K "-E ² -I 1

E'K-H—f 'E'K-H-f '

_T Ε _T Ε

E.E.

K"K "

=,jz.yjTr · 1 =, jz.yj Tr · 1

Ε · Κ · Η - / 4π

thus proportional to the watt consumption ΕΊ.

The permanent magnet can be replaced by an electromagnet through which the same current flows as the armature. Since the strength of the field producing the constant torque is now equal to K "' · E, the displays of the counter are proportional to the expression:

K' · K"K '· K "

K''K'"—fK''K '"- f

■I,■ I,

so proportional /.

In this case the current can be reversed instead of in the main current coils reverse the electromagnet through which the voltage current flows.

Such an embodiment of the counter is illustrated in FIG. In the same, the main current coils are wound onto the fine-wire electromagnet i, which is excited by the voltage current and in which the current is reversed in the same way as described in connection with FIG. 1.

The device could finally also be made in such a way that the centrifugal apparatus the direction of current in the armature and in the finely stranded winding of the electromagnet and at the same time reverses the direction of rotation of the counter with respect to the armature; in this case the anchor always revolves in the same direction.

Godparents τ-Α ν Proverbs:

I. Motor electricity meter, in which the motor is under the influence of a The torque to be considered constant rotates continuously and that produced by the current strength to be measured

The measurement is based on a change in the motor speed, characterized in that that the motor is connected to a device influenced by the speed of the same, which the Motor, as soon as it has reached a certain limit speed, stops and then starts again, and which simultaneously causes the current to be measured, while successive Starting periods of the motor alternate between one supporting the constant torque and one counteracting it To generate torque, for the purpose of achieving speeds, the differences between them and those to be measured Current are proportional.

2. embodiment of the motor meter according to claim 1, wherein the. by the speed of the engine influenced device in the manner of a centrifugal governor is carried out, characterized in that this device at a certain, the limit speed corresponding Rash coincides with a switchgear, while the engine stops and at the same time by switching of the switching apparatus produces such changes in the direction of current in the motor power circuits, that the torque generated by the current to be measured alternately supports a constant torque or counteracts this.

3. Embodiment of the motor counter according to claim 1, characterized in that the engine speed influenced device the direction of the current in the part of the field coils or through which the voltage current flows in the armature and in the field coils through which the current to be measured flows be reversed.

4. embodiment of the motor meter according to claim 1, characterized in that that the device influenced by the motor speed controls the direction of the current either in the armature and the field coils through which the voltage current flows or reverses in the field coils through which the main current flows, while at the same time the direction of rotation of the Counter is reversed with respect to the motor.

5. embodiment of the motor meter ■ according to claim 1, wherein the through the speed of the engine influenced device in the manner of a centrifugal governor is carried out, characterized in that the centrifugal governor with an electromagnet excited by the voltage current cooperates, which the

Masses of the governor until a certain limit speed is reached keeps attracted, for the purpose of a limit speed proportional to the mains voltage to achieve.

6. embodiment of the motor counter according to claim i, characterized in that that the field of the motor is generated by an electromagnet with an iron core, which has two windings, one of which is of the so-called Voltage current, the other one proportional to the current to be measured Electricity flows through it.

For this purpose ι sheet of drawings.