DE2417274C3 - Method and device for measuring or counting the apparent power supplied to an alternating current consumer - Google Patents

Method and device for measuring or counting the apparent power supplied to an alternating current consumer

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DE2417274C3
DE2417274C3 DE19742417274 DE2417274A DE2417274C3 DE 2417274 C3 DE2417274 C3 DE 2417274C3 DE 19742417274 DE19742417274 DE 19742417274 DE 2417274 A DE2417274 A DE 2417274A DE 2417274 C3 DE2417274 C3 DE 2417274C3
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Alfred Illnau Hug (Schweiz)
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Description

Die Erfindung bezieht sich ruf ein Verfahren zur Messung bzw. Zählung der einem Wechselstrom verbraucher zugeführten Scheinleistung mit einem Wirkleistungsmesser bzw. -zähler, dessen Strompfad in Serie mit dem Verbraucher geschaltet ist.
Industrie und Gewebe verwenden immer mehr Verbraucher mit komplexem Widerstandswert wie insbesondere Motoren, Transformatoren und Fluoreszenzlampen. Dadurch werden die Verteilernetze in zunehmendem Maße mit Blindenergie belastet.
Zwar besteht die Möglichkeit, durch Einsatz eines Blindleistungsmessers zusätzlich zum Wirkleistungsmesser den echten Leistungsverbrauch zu ermitteln, doch ist eine derartige Lösung für Kleinverbraucher zu aufwendig, da dabei zwei einzelne Instrumente installiert, unterhalten und abgelesen werden müssen.
The invention relates to a method for measuring or counting the apparent power supplied to an alternating current consumer with an active power meter or counter whose current path is connected in series with the consumer.
Industry and textiles are using more and more consumers with complex resistance values, such as motors, transformers and fluorescent lamps in particular. As a result, the distribution networks are increasingly loaded with reactive energy.
Although it is possible to determine the real power consumption by using a reactive power meter in addition to the real power meter, such a solution is too expensive for small consumers, since two individual instruments have to be installed, maintained and read.

Aus der DT-PS 3 47 702 ist bereits ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen der einem Verbraucher zugeführten Scheinleistung bekannt, bei dem die Phase der dem Wirkleistungsmesser zugeführten Wechselspannung geregelt wird. Die nach dem bekannten Verfahren arbeitende Einrichtung zeichnet sich durch einen Phasenmesser und einen diesem nachgeschalteten Phasenregler aus, wobei der Phasenmesser den Phasenregler derart steuert, daß die sonst durchDT-PS 3 47 702 already discloses a method and a device for measuring the one consumer supplied apparent power is known, in which the phase of the AC voltage supplied to the real power meter is regulated. The device operating according to the known method is distinguished by a phase meter and a phase controller connected downstream of this, the phase meter being the Phase controller controls so that the otherwise through

der Phasenverschiebung im Wechselhervorgerufenen Änderungen der Phasen-' Aschen den miteinander zusammenar-,« Triebfeldern des Leistungsmessers wenig-Lhernd aufgehoben werden.
Snten haftet der NachteU an, daß das - und die verwendet? Einrichtung sehr Λ and- Ferner besteht der Nachteil, daß bei «Schwankungen und damit bei Schwankungen Jnwinkels keine genaue Messung der Scheinlei- -o e"lhrleistet wird, da die Nachregelung des winkeis eine bestimmte Zeit erfordert, wahrend reine falsche Messung stattfindet, [konstruktiv weist die bekannte Einrichtung zum der Sche.nleistung Nachteile auf, da neben dem Midenden Wirkleistungsmesser ein zusatzlicher, ■Jenmesser arbeitender Leistungsmesser und ein Snregler benutzter Drehtransformator benötigt wodurch die Kosten einerseits und der -Snawforf andererseits einen Einsatz der bekannten ^chTung zum Messen der Scheinleistung verunmög- *r£ Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde die «Seile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere SS S Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen Sehe auf optimal einfache Weise die Messung und Sune "on Scheinleistung unter Verwendung eines wSungsmessers bzw.-Zählers ermöglichea WirKiesiu β ^„β w}rddiese Aufgabe dadurch gelost,
The phase shift in the alternation caused changes in the phase ashes, which work together, the drive fields of the power meter are negligible.
Snten is inherent in the night that the - and the uses? Means very Λ and- Further, there is the disadvantage that no accurate measurement of the Scheinlei- is at "fluctuations and fluctuations in Jnwinkels -oe" lhrleistet, since the readjustment of the winkeis requires a certain time takes place while pure incorrect measurement, [constructively comprises The known device for the apparent power has disadvantages, since in addition to the mid-end active power meter, an additional power meter working with a power meter and a rotary transformer is required, whereby the costs on the one hand and the snawforf on the other hand make it impossible to use the known device for measuring the apparent power. * The invention is based on the object of avoiding the ropes of the known, in particular to create a method and a device. β w} rddiese Au f ga be solved thereby,

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nfnf

Weise am Spannungspfad des Wirkleibzw. -Zählers eine mit dem den fad durchfließenden Strom phasengleiche Spannung in Höhe der Verbraucherspannung anliegt, wird im Wirkleistungsmesser bzw. -zähle·· ohne Beeinflussung ' Phasenverschiebung zwischen Spannung und ' Produkt aus diesen beiden Größen gemessenWay on the tension path of the Wirkleibzw. -Counter a voltage in phase with the current flowing through the fad at the level of the consumer voltage is applied in the effective power meter or meter ·· without any influence 'Phase shift between voltage and' product of these two quantities measured

ig ist dadurch weitergebildet, daß zur r Hilfsspannung in Serie zum Strompfad ingsmessers bzw. -Zählers ein Stromwandist, dessen Sekundärseite derart an denig is further developed in that the r auxiliary voltage is in series with the current path ingsmessers or counter is a current wall, the secondary side of which is connected to the

nennen

ist dabei der Verstärkungsfaktor des geführt in der Phasenlage vom Verbraucherstrom und in der Amplitude von der Verbraucherspannung bestimmt wird, läßt sich besonders einfach erzeugen, wenn der Verstärker eine Einrichtung zum Verstellen des Verstärkungsgrades aufweist, welche durch die Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung angesteuert wird. Die Verbraucherspannung kann in bestimmten AnwendungsfäUen direkt zur Ansteuerung des zweiten Verstärkereingangs bzw. der Einrichtung zum Verstellen des Verstärkungsgrads verwendet werden. Sofern besonders zuverlässig gewährleistet werden soll, daß die Verstärker-Ausgangsspannung in der Amplitude mit der Verbraucherspannung übereinstimmt, empfiehlt es sich, eine Vergleichseinrichtung vorzusehen, welche die Größen der beiden genannten Spannungen miteinander vergleicht und in Abhängigkeit von einer Abweichung der Verstärker-Ausgangsspannung entsprechende Stellsignale an die Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung oder direkt an den zweiten Eingang des Verstärkers bzw. die Einrichtung zum Verstellen des Verstärkungsgrads abgibt.is the gain factor of the guided in the phase position of the consumer current and in the amplitude is determined by the consumer voltage, can be generated particularly easily if the Amplifier has a device for adjusting the gain, which by the device is controlled to detect the consumer voltage. The consumer voltage can be in certain applications directly to control the second amplifier input or the device can be used to adjust the gain. Provided that it is guaranteed to be particularly reliable it should be ensured that the amplitude of the amplifier output voltage corresponds to the consumer voltage, it is advisable to provide a comparison device which shows the sizes of the two mentioned Compares voltages with each other and depending on a deviation in the amplifier output voltage corresponding control signals to the device for detecting the consumer voltage or directly the second input of the amplifier or the device for adjusting the gain gives away.

Relativ einfach läßt sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers mit einem veränderbaren Widerstand einstellen, wobei eine vorteilhafte Lösung in der Verwendung eines Potentiometers besteht.The gain of the amplifier with a variable resistor can be set relatively easily set, an advantageous solution consists in the use of a potentiometer.

Insbesondere in einem solchen Fall empfiehlt es sich, die Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung mit einem elektromechanischen Umformer, vorzugsweise einem Stellmotor zu versehen, welcher an die Vergleichseinrichtung angeschlossen ist und von dieser solange angesteuert wird und ein Justierung des Potentiometers bewirkt, bis die Verstärker-Ausgangsspannung der Verbraucherspannung entspricht. Beson-, ders einfach und exakt läßt sich der Vergleich von Versiärker-Ausgangsspannung und Verbraucherspannung erzielen, wenn die Vergleichseinrichtung eine Gleichstrom-Brückenschaltung ist, bei weicher vorzugsweise die Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung im Querpfad der Brücke liegt.In such a case, in particular, it is advisable to the device for recording the consumer voltage with an electromechanical converter, preferably to provide a servomotor which is connected to the comparison device and from this is controlled and the potentiometer is adjusted until the amplifier output voltage corresponds to the consumer voltage. The comparison of Achieve Versiärker output voltage and consumer voltage if the comparison device a DC bridge circuit is, with soft, preferably the device for detecting the load voltage lies in the cross path of the bridge.

Vorteilhaft lassen sich zur Einstellung des Verstärkungsgrads des Verstärkers auch Halbleiterbauelemente, wie Transistoren, insbesondere Feldeffektransistoren oder Feldplatten verwenden, wobei im letzteren Fall der Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung eine Spule zur Erzeugung eines die Feldspalte beeinflussenden Magnetfelds nachgeschaltet sein soll.Advantageously, semiconductor components can also be used to adjust the gain of the amplifier such as transistors, in particular field effect transistors or field plates, in the latter case the Device for detecting the load voltage, a coil for generating one of the field gaps influencing magnetic field should be connected downstream.

Die Verstellung des Verstärkungsgrads des Verstärkers läßt sich selbstverständlich auch mit elektronischen Schaltungselementen unter Verwendung von elektromechanischen Umformern realisieren. Besonders eignet sich dafür eine sogenannte Sample & hold-Schaltung, welche an die Vergleichseinrichtung angeschlossen ist und durch Registrieren der Sollwert-Abweichung und i Abgabe entsprechender Signale an den zweiten Eingang des Verstärkers bzw. die Einrichtung zum Verstellen des Verstärkungsgrads kontinuierliches Nachregeln der Verstärker-Ausgangsspannung auf die Verbraucherspannung sicherstellt.Adjusting the gain of the amplifier can of course also be used with electronic circuit elements using electromechanical ones Realize converters. A so-called sample & hold circuit is particularly suitable for this, which is connected to the comparison device and by registering the setpoint deviation and i Output of corresponding signals to the second input of the amplifier or the device for Adjusting the gain continuously readjusting the amplifier output voltage to the Ensures consumer voltage.

0 Ersichtlicherweise lassen sich die einzelnen Bauteile und Schaltungsmerkmale ohne weiteres durch analoge Mittel ersetzen und beliebig untereinander kombinieren und durch den Fachmann ohne Schwierigkeiten an die jeweils geforderte Detaillösung anpassen. Insbesondere Ss kann die beschriebene Schaltungsanordnung auch vorteilhaft als Zusatzgerät ausgebildet werden, welches durch Anbau oder Einbau in installierte Wirkleistungsmesser bzw. -zähler deren Verwendung als Scheinlei-0 Obviously, the individual components and circuit features can easily be replaced by analog Replace means and combine with each other as desired and by the expert without difficulty to the adapt the required detailed solution in each case. In particular, the circuit arrangement described can also be Ss be advantageously designed as an additional device, which can be built into or installed in an installed active power meter or counter whose use as a dummy

stungsmesser bzw. -zähler zuläßt.power meter or counter.

Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 die schematische Darstellung der Schaltungsanordnung eines Wirkleistungszähler zur Verwendung als Scheinleistungszähler,F i g. 1 shows the schematic representation of the circuit arrangement of an active power meter for use as apparent power meter,

Fig.2 die Schaltung gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher Vergleichseinrichtung,2 shows the circuit according to FIG. 1 with additional Comparison facility,

F i g. 3 das Schaltbild einer Anordnung gemäß F i g. 2, undF i g. 3 shows the circuit diagram of an arrangement according to FIG. 2, and

F i g. 4 bis 6 verschiedene Ausbildungsformen von Einrichtungen zum Verstellen des Verstärkungsgrads des vorgesehenen Verstärkers.F i g. 4 to 6 different forms of training of devices for adjusting the degree of reinforcement of the intended amplifier.

Gemäß Fig. 1 ist ein Wirkleistungszähler 2 mit seinem Strompfad 3 in die Versorgungsleitung eines Verbrauchers 4 mit komplexem Widerstand geschaltet. In Serie zum Strompfad 3 und zum Verbraucher 4 ist die Primärwicklung 5 eines Stromwandlers 6 geschaltet, dessen Sekundärwicklung 7 an den ersten Eingang 8 eines Verstärkers 9 geschaltet ist. Der Eingang 8 des Verstärkers 9 ist dabei in nicht dargestellter Weise als hohe ohmsche Belastung der Sekundärwicklung 7 ausgebildet, so daß eingeprägter Strom vorliegt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß beim Abgriff eines geringen Teilbetrags der Spannung an der Sekundärwicklung 7 diese Spannung tatsächlich in Phase mit dem durch die Primärwicklung fließenden Strom ist. Sofern noch eine geringfügige Phasendrehung vorhanden ist. kann diese mit Kompensalionsgliedern bzw. /?C-Anordnungen restlos korrigiert werden. Durch die am Eingang 8 anliegende Spannung, welche also in Phase mit dem durch Primärwicklung 5 und Verbraucher 4 fließenden Strom ist, wird die Ausgangsspännung Ua phasengleich mit dem Verbraucherstrom Iv ausgesteuert. Durch eine parallel zum Verbraucher 4 geschaltete Einrichtung 9a zur Erfassung der Verbraucherspannung wird die Verbraucherspannung Uv gemessen und in Abhängigkeit »rm jeweiligen Augenblicks-Wert der Verstärker 9 über einen zweiten Eingang 10 derart angesteuert, daß die Verstärker-Ausgangsspannung Ua in der Amplitude mit der Verbraucherspannung Uv übereinstimmt. Da die Verstärker-Ausgangsspannung Ua im übrigen wie ausgeführt durch Ansteuerung mit der Hilfsspannung Uh der Sekundärwicklung 7 phasengleich mit dem Verbraucherstrom Iv ist, wird an Spannungspfad 11 des Wirkleistungszähler 2 eine Spannung gelegt, die in Verbindung mit dem durch Strorr.pfad 3 fließenden Strom Iv die Produktbildung aus Verbraucherstrom Iv und Verbraucherspannung Uv ohne jede Beeinflussung durch die jeweilige Phasenlage erlaubt und somit die Messung der Scheinleistung ermöglicht According to FIG. 1, an active power meter 2 is connected with its current path 3 in the supply line of a consumer 4 with a complex resistance. The primary winding 5 of a current transformer 6 is connected in series with the current path 3 and the consumer 4, the secondary winding 7 of which is connected to the first input 8 of an amplifier 9. The input 8 of the amplifier 9 is designed, in a manner not shown, as a high ohmic load on the secondary winding 7, so that an impressed current is present. In this way it is ensured that when a small part of the voltage is tapped on the secondary winding 7, this voltage is actually in phase with the current flowing through the primary winding. If there is still a slight phase shift. this can be completely corrected with compensation links or /? C arrangements. Due to the voltage present at the input 8, which is in phase with the current flowing through the primary winding 5 and consumer 4, the output voltage Ua is controlled in phase with the consumer current Iv . The consumer voltage Uv is measured by a device 9a connected in parallel to the consumer 4 for detecting the consumer voltage and, depending on the instantaneous value, the amplifier 9 is controlled via a second input 10 in such a way that the amplifier output voltage Ua has the same amplitude as the consumer voltage Uv matches. Since the amplifier output voltage Ua is moreover in phase with the consumer current Iv , as explained by control with the auxiliary voltage Uh of the secondary winding 7, a voltage is applied to the voltage path 11 of the active power meter 2 which, in connection with the current Iv flowing through the current path 3 the product formation from consumer current Iv and consumer voltage Uv is allowed without any influence from the respective phase position and thus enables the measurement of the apparent power

Der im Blockschaltbild dargestellte Verstärker 9 sowie die Einrichtung 9a zur Erfassung der Ver braucherspannung sind durch den Fachmann ohne weiteres in den verschiedensten Ausführungen auslegbar und unsch ver realisierbar, so daß auf detaillierte Darlegung hier verzichtet wird. The amplifier 9 shown in the block diagram and the device 9a for detecting the United consumer voltage can be easily interpreted by a person skilled in the art in a wide variety of designs and can not be implemented, so that a detailed explanation is dispensed with here.

Fig.2 zeigt die schematische Darstellung eines Scheinleistungsmessers mit einer speziellen Vergleichseinrichtung 12 und einer Verstelleinrichtung 13. der jedoch in den übrigen Bauteilen mit der Anordnung gemäß F i g. 1 übereinstimmt Wie dargestellt ist dabei die Vergleichseinrichtung 12 derart an den Ausgang des Verstärkers 9 einerseits und den Verbraucher 4 andererseits geschaltet daß die Differenz zwischen der Spannung ί Iv und der Spannung Ua ermittelt werden kann. Dadurch wird die Genauigkeit der Schaltungsanordnung noch wesentlich erhöht, da beim geringsten Abweichen der miteinander verglichenen Spannungen die Einrichtung zur Erfassung der Verbraucherspannung ein entsprechendes Signal empfängt und eine Verstelleinrichtung 13 zum Verstellen des Verstärkungsgrads den Verstärker 9 entsprechend ansteuert, bis die Spannung Ua wieder mit der Spannung Uv übereinstimmt. Auf diese Weise wird genaueste FIG. 2 shows the schematic representation of an apparent power meter with a special comparison device 12 and an adjustment device 13, which, however, in the other components with the arrangement according to FIG. 1 matches As shown, the comparison device 12 is connected to the output of the amplifier 9 on the one hand and the consumer 4 on the other hand in such a way that the difference between the voltage ί Iv and the voltage Ua can be determined. This increases the accuracy of the circuit arrangement even more, since the device for detecting the load voltage receives a corresponding signal when the voltages compared with one another differ even slightly, and an adjustment device 13 for adjusting the gain controls the amplifier 9 accordingly until the voltage Ua returns to the voltage Uv matches. This way it will be most accurate

ίο Produktbildung auch bei stark schwankender Verbraucherspannung Uv und beim Auftreten von Störeinflüssen auf den Verstärker 9 sichergestellt.ίο Product formation is ensured even with strongly fluctuating consumer voltage Uv and when interfering influences occur on amplifier 9.

F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer Anordnung, bei welcher der Verstärkungsgrad des Verstärkers 9 durch den veränderbaren Widerstand 14 einstellbar ist. Der Widerstand 14 ist mechanisch mit einem Stellmotor 15 gekoppelt, welcher im Querpfad einer als Brückenschaltung mit Widerständen 16, 17,18 und 19 ausgebildeten Vergleichseinrichtung liegt. Wie dargestellt, wird dabei über den Widerstand 16 die Verbraucherspannung Uv eingespeist, während über den Widerstand 17 die Verstärker-Ausgangsspannung Ua angelegt wird. Sobald die beiden miteinander verglichenen Spannungen voneinander abweichen, gerät die Brücke aus dem Gleichgewicht und, gesteuert durch Dioden 20 und 21, fließt durch den Stellmotor 15 ein Strom solcher Dauer und Qualität, bis nach entsprechender Einstellung von Widerstand 14 der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 9 so verstellt ist, daß die Ausgangsspannung Ua der Verbraucherspannung Uventspricht.F i g. 3 shows the circuit diagram of an arrangement in which the gain of the amplifier 9 can be adjusted by means of the variable resistor 14. The resistor 14 is mechanically coupled to a servomotor 15, which is located in the transverse path of a comparison device designed as a bridge circuit with resistors 16, 17, 18 and 19. As shown, the consumer voltage Uv is fed in via the resistor 16, while the amplifier output voltage Ua is applied via the resistor 17. As soon as the two voltages compared with each other differ from each other, the bridge is out of balance and, controlled by diodes 20 and 21, a current of such a duration and quality flows through the servomotor 15 until the gain factor of the amplifier 9 is adjusted accordingly after the resistor 14 has been set accordingly is that the output voltage Ua corresponds to the consumer voltage Uv.

Zur Konstanthaltung der an der Sekundärwicklung 7 des Stromwandlers 6 anliegenden Hilfsspannung Uh, welche lediglich zur Steuerung der Ausgangsspannung Ua hinsichtlich ihrer Phase benötigt wird, ist die In order to keep constant the auxiliary voltage Uh applied to the secondary winding 7 of the current transformer 6, which is only required for controlling the output voltage Ua with regard to its phase, the

3:5 Sekundärwicklung 7 durch eine Begrenzerschaltung überbrückt, welche aus einer Zenerdiode 22 und einem Widerstand 23 besteht.3: 5 secondary winding 7 bridged by a limiter circuit, which consists of a Zener diode 22 and a Resistance 23 exists.

Bei geeigneter Wahl der Schaltmittel, d. h. entsprechend dimensioniertem Stromwandler 6. einem genügend großen Widerstand 14 und einem genügend gegengekoppeltcn Verstärker 9 wirken sich Veränderungen von Verstärkerelementen nur innerhalb eines Bruchteils der geforderten Genauigkeit aus, dies umso mehr, als der Verstärker 9 praktisch als Regler arbeitet und Veränderungen des Verstärkungsgrads, z. B. durch Alterung, durch entsprechende Korrektur des Widerstands 14 ausgeglichen werden. Der Stellmotor 15, der vorzugsweise als Kleinst-Gleichstrommotor ausgebildet ist. stellt ein absolut zuverlässig arbeitendes Bauteil dar.With a suitable choice of switching means, i. H. appropriately dimensioned current transformer 6. a sufficient large resistance 14 and a sufficiently negative feedback amplifier 9 affect changes from amplifier elements only within a fraction of the required accuracy, all the more so more than the amplifier 9 works practically as a controller and changes in the gain, e.g. B. by Aging, can be compensated for by a corresponding correction of the resistor 14. The servomotor 15, the is preferably designed as a miniature DC motor. represents an absolutely reliable component.

welches Genauigkeit Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der Zusatzeinrichtung im geforderten Ausmaß gewährleistetwhich accuracy, reproducibility and reliability of the additional equipment to the required extent guaranteed

Fig.4 zeigt im Ausschnitt die Verwendung eine; Transistors 24 als veränderbaren Widerstand, der zui Einstellung des Verstärkungsgrads des Verstärkers « vorgesehen ist und der durch die Verbraucherspannunj Uv über einen Spannungsteiler 15 angesteuert wird. FIG. 4 shows in detail the use of a; Transistor 24 as a variable resistor which is provided for setting the gain of the amplifier and which is controlled by the consumer voltage Uv via a voltage divider 15.

F i g. 5 zeigt die Verwendung einer Feldplatte 26 al veränderbaren Widerstand zum Einstellen des Verstär kungsgrads des Verstärkers 9. Zur Kopplung des vor Vergleicher 12 bei Regelabweichung abgegebene Signals und zur Speicherung dieses Signals ist de Vergleichseinrichtung 12 eine sogenannte Sarr pie & hold-Schaltung 27 nachgeschaltet welche jewel F i g. 5 shows the use of a field plate 26 al variable resistor for setting the amplification level of the amplifier 9. To couple the signal emitted before the comparator 12 in the event of a control deviation and to store this signal, a so-called Sarr pie & hold circuit 27 is connected downstream of the comparison device 12, which each

bei einer Sollwert-Abweichung entsprechende Signal addiert bzw. subtrahiert und speichert Die gespeichei ten Signale werden dann auf eine Spule 28 gelegt dere elektromagnetisches Feld die Feldplatte 26 und dere adds corresponding at a setpoint error signal or subtracted, and stores the gespeichei th signals are then placed on a particular coil 28 electromagnetic field, the field plate 26 and particular

Widerstand beeinflußt, so daß die geforderte Verstellung des Verstärkungsgrads von Verstärker 9 erreicht wird.Resistance affects so that the required adjustment the gain of amplifier 9 is achieved.

F i g. 6 zeigt im Ausschnitt eine Schaltungsanordnung, bei welcher der Verstärkungsgrad des Verstärkers 9 durch einen Feldeffekttransistor 29 geregelt wird. Der Feldeffekttransistor 29 wird wie beim Ausfiihrungsbcispiel gemäß F i g. 5 durch eine Sample & hold-Schaltung 27 mit einem Steuersignal beaufschlagt, wobei die Sample & hold-Schaltung statt des Stellmotors 15 im Querpfad einer aus den Widerständen 16, 17, 18 und 19 bestehenden Brücke angeordnet ist. Auf diese Weise wird zuverlässige und schnelle Regelung der Spannung Ua auf den Wert der Verbraucherspannung Uv gewährleistet.F i g. 6 shows a section of a circuit arrangement in which the gain of the amplifier 9 is regulated by a field effect transistor 29. The field effect transistor 29 is, as in the exemplary embodiment according to FIG. 5 is acted upon with a control signal by a sample & hold circuit 27, the sample & hold circuit being arranged instead of the servomotor 15 in the transverse path of a bridge consisting of the resistors 16, 17, 18 and 19. In this way, reliable and rapid regulation of the voltage Ua to the value of the consumer voltage Uv is guaranteed.

Insgesamt schafft die Erfindung unter Verwendung einfachster und bekannter Schaltmittel, deren Diinensionicrung und Auswahl dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind, die Möglichkeit, mit herkömmlichen Wirkleistungsmessern bzw. -zählern auch Scheinleistungen zu messen bzw. zählen. Die dargestellten und beschriebenen Schaltungsanordnungen lassen sich selbstverständlich auch analog und äquivalent zur Leistungsregelung anstatt zur reinen Leistungsmessung bzw. -zählung einsetzen, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Ersichtlicherweise ist es auch ohne weiteres möglich, den Wert der Verbrauchcrspannung und/oder den Wert der Verslärkcr-Ausgangsspannung digital zu erfassen und zu vergleichen. In diesem Fall müßte lediglich die Verbraucherspannung über einen Analog-Digital-Umwandlcr umgeformt werden, einem Zähler eingegeben und nach Vergleich mit einem ebenfalls digitalen Sollwert wieder durch einen Digital-Analog-Umwandlcr zu Analog-Signaler umgeformt werden, so daß der Verstärker entsprechene ausgesteuert werden kann.Overall, the invention creates, using the simplest and known switching means, their dimensioning and selection are readily familiar to the person skilled in the art, the possibility of using conventional Active power meters or counters also measure or count apparent power. The illustrated and The circuit arrangements described can of course also be analogous and equivalent to Use power control instead of pure power measurement or counting, without the framework the invention would leave. Obviously, it is also easily possible to determine the value of the consumer voltage and / or digitally record and compare the value of the Verslärkcr output voltage. In In this case, only the consumer voltage would have to be converted via an analog-digital converter are entered into a counter and after comparison with a likewise digital setpoint value again through A digital-to-analog converter can be converted to analog signals so that the amplifier corresponds can be controlled.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (18)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Messung bzw. Zählung der einem Wechselstromverbraucher zugeführten Scheinleistung mit einem Wirkleistungsmesser bzw. -zähler, dessen Strompfad in Serie mit dem Verbraucher geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vom Verbraucherstrom eine mit diesem phasengleiche Hilfsspannung abgeleitet wird, daß die Verbraucherspannung kontinuierlich abgegriffen wird, und daß die Hilfsspannung jeweils auf den Augenblicks-Wert der Verbraucherspannung eingestellt und sodann an den Spannungspfad des Wirkleistungsmessers bzw. -Zählers gelegt wird.1. Procedure for measuring or counting the apparent power supplied to an alternating current consumer with an active power meter or meter, whose current path is in series with the consumer is switched, characterized in that one of the consumer current with this In-phase auxiliary voltage is derived that the consumer voltage is tapped continuously is, and that the auxiliary voltage is set to the instantaneous value of the consumer voltage and then applied to the voltage path of the active power meter or meter. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Erzeugung der Hilfsspannung (Uh) in Serie zum Strompfad (3) des Wirkleistungsmessers bzw. -Zählers (2) ein Stromwandler (6) vorgesehen ist, dessen Sekundärseite (7) derart an den ersten Eingang (8) eines Verstärkers (9) angeschlossen ist daß die Ausgangsspannung (Ua) des Verstärkers phasengleich mit dem den Stromwandler primär durchfließenden Strom ist, und daß eine Einrichtung (9a) zum Erfassen der Verbraucherspannung vorgesehen ist, welche derart mit einem zweiten Eingang (10) des Verstärkers verbunden ist daß die Ausgangsspannung des Verstärkers gleiche Amplitude aufweist wie die Verbraucherspannung. 2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that a current transformer (6) is provided for generating the auxiliary voltage (Uh) in series with the current path (3) of the active power meter or counter (2), the secondary side (7) of which is connected to the first input (8) of an amplifier (9) in such a way that the output voltage (Ua) of the amplifier is in phase with the current primarily flowing through the current transformer, and that a device (9a) for detecting the consumer voltage is provided which a second input (10) of the amplifier is connected so that the output voltage of the amplifier has the same amplitude as the consumer voltage. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (9) eine Einrichtung (13, 14, 24, 26) zum Verstellen des Verstärkungsgrades aufweist, an welche die Einrichtung (9a) zum Erfassen der Verbraucherspannung angeschlossen ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the amplifier (9) has a device (13, 14, 24, 26) for adjusting the gain, to which the device (9a) for Detection of the consumer voltage is connected. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Verstärker-Ausgangsspannung (Ua) auf die Amplitude der Verbraucherspannung (Uv) eine Vergleichseinrichtung (12,16,17,18,19) vorgesehen ist, die einerseits an die Verstärker-Ausgangsspannung als Ist-Wert angeschlossen ist, und daß der Ausgang der Vergleichseinrichtung an den Eingang der Einrichtung (9a; Stellmotor 15; 27) zum Erfassen der Verbraucherspannung angeschlossen ist.4. Apparatus according to claim 2, characterized in that to control the amplifier output voltage (Ua) is provided on the amplitude of the load voltage (Uv) comparing means (12,16,17,18,19) on the one hand to the amplifier Output voltage is connected as an actual value, and that the output of the comparison device is connected to the input of the device (9a; servomotor 15; 27) for detecting the consumer voltage. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9a; Stellmotor 15; 27) zum Erfassen der Verbraucherspannung an die Einrichtung rum Verstellen des Verstärkungsgrades (13, 14, 24, 26, 29) angeschlossen ist.5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the device (9a; Servomotor 15; 27) to detect the consumer voltage to the device rum adjusting the Gain (13, 14, 24, 26, 29) is connected. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verstellen des Verstärkungsgrades (13, 14, 24, 26, 29) ein veränderbarer Widerstand ist.6. Apparatus according to claim 3, characterized in that the device for adjusting the Gain (13, 14, 24, 26, 29) is a variable resistance. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (14) ein Potentiometer ist.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the resistor (14) is a potentiometer is. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (Stellmotor 15) zum Erfassen der Verbraucherspannung ein elektromechanischer Umwandler, insbesondere ein Stellmotor ist, welcher zur Verstellung des Potentiometers (14) bei Spannungsunterschieden zwischen Verstärker-Ausgangsspannung (Ua) und Verbraucherspannung (Uv) mit diesem mechanisch verbunden ist.8. The device according to claim 2, characterized in that the device (servomotor 15) for detecting the consumer voltage is an electromechanical converter, in particular a servomotor, which is used to adjust the potentiometer (14) in the event of voltage differences between amplifier output voltage (Ua) and consumer voltage ( Uv) is mechanically connected to this. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (16, 17, 18,9. Apparatus according to claim 4, characterized in that the comparison device (16, 17, 18, 19) eine Brückenschaltung ist19) is a bridge circuit 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß dis Brückenschaitung (16,17,18, 19) wenigstens in zwei parallelen Zweigen jeweils10. Apparatus according to claim 9, characterized that the bridging (16, 17, 18, 19) is at least in two parallel branches einen Gleichrichter(20,2l)aufweisthas a rectifier (20.2l) 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung (9a; Stellmotor 15; 27) zum Erfassen der Verbraucherspannung im Querpfad der Brückenschaltung (16, 17, 18, 19)11. Apparatus according to claim 8 and 9, characterized characterized in that the device (9a; servomotor 15; 27) for detecting the consumer voltage in Cross path of the bridge circuit (16, 17, 18, 19) ίο angeordnet istίο is arranged 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Widerstand (24, 29)ein Halbleiter-Bauelement ist12. Apparatus according to claim 6, characterized that the variable resistor (24, 29) is a semiconductor component 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Widerstand13. Apparatus according to claim 12, characterized characterized that the variable resistance (24) ein Transistor ist(24) is a transistor 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Widerstand ein Feldeffekttransistor ist14. Apparatus according to claim 12, characterized in that the variable resistance is a field effect transistor 15. Vorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Widerstand (26) eine Feldplatte ist welche im elektromagnetischen Feld einer Spule (28) angeordnet ist.15. Device according to claim characterized that the variable resistor (26) is a field plate which in the electromagnetic Field of a coil (28) is arranged. 16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung (27) zum Erfassen der Verbraucherspannung eine Sample & hold-Schaltung aufweist, welche im Querpfad der Brücke (16,17,18,19) liegt16. The device according to claim 9, characterized in that the device (27) for detecting the load voltage a sample & hold circuit has, which is in the transverse path of the bridge (16,17,18,19) 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sample & hold-Schaltung (27) und dem Verstärker (9) im Signalfluß die Einrichtung (26, 29) zum Verstellen des Verstärkungsgrades liegt.17. Device according to claims 3 and 16, characterized in that between the sample & hold circuit (27) and the amplifier (9) in the signal flow the device (26, 29) for adjustment of the degree of reinforcement. 18. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stromwandler (6) ein18. The device according to claim 2, characterized in that the current transformer (6) is a Begrenzer (22, 23) zur Konstanthaltung der an den ersten Eingang (8) des Verstärkers (9) gelegten Hilfsspannung (Uh) bei Änderungen der Stromaufnahme des Verbrauchers (4) nachgeschaltet ist.
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Limiter (22, 23) to keep the auxiliary voltage (Uh) applied to the first input (8) of the amplifier (9) constant when the current consumption of the consumer (4) changes.
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DE19742417274 1973-06-21 1974-04-09 Method and device for measuring or counting the apparent power supplied to an alternating current consumer Expired DE2417274C3 (en)

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