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Wattmesser mit Einrichtung zur Verhinderung der Anzeige .des Verbrauchs
,an elektrischer Energie his zur Erreichung eines bestimmten Maximalbetrages. Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf einen Überschußwattmesser für Wechselstromleitungsnetze,
d. b. auf einen Wattmesser, welcher nur den Überschuß über ein gewisses, vorher
bestimmtes Energiemaß angibt, welches der Leitung jeweilig entnommen wird. Die Erfindung
bezweckt eine solche Ausgestaltung von Wattmessern dieser Art, daß die Angaben des
Messers durch Spannungsschwankungen im Leitungssystem nicht beeinflußt werden. Dieser
Zweck wird der Erfindung zufolge dadurch erreicht, daß die bei Überschußwattmessern
in üblicher Weise einer den Verbrauchsstrom aufnehmenden Spule zugeordnete elektrische
Gegenkraft, welche die Wirkung der Spule auf den Messer bei Erreichung einer gewissen,
sie durchfließenden Strommenge aufhebt, in besonderer Weise, nämlich durch ein Element
eines Transformatorsystems erzeugt wird. Bei entsprechender Ausgestaltung des Transformators
besteht hierbei die Möglichkeit, die der Verbraurhsstronlspule zugeordnete Gegenkraft
konstant zu erhalten, auch wenn Spannungsschwanhrungen in der Leitung auftreten,
wie es bei den in Betracht kommenden Leitungsnetzen der Fall ist.
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Die Erfindung ist auf der beigefügten Zeichnung erläutert.
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Die Fig. r zeigt ein Diagramm der elektrischen Stromverbindungen für
.den 'Wattmesser, wobei ein neutralisierender magnetischer Kraftlinienstrona von
vorher bestimmter Stärke zur Steuerung des Zäblerganges benutzt wird.
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Fig a ist ein Stromleitun_gsdiagramnm,. welches ein Verfahren veranschäaulicht,
wonach ein Strüm gleich dem zum Verbrauch gelangenden lfbersehußstrom zur Einwirkung
auf die in Serie geschaltete Speile des Wattmessers gelangt.
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Die Feg. 3 und 4. sind Diagramme elektrischer Stromverbindungen für
:den Wattmesser, isonach eine neutralisierende clektrflmotorische Kraft von vorbestimmter
Größe zur Einwirkung auf die in Serie geschaltete Spule gebracht wird, tim den Gang
--des Zählern zu steuern.
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Fgg.3 veranschaulicht die Ausrüstung der Ankerwelle des Messers mit
einem Sperrad reit zugehöriger Klinke, um eine .gegenläufige Drehung .derselben
zu verhindern.
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Nach der in Fig. z dargestellten Anord,-nung dient der von den Hauptleitern
r z des Netzes entnommene Strom zum Betrieb von Lampen oder sonstigen stromverzehrenden
Apparaten 12. Der bei W schematisch angedeutete Wattmesser enthält die erbliche
hTebensehlußspule 13 -und die in Serie geschaltetc Spule i4.. Ein selbständiger
Transfermator
15 erzeugt einen Sekundärstrom von gleichbleibendem
Wert, welcher durch die neutralisierende Spule 16 hind,urchgeschickt wird, deren
Amperewindungen und demgemäß deren magnetisches Kraftlinienfeld gleich, aber entgegengesetzt
demjenigen der in Serie geschalteten Spule 14- ist, wenn durch die letztere gerade
der dem Pauschale entsprechende Strom durchfließt. In diesem Falle macht sich keine
magnetische Kraftwirkung auf den Anker des Wattmessers bemerkbar, so daß dieser
nicht fortgeschaltet wird. Wenn der verbrauchte Strom den dem Pauschale entsprechenden
Höchstwert überschreitet, dann werden die Amperewindungen der in Serie geschalteten
Spule r4 diejenigen der Spule 16 übertreffen und der magnetische Kraftlinienstrom,
welcher den Überschußamperewindungen entspricht, wird eine Kraftwirkung auf den
Anker des Messets ausüben, welche den Überschußamperewindungen proportional ist.
Bei Strömen, die schwächer sind als der dem Pauschale entsprechende Maximalstrom,
würde das Bestreben bestehen, den Anker des Messers in entgegengesetzter Richtung
zu drehen. Dieses wird jedoch durch eine mechanische Sperrung des Ankers verhindert.
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Damit die Spannungsänderungen im Leitungsnetz ohne Einfluß auf die
Induktionswirkung der Neutralisierungsspule bleiben, ist die Wicklung des Transformators
15 im Verhältnis zu seinem Eisenkern so bemessen, daß der letztere stets übersättigt
ist, also die Sekundärwirkung des Transformators praktisch konstant bleibt.
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Nach Fig. 2 bildet die in Serie geschaltete Spule 21, durch welche
der Verbrauchsstrom Hindurchfließt, einePrimärspule einesDreispulentransformators.
Die Nebenschlußspule 22 bildet eine zweite Primärspule des gleichen Transformators
und ist so berechnet, daß ihre Amperewindungen die Amperewindungen der Spule :21
neutralisieren, wenn der dem vereinbarten Pauschale gerade entsprechende Strom durch
die Spule 2i fließt. Die Spule 23 liegt im Sekundärstromkreis und ist an die Serienspule
24 des Wattmessers angeschlossen. Wenn der dem Pauschale entsprechende Mäximalstrom
entnommen wird, dann wird kein Strom in der Spule a3 induziert, da die magnetischen
Kräfte der Spulen 2i und 22 sich in diesem Falle gegenseitig aufheben. Wenn ein
Stromüberschuß durch die Spule 2z fließt, wird Strom in der Spule 23 induziert,
welcher der Differenz der Amperewindungen der Spulen 21 und 22 entspricht: Dieser
induzierte Strom fließt durch die Spule 24 des Wattmessers und veranlaßt in Verbindung
mit der Nebenschlußspule 25 eine Fortschaltung des Zählers, Gemäß Fig.3 fließt der
Verbrauchsstrom durch die in Serie geschaltete Spule 27 des Zählers, in dem sich
auch die Nebenschlußspule 28 .befindet. Im Nebenschluß zu den Hauptleitern der Verbrauchsleitung
befindet sich auch ein Transformator 29 zum Heruntertransformieren des Stromes,
welcher eine feindrähtige Primärspule 30 und eine grobdrähtige Sekundärspule
3 i besitzt, welche letztere an die Enden der Serienspule 27 angeschlossen ist.
Die Spule 31 ist so berechnet, daß die darin induzierte elektromotorische Kraft
gleich derjenigen an den Enden der Spule 27 ist, wenn der tatsächlich verbrauchte
Strom gleich demjenigen ist, welcher dem dafür gezahlten Geldpauschale gerade entspricht,
wobei der Anschluß der Spule 3 i an die Spule 27 so bewirkt ist, daß der durch die
Spule 27 gehende Hauptstrom dem von 31
herkommenden Strom entgegengesetzt
gerichtet ist und von ihm in seiner Wirkung auf den Messer aufgehoben wird, wenn
er gleich oder geringer ist als dem Pauschale entspricht. Wenri der durch 27 fließende
Hauptstrom dagegen den für das Pauschale zulässigen Maximalwert übersteigt, dann
übersteigt die elektromotorische Kraft an den Enden der Spule 27 die von der Spule
31 herrührende Gegenkraft und der Überschußstrom bewirkt eine Fortschaltung
des Zählers in einem seiner Größe entsprechenden Maße.
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Gemäß Fig. 4 fließt der Hauptstrom durch die Serienspule 34 des Wattmessers,
welcher letztere auch die Nebenschlußspule 35 enthält. Die Hauptleiter des Verbrauchsnetzes
sind durch einen Selbsttransformator 36 von vielen Windungen miteinander verbunden,
von welchem ein Abschnitt 37 von verhältnismäßig dickem Draht gebildet wird und
so berechnet ist, daß die elektromotorische Kraft an seinen Enden derjenigen an
den Enden der -Serienspule 34 entspricht, wenn durch die Verbrauchsleitung gerade
der dem Pauschale entsprechende Maximalstrom fließt. Der Abschnitt 37 des Selbsttransformators
ist so mit der Spule 34 verbunden, daß der durch die letztere fließende Hauptstrom
gerade neutralisiert wird, wenn derselbe dem für das Pauschale zulässigen Maximalstrom
entspricht. Wenn der Verbrauchsstrom den dem Pauschale entsprechenden Wert überschreitet,
dann übersteigt auch die elektromotorische Kraft an den Enden der Spule 34 diejenige
an den Enden der Spule 37 und der Überschußstrom fließt durch die Spule 34 und schaltet
den Zähler proportional seinem Größenwerte fort, während der übrige Teil des verbrauchten
Stromes, welcher dem Pauschale entspricht, durch die Spule 37 fließt.
In
allen oben erörterten, auf der Zeichnung dargestellten Stromverbindungen ist noch
ein Widerstand R in demjenigen Teil des Stromkreises vorgesehen, welcher die Quelle
des Neutralisierungsstromes darstellt. Dieser Widerstand kann nach Belieben geändert
werden und dient dazu, den Strom auf den gewünschten Wert einzustellen. An Stelle
eines Widerstandes kann eine Reaktanz benutzt werden.
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Bei allen auf der Zeichnung dargestellten Stromverbindungen würde
für den Wattmesser kein Anlaß bestehen, eine Stromwirkung anzuzeigen, wenn gerade
der dem Pauschale entsprechende Strom verbraucht wird. Wenn aber schwächere Ströme
durch die Verbrauchsleitung gehen, würde der Messer rückläufig geschaltet werden.
Dieses kann durch Anwendung einer geeigneten Sperrung verhindert werden. Eine solche
Sperrung ist in Fig.5 dargestellt. Danach trägt die Welle 41 des Ankers q.a ein
Sperrad mit in dasselbe eingreifender Sperrklinke 40. An Stelle der aus einem Sperrad
mit Klinke bestehenden Sperrvorrichtung könnte jeder beliebige andere Sperrmechanismus,
gleichviel ob mechanisch, elektrisch öder magnetisch betätigt, -Anwendung finden.
Fig. 5 der Zeichnung .deutet auch an, daß die Welle ¢i des Ankers des Zählers mit
einem geeigneten Anzeigewerk 43 gekuppelt ist.