DE383060C

DE383060C - Power factor meter

Info

Publication number: DE383060C
Application number: DES59301D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1922-03-25
Filing date: 1922-03-25
Publication date: 1923-10-09

Description

Leistungsfaktormesser.. Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsfaktormesser, der den Wert cos cp in allen vier Quadranten selbsttätig registriert. Man benutzt neuerdings zur Messung des Leistungsfaktors in Wechselstromanlagen vielfach Meßgeräte, die wohl die Ablesung des cos q) in sämtlichen vier Quadranten gestatten, die Anzeige aber nicht in: der üblichen Weise selbsttätig registrieren können, da sie nicht wie die sonst üblichen anzeigenden elektrischen Meßgeräte bewegliche Stromzuführungsbänder besitzen, sondern ähnlich wie die Meßwerke von Elektrizitätszählern ganz frei drehbar sind.Power factor meter .. The invention relates to a power factor meter, which automatically registers the value cos cp in all four quadrants. One uses Recently, many measuring devices have been used to measure the power factor in AC systems, which probably allow the reading of cos q) in all four quadrants, the display but not in: can register automatically in the usual way, since they cannot like the usual indicating electrical measuring devices, movable power supply belts own, but rather freely rotatable like the measuring mechanisms of electricity meters are.

Die bisher bekannten Anordnungen, beispielsweise solche mit Lenkergeradführung, lassen sich auch deshalb zu dem der Erfindung zugrunde liegenden Zweck nicht benutzen, weil entweder ihr Meßbereich 9o° Drehwinkel nicht überschreitet, oder weil derartige Anordnungen, falls der Meßbereich etwa mittels einer Zahnradübersetzung zwischen der Meßwerkachse - und der Achse des Lenkermechanismus auf 36o° gebracht wird, ihren Lenker erst bei einem Drehwinkel von 36o° in die Umkehrstellung bringen, während der Zweck der Erfindung es erfordert, daß auch Drehwinkel über 36o° hinaus gemessen und registriert werden, mit anderen Worten, nicht nur bei der Meßwerkachse, sondern auch bei der Registrierung Anfangs- und Endstellung zusammenfallen. Diese 13e<liiigung läßt sich nur erfüllen durch Verwendung eines solchen Mechanismus für die C7bertragung der Bewegung der Meßwerkachse auf eine Schreibfeder, daß diese für den vollen Drehwinkel der 'Meßw-erkachse um 360" ein einmal hin- und hergehende Bewegung ausführt, und zwar zweckmäßig in der Weise, daß der Umkehrpunkt von der Schreibfeder bei einem Drehwinkel von i8o° erreicht wird.The previously known arrangements, for example those with a straight steering wheel guide, cannot be used for the purpose on which the invention is based either because their measuring range does not exceed 90 ° of rotation angle, or because such arrangements, if the measuring range is for example by means of a gear ratio between the measuring mechanism axis - and the axis of the link mechanism is brought to 36o °, bring your handlebar into the reverse position only at a rotation angle of 36o °, while the purpose of the invention requires that rotation angles beyond 36o ° are measured and registered, in other words, not The start and end positions coincide only with the measuring mechanism axis, but also with the registration. This approval can only be fulfilled by using such a mechanism for the transmission of the movement of the measuring mechanism axis to a pen that makes a single reciprocating movement for the full angle of rotation of the measuring mechanism axis by 360 " , and that is practical in such a way that the point of reversal is reached by the pen at an angle of rotation of 180 °.

Dieseln Zweck könnten verschiedene an sich bekannte kinematische Getriebe dienen, ain einfachsten ein Schubkurbelgetriebe. Statt ('er einfachen Schlittenführung der Schreibfeder könnte auch eine Lenkergeradführung angewendet werden. Wenn man ein 'Meßwerk benutzt, dessen Ausschlagwinkel genau der Stellung des Radiusvektors des Stromes bei der zugehörigen Messung entspricht, d. h. wenn der Drehwinkel der Meßwerkachse unmittelbar gleich dem M'Vinkel y der Phasenverschiebung ist, so ist es erwünscht, wenn die Bewegung der Schreibfeder nach dem Gesetz des cos q# erfolgt. Dies würde aber bei dem obenerwähnten einfachen Schubkurbelmir bei unendlich langer Scbtibstange genau zutreffen.Various kinematic gears known per se could serve this purpose, the simplest being a slider-crank gear. Instead of the simple slide guide of the pen, a steering wheel guide could also be used. If a measuring mechanism is used whose deflection angle corresponds exactly to the position of the radius vector of the current during the associated measurement, that is, if the angle of rotation of the measuring mechanism axis is directly equal to the M'angle y of the phase shift, it is desirable if the movement of the pen follows the law of cos q #, but this would be exactly the case with the above-mentioned simple crank handle with an infinitely long pen rod.

Gemäß der Erfindung wird nun diese Bedingung dadurch erfüllt, da13 ein auf der Meßwerkachse sitzender, um den Phasenwinkel drehbarer Hebelarm einen Lenker so bewegt, daß der Leitungsfaktor der das Meßgerät -durchfließenden Voltampere durch eine an der Lenkereinrichtung angebrachte Schreibfeder in geradlinigem und proportionalem Ausschlag in allen vier Quadranten selbsttätig registriert wird.According to the invention, this condition is now fulfilled in that a lever arm seated on the measuring mechanism axis and rotatable about the phase angle Handlebar moved so that the conduction factor of the volt-ampere flowing through the measuring device by a pen attached to the handlebar device in a straight line and proportional deflection is automatically registered in all four quadrants.

Drei Ausführungsformen mit Kretizschiebergetriebe sind in den Abb. i, 2 und 3 der Zeichnung schematisch dargestellt.Three designs with Kretiz slide gear are shown in Fig. i, 2 and 3 of the drawing are shown schematically.

Zach Abb. i trägt die Meßwerkachse a einen Arm f mit einer Rolle b, die sich in dem Schlitz e einer zweckmäßig H-förmig ausgebildeten Sinuskulisse g bewegt. Die Kulisse ä ist in der durch die Rollen dl bis d, dargestellten Führung senkrecht zur Richtung des Schlitzes e verschiebbar gelagert. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Bewegung der mit der Kulisse g verbundenen Schreibfeder c von der Mittelstellung aus gesehen - r # cos cp ist, wenn man mit r die Länge a b und mit y den der Phasenverschiebung entsprechenden Drehwinkel der Meßwerkachse a bezeichnet.Zach Fig. I, the measuring mechanism axis a carries an arm f with a roller b, which moves in the slot e of an appropriately H-shaped sinus gate g. The backdrop ä is mounted displaceably perpendicular to the direction of the slot e in the guide shown by the rollers dl to d. It can be seen without further ado that the movement of the pen c connected to the coulisse g from the middle position is - r # cos cp, if r denotes the length a b and y denotes the angle of rotation of the measuring mechanism axis a corresponding to the phase shift.

Die Sinuskulisse kann auch durch Parallelogrammführung in der nach Abb.2 angegebenen Weise ersetzt werden. Außer dem Meßwerkzeiger f von der Länge r wird eine parallele Hilfskurbel f1 gleicher Länge vorgesehen, deren Endpunkt b1 mit dem freien linde b des Meßwerkzeigers f durch eine Führungsstange k. verbunden ist. Auf der Führungsstange /l einerseits und in einem senkrecht zu ihr angeordneten Führungsschlitz c anderseits gleitet eine Schreibfeder c, die ebenfalls den Wert r # cos cp aufzeichnet.The sinus backdrop can also be replaced by a parallelogram guide in the manner shown in Figure 2. In addition to the measuring tool f of length r , a parallel auxiliary crank f1 of the same length is provided, the end point b1 of which is connected to the free linden b of the measuring tool f by a guide rod k. connected is. A pen c slides on the guide rod / l on the one hand and in a guide slot c arranged perpendicular to it on the other hand and also records the value r # cos cp.

Das gleiche gilt für die Ausführungsform nach Abb.3. Auf der Meßwerkachse rr ist wieder ein Hebel a b von der Länge r angebracht, der jedoch bei b einen Gegenlenker von doppelter Länge 2 r trägt, der, an seinen von b gleich weit entfernten Endpunkten c und d mit Rollen versehen, sich in zwei aufeinander senkrecht stehenden Führungen e1 und e_ bewegen kann. Auch hier ist die Bewegung einer bei c angebrachten Schreibfeder 2 r # cos cp. Bemerkt sei noch, daß es nicht nötig ist, die beiden Führungen auf ihre ganze Länge wirklich auszuführen, denn es gelingt. wenn jeweils nur eine der beiden Rollen c (:der d zwangläufig geführt wird.The same applies to the embodiment according to Fig.3. On the measuring mechanism axis rr a lever a b of length r is again attached, but at b it carries a counter link of double length 2 r, which, at its end points c and d equidistant from b, is provided with rollers in two on top of one another vertical guides e1 and e_ can move. Here, too, the movement of a pen at c is 2 r # cos cp. It should also be noted that it is not necessary to actually run the two guides over their entire length, because it works. if only one of the two roles c (: the d is inevitably performed.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit d°, Erfindungsgedankens ist in Abb. .4 veranschaulicht. Die Wirkung des hier verwendeten Getriebes beruht auf der Tatsache, daß jeder Punkt des Umfanges eines Kreises, der sich in einem feststehenden Kreise von clopheltein Umfange abrollt, eine Hypozykloide beschreibt, die in eine dem Durchmesser des äußeren Kreises entsprechende Gerade übergeht. Auf der Meßwerkachse a ist der Arm a b von der Länge r befestigt, in dessen Endpunkt b ein Zahnrad d vom Durchmesser 2 ;- drehbar gelagert ist. Dieses greift in einen feststehenden Zahnkranz e vom Durchmesser -t;- ein. lin Punkt c, am Umfang des Zahnrades d gleitend, ist eine Schreibfeder angebracht, die sich längs der Geraden --1 B bewegt, wobei wiederum die Bewegung der Schreibfeder c = 2 r # cos qi ist.Another possible embodiment of the invention is illustrated in Fig. 4. The effect of the gear used here is based on the fact that every point on the circumference of a circle, which rolls in a fixed circle of clopheltein circumference, describes a hypocycloid which merges into a straight line corresponding to the diameter of the outer circle. On the Meßwerkachse the arm a a b r is fixed by the length, in whose end point b, a gear on the diameter d 2; - is rotatably mounted. This engages in a fixed ring gear e with a diameter of -t; -. At point c, sliding on the circumference of the gear wheel d, a pen is attached, which moves along the straight line --1 B, where again the movement of the pen is c = 2 r # cos qi.

Bei allen diesen Anordnungen bewegt sich die Schreibfeder c während einer vollen Umdrehung der Meßwerkachse a einmal über der Schreibfläche hin und zurück. Die Aufzeichnung ist daher zunächst nicht eindeutig, da jeder Punkt der aufgezeichneten Kurve zwei verschiedenen Winkelstellungen der Meßwerkachse, nämlich den Winkeln cp und 36o°- g) entsprechen kann. Dieser Übelstand läßt sich jedoch erforderlichenfalls beseitigen, indem man in bekannter Weise von einem besonderen Markierorgan, beispielsweise einem Zeitschreiber, auf der Schreibfläche neben der Registrierkurve die Zugehörigkeit der Aufzeichnungen zu dem Winkelbereich o° bis i8o° oder i8o° bis 36o° kennzeichnen läßt.In all of these arrangements, the pen moves c during a full turn of the measuring mechanism axis a once over the writing surface and return. The recording is therefore initially ambiguous, since every point of the recorded curve two different angular positions of the measuring mechanism axis, namely can correspond to the angles cp and 36o ° - g). This drawback can, however Eliminate if necessary by referring to a particular one in a known manner Marking organ, for example a time recorder, on the writing surface next to the Registration curve the affiliation of the recordings to the angular range o ° to Marks i8o ° or i8o ° to 36o °.

Eine einfache Vorrichtung dieser Art zeigt schematisch Abb. 5. Auf der 1Ießwerkachse a ist außer dem Arm a b (vgl. Abb. i bis 3) noch eine Kurvenscheibe k befestigt, die so ausgefräst ist, daß die Rolle h bei den Winkelstellungen cp _-_ 9o° und cp. == 27o° eine seitliche Bewegung ausführt. Die Rolle h befinrlet sich im Endpunkt eines bei i gelagerten zweiarmigen Hebels, der bei in eine Schreibfeder trägt und unter Einfluß der Zugfeder la steht, die bestrebt ist, die Rolle lr. an die Kurvenscheibe 1z anzudrücken. Aus der Stellung der Schreibfeder bei in bzw. an der von ihr beschriebenen Linie läßt sich erkennen, ob die Kurvenaufzeichnung dem Winkelbereich in den beiden oberen Ouadranten I und II oder in den beiden unteren Ouadranten III und IV entspricht.A simple device of this type is shown schematically in Fig. 5. In addition to the arm ab (see Fig. I to 3), a cam disk k is attached to the 1Ießwerkachse a, which is milled out so that the roller h in the angular positions cp _- _ 9o ° and cp. == 27o ° executes a sideways movement. The role h is in the end point of a two-armed lever mounted at i, which carries in a pen and is under the influence of the tension spring la, which strives to move the role lr. to press on the cam 1z. From the position of the pen at in or on the line described by it, it can be seen whether the curve recording corresponds to the angular range in the two upper ouadrants I and II or in the two lower ouadrants III and IV.

In Abb.6 ist ein Stück eines Papierstreifens dargestellt, auf dem mit der Kurve a der nach der Erfindung registrierte Leistungsfaktor der das Meßgerät durchfließenden Voltampere mit der Kurve b die entsprechende Ouadrantenzugehörigkeit veranschaulicht ist.Figure 6 shows a piece of a strip of paper on which with the curve a the power factor registered according to the invention of the measuring device flowing through volt-amperes with curve b the corresponding ouadrant affiliation is illustrated.

Da bei der praktischen Ausführung die unmittelbare Anbringung des Schreibstiftes an dein geradegeführten Punkt insofern im allgemeinen unzweckmäßig ist, als in diesem Falle der Ausschlag des Schreibstiftes verhältnismäßig klein ist im Vergleich zu der Ausdehnung des ganzen Hebemechanismus, und außerdem eine unmittelbare Befestigung der Schreibfeder an den betreffenden Stellen konstruktiv sehr unvorteilhaft in Rücksicht auf die Führung des Registrierstreifens sein würde, ist es zweckmäßig, die Schreibfederbewegung durch einen besonderen Zusatzmechanismus vergrößert zu übertragen. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen. daß der Meßwerkmechanismus mit einer Hebelgeradführung bekannnter Art gekuppelt wird, wie es beispielsweise in der beigefügten Abb. 7 dargestellt ist. Wenn der durch einen der erwähnten Mechanismen (Abb. i bis .4) geradegeführte Punkt c sich nach c' bewegt. beschreibt die Schreibfeder f den Weg f-f'.Since, in the practical implementation, the direct attachment of the pen to your straight point is generally inexpedient, as in this case the deflection of the pen is relatively small compared to the extension of the entire lifting mechanism, and also a direct attachment of the pen to the relevant point If this would be structurally very disadvantageous with regard to the guidance of the registration strip, it is advisable to transfer the movement of the pen with a special additional mechanism. This can be done, for example, in this way. that the measuring mechanism is coupled with a lever wheel guide known type, as shown for example in the accompanying Fig. 7. When the point c, guided by one of the mechanisms mentioned (Fig. I to .4), moves towards c '. the pen f describes the path f-f '.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Power factor meter, characterized in that a lever arm (a b ) seated on the measuring mechanism axis (a ) rotatable about the phase angle (cp) moves a link in such a way that the power factor of the @toltampere flowing through the measuring device is determined by a pen (c) attached to the link. is automatically registered in a straight and proportional deflection in all four ouadrants.

2. Power factor meter according to claim i, characterized in that the lever arm (from in Fig. I) with one mounted on rollers (dl to dj and a pen (c) carrying a sinus link (g) by means of a in the guide slot (e) 0 or E itenden roller (b) is coupled so that the link (g) is displaced at right angles to the direction of the guide slot (e) according to the law of the cosine of the phase angle (cp) described by the lever arm (a b).

3. Power factor meter according to claim i and 2, characterized in that the pen (c in Fig.2) is arranged to slide in a guide rail (s) and movably on a guide rod (1 a) perpendicular to the guide rail (s), which by means of an auxiliary crank (f1) is displaced in parallel by the lever arm (a b) following the law of the cosine of the phase angle, (q @).

Power factor meter according to claim i, characterized in that the pen (c) is attached at an end point of a counter link (cd) of double lever arm length, which is articulated at its center point (b) to the lever arm (a b) and by means of mutually perpendicular, Crossing guide rails (e1 and e2) are guided on the measuring mechanism axis (a).

5. Power factor meter according to claim i, characterized in that the pen (c) is attached to a free end point (b) of the lever arm (a b) mounted gear (d) from the radius of the lever arm (a b) , which is in a The ring gear (e) rolls off twice the circumference so that the movement of the pen (c) following the law of the cosine of the phase angle (cp) runs on a diameter of the ring gear (e).

6. Power factor meter according to Claims i to 5, characterized in that one is fastened on the measuring mechanism axis (a) milled cam disc (k) a pen attached to a double lever arm (m) inevitably controls with the deflection of the measuring instrument so that it belongs to the quadrant of the deflection.

7. Power factor meter according to claim i to 5, characterized characterized in that the measuring mechanism for the purpose of increased transmission of the Nib movement with a special additional mechanism, for example with a lever linear guide of known type, is coupled.