DE521555C - Verfahren zur Messung von Scheinleistungen und zur Zaehlung von Scheinarbeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung von Scheinleistungen und zur Zählung von Scheinarbeiten Die Messung von Scheinleistungen und Zählung von Scheinarbeiten war bisher auf einfache Weise nur angenähert möglich; genaue Messungen erforderten komplizierte Anordnungen. Gegenstand der Erfindung ist ein Meßverfahren, das die Scheinleistung und die Scheinarbeit auf verhältnismäßig einfache Weise zu ermitteln gestattet.
• Die wesentlichen Teile der Anordnung sind i. eine Wechselspannungsquelle a, die durch die eine Teilleistung (Blind- bzw. Wirkleistung) angetrieben wird; 2. eine Gleichspannungsquelle b, die durch die andere Teilleistung (Wirk- bzw. Blindleistung) angetrieben wird; 3. ein zeigendes, schreibendes oder zählendes Meßgerät d, dessen Anzeige durch den Effektivwert der anliegenden Spannung oder des durchfließenden Stromes gegeben ist.
• Die nach i und 2 erzeugten Spannungen werden einander überlagert; der Effektivwert der entstehenden Spannung bzw. der Effektivwert des ihr entsprechenden Stromes wird gemessen. Die Abb. i bis 3 geben beispielsweise Ausführungen, und zwar Abb. i für einfache Reihenschaltung beider Spannungsquellen, Abb.2 für Zwischenschaltung eines Transformators e für die Wechselspannung, Abb.3 für die überlagerung mittels Blockdrossel f und Blockkondensatorg. Der eine Generator b wird von einem Motor getrieben, dessen Drehzahl z. B. von der Wirkleistung abhängt; er erzeugt V__. Der andere Generator a wird von einem Motor getrieben, dessen Drehzahl von der Blindleistung abhängt; er erzeugt V..,... Wirkleistung und Blindleistung können hierbei gegenseitig vertauscht -werden.
• Wirkungsweise Die zu messende Scheinleistung beträgt ps = E # J. Es ist bekannt, daß nach Abb. 7 der Strom J zerlegt werden kann in eine Wirkkomponente J" und eine Blindkomponente Jbl. Dabei gilt Man erhält somit für die Scheinleistung Benutzt man als Meßgerät in der Schaltung nach Abb. i einen statischen Spannungsmesser, so beträgt der Effektivwert der Spannung bei der Überlagerung Wählt man Proportionalität zwischen der sekundlichen Drehzahl des Generators 1 und der Wirkleistung p, so gilt bei konstanter Erregung des Generators Y- - ki # p", ; wählt man ebenso Proportionalität zwischen der sekundlichen Drehzahl des Generators II und der Blindleistung pb1, so gilt bei konstanter Erregung des Generators Il v_. = k2 ' phl. Sonach wird oder, wenn ki = k@ = k gemacht wird, Der Ausschlag des Spannungsmessers gibt also unmittelbar die Scheinleistung, der Spannungsmesser kann direkt in Einheiten der Scheinleistung geeicht werden.
• An die Stelle des statischen Spannungsmessers kann jedes zeigende, schreibende oder zählende Gerät treten, dessen Anzeige vom Effektivwert einer Spannung oder eines Stromes abhängt. Bei Benutzung eines Zählers muß seine sekundliche Drehzahl vom Effektivwert abhängen und ihm proportional sein. Er kann beispielsweise so gebaut werden, daß der Strom durch die Reihenschaltung .eines Gleichstromankers und einer Feldspule geschickt wird. Dadurch entsteht ein mit dem Strom quadratisch ansteigendes Drehmoment. Gibt man dem Zähler ein Bremsmoment, das dem Quadrat seiner Tourenzahl proportional ist, so ist seine sekundliche Drehzahl dem Effektivwert des Stromes direkt proportional.
• Statt der Erzeugung und Überlagerung einer Gleichspannung und .einer Wechselspannung kann man auch zwei Wechselspannungen a und c verschiedener Frequenz zur Speisung des Meßgerätes verwenden. Die Abb. q. bis 6 geben beispielsweise Ausführungen ohne und mit Zwischentransformator e und k.
• Zum Antrieb der Generatoren können Wirk- und Blindleistungszähler verwendet werden, die gleichzeitig die Wirk- und Blindarbeit zählen. Als Generatoren können kleine Maschinen mit Dauermagneten sowie solche mit elektromagnetischer Erregung Verwendung finden.
• Bei Anschluß eines stromverbrauchenden Meßgerätes kann der induktive Widerstand des Meßkreises die Proportionalität zwischen der erzeugten Wechselspannung und dem durch das Meßgerät fließenden Wechselstrom stören. Der dadurch entstehende Fehler wird durch möglichst kleines Verhältnis von induktivem zu Ohmschem Widerstand des Meßkreises herabgesetzt. Der induktive Widerstand des Gleichstromgenerators kann zu diesem Zweck durch einen Kondensator überbrückt werden, der gleichzeitig den Einfluß der in der erzeugten Gleichspannung enthaltenen Pulsationen herabsetzt.
• Man" kann den durch den induktiven Widerstand des Meßkreises .entstehenden Fehler auch dadurch verkleinern, daß man die im Meßkreis wirkenden Wechselspannungen nicht proportional mit der sie erzeugenden Teilleistung, sondern stärker ansteigen läßt. Hierfür sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten vorhanden, z. B. die stärkere Herabsetzung der Drehzahl der Generatoren bei kleiner Teilleistung durch künstlich gesteigerte Reibung oder durch eine im Sinne der Reibung wirkende Vorrichtung nach Art der Reibungskompensation von Zählern oder die Verstärkung der Erregung der Generatoren mit wachsender Drehzahl. Es können auch mehrere solcher Mittel gleichzeitig angewandt werden.
• Bei :der Erzeugung zweier Wechselspannungen ergibt die Messung Fehler, wenn die Frequenz beider Generatoren genau übereinstimmt. Um dies zu vermeiden, sind die beiden jeweils bei voller Teilleistung erzeugten Frequenzen verschieden groß zu wählen. Ein Gleichwerden der beiden Frequenzen bei Änderung des Verhältnisses von Wirkleistung zu Blindleistung läßt sich durch automatische Stillsetzung des zum Antrieb des die höhere normale Frequenz :erzeugenden Generators dienenden Zählers bei Unterschreitung einer bestimmten minimalen sekundlichen Drehzahl vermeiden. Die Stillsetzung kann beispielsweise durch künstlich erhöhte Reibung erfolgen oder durch eine Vorrichtung nach Art der Reibungskompensation von Wechselstromzählern, die hier jedoch entgegen dem dortigen Verwendungszweck eine scheinbare Vergrößerung der Reibung hervorrufen soll.
• Stimmen, bei der Erzeugung der beiden Wechselspannungen die beiden Frequenzen nur annähernd überein, so kann das angeschlossene Meßgerät zu Pendelungen neigen, die durch ein künstlich vergrößertes Trägheitsmoment desselben herabgesetzt werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Messung von Scheinleistungen und zur Zählung von Scheinarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Wirkleistung erzeugte Gleichspannung oder der :entsprechende Strom und eine durch die Blindleistung erzeugte Wechselspannung oder der entsprechende Strom einander überlagert werden und der dadurch entstehende Effektivwert der Spannung bzw. des Stromes :einem zeigenden, schreibenden oder zählenden Gerät zugeführt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung von der Blindleistung, die Wechselspannung von der Wirkleistung erzeugt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Gleichspannung :eine zweite Wechselspannung verwendet wird, deren Frequenz bei normalem Betrieb von der Frequenz der ersten Wechselspannung abweicht. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Gleichspannungs- bzw. Wechselspannungserzeuger Wirkleistungs- und Blindleistungszähler benutzt werden, die gleichzeitig zur Zählung der Wirk- bzw. Blindarbeit Verwendung finden. 5. Verfahren nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Zähler, der bei voller Antriebsleistung die Spannung der höheren Frequenz erzeugt, bei Sinken seiner sekundlichen Drehzahl unter einen gewissen Minimalwert automatisch stillgesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß das anzeigende Gerät zur Verhinderung von langsamen Pendelungen, die auf Grund annähernd gleicher Frequenz der beiden, Wechselspannungen auftreten, mit erhöhtem Trägheitsmoment ausgerüstet wird. 7. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromerzeuger zur Verringerung des Eintlusses seines induktiven Widerstandes. und zur Herabsetzung der Pulsationen der Gleichspannung durch einen Kondensator überbrückt wird. ä. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des induktiven Widerstandes des Meßkreises die im Meßkreis wirkenden Wechselspannungen nicht proportional den sie erzeugenden Teilleistungen sind, sondern mit wachsender Teilleistung stärker als diese ansteigen. 9. Verfahren nach Anspruch i bis ä, dadurch gekennzeichnet, daß der die Scheinarbeit messende Zähler auf Grund einer Reihenschaltung einer Erregerspule mit einem Gleichstromanker ein quadratisches Antriebsmoment besitzt, dem durch ein mit der Drehzahl des Zählers quadratisch wachsendes Bremsmoment das Gleichgewicht gehalten wird, so daß die sekundliche Drehzahl des Zählers dem Effektivwert des zugeführten Stromes proportional ist.