DE523127C

DE523127C - Apparatus for displaying or recording phase angle or apparent consumption

Info

Publication number: DE523127C
Application number: DES93174D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-08-03
Filing date: 1929-08-03
Publication date: 1931-04-20

Description

Apparat zum Anzeigen oder Aufzeichnen des Phasenwinkels oder des Scheinverbrauches Es sind Apparate zum Aufzeichnen des Phasenwinkels und des Scheinverbrauches bekannt, bei welchen zwei Reibräder auf eine Kugel einwirken, von welchen das eine von einem Wirkverbrauchs-, das andere von einem Blindverbrauchszähler angetrieben wird. Auf der Kugel läuft ein weiteres Reibrad, das an einem Lager befestigt ist, welches um eine senkrecht zur Kugeloberfläche stehende Achse drehbar ist. Der Durchdringungspunkt zwischen dieser Achse und der Kugel liegt derart, daß zwischen den Berührungspunkten der Kugel mit den von den Zählern angetriebenen Reibrädern und dem Durchdringungspunkt ein rechtwinkliges, sphärisches Dreieck eingeschlossen wird. Das von der Kugel angetriebene Reibrad bzw. das Lager dieses Reibrades nimmt je nach dem herrschenden Phasenwinkel eine bestimmte Lage ein. Der von seinem Umfang zurückgelegte Weg ist ein Maß für den Scheinverbrauch. Bei Einrichtungen der beschriebenen Art kann es vorkommen, daß bei verhältnismäßig geringen Leistungen, also geringen Umfangsgeschwindigkeiten der Reibräder besonders beim plötzlichen Übergang von einem Phasenwinkel zu einem anderen, eine Fehlanzeige auftritt. Die Fehlanzeige kann vermieden werden, wenn man dafür sorgt, daß die Umfängsgeschwindigkeit der Reibräder nicht zu klein wird, so daß das von der Kugel angetriebene Reibrad schon nach kurzer Zeit seine endgültige Lage einnimmt. Um die nötigen Umfangsgeschwindigkeiten zu erzielen, läßt man die Blind- oder Wirkverbrauchsanzeiger bzw. -zähl-er nicht unmittelbar auf die Kugel einwirken, sondern regelt mit Hilfe der von den Meßinstrumenten angegebenen Werte die Geschwindigkeit der Reibräder, die jedoch von einer besonderen Kraftquelle angetrieben werden.Apparatus for displaying or recording phase angle or apparent consumption Apparatuses for recording the phase angle and the apparent consumption are known, in which two friction wheels act on a ball, one of which by one Active consumption, the other is driven by a blind consumption meter. on The ball runs another friction wheel, which is attached to a bearing, which is rotatable about an axis perpendicular to the spherical surface. The penetration point between this axis and the ball lies such that between the points of contact the ball with the friction wheels driven by the counters and the point of penetration a right-angled, spherical triangle is enclosed. The one driven by the ball The friction wheel or the bearing of this friction wheel increases depending on the prevailing phase angle a certain position. The distance covered by its circumference is a measure of the bill consumption. With facilities of the type described, it can happen that with relatively low performance, so low peripheral speeds the friction wheels especially in the case of a sudden transition from one phase angle to one others, a false report occurs. The negative result can be avoided if it is ensured that the circumferential speed of the friction wheels is not too low, so that the friction wheel driven by the ball has its final position after a short time Position. In order to achieve the necessary peripheral speeds, the Reactive or active consumption indicator or counter not directly on the ball act, but regulates with the help of the values given by the measuring instruments the speed of the friction wheels, which, however, are driven by a special power source will.

Die Regelung der Geschwindigkeit der Reibräder in Abhängigkeit von den von den Meßinstrumenten angezeigten Werten kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man besondere Hilfsreibräder verwendet, die mit den die Kugel unmittelbar antreibenden Reibrädern z. B. durch ein Zahnradgetriebe gekuppelt sind, und daß man diese Hilfs'reibräder auf je eine von einer besonderen Kraftquelle angetriebenen Scheibe, Konus o. dgl., antreiben läßt. Zur Regelung der Umfangsgeschwindigkeit hat man dann nur den Abstand dieser Reibräder von der Drehachse des Antriebsorgans zu steuern.The regulation of the speed of the friction wheels as a function of the values displayed by the measuring instruments can be done, for example, by that one uses special auxiliary friction wheels with those directly driving the ball Friction wheels z. B. are coupled by a gear transmission, and that one these auxiliary'reibräder on each one driven by a special power source disc, cone or the like., lets drive. To control the circumferential speed, one then only has the distance to control these friction wheels from the axis of rotation of the drive member.

Verfährt man in dieser Weise, so ist die Drehzahl des von der Kugel angetriebenen Reibrades proportional der Scheinleistung. Man kann auch die Wirk- und Blindleistung messen, wenn man die Drehzahl der Hilfsreibräder bestimmt. Der Phasenwinkel ist an der Lage des von der Kugel angetriebenen Hilfsreibrades erkennbar.If one proceeds in this way, the speed of rotation is that of the ball driven friction wheel proportional to the apparent power. You can also use the and measure reactive power when determining the speed of the auxiliary friction wheels. Of the The phase angle can be seen from the position of the auxiliary friction wheel driven by the ball.

Man kann die eben beschriebene Einrichtung auch leicht zu einem Maximumapparat umgestalten, wenn man den Abstand der Hilfsreibräder von der Drehachse der Antriebsorgane abhängig von den von Zählern innerhalb bestimmter Zeiträume (Meßperioden) angegebenen Werten verändert. In diesem Fall ist es notwendig, während der Meßperioden die Antriebsorgane stillzusetzen oder von den Hilfsreibrädern in geeigneter Weise, z. B. durch Abheben der Reibräder von der Scheibe, zu entkuppeln, damit bei der Verschiebung der Hilfsreibräder die Reibung möglichst verringert wird. Bei einer derartigen Einrichtung ist es nicht besonders wichtig, daß die Antriebsorgane mit konstanter Geschwindigkeit umlaufen, sondern es kommt nur darauf an, daß sie die gleiche Anzahl von Umdrehungen ausführen. Man kann auch bei der beschriebenen Einrichtung wieder die Hilfsreibräder sowie das von der Kugel angetriebene Reibrad mit einem besonderen Zählwerk ausrüsten.The facility just described can easily be converted into a maximum apparatus remodel if you change the spacing of the Auxiliary friction wheels from the axis of rotation of the drive mechanisms depending on the counters within certain periods of time (measuring periods) specified values changed. In this case it is necessary during the measurement periods shut down the drive mechanisms or the auxiliary friction wheels in a suitable manner, z. B. by lifting the friction wheels from the disc to decouple so that the Displacement of the auxiliary friction wheels the friction is reduced as possible. At a such a device, it is not particularly important that the drive members with rotate at a constant speed, but it just depends on the make the same number of revolutions. You can also use the facility described again the auxiliary friction wheels and the friction wheel driven by the ball with one equip a special counter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung der zuletzt beschriebenen Art ist in der Abbildung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention of the type just described is shown schematically in the figure.

Mit i ist die Kugel bezeichnet, die zur geometrischen Addition der von den Zählern angezeigten Werte dient. Die Kugel wird von den Reibrädern 2 und 3 angetrieben. q. ist ein Reibrad, das um die zur Oberfläche der Kugel i senkrecht stehende Achse 5 drehbar ist. Dieses Reibrad wird mit einem Zeiger zum Aufzeichnen oder Anzeigen des Phasenwinkels verbunden, der .die Lage des Reibrades gegenüber der Kugel anzeigt. Anstatt den Zeiger unmittelbar mit dem Halter für das Reibrad zu verbinden, kann man auch einen Schnurtrieb o. dgl. vorsehen, durch .den ein besonderes Zeigerwerk verstellt wird. Wenn man das Reibrad mit Hilfe eines geeigneten Getriebes auf ein Zählwerk einwirken läßt, so kann man an diesem Zählwerk auch den Scheinverbrauch ablesen. Um die Reibräder 2 und 3 mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die der Blind- und Wirkleistung entspricht, sind die Hilfsreibräder 6 und 7 vorgesehen. Die Hilfsreibräder 6 und- 7 stehen mit den mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Tellern 8 und 9 in Berührung und sind derart angeordnet, daß ihr Abstand von der Drehachse dieser Teller veränderlich ist. Läßt man diesen Abstand von den von zwei Zählern angezeigten Werten verändern, so erhält man an den Reibrädern 2 und 3 eine von diesen Werten abhängige Umfangsgeschwindigkeit. Man kann unmittelbar den Abstand zwischen den Reibrädern 6 und 7 und der Drehachse der Scheiben 8 und 9 durch die Zähler beeinflussen. Vorteilhafter ist es jedoch, die Reibräder 6 und 7 mit Hilfe von Ilinkrädern, die von den Zählern gesteuert werden, zu verstellen, denn dann wird die Meßgenauigkeit der Zähler nicht wesentlich beeinfiußt. Man kann beispielsweise bei jeder Umdrehung des Zählers das zugehörige Reibrad (6 oder 7) um einen bestimmten Betrag verschieben. Nach Ablauf einer gewissen Zeit werden dann die Reibräder durch Federkraft wieder in die Ruhelage zurückgeführt.With i the ball is referred to, which is used for the geometric addition of the is used for the values displayed by the counters. The ball is of the friction wheels 2 and 3 powered. q. is a friction wheel that is perpendicular to the surface of the ball i standing axis 5 is rotatable. This friction wheel comes with a pointer for recording or display the phase angle connected to the .the position of the friction wheel opposite the sphere indicates. Instead of the pointer directly with the holder for the friction wheel to connect, one can also provide a cord drive or the like, through .den a special one Pointer mechanism is adjusted. If you have the friction wheel with the help of a suitable gear lets act on a counter, you can also use this counter to show the bill consumption read off. To drive the friction wheels 2 and 3 at a speed that the Corresponding to reactive and active power, the auxiliary friction wheels 6 and 7 are provided. The auxiliary friction wheels 6 and 7 are at the constant speed driven Plates 8 and 9 in contact and are arranged so that their distance from the The axis of rotation of this plate is variable. Leaving this distance from that of two If you change the values displayed on the counters, you will get a on the friction wheels 2 and 3 peripheral speed dependent on these values. You can immediately see the distance between the friction wheels 6 and 7 and the axis of rotation of the disks 8 and 9 by the Affect the counter. However, it is more advantageous to use the friction wheels 6 and 7 of Ilin wheels that are controlled by the counters, because then the measuring accuracy of the counters is not significantly influenced. One can for example with each revolution of the counter the associated friction wheel (6 or 7) by a certain one Move amount. After a certain time, the friction wheels are through Spring force returned to the rest position.

Die Einrichtung wirkt für einen Phasenwinkelanzeiger in folgender Weise: Die Reibräder 6 und 7 liegen in der Ruhelage genau über den Achsen der Antriebsteller 8 und 9. Innerhalb je einer Meßperiode werden die Reibräder 6 und 7 sowie die damit verbundenen Ritzet entsprechend den herrschenden Belastungsverhältnissen gegenüber den Achsen der Teller 8 und 9 verschoben. Die Antriebsteller können während dieser Verstellung stillstehen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, zwecks Verhinderung der Reibung die Ritzet von den Tellern abzuheben. Am Schluß der Meßperiöde werden die Leitungen, die von den Kontakten des Zählers zu der Verstellvorrichtung der Reibräder 6 und 7 führen, unterbrochen, so. daß eine axiale Verschiebung der Ritzet nicht mehr stattfindet. Wenn die Teller vorher stillgestanden sind, werden sie nunmehr gegen die Reibräder 6 und 7 gedrückt und durch eine Hilfskraft in Umdrehungen versetzt. Die Drehbewegung überträgt sich auf die Reibräder 2 und 3 und die Kugel i, die ihrerseits das Reibrad q. antreibt.The device works for a phase angle indicator as follows Way: The friction wheels 6 and 7 are in the rest position exactly above the axes of the drive plates 8 and 9. Within each measuring period, the friction wheels 6 and 7 as well as the associated scratches according to the prevailing load conditions the axes of the plates 8 and 9 moved. The drive plates can during this Adjustment stand still. In this case, it is appropriate for the purpose of prevention the friction to lift the scratches off the plates. At the end of the Mass Period the lines from the contacts of the meter to the adjustment device of the Friction wheels 6 and 7 lead, interrupted, so. that an axial displacement of the scratches no longer takes place. If the plates were previously still, they will now pressed against the friction wheels 6 and 7 and rotated by an auxiliary force. The rotary motion is transmitted to the friction wheels 2 and 3 and the ball i, which in turn the friction wheel q. drives.

Nach einigen Sekunden werden die Reibräder 6 und 7 in die Ruhelage zurückgeführt, während dieser Zeit können die Teller 8 und 9 abgehoben oder stillgesetzt werden. Nun wird wieder der Stromkreis zwi-" schen den an den Zählern befestigten Kontakten geschlossen und die Ritzet durch das Blinkwerk in axialer Richtung verschoben. Das Schreibgerät kann während dieser Zeit stehenbleiben und einen zur Vorschubrichtung parallelen Strich aufzeichnen. In diesem Falle sieht das aufgezeichnete Diagramm für den Phasenwinkel treppenförmig aus. Es wird zweckmäßig sein, innerhalb der Meßperiode die Meßorgane festzuhalten und nur bei der Neueinstellung freizugeben. Um die Ablesegenauigkeit zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, für Energiebezug und -lieferung getrennte Apparate vorzusehen, weil dann für und - 9o° Phasenverschiebung die ganze Papierbreite zur Verfügung steht.After a few seconds the friction wheels 6 and 7 are in the rest position returned, during this time the plates 8 and 9 can be lifted or shut down will. Now the circuit is again between the "attached" to the meters Contacts closed and the Ritzet moved in the axial direction by the blinker. The writing instrument can stop during this time and one to the feed direction draw a parallel line. In this case, see the recorded diagram step-shaped for the phase angle. It will be appropriate within the measurement period to hold the measuring organs firmly and only to release them when new settings are made. About the reading accuracy to increase it, it can be advantageous to separate energy consumption and supply Apparatus should be provided because then the entire width of the paper for and - 90 ° phase shift is available.

Die beschriebene Einrichtung kann auch zum Aufzeichnen des Scheinverbrauchs dienen. Die Drehzahl der Teller muß dann einen bestimmten Wert beibehalten und genügend groß sein, damit der Fehler, der durch den Übergang des Reibrades ¢ von der einen in die andere Stellung entsteht, vernachlässigbar klein ist.The device described can also be used to record the bill consumption to serve. The speed of the plate must then maintain a certain value and be sufficient be large so that the error caused by the transition of the friction wheel ¢ from the one in the other position is negligibly small.

Soll der Scheinleistungsverbrauch und der Phasenwinkel aufgeschrieben werden, so kann man zwei Schreibgeräte verwenden. Man kann die Einrichtung aber auch so gestalten, daß das Schreibgerät erst die Scheinleistung bzw. den Verbrauch an SGheinldstung aufschreibt und dann erst den Phasenwinkel aufzeichnet. Durch Anbringung geeigneter Umschaltorgane kann man nacheinander auch Wirk-, Blind-, Scheinleistung und Phasenwinkel mit Hilfe eines einzigen Schreibgerätes aufzeichnen. Am einfachsten gestaltet sich die Aufzeichnung dieser Werte mit Hilfe von Druckzählwerken. In diesem Falle hat man nur dafür zu sorgen, daß die Druckräder von der zu messenden Größe um einen dieser Größe entsprechenden Betrag verstellt werden. Anstatt die Reibräder 6 und 7 durch elektrische Zähler zu verstellen, kann man auch diese Verstellung durch Meßinstrumente vornehmen, die unmittelbar die Schein- und Wirkleistung anzeigen.Should the apparent power consumption and the Phase angle are written down, you can use two writing implements. You can set up but also design so that the writing instrument only the apparent power or consumption writes down to SGeinldstung and only then records the phase angle. By attachment suitable switching devices one can also use active, reactive and apparent power one after the other and record phase angles with the help of a single writing instrument. The easiest these values are recorded with the help of pressure counters. In this Trap one only has to ensure that the pressure wheels are of the size to be measured be adjusted by an amount corresponding to this size. Instead of the friction wheels 6 and 7 can also be adjusted using electrical counters using measuring instruments that directly display the apparent and real power.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von reinen Wirk- oder Blindverbrauchszählern beschränkt. Sie kann auch benutzt werden bei Zählern, die das Produkt E. I. cos. (a -E- cp) bzw. E. I. sin. (a + cp) anzeigen, wobei a ein konstanter Winkel ist und q die Phasenverschiebung zwischen E. und I. bedeutet. In diesem Falle muß der sphärische Winkel zwischen den Berührungspunkten der Reibräder mit der Kugel und dem Durchdringungspunkt der Achse, um: die das von der Kugel angetriebene Reibrad beweglich ist, dem Winkel angepaßt sein.The invention is not restricted to the use of pure active or reactive consumption meters. It can also be used with meters that use the product EI cos. (a -E- cp) or EI sin. (a + cp), where a is a constant angle and q is the phase shift between E. and I. In this case, the spherical angle between the points of contact of the friction wheels with the ball and the point of penetration of the axis, about which the friction wheel driven by the ball is movable, must be adapted to the angle.

Sind die Zähler nicht in unmittelbarer Nähe der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung angebracht, so werden die Ritzel 6, 7 zweckmäßig durch elektromagnetische Klinkwerke verstellt. Die Erregerwicklungen dieser Klinkwerke sind unter Zwischenschaltung einer Spannungsquelle mit Kontaktgebern verbunden, die von den Zählern beispielsweise nach jeweils drei Ankerumdrehungen geschlossen werden. Bei jedem Stromschluß wird das Ritzel6 oder 7 um einen kleinen Schritt fortgeschaltet. Um den Rücklauf der Zähler zu vermeiden, verwendet man zur Messung der Wirkleistung zweckmäßig je einen besonderen Zähler für Lieferung und Bezug, für die Blindleistung je einen besonderen Zähler für kapazitiven und induktiven Blindstrom. In diesem Falle kann man jedes der Ritzel6 und ,^ durch den dritten Teil eines Differentialgetriebes verstellen lassen, dessen erster Teil jeweils von dem einen Zähler, z. B. von dem Wirkleistungszähler für Lieferung, in der einen Richtung und dessen zweiter Teil von dem anderen Zähler, z. B. vom Wirkleistungszähler für Bezug, in dem entgegengesetzten Sinne mittels Kontaktgeber und elektromagnetischem Klinkwerk fortgeschaltet wird. Am Schlusse der Registrierperiode ist dann der Abstand der Ritzel 6, ; von den Mittelpunkten der Reibscheiben 8, 9 jeweils der algebraischen Summe der während einer Registrierperiode ausgeführten Schaltschritte proportional.Are the meters not in close proximity to those shown in the drawing? Device attached, the pinions 6, 7 are expediently by electromagnetic Klinkwerke adjusted. The excitation windings of these Klinkwerke are interposed a voltage source connected to contactors, for example by the counters be closed after every three turns of the anchor. With every power failure the pinion 6 or 7 advanced by a small step. To reverse the To avoid counters, it is advisable to use one each to measure the active power special counter for delivery and purchase, a special one for reactive power Counter for capacitive and inductive reactive current. In this case you can do anything the pinion 6 and, ^ adjust through the third part of a differential gear let the first part of each of the one counter, z. B. from the active power meter for delivery, in one direction and its second part from the other meter, z. B. from the active power meter for reference, means in the opposite sense Contactor and electromagnetic latch mechanism is advanced. At the end the registration period is then the distance between the pinions 6,; from the midpoints of the friction disks 8, 9 each of the algebraic sum of the during a registration period executed switching steps proportionally.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Apparatus for displaying or recording the phase angle or the apparent consumption with the help of an active consumption and a blind consumption indicator, counter or counter groups that act on a ball friction gear, thereby characterized in that a special power source is used to drive the friction wheels (2, 3) is provided and the speed of the friction wheels or the angle of rotation per measurement period depending on the active and reactive power, e.g. B. that of the associated counter within Values measured over certain periods of time.

2. Device according to claim i, characterized in that for driving the standing in contact with the ball Friction wheels (2, 3) special auxiliary friction wheels are provided, which are of a constant Speed rotating disk o. The like. Are driven in such a way that the distance the friction wheels from the axis of rotation of this disk depending on the reactive or active power is regulated.

3. Apparatus according to claim i, characterized in that the with the ball (i) in contact with friction wheels (2, 3) with special auxiliary friction wheels (6, 7) are coupled, which in turn by a rotating disc (8, 9) in such a way are driven that the distance between the friction wheels from the axis of rotation of these disks (8, 9) depending on the data from the associated counters within certain periods of time (Measuring periods) measured values is regulated, and that only after the expiry of these measuring periods the auxiliary friction wheels (6, 7) with the disc rotating at constant speed be managed.

Apparatus according to claim 3, characterized in that means are provided by which the drive pulleys (8, 9) are only started after the measurement period has expired and are stopped again after a certain number of revolutions have been carried out, in such a way that during the measurement period the Auxiliary friction wheels (6,7) are lifted off these disks to reduce friction.

5. Device according to claim a, characterized in that between the auxiliary friction wheels and the friction wheels in contact with the ball switched on a gear transmission is.

6. Apparatus according to claim z, characterized in that the auxiliary friction wheels are adjustable by means of electromagnetic latch mechanisms, which are through from the counters driven contactors are controlled.

7. Apparatus according to claim 4, characterized marked that for the delivery and the purchase of active current as well as for capacitive and inductive reactive current each a special counter is provided and that each these two pairs of meters by means of contactors and electromagnetic latch mechanisms j e drives two parts of a differential gear in the opposite sense, the third part of which adjusts the auxiliary friction wheels.