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Vorrichtung für Elektrizitätszähler Die Erfindung betrifft eine träge
wirkende elektrische Meßanordnung, die folgende Forderungen erfüllen soll; Sie soll
von kurzzeitigen Schwankungen der zu messenden Größe wenig oder gar nicht beeinflußt
werden und soll eine in sehr weiten Grenzen einstellbare Trägheit haben; daneben
soll sie ein verhältnismäßig großes Drehmoment entwickeln, so daß sie mechanische
und elektrische Schaltungen unmittelbar ausführen kann.
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Die Erfindung macht von einer an sich bekannten Anordnung Gebrauch,
die aus einem Getriebe zur geometrischen Addition von Geschwindigkeiten, z. B. aus
einem Kugelreibgetriebe mit zwei einem getriebenen Teil (z. B. einer Kugel) Bewegungskomponenten
verschiedener Richtung erteilenden Antriebsvorrichtungen und einem in Richtung der
resultierenden Bewegung sich einstellenden, mit der Anzeigevorrichtung der Meßanordnung
verbundenen Schleppteil, besteht. Ein derartiges Getriebe ist bisher zur Ermittlung
des sogenannten Scheinverbrauches elektrischer Anlagen verwendet worden, indem man
die eine Antriebsvorrichtung von einem Wirkverbrauchzähler, die andere von einem
Blindverbrauchzähler antreiben ließ und eine mit dem Schleppteil verbundene Rolle
mit einem den Scheinverbrauch registrierenden Zählwerk kuppelte. Da sich bei einem
solchen Getriebe der Schleppteil jeweils auf einen Winkel einstellt, der dem Phasenverschiebungswinkel
zwischen Spannung und Strom in der überwachten Anlage entspricht, verband man mit
diesem Teil eine Anzeigevorrichtung für den Phasenverschiebungswinkel.
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Gegenstand der Erfindung ist eine solche Vorrichtung für Elektrizitätszähler,
bei der der Zähler den ersten Teil eines Kugelreibradgetriebes mit zwei treibenden
und einem getriebenen Teil antreibt, dessen getriebener Teil sich in Richtung der
resultierenden Geschwindigkeit der Geschwindigkeiten der beiden treibenden Teile
einstellt, zu einer nach Leistungsstufen getrennten Registrierung des Stromverbrauchs,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß der zweite treibende Teil dieses Getriebes mit
einem Zeitwerk und der angetriebene Teil mit einer Umschaltvorrichtung für die Registrierwerke
der einzelnen Leistungsstaffeln verbunden ist.
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Die Erfindung soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten Beispieles
näher erläutert werden.
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Der Wirkverbrauchszähler z treibt über das Vorgelege to den einen
Teil ii eines Differentialgetriebes an, dessen zweiter Teil 12 über das Vorgelege
2i mit dem Synchronkleinmotor 2 verbunden ist. Der dritteTeili3 desDifferential-
Betriebes
treibt die auf der Kugel 3 laufende Reibrolle 14 an. Der Synchronkleinmotor 2 ist
ferner über das Vorgelege 2o mit dem Reibrad 24 verbunden. Die Kugel 3 läuft ferner
auf= der Rolle 44, die an dem um die Achse 43 schwenk,. bar gelagerten Schlepparm
42 angebracht Der Schlepparm 42 ist mit dem über die Skala 4i laufenden Zeiger 4
und mit dem Kontaktarm 40 verbunden, der sich längs der Kontaktreihe 45 bewegen
kann. Der Kontaktarm 40 ist mit dem einen Pol der Stromquelle 5 verbunden, mit deren
anderem Pol 6 die einen Enden der Umschalterelaiswicklungen 50 verbunden sind. Die
anderen Enden der Wicklungen 50 sind der Reihe nach an die Kontakte 45 angeschlossen.
Durch die Relais können der Reihe nach die einzelnen Zählwerke 51 mit dem Zähler
i gekuppelt werden.
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Die Berührungspunkte der Reibräder 14, 24 und der Durchstoßpunkt der
Achse q3 mit der Kugeloberfläche liegen auf den Ecken eines rechtwinkligen sphärischen
Dreieckes. Sie können jedoch auch anders angeordnet sein, nur müssen dann die Teilstriche
der Skala 41 entsprechend verlegt werden.
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Die Fig. 2 zeigt in der Abwicklung einen Teil der Kugeloberfläche
mit den Reibrollen. Die Reibrolle 14 erteilt der Kugel die Geschwindigkeit z", die
Reibrolle 24 die Geschwindigkeit v2, die Kugel läuft dann mit der resultierenden,
Geschwindigkeit v in der eingezeichneten Richtung. In diese Richtung stellt sich
der Schlepparm 42 ein, und zwar mit verhältnismäßig großer Irraft, die durch entsprechend
starkes Andrücken der Rollen 14, 24 und 44 noch gesteigert werden kann. Besonders
vorteilhaft ist es, daß sich der Schlepparm langsam und asymptotisch einstellt,
und zwar um so langsamer, je mehr die Vorgelege io, 2o die Geschwindigkeit des Zählers
i und des Synchronmotors 2 herabsetzen. Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses
kann , die Trägheit des Gerätes auf beliebige Werte eingestellt werden. Ein Erfolg,
der bei gewöhnlichem Zeigergerät bisher nur in kleinen Grenzen unter Verzicht auf
großes Drehmoment und unter Zuhilfenahme einer starken Dämpfung erzielt werden konnte.
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Da die Rolle 14 dem Wirkverbrauch proportionale Wege, die Rolle 24
zeitlich unveränderliche Wege zurücklegt und die Tangente des Winkels a, auf den
sich der Schleppteil 42 einstellt, dem Verhältnis dieser beiden Wege proportional
ist, kann an der Skala 41: ohne weiteres die mittlere Leistung abgelesen werden.
Da der Kontaktarm 4o der Bewegung des Schleppteils 42 folgt, wird für jeden Leistungsbereich
ein bestimmtes Zählwerk 51 mit dem Zähler i eingekuppelt. Der Verbrauch wird also
je nach der Größe der entnommenen Leistung auf verschiedenen Zählwerken registriert.
`Fenn der Zähler i vorübergehend stillsteht und ohne Zwischenschaltung des Differentialgetriebes
ii, i2, 13 mit dem Reibrad 14 ver-#btlnden wäre, würde die Kugel 3 nur von der :11e
24 angetrieben und würde sich um den erührungspunkt der Rolle 14 drehen. Dabei würde
die Gefahr bestehen, daß sich die Kugel und die Rolle ungleichmäßig abnützen und
unrund werden. Um diese Gefahr zu beseitigen, wird der Rolle 14 durch das "genannte
Differentialgetriebe eine von dem',-Synchronmotor 2 abgeleitete zusätzliche Geschwindigkeit
erteilt, die bewirkt, daß die Rolle 14- nicht auf ßinem bestimmten Punkt der Kugel
3 stehenbleibt, sondern auf einem kleinen Kreis derselben umläuft.
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Fig. 3 zeigt eine besondere weitere Ausgestaltung des Schleppteiles
42 der Fig. i, die den Zweck hat, die auf den Schleppteil einwirkende Einstellkraft
auch in der jeweiligen Endstellung zu vergrößern. Hier ist der Schleppteil 42 mit
zwei Reibrädern 441, 442 verbunden, die auf einer gemeinsamen, senkrecht zur geometrischen
Achse des Schlepparmes 42 verlaufenden Achse 443 sitzen. Die Umfänge der Reibräder
sind derart gezahnt, daß abwechselnd das eine und das andere Rad mit der Kugel 3
in Berührung kommt.
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Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Angenommen v sei die
resultierende Bewegung der Kugel 3 und der Schleppteil 42 befinde sich gerade in
der Endstellung, so wird er, wenn das Rad 441 mit einem Zahn auf der Kugel aufliegt,
mit verhältnismäßig großer Kraft im Sinne des Pfeiles P ein Stück weit gedreht,
wenn kurz darauf das Rad 442 aufliegt, im entgegengesetzten Sinne gedreht. Der Schleppteil
42 führt somit in der Endlage kleine Schwingbewegungen mit verhältnismäßig großer
Kraft aus.