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Anordnung zur selbsttätigen Abschaltung elektrischer Stromverbraucher
nach Aufnahme einer bestimmten Energiemenge Wenn man einem elektrischen Stromverbraucher
aus einem Netz innerhalb einer bestimmten Einschaltdauer eine bestimmte Leistung
zuführen will, so ist es vielfach ungenau, die Ein- und Ausschaltung des Stromverbrauchers
durch eine Schaltuhr (Zeitschalter) vorzunehmen, da in diesem Fall die Energieaufnahme
des. Verbrauchers von den Spannungsschwankungen im Netz abhängig ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur selbsttätigen Abschaltung
elektrischer Stromverbraucher mit während der Einschaltdauer unveränderlichem Anschlußwert
bzw. bei konstanter Spannung unveränderlicher Stromaufnahme nach Aufnahme einer
bestimmten Energiemenge. Um die vom Stromverbraucher aufzunehmende Energiemenge
konstant zu halten und die Energiemenge beliebig einregem zu können, werden erfindungsgemäß
parallel zum Verbraucher ein mit einem einstellbaren Widerstand belasteter Wattstundenzähler
und in Reihe mit dieser Parallelschaltung ein zum Einschalten des Verbrauchers dienender
Schalter sowie ein vom Wattstundenzähler nach Aufnahme einer bestimmten Energiemenge
betätigter Ausschalter angeordnet. Durch Änderung des Belastungswiderstandes des
Zählers kann man die Wattstundenaufnahme des Verbrauchers in einfacher Weise regeln.
Die Erfindung kann in allen Fällen angewendet werden, wo ein elektrischer Stromverbraucher
von Hand oder selbsttätig eingeschaltet wird, und nach Aufnahme einer bestimmten
Energiemenge selbsttätig wieder abgeschaltet werden soll; insbesondere kann die
Erfindung -mit Vorteil angewendet werden zur selbsttätigen Ein-und Ausschaltung
der Kocherabsorberheizung für periodische Absorptionskältemaschinen. Hier wird man
zweckmäßig so vorgehen, daß zum Einschalten eine einen Umschalter betätigende Schaltuhr
und zum Ausschalten ein zweiter Umschalter dient, der von dem parallel zum Stromverbraucher
liegenden Wattstundenzähler betätigt wird. Für diese Anwendungsform der Erfindung
ist in der Figur schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Mit i ist die
elektrische Heizpatrone des Kocherabsorbers einer periodischen Absorptionskältemaschine
bezeichnet. Dieser Heizpatrone wird die Energie aus
dem Netz 2,
3 zugeführt. Zur periodischen Ein- und Ausschaltung der Heizpatrone dient die aus
der Figur ersichtliche Schaltung, welche im wesentlichen aus. einer Schaltuhr 4
und einem Zähler 5 besteht. Die Schaltuhr, deren innerer Aufbau im übrigen in der
Figur nicht dargestellt ist, betätigt mit Hilfe ihrer Schaltstifte einen lediglich
zum Einschalten der Heizpatrone dienenden Umschalter 6. Zum Abschalten der Heizung
dient der Leistungszähler 5. Die Stromspule 17 dieses Zählers liegt parallel
zum Verbraucher i; sie ist an die Klemmen 13 und 14 des Zählers angeschlossen. In
Reihemit der Stromspule i7 liegt ein regelbarer Belastungswiderstand 7; dieser ist
an die Klemmen 14 und 16 des Zählers angeschlossen. Die Spannungsspule 18
des
Zählers liegt an den Klemmen 13 und 15.
Die Klemme 15 ist mit
der Klemme 16 und mit der Netzleitung 3 verbunden. Der Leistungszähler 5
betätigt immer nach einer bestimmten Wattstundenaufnahme einen Umschalter B.
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Der Leistungszähler kann beispielsweise folgendermaßen aufgebaut sein:
Einem normalen Zähler setzt man anstatt des Nummernsystems eine Schaltscheibe auf,
auf welcher sich genau um i8o° versetzt zwei Schaltstifte befinden, die einen ungleichen
Abstand von der Mitte haben. Diese Schaltstifte wirken dann in entsprechender Weise
jeweils nach einer halben Umdrehung der Scheibe auf den Umschalter 8 ein; derart,
daß dieser Umschalter durch den einen Stift nach der einen und durch den anderen
Stift nach der anderen Seite umgelegt wird. Bei der aus der Figur ersichtlichen
Schaltung von Schaltuhr und Zähler kann man durch Verändern des an den Zähler angesehlossenen
Widerstandes 7 die Einschaltdauer des Verbrauchers bestimmen, und zwar so, daß bei
konstanter Sollspannung eine vorgeschriebene Zeit für eine halbe Umdfehung der Schaltstiftscheibe
des Zählers erreicht ist. Im Schaltbild ist die Ausschaltstellung dargestellt. Wenn
der Schaltstift der Uhr den Umschalter 6 vom Kontakt 9 auf den Kontakt io umlegt,
so ist die Heizpatrone i und der parallel dazu liegende Zähler 5 mit dem Widerstand
7 eingeschaltet. Der Heizstromkreis verläuft in diesem Falle von der Netzleitung
2 über den Umschalter 6, Kontakt io, Kontakt i i, Umschalter 8 und durch die Heizpatrone
i zur Netzleitung 3. Wenn die eingestellte Energiemenge dem Netz entnommen ist,
.legt der Zähler 5 seinen Umschalter 8 auf den Kontakt 12. Hierdurch wird, wie man
aus dem Schaltbild ohne weiteres erkennt, die Heizpatrone vom Netz abgeschaltet.
Die nächste Heizperiode wird dann erst wieder durch den Schaltstift der Uhr eingeleitet
usf. Wenn der Widerstand einmal so eingestellt ist, daß der Verbraucher die richtige
Wattstundenaufnahme hat, so bleibt die aufgenommene Energiemenge je Periode konstant,
da der parallel geschaltete Widerstand den gleichen Spannungsschwankungen unterworfen
ist wie der Verbraucher.
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Gegenüber Einrichtungen, bei denen zur Abschaltung eines Verbrauchers
ein unmittelbar in den Verbraucherstromkreis geschalteter Zähler dient, bietet die
Erfindung den Vorteil, daß man unter Beibehaltung der Einschaltperiode den Anschlußwert
des Verbrauchers beliebig verändern kann (unmittelbar oder, durch Anschließen mehrerer
Verbraucher), ohne daß die Einrichtung irgendwie verstellt werden muß. Wenn der
Zähler dagegen im Verbraucherstromkreis selbst liegt, muß die Energiemenge, nach
deren Verbrauch der Zähler abschalten soll, bei Änderung des Anschlußwerts jeweils
neu eingestellt werden.
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Man kann bei Anwendung der Erfindung als Verbraucher beliebig viele
Widerstände mit gleichem oder verschiedenem Verbrauch bei gleicher Einschaltdauer
ohne Änderung der Schalteinrichtung anschließen. Wenn in diesem Falle einer der
Verbraucher während der Einschaltperiode ausfällt, so entnehmen die anderen die
richtige für sie bestimmte Energiemenge aus dem Netz.
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Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Schaltung wird die Heizpatrone
i unmittelbar durch die Schaltuhr und den Zähler gesteuert. Man kann die Schaltung
auch so durchbilden, daß die von der Schaltuhr und dem Zähler betätigten Umschalter
ein Schaltschütz steuern, das seinerseits den elektrischen Stromverbraucher ein-
und ausschaltet. In diesem Falle kann die Strombelastung der Umschalter in der Schaltuhr
und in dem Zähler sehr klein gehalten werden.
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Will man bei Verbrauchern die j e Einschaltperiode aufgenommene Energiemenge
ändern, was bisher meist durch Änderung des Anschlußwertes geschah, so kann man
dies bei der Erfindung durch Verändern des Belastungswiderstandes am Zähler tun.
Diese Einstellung des Widerstandes kann von Hand oder auch selbsttätig geschehen.
So kann man z. B. bei einem periodisch beheizten Kühlschrank die Einschaltdauer
(Wattstundenaufnahme) je Periode je nach dem Kältebedarf im Schrank durch Verändern
des sekundären Belastungswiderstandes des Zählers von Hand oder selbsttätig regeln.
Zur selbsttätigen Regelung könnte man beispielsweise einen Bimetallstab in den Schrank
einbauen, der bei Temperaturänderungen den beweglichen Kontakt des Widerstandes
am Zähler verstellt. Man kann statt dessen auch Kontaktthermometer oder -thermostaten
im
Schrank vorsehen, die zwecks selbsttätiger Einstellung der Wattstundenaufnahme
mehr oder weniger große Teile des Zählerwiderstandes kurzschließen.