DE833074C - Scheinverbrauchszaehler - Google Patents

Description

• Scheinverbrauchszähler Vorschläge zu Scheinverbrauchszählern sind in zahlreicher Form erfolgt. Man kann unter diesen Vorschlägen zwei grundsätzliche Gruppen unterscheiden, nämlich Scheinverbrauchszähler, die theoretisch einwandfreie Werte liefern, lund solche, die nur unter gewissen Bedingungen einen angenäherten Scheinverbrauch zur Anzeige bringen. Unter den erstgenannten sind wiederum zwei Prinzipe zu unterscheiden. Bei dem einen Prinzip wird einem Wirkverbrauchszähler über einen entsprechend gesteuerten Phasenschieber Strom und Spannung in konstanter Phasenlage zugeführt, so daß seine Anzeige unabhängig vom Leistungsfaktor des zu messenden Kreises, also proportional dem Scheinverbrauch ist. lSei dem anderen Prinzip führt man die zur Ermittlung des Scheinverhrauchs notwendige geometrische Addition von Wirkverbrauch und Blindverbrauch mittels eines recht komplizierten Getriebes durch. In beiden Fällen der theoretisch einwandfrei arbeitenden Scheinverbrauchszähler ist der konstruktive Aufwand und insbesondere im Falle der geometrischen Addition von Blindverbrauch und Scheinverbrauch auch die Störanfälligkeit des Gerätes relativ groß.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Scheinverbrauchszähler, der den Scheinverbrauch ebenfalls auf theoretisoh einwandfreier Grundlage zur Anzeige bringt, bei dem der konstruktive Aufwand jedoch in erheblichem Maße gegenüber den bisher bekannten Ausführungen herabgemindert wurde und ferner weitgehendst im Zählerbau verwendet Bauelemente zur Erstellung des Gerätes herangezogen werden.
• Erfindungsgemäß wird der Meßwert aus dem skalaren Produkt, aus Strom, Spannung und Zeit oder der Summe dieser Produkte bei Mehrphasenscheinverbrauchxzählern oder dem skalaren Produkt aus einer Spannung, der Summe der Ströme und der Zeit oder dem arithmetischen Mittelwert mehrerer Spannungen, der Summe der Ströme und der Zeit gebildet und die Bildung des Produktes erfolgt in der Weise, daß die Winkelgeschwindigkeit einer Umlauffläche als Funktion der einen elektrischen Größe, der Auflagepunkt eines auf der Umlauffläche laufenden Reibrades als Funktion der anderen elektrischen Größe abgebildet wird und bei entsprechender Bemessung der Bauelemente die Drehung des Reibrades ein den Scheinverbrauch anzeigendes Zählwerk antreilbt. Bei Mehrleitersystemen ist lediglich die Summe solcher Produkte entsprechend der Anzahl der vorhandenen Leiter zu bilden. Setzt man voraus, daß bei Mehreleitersystemen die Phasenspannungen untereinander gleich sind (eine Voraussetzung, die man im allgemeinan treffen kann), so ist det Scheinverbrauch proportional dem Produkt einer der Phasenpannungen, der algebraischen Summe der Ströme und der Zeit.
• Will man den bei ungleichen Phasenspannungen in diesem Fall auftretenden Fehler vermindern, so kann man auch das Produkt aus der algebraischen Summe der Spannungen, der algebraischen Summe der Ströme und der Zeit bilden. lie Produktbildung läßt sich prinzipeille iii sehr einfacher Weise gemäß Fig. 1 durchführen. Dreht man die Scheibe B um ihre Achse A mit der Winkelgeschwindigkeit n1, so ist die Umdrehungszahl der Achse D des auf der Scheibe ruhenden Reibrades C proportional dem Produkt ,z1 a, wobei a die Größe des von demReibrad C auf der Scheibe B abgegriffenen Radius ist. Dreht man nun die Scheibe 1? mit einer Winkelgeschwindigkeit, die proportional der Spannung ist, was sich biesielsweise leicht udrch einen Ferrarismotor herbeiführen läßt, und verschiebt ferner die Achse D in Pfeilrichtung so, daß u proportional dem Strom ist, so ist n2 eine Winkelgeschwindigkeit proportional der Scheinleistung. Die Verschiebung der Achse D proportional dem Strom des zu messenden Kreises kann z. B. in der Weise erfolgen, daß man auf der Achse D einen entsprechend geformten Eisenkern aubringt. der in eine fest angeordnete und vom Strom durchflossene Spule mehr oder weniger tief hineingezogen wird. Der Antrieb des Zählwerkes kann dabei durch eine fest gelagerte Achse erfolgen, die mittels eines Mitnehmers von der sich verschiebenden Achse D angetrieben wird. Die erforderliche mechanische Rückstellkraft kann dabei in Form einer Feder zwischen dem Mitnehmer der verschiebbaren Achse D und der festen Achse erfolgen.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 2. Darin ist die Achse D, die das Zählwerk treiben soll, fest gegen Verschiebung gelagert, eine Tatsache, die den konstruktiven Aufbau des Gerätes erheblich erleichtert. Die Achse A wird ritiln wiederum als Funktion der Spannung gedreht, während die Kugelkalotte B, die mit der Achse A durch ein Drehgelenk verbunden ist, um den Gelenkpunkt. M als Funktion des Stomes gschwnkt wird.
• Die Drehzahl nt 1 als Funktion der Spannung und der Ausclnekwinkel 1 als Funktion des Stromes sind dabei so zu wählen, daß 12. dem Scheinverbrauch verhätnisgleich ist. Sehr einfach läßt sich diese Bedingung z. 3. in der Weise erfüllen, daß mali 11, wiederum mittels eines Ferrarismotors proportional der Spannung wählt, während man die Schwenkung der Kugelkalotte durch ein Ferrarismeßwerk für Strommessung oder ein Dreheisenmeßwerk herbeiführt, bei denen bekanntlich die Skalencharkteristik, (1. h. also 1 als Funktion des Stromes, sich durch entsprechende Ausbildung der Scheibe bzw. des Dreheisens gut variieren lassen. Führt man das Drehgelenk aus Federmanterial runden () uersellnitts aus, so kann dieses so bemessen werden, daß es das mechanische Gegenoment gegen die durh Stromkraft erzeugte Schwenkung liefert.
• Eine weitere Anordnung zur Messung des Scheinverbrauchs nach dem erfindungsgemäßen Gedanken läßt sich gemäß Fig. 3 auch unter Vermeidung eines Drehgelenks durchführen. In diesem Fall liegen die Achsen A, D und F in einer Ebene. Die Reibräder C und E ruhen fest gegen axiale Verschiebung, während die Achse A im Punkte M in der Ebene der Achsen A, D und F um den Winkel a schwenkbar angeordnet ist. Wählt man nun n1 als Funktion der Spannung, α als Funktion des Stromes (z. B. wiederum mittels eines Ferrarismotors und eines Ferrarismeßwerks zur Strommessung) so lassen sich beide Funktionen durch entsprechende Bemessung der Bauelemente soauslegen, daß n2 dem Scheinverbrauch verhältnisgleich ist.
• 13ei den bisher beschriebenen Ausführungsarten wurde der Scheinverbrauch eines Einphasenwechselstromnetzes genlessell, will man diesen bei Mehrleitersystemen messen, so muß man, um dabei theoretisch einwandfrei zu arbeiten, entsprechend der Leiterzahl mehrere derartige Systeme einsetzen, deren Achsen D mittels bekannter Getriebe auf einer Summenachse zusammengefaßt werden. Setzt man, wie schon oben erwähnt, gleiche Phasenspannungen voraus, so läßt sich die Messung mit einem Meßwerk durchführen, da man in diesem Falle die Verschiebung um a (Fig. I) oder die Schwenkung um den Winkel α (Fig. 2 und 3) als Funktion der algegraischen Summe der Ströme durchführen kann.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Scheinverbrauchszähler, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert aus dem skalaren Produkt aus Strom, Spannung und Zeit oder der Summe dieser Produkte bei Mehrphasenscheinverbrauchszählern oder dem skalaren Produkt aus einer Spannung, der Summe der Ströme und der Zeit oder dem arithmetischen Mittelwert mehrerer Spannungen, der Summe der Ströme und der Zeit gebildet wird, und die Bildung des Produktes in der Weise erfolgt. daß die Winkelgeschwindigkeit einer Umlauffläche als Funktion der einen elektrischen Größe, der Auflagepunkt eines auf der Umlauffläche laufenden Reibrades als Funktion der anderen elektrischen Größe abgebildet wird und bei ent- sprechender Bemessung der Bauelemente die lrehung des Reibrades ein den Scheinver-I) rauch anzeigendes Zählwerk antreibt.
2. 2. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlauffläche dargestellt wird durch eine Scheibe, deren Winkelgeschwi ndigkeit proportional der Spannung ist, während der von dem Reibrad abgegriffene Scheibenradius proportional dem Strom ist.
3. 3. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Umlauffläche durch ein Ferraristriebwerk erzeugt wird, während die Änderung des von dem Reibrad abgenommenen Scheibenradius dadurch erzeugt wird, daß ein auf der in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Achse des Reibrades fest angeordneter und entsprechend geformter Weicheisenkern in eine fest angeordnete vom Strom durchflossene Spule hineingezogen wird.
4. 4. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß die Umlauffläche dargestellt wird durch eine Kugelkalotte, deren Winkelgeschwindigkeit eine Funktion der Spannung ist und auf der das Reibrad in einer gegen axiale Verschiebung festen Lagerung ruht, während der Auflagepunkt des Reibrades auf der Kugelkalotte als Funktion des Stromes druch Schwenken der Drechachse derselben in der Ebene der achse des Reibrades verändert wird.
5. 5. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk zwischen fester und drehbarer Achse dargestellt wird durch ein Verbindungsglied aus Federmaterial runden Querschnitts, welches so bemessen ist, daß es gleichzeitig das mechanische Gegenmoment gegen die durch Stromkraft erzeugte Schwenkung bildet.
6. 6. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlauffläche dargestellt wird durch eine Kugelkalotte, deren Achse um den Mittelpunkt der Kugel schwenkbar gelagert ist, während zwei Reibräder gegen axiale Verschiebung fest gelagert auf der Kugelkalotte in der Weise ruhen, daß ihre Achsen in der Achsebene der Kugelkalotte liegen, und daß das eine Reibrad als Funktion der Spannung gedreht und die Kugelkalotte als Funktion des Stromes geschwenkt wird.
7. 7. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch I und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung bzw. Schwenkung der Umlauffläche durch ein Ferraristrieb- zw. NIeßwerk erzeugt wird.
8. 8. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung der Umlauffläche durch ein Dreheisenmeßwerk erzeugt wird.
9. 9. Scheinverbrauchszähler nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierung mehrerer skalarer Produkte aus Strom, Spannung und Zeit durch Zusammenfassung der Ausgangsachsen mehrerer Meßwerke zu einer mit dem Zählwerk verbundenen Summenachse mittels bekannter Getriebe erfolgt.