RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 44618 Tadeusz Sokoloiuski Wanszawa, Polska Andrzej Chachulski Zyrardów, Polska Wojciech Barczeiuski Warszawa, Polska Licznik godzin procy odbiorników energii elektryczne] Patent trwa od drnia 26 sierpnia 1960 r.Licznik godzin wedlug wynalazku jesit urza¬ dzeniem mierzacymi czas pracy odbiornika energii elektrycznej, np. silnika indukcyjnego, bez uwzglednienia ilosci pobranej energii i wsplóczynnfltea mocy cosep. Urzadzenie to ma na celu zastapienie licznika indukcyjnego kWh w tych przypadkach, gdy zainstalowanie jego jest niemozliwe, np. przy odbiornikach przenosnych lub przewoznych, wlaczanych bezposrednio do sieci rozdzielczej, lub dla pomiarów statystycz¬ nych czasu pracy urzajdzen elektrycznych.Licznik godzin wedlug wynalazku jest urza- dzeniiem wlaczanym w jeden z przewodów do¬ prowadzajacych energie do odbiornika i z tego wzgledu mozebyc zastosowany w tym samym wykonaniu zarówno do odbiorników jednofa¬ zowych, jak i trójfazowych.W zasadzie licznik godzin jest dostosowany do mierzenia czasu piracy odbiornika w ten spo¬ sób, ze najmniejsza mozliwa wartosc pradu po¬ bieranego przez odbiornik powoduje uruchomie¬ nie czlonu odmierzajacego czas. Czas pracy jest odmierzany tak dlugo, jak dlugo trwa przeplyw pradu przez licznik. Takisposób pracy przydatny jest przy pomiarach rozliczeniowych w ukla¬ dach, w których licznik godzin zastepuje licznik kWh. Konieczne jiesit wetdy ustalenie nalezno¬ sci aa 1 godzine pracy danego odbiornika na podstawie jego danych znamionowych.Licznik godzin wedlug wynalazku moze jbycdostosowany do pnacy przy innych zalozeniach, np, gdy chodzi o ustalenie jak dllugo w ciagu okreslonego czasu (miesiaca, doby, godzimy itp.) dany odbiornik prac^e^^^esilona lub wieksza od ckr^q^j/moca; Witedy prad rozruchu licz-- n|ikla godzin •nalezy dobrac w ten sposób, by odmierzanie czasu rozpoczynalo sie w chwili gdy wartosc pradu osiagnie lub przekroczy wairtosc, odpowiadajaca okreslonej w zalozeniach mocy.Taki pomiar w zesitewjeniul z innymi danymi sluzyc ra<§^ rzystania Kw danego urzadzenia, przydatnego przy analizie pracy odbiorników w ukladach energetycznych.Inna odmiana sposobu pracy licznika godzin wedlug wynalazku moze miec zastosowanie przy analizie obciazenia zródel energii, np. transfor¬ matorów. Licznik o pradzie razruahu, odpowia¬ dajacym pradowi znamionowemu transformatora (z uwzglednieniem, przekladni ewentualnego przekladnika pradowego), stwierdzi jak dlugo w ciagu okreslonego czasu, np. doby, trwalo prze¬ ciazenie tego transformatora. Z otrzymanych w ten sposób danych po skonfrontowaniu ich ze wiskazanianui innych przyrzadów mozna wycia¬ gnac wnioski, dotyczace wlasciwego doboru je- dnostki transforanatorowej.Istota licznika godzin wedlug wynalazku jest ziaisitosowanie jako czlonu odmierzajacego czas — silniczka synchronicznego o pradowym uzwoje¬ niu stojana, tj. uzwojeniu wlaczanym podobnie jak przekladnik pradowy w obwód pradu ply¬ nacego przez odbiornik energii, dla którego ma byc wykonany pomiar czasu pracy. Taki sposób wlaczenia pozwala na wyeliminowanie wszel¬ kich elementów posredniczacych, jak np. prze¬ kazniki, co w sposób zasadniczy zwieksza nie-, zawodnosc pracy ukladu pomiarowego i pozwa¬ la na calkowite uniezaleznienie sie ukladu po¬ miarowego licznika od stanu wylacznika, wla¬ czajacego odbiornik .energii. SiiLniczek synchro¬ niczny musi posiadac moc pozwalajaca na pokry¬ cie strat wlasnych i strat w przekladni lacza¬ cej silniczek z Ik^ydlem. Moc ta jest rzedu kil¬ ku watów. Oprócz tego silniczek synchroniczny musi byc wykonamy w sposób zapewniajacy sa- morozruch z wykluczeniem mozliwosci zmiany kierunku wirowania przy starcie.Sposób wlaczenia licznika godzin wedlug wy¬ nalazku przedstawiono na rysunku. Uzwojenie sitajana silniczka synchronicznego A jest wla¬ czone szeregowo w jeden z przewodów fazowych doprowadzajacych energie elektryczna do od¬ biornika przez wylacznik glówny.Silniczek syncihronaiczny A jesit sprzegniety przez przekladnie zebata B z liczydlem C, wska¬ zujacym liczbe godzin w systemie dziesietnym.Liczydlo C posiada budowe, identyczna z budo¬ wa liczydel w powszechnie stosowanych liczni¬ kach indukcyjnych energii elektrycznej. W ukla¬ dzie licznika godzin wskazuje ono przeliczona na godziny prace liczbe obrotów silniczka syn¬ chronicznego, wirujacego ze stala predkoscia okreslona przez czestotliwosc sieci. Liczydlo wskazuje liczbe godzin pracy od momentu, gdy we wszystkich jego okienkach byla cyfra „0". Dla usitalenia liczby godzin pracy w ciagu pewnego okresu czasu, gdy sitan poczatkowy liczydla nie byl „0", nalezy od koncowego wskazania licznika odjac jego wskazania z momentu rozpoczyna¬ nia pomiaru.W licznikach godzin, przystosowanych do po¬ miarów statystycznych, mozliwe jest wykona¬ nie liczydla z recznym kasowaniem wskazan po kazdym pomiarze. Do celów rozliczeniowych bardziej celowe jest stosowanie opisanego wy¬ zej liczydla bez kasowania wskazan.Uchyby w okreslaniu czasu pracy przez opi¬ sany licznik godzin wynikaja z róznicy miedzy rzeczywista czestotliwoscia sieci energetycznej a czestotliwoscia teoretyczna ( w Polsce 50 Hz.).Przykladowe wykonanie licznika godzin we¬ dlug wynalazku w zastosowaniu do mierzenia czasu pracy przewoznych silników synchronicz¬ nychzwairitych o mocy 7 i 10 kW opisano nizej.Jako czas pracy uwaza sie czas wlaczenia silni¬ ka do sieci, niezaleznie ód tego czy jest on ob¬ ciazony, czy tez pracuje na biegu jalowym.Silniczek synchroniczny o jednokierunkowym samorozruchu, uzyty, do odmierzania czasu pracy stanowi przeróbke silniczka typu SSM o mocy 2 W, produkowanego przez Zaklady A — 3 w Warszawie-Wlochach.W miejsce fabrycznego uzwojenia przystoso¬ wanego do wlaczenia na napiecie 220V zastoso¬ wano uzwojenie skladajace siie z dobranej liczby zwojów drutu miedzianego izolowanego o sred¬ nicy 2 ram. Uzwojenie to zostalo dobrane w ten sposób, ze prad biegu jalowego silnika 7 kW po¬ woduje rozruch silniczka synchronicznego, a prad znamionowy isilnika 10 kW nie powoduje przegrzania uzwojenia przy uwzglednieniu po¬ gorszenia warunków chlodzenia przez szczelna obudowe licznika godzin.Z charakterystyki silniczka synchronicznego SSM wynika, ze rozruch nastepuje, gdy jego moment rozruchowy osiagnie okolo 80°/o zna- mianowego momentu rozruchowego, przy czym regulacje pradu rozruchu silniczka wykonujesie przez zmiane momentu hamujacego ukladu kinetycznego licznika godzin. Poniewaz moment rozruchowy jest w przyblizeniu proporcjonalny do pradu w uzwojeniu stajania silniczka syn¬ chronicznego, a zatem do Liczby amperozwo- jów, uzwojenie sklada sie z dobranej liczby zwojów zapewnia- 80Vo znamionowej liczby am- perozwojów przy przeplywie pradu biegu jalo¬ wego silnika 7 kW. Silniczek synchironiczny zo¬ staje wlaczony szeregowo w jeden z przewo¬ dów fazowych, prowadzacych do silnika bez po¬ srednictwa przeklaranflka pradowego.Jiaiko liczydlo zastosowane zostalo liczydlo produkowane przez Zaklady A—6 w Swidnicy dla liczników kWh. Jest to liczydlo piejcio okien¬ kowe. Zostalo ono wykorzystane do wspólpra¬ cy w liczniku godzin w ten sposób, ze pierwsze okienko od prawej wskazuje dziesiate czesci godziny, nastepne w lewo godziny, nastepne w lewo okienka wskazuja dziesiatki, setki i tysiace godzin. Najwieksze mozliwe wskazanie liczydla bedzie wiec 9999,9 godz.Znamionowa liczba obrotów silniczka syn¬ chronicznego SSM przy czestotliwosci 50 Hz wy- obr nosi 375 . Odpowiada to 375 X 60 = 22500 godz. obr ¦. Poniewaz w ciagu 1 godziny beben cy- godz. frowy liczydla, wskazujacy dziesiate czesci go¬ dziny powinien wykonac 1 obrót, stad przeloze¬ nie miedzy walem siilniczka synchronicznego a pierwszym bebnem cyfrowym liczydla powinno wynosic 22500 : 1. Przelozenie takie uzyskano za pomoca piecicisitojpniowej przeklajdmi zejbatej.Calosc, to znaczy silniczek sync&ironiczny z uzwoje)niem pradowym, liczydlo!, pjrzekjaidnia zebata i zaciski przylaczeniowe sa uimieszczo- ne w szczelnej, przystosowanej do plombowania obudowie z przeszklonym Okienkiem dla odczytu liczydla.Przyblizone wymiary gabarytowe licznika go¬ dzin sa: 60 X 80 X 100 mim. Odmiana licznika godzin wedlug wynalazku dotyczy ukladu opi¬ sanego poprzednio z tym, ze wprowadza sie ele¬ ment posredni w postaci transformatora D o mocy odpowiednio dobranej do mocy pobieranej przez silniczek synchroniczny A.Transformatorek ten ma uzwojenie pierwotne wlaczone w obwód pradu plynacego przez od¬ biornik energii, dla którego ma byc wykonany pomiar czasu pracy.Jest to sposób wlaczania identycznego jak w przekladndku pradowym. Prad wymuszony, plynacy przez uzwojenie pierwotne transfor- matorka D, powoduje powstanie w ndzeniu stru¬ mienia magnetycznego. Przez dobranie jpuaridu pnacy transformatorka D w czescicharafcfcery- sityki magnesowania, odpowiajdajacej stanowi nasycenia rdzenia, mozna uzyskac Stan pracy, w którym duze zmiany prao^ pierwotnego spo¬ woduja nieduze zmiany strxiniienia magnetycz- nego w rdzeniu: Napiecie w uzwojeniu wtórnym tak dobranego transforrnatorka D bedzie zmie¬ nialo sie stosunkowo niewiele przy duzych zmia- nach pradu w uzwojeniu pierwotoym. Napie¬ cie to musi byc odpowiednio dobrane do napie¬ cia pracy uzwojenia sdlniczka synchronicznego A, które w tyim przypajdku moze byc dowoMe.? W tym rozwiazaniu mozliwe jest zastosowa¬ nie sdlniczka synchronicznego, przystosowane¬ go do pracy( przy okreslonym napieciu, np. 220 V, zamiast uruchamianego przez przeplyw pradu.Rozwiazanie to jest bardziej zlozone i kosz¬ towne, moze jednak byc stosowane w "Jjewriych przypadkach, na przyklad gdy chodzi o pomiar czasu przeplywu pradu, zmieniajacego sie w bardzo szerokich granicach. PL