Dispositif de mesure pour circuits polyphasés. L'objet de l'invention est un dispositif de mesure pour circuits polyphasés comportant une combinaison, d'une part, d'un dispositif d'intégration rotatif dont l'axe, constamment sollicité vers son point de départ, décrit des angles à, une vitesse proportionnelle à la somme d'une des puissances algébriques de chacun des courants de la ligne, et, entraîne, dans un sens seulement, un organe indicateur des valeurs maxima, d'autre part, de comp teurs monophasés actionnant chacun un dis positif rotatif décrivant des angles à une vitesse proportionnelle à la puissance débitée par les circuits et sollicitant un indicateur de puissance moyenne qui se trouve normalement bloqué,
enfin d'un dispositif à mouvement d'horlogerie provoquant à intervalles régulier> la libération des indicateurs de puissance moyenne à condition que le dispositif d'inté gration indique simultanément une valeur maxima, puis rappelant ce dernier ainsi que les dispositifs rotatifs actionnés par les comp teurs monophasés à leur point de départ à l'instant précis qui limite l'intégration. Le but de l'invention est de permettre d'établir une formule de tarification judicieuse au moyen des différents facteurs qui peuvent intervenir dans l'établissement de cette formule et qui dépendent des manières suivant les quelles l'énergie a été distribuée ou consommée en des temps donnés.
Dans les systèmes connus, on peut, spé cialement avec des compteurs- dits "à indica teur maxima", connaître en même temps que l'énergie totale utilisée par le consommateur, la puissance moyenne maxima par '/4. heure, 1/z heure etc., suivant laquelle cette énergie a été distribuée. On peut, dans ce cas, tarifer l'énergie électrique en tenant compte de cette puissance moyenne maxima.
Cependant; si l'on veut faire intervenir d'autres éléments, par exemple le cosinus moyen de l'angle de dé calage<B>(p</B> de l'intensité sur la force électro motrice, il est nécessaire de se servir d'appa reils supplémentaires enregistreurs ou d'utiliser d'autres compteurs tels que les compteurs "gilo-Volt-Ampère -sinus y:".
Les relevés et les facteurs devant inter- venir dans l'établissement de la formule de tarification et que, par un dispositif suivant l'invention, cri peut obtenir ou déterminer, sont par exemple les suivants: 1 L'énergie totale consommée.
2 a) Dans le cas d'un circuit non in ductif, la répartition moyenne de cette énergie dans les différentes phases: b) Dans le cas d'un circuit inductif à phases équilibrées, le facteur moyen de puis sance (cos @O moyen) suivant lequel cette énergie a été consommée.
3 La puissance moyenne utilisée au mo ment où le courant maximum est fourni au consommateur, ce courant maximum étant celui relevé par intégrations successives durant un temps donné, choisi à volonté, par exemple 5, 10, 15, 30 ou 60 minutes.
4 a) Dans le cas d'un circuit noir inductif, la répartition de cette puissance moyenne dans les différentes phases au moment de l'utilisation du courant maximum.
b) Dans le cas d'un circuit inductif, à phases équilibrées, le facteur de puissance relevé au moment où le courant maximum (tel qu'il vient d'être défini au 3 ) est con sommé.
5 La valeur de ce courant maximum. Ces résultats peuvent par exemple être obtenus comme suit: Le courant traverse d'abord les bobines d'un ou de plusieurs dispositifs fonctionnant sur le type d'un moteur électrique d'induc tion et dont le couple moteur est proportionnel à chaque instant à la somme des carrés des intensités. Si on le désirait, on pourrait rendre ce couple proportionnel à la somme des in tensités mais cela compliquerait inutilement le dispositif.
L'axe de l'induit de ce système commande à intervalles de temps égaux et successifs, au moyen de contacts électriques ou si on le désirerait par un dispositif méca nique mis en jeux par un mouvement d'hor- logerie, un mécanisme approprié tel, qu'un axe dit d'intégration décrive des angles avec une vitesse qui est à chaque instant propor tionnelle à la somme des carrés ou éven- tuellement des premières puissances des intensités dans le temps donné et commande, lors de chaque nouveau maximum de l'angle ainsi décrit un axe indicateur.
C'est l'indication de: La valeur des maximum de courant.
Le courant passe ensuite dans les bobines de courant d'un ou des compteurs monophasés d'un système connu et dont les minuteries en registrent des valeurs dont la somme algé brique représente: L'énergie totale consommée.
Outre la minuterie, l'axe de chaque comp teur monophasé commande aux mêmes inter valles de temps égaux et successifs et synchroniquement avec le mécanisme du pre mier dispositif un mécanisme tel, qu'un axe dit d'intégration décrive des angles dont la somme algébrique est proportionnelle à la puissance et sollicite constamment un axe indicateur qui n'est libéré qu'au moment où la valeur < le la somme des carrés des inten sités ou éventuellement des premières puis sances des intensités est maximum. La somme algébrique de l'ensemble des indications donne: La puissance moyenne durant le temps donné utilisée au moment où le courant maxi mum est fourni au consommateur.
A l'aide de ces relevés, on peut déterminer soit par le calcul, soit en utilisant un abaque les autres facteurs intervenant dans la formule de tarification.
Le dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention appliquée à une distribution de courant triphasé.
Dans ce dessin, 1 et 1' sont deux comp teurs monophasés identiques d'un système connu. Le compteur 1 comporte un disque in duit 2 monté sur un axe 3 entraînant une vis sans fin 4 qui commande une minuterie à rouleaux 5. De plus, au moyen d'engrenages 6 et 7 et d'un pignon 8 monté sur l'axe de l'engre nage 7, la même vis sans fin entraîne Lui axe 14 dit d'intégration, par l'intermédiaire d'une roue dentée 9, et tarit qu'un ressort 10 maintient un levier 11, qui est muni d'une armature 13, écarté d'un électro 12.
Uri ressort en spirale 15 fixé au bâti par l'une de ses extrémités 16 tend constamment à ramener l'axe d'intégration 14 dans une position déterminée; ce ressort en spirale 15 facilite le retour au zéro de l'axe d'intégra tion 14; celui-ci porte une came 17 à cran d'arrêt 18 sur lequel vient agir un poussoir 19 commandé par un bras 20 du levier 11. L'axe d'intégration 14 porte en outre un ressort en spirale 21 par l'intermédiaire du quel il est raccordé en 22 à un bras 23 solidaire d'un axe indicateur 24. Ce dernier porte un plateau 25 et se termine par une aiguille 26 pouvant se déplacer le long d'une graduation inscrite sur une plaque 28.
L'axe indicateur 24 est normalement immobilisé par l'intermédiaire de son plateau 25 par le fait que celui-ci est serré entre une butée réglable 27 et l'extrémité d'un levier 29 rappelé par un ressort 30. Le plateau 25, et par suite l'axe indicateur 24, peuvent être dégagés par l'action d'un électro 31 sur une armature 32 qui est solidaire du levier 29.
Le compteur 1' comporte les mêmes élé ments que le compteur 1, ceux-ci étant dé signés sur le dessin par les mêmes chiffres de référence mais affectés d'un indice.
D'autre part, un disque 33 semblable au disque d'un compteur monophasé ordinaire et dont l'axe 34 est maintenu de la même façon, peut toürricr dans les deux entrefers de deux noyaux en tôle 35 et 36. Ces deux noyaux portent respectivement des enroule- inents 37 et 38. L'une des extrémités 39, respectivement 40, de chacun des noyaux 35 et 36 est fendue; dans chacune des fentes est logée une bague de court-circuit 41, res pectivement 42, faite en matière bonne con ductrice du courant. Les vis 43 et 44 de ces bagues servent de vis de fixation et de vis de réglage. Un aimant 45 exerce un couple antagoniste du couple auquel est soumis le disque 33.
L'axe 34 entraîne par l'intermé diaire d'une vis sans fin 46 et d'engrenages 47, 48 et 49 un pignon 50 qui entraîne à son tour un axe d'intégration 56 par l'inter- médiaire d'une roue dentée 51 quand un ressort 52 maintient un levier 53 dans - la position dessinée; ce levier muni d'une arma ture 55 peut être attiré par un électro 54.
Sur l'axe d'intégration 56 se trouve fixé, avec interposition d'une bague isolante 57, un bras 58 et un ressort en spirale 59 qui le sollicite constamment vers son point de dé part. Ce ressort en spirale 59 est fixé sur une pièce isolante 60, de telle sorte qu'avec le bras 58 il soit isolé de l'ensemble.
Un axe indicateur 61, situé dans le pro longement de l'axe 56 mais isolé de lui, porte une pièce coudée 62. Cette dernière peut entrer en contact avec le bras 58 et être poussée par lui de façon à faire exécuter à l'axe indicateur 61, les mouvements de l'axe d'intégration 56. L'axe 61 se termine par une aiguille 63 qui se déplace le long d'une graduation inscrite sur un plateau 64.
Dans le but d'empêcher l'axe indicateur 61 de revenir en arrière, et en outre d'établir un bon contact entre lui et la plaque 64, l'axe indicateur 61 porte un frotteur 65.
Enfin, titi axe 66, entraîné par un mou vement d'horlogerie non représenté sur le dessin entraîne dans sa rotation deux cames 67 et 68 faites en matière isolante. Sur la came 67 frottent deux lames de ressort 69 et 70. La lame 69 est un peu plus courte que la lame 70 et en outre montée de façcn réglable. Sur la came 68 frottent deux lames de res sort 71 et 72. La lame 72 est plus longue que la laine 71 et également montée de façon réglable. L'ensemble est compris de telle sorte que quand les lames courtes 69 et 71 quittent des contacts 75, respectivement 74, pour s'abattre sur d'autres contacts 73, respective ment 76, les lames longues 70 et 72 restent encore quelques secondes en contact avec les contacts 75, respectivement 74.
Le fonctionnement de ces organes est le suivant: Les deux compteurs monophasés 1 et l' sont raccordés comme d'habitude pour mesurer la puissance, c'est-à-dire suivant la méthode des deux wattmètres, et leurs minuteries 5 enregistrent l'énergie consommée. Avant d'arriver aux compteurs monophasés, les courants<I>h</I> et La traversent les enroule ments 37, respectivement 38 portés par les noyaux 35 et 36.
Les champs créés par h et La produisent des courants d'induction dans le disque 33 et dans les bagues de court-circuit 41 et 42, et créent des couples proportionnels à 1i, respec tivement à I=. Le disque 33 est donc soumis à un couple proportionnel à Ii + Zâ. On sait que, grâce au couple antagoniste de l'aimant 45, le nombre de tours du disque est propor tionnel à fô (Ii -,- 12) dt.
Par l'intermédiaire de la vis sans fin 46, des engrenages 47, 48 et 49 et du pignon 50, le mouvement de l'axe 34 est transmis à la roue dentée 51 portée par l'axe d'intégration 56, et cela tant que le ressort 52 maintient le levier 53 écarté de l'électro 54.
L'axe 66 entraîné par le mouvement d'horlogerie, fait, par exemple un tour toutes les 5, 10, 15, 30 ou 60 minutes, et entraîne les cames 67 et 68. Lorsque, comme le repré sente le schéma, l'extrémité de la lame 69 a abandonné l'extrémité de la came 67, la lame 69 tombe sur le contact 73 et le courant du réseau est amené d'un fil 77 dérivé sur Ii <I>à</I> un fil 78 raccordé au plateau 64. Le courant passe par l'intermédiaire du frotteur 65 à un contact 79 fixé sur la pièce coudée 62.
Si à ce moment l'axe d'intégration 56, et par suite le -bras 58, ont décrit un angle assez grand pour que la pièce coudée 62 prenne contact sur le bras 58, le courant passe par ce dernier et, par l'intermédiaire du ressort en spirale 59, va exciter les deux électros 31 et 31' qui attirent alors les armatures 32 et 32', dégageant ainsi les plateaux 25 et 25' qui normalement, comme il a été dit, se trouvent immobilisés; les axes indicateurs 24 et 24', sollicités par les ressorts en spirales 21 et 21', prennent alors immédiatement la même position angulaire que les axes d'inté gration 14 et 14'.
Si, contrairement à ce qui vient d'être supposé, la came 67 ayant établi le contact en 73, le contact en 79 ne se fait pas, les électros 31 et 31' ne sont pas excités, et les plateaux 25 et 25' des axes indicateurs 24 et 24' restent immobiles.
Mais quelques secondes après que la lame 69 est tombée sur le contact 73, la came 67 abandonne la lame 70; le contact est alors interrompu erg 75 et les ressorts 30 et 30' immobilisent à nouveau les plateaux 25 et 25', et par conséquent les aiguilles 26 et 26'.
D'autre part, les cames 67 et 68 sont calées sur leur axe de telle façon qu'immé diatement après que la came 67 a laissé tomber la lame 70, l'extrémité de la came 68 abandonne la lame 71; cette dernière s'abat alors brusquement sur le contact 76 et ferme le circuit qui alimente les électros 12, 12' et 54. Les deux armatures 13 et 13', ainsi due l'armature<B>55 sont</B> alors attirées simulta nément et, par suite les leviers 11, respecti vement 11' et 53 agissent de telle sorte que les pignons 8 et 8' quittent les roues dentées 9 et 9' et que le pignon 50 quitte la roue dentée 51. Immédiatement, le ressort en spi rale 59 et les poussoirs 19 et 19', aidés par les deux ressorts 15 et 15', ramènent simul tanément les axes d'intégration 56, 14 et 14' à leur point de départ.
Cependant, pour celui des deux compteurs monophasés qui enregistre l'énergie corres pondant à la puissance instantanée Il' <I>-</I> LI cos (ç9 -i- 30 ), comme cette puissance, peut être positive ou négative, il est indispensable que l'axe d'intégration 14' puisse se déplacer vers la gauche ou vers la droite de sa posi tion de départ et qu'il puisse y revenir exactement, quelle que soit la position qu'il a communiquée à l'axe indicateur 24'. II faut aussi qu'il puisse y revenir quelle que soit la sollicitation qu'il subit dans l'un ou l'autre sens par le ressort en spirale 21'.
Dans le but de permettre ce déplacement vers la gauche ou vers la droite sous une sollicitation égale, il pourrait suffire de choisir un ressort en spirale 15' plus fort que le ressort 21', mais malgré cette différence de force l'axe d'intégration 14' ne reviendrait pas exactement au zéro. II en résulte que pour faire revenir au zéro l'axe 14' il n'est pas possible (comme pour l'axe 14 qui ne doit en général intégrer que des valeurs po sitives et par conséquent ne tourner que dans un sens) de se servir seulement de ressorts, mais qu'il est indispensable d'ajouter des poussoirs 19 et 19' qui, lors de l'action des électros 12-12' viennent agir par les bras 20-20' des leviers 11-11' sur les cames 17-17' pour ramener les axes 14-14' aux points de départ.
On remarquera d'ailleurs que ces poussoirs suffisent à eux seuls, et que l'on pourrait sans inconvénient supprimer les ressorts 15 et 15'.
Dès que les quelques secondes nécessaires au retour au point de départ des axes 56, 14 et 14' se sont écoulées, l'extrémité de la came 68 abandonne la lame 72 qui quitte alors brusquement le contact 74, coupant le courant des électros 12, 12' et 54. Les res sorts 10, 10' et 52 rappellent leurs leviers respectifs 11, 11' et 53 dans leurs positions primitives et les pignons 8, 8' et 50 entraînent durant un nouveau temps T déterminé, les roues 9, 9' et 56.
Les mêmes opérations se reproduisent ainsi à intervalles de temps T régulier, tandis que le fonctionnement des divers électros entre deux temps T successifs ne dure que les quelques secondes nécessaires pour déterminer . successivement d'une part, la libération des axes indicateurs 14 et 14' en cas de nouveau maximum, d'autre part, le retour au zéro de tous les axes d'intégration.
De ce qui précède, il résulte que les axes d'intégration 14, 14' parcourent pendant chaque temps T respectivement des angles proportionnels à: .f ô Wi di et .f ô W2 dt, tandis que l'axe d'intégration 56, et par con séquent le bras 58 parcourent pendant ces mêmes temps T des angles proportionnels à: #f T (1,a -f <I>-</I> 1,2) dt.
Quand cette dernière intégrale passe par une valeur plus grande que les précédentes, le bras 58 rencontre la pièce coudée 62 et, la poussant avec lui, il maintient le contact en 79 jusqu'à ce qu'il ait atteint sa position maximum obtenue à la fin du temps T. A ce moment, les plateaux 25 et 25' étant rendus libres, les axes indicateurs 24 et 24' peuvent prendre respectivement les positions correspondantes aux valeurs f <I>ô</I> M dt et ,('ô Wa dt du temps qui vient de s'écouler et qui corres pond au maximum de (Ii -f- Ia)
qui est indi qué par l'aiguille 63.
Le présent dispositif permet donc de déterminer 1 L'énergie totale consommée qui est égale à fo' -ffi dt + .fô Ws dt, en addition nant les indications des deux minuteries correspondantes. Ces indications sont du reste exactes pour le circuit inductif ou non et pour des charges également réparties ou non.
2 cc) S'il s'agit d'un circuit non inductif; la répartition moyenne de cette énergie dans les différentes phases (la force électromotrice E étant supposée suffisamment constante).
En effet, les minuteries des deux comp teurs enregistrent respectivement: ô .â Wi dt = fE Ii cos (So - 30 ) dt et f.'_ W2 dt =<B><I>fo'</I></B><I> E</I> 12 cos (So --+- 30 ) dt, mais comme E est supposé suffisamment constant, et que dans le cas du circuit non inductif cos #9 = 1,
ces expressions deviennent
EMI0005.0050
Ces deux expressions montrent bien que l'on peut obtenir la répartition de l'énergie. suivant les phases.
b) S'il s'agit d'un circuit inductif â phases équilibrées, le facteur moyen de puissance suivant lequel l'énergie a été consommée en le déduisant au moyen des indications pré cédentes de l'expression
EMI0005.0051
Si l'on ne veut faire aucun calcul, on peut obtenir immédiatement le cos v moyen en utilisant un abaque approprié dans - lequel sont portées en abscisses les valeurs de fo' Wi dt et en ordonnées celle de fâ W2 dt et sur lequel sont tracées des courbes d'égal cos<B>(p.</B> 3 La puissance moyenne utilisée ait rno-
ment oit le courant maximum est fourni ait consommateur par intégration durant le temps T, en faisant la somme algébrique des indi cations des deux aiguilles 26 et 26' des axes indicateurs 24 et 24', c'est-à-dire la somme: J'ô II, dc + J'0 iv. dt et en la divisant par T.
Ott remarquera du reste que T étant cons tant les cadrans devant lesquels se déplacent les aiguilles 26 et 26' sont gradués en Watts oui en ses multiples.
<I>4 a)</I> La répartition de cette puissance moyenne maximum dans les différentes phases, dans le cas d'un circuit non inductif, ait mo ment de l'utilisation de la susdite puissance art moyen des indications des aiguilles 26 et :.'6' d'après les expressions
EMI0006.0015
qu'on déduit comme il vient d'être expliqué au chiffre 2, à, savoir de: J'TO IV, <B><I>di</I></B> et (T<I>1,V.-,<B>dl.</B></I>
b) Le facteur de puissance cos éy, dans le cas d'un circuit inductif à phases équilibrées relevé au moment oit le courant maximum est consômmé, déduit des indications j' <B>T IV,</B> dt et J' T UV 2 dt des aiguilles 26 et 26' suivant l'expression:
EMI0006.0028
Dans ce but, on se sert, si on le désire, de l'abaque cité plus haut qui donne directe ment le cos co correspondant.
D'autre part, l'aiguille 63 indique la valeur de l'expression J'oT (IÎ +- I2) di.
Il est à remarquer que l'on peut obtenir le courant maximum comme suit: a) Pour un circuit non inductif à l'aide des expressions rappelées au 4 et qui montrent que les valeurs des courants Ii et I. et par suite Is peuvent être obtenues.
b) Pour un circuit inductif à phases équi librées des indications du 3 et du 4 , dans l'expression
EMI0006.0040
<I>E I</I> cos co de la puissance triphasée: En effet, la valeur totale de cette expression sé déduit du total dont il est question ait 3 tandis que cos @ est obtenu comme indiqué au 4 , quand on admet E suffisamment constant.
Il est à remarquer que, comme dans les compteurs à maximum connus, ort peut venir remettre périodiquement à la main l'aiguille 63 ainsi que les aiguilles 26 et 26' au zéro. A cet effet, un bouton peut être ménagé sur la glace du couvercle du compteur.
II va de soi que le dispositif décrit peut se brancher <B>ou</B> lion par l'intermédiaire de transformateurs de courant et de tension.
Les parties du dispositif qui vient d'être décrit pourraient d'ailleurs être montées sur un socle commun afin de constituer tin appareil unique.
Measuring device for polyphase circuits. The object of the invention is a measuring device for polyphase circuits comprising a combination, on the one hand, of a rotary integration device whose axis, constantly urged towards its starting point, describes angles at, a speed proportional to the sum of one of the algebraic powers of each of the currents in the line, and, in one direction only, drives a device indicating the maximum values, on the other hand, single-phase counters each actuating a positive device rotary describing angles at a speed proportional to the power delivered by the circuits and requesting an average power indicator which is normally blocked,
finally, a device with a clockwork movement causing at regular intervals> the release of the average power indicators provided that the integration device simultaneously indicates a maximum value, then recalling the latter as well as the rotary devices actuated by the comp Single-phase tors at their starting point at the precise moment which limits integration. The aim of the invention is to make it possible to establish a judicious pricing formula by means of the various factors which may intervene in the establishment of this formula and which depend on the ways in which the energy has been distributed or consumed in particular. given time.
In the known systems, it is possible, especially with so-called "maximum indicator" meters, to know at the same time as the total energy used by the consumer, the maximum average power by '/ 4. hour, 1 / z hour etc., according to which this energy was distributed. In this case, it is possible to price the electrical energy taking into account this maximum average power.
However; if we want to bring into play other elements, for example the mean cosine of the offset angle <B> (p </B> of the intensity on the electro-motive force, it is necessary to use 'additional recording devices or to use other meters such as "gilo-Volt-Ampère -sinus y:" meters.
The readings and the factors which must intervene in establishing the pricing formula and which, by means of a device according to the invention, cri can obtain or determine, are for example the following: 1 The total energy consumed.
2 a) In the case of a non-inductive circuit, the average distribution of this energy in the different phases: b) In the case of an inductive circuit with balanced phases, the average power factor (average cos @O ) according to which this energy was consumed.
3 The average power used at the time when the maximum current is supplied to the consumer, this maximum current being that recorded by successive integrations during a given time, chosen at will, for example 5, 10, 15, 30 or 60 minutes.
4 a) In the case of an inductive black circuit, the distribution of this average power in the different phases when the maximum current is used.
b) In the case of an inductive circuit, with balanced phases, the power factor recorded at the moment when the maximum current (as it has just been defined in 3) is consumed.
5 The value of this maximum current. These results can for example be obtained as follows: The current first passes through the coils of one or more devices operating on the type of an electric induction motor and whose motor torque is proportional at each instant to the sum of the squares of the intensities. If desired, we could make this torque proportional to the sum of the currents, but this would unnecessarily complicate the device.
The armature axis of this system controls at equal and successive time intervals, by means of electrical contacts or, if desired by a mechanical device brought into play by a clock movement, an appropriate mechanism such as , that a so-called integration axis describes angles with a speed which is at each moment proportional to the sum of the squares or possibly of the first powers of the intensities in the given time and controls, during each new maximum of l 'angle thus describes an indicator axis.
This is the indication of: The value of the maximum current.
The current then passes through the current coils of one or more single-phase meters of a known system, the timers of which record values whose algebraic sum represents: The total energy consumed.
In addition to the timer, the axis of each single-phase counter controls at the same equal and successive time intervals and synchronously with the mechanism of the first device, a mechanism such that a so-called integration axis describes angles whose algebraic sum is proportional to the power and constantly requests an indicator axis which is only released when the value <the sum of the squares of the intensities or possibly of the first powers of the intensities is maximum. The algebraic sum of all the indications gives: The average power during the given time used when the maximum current is supplied to the consumer.
With the help of these readings, it is possible to determine either by calculation or by using an abacus the other factors involved in the pricing formula.
The accompanying drawing shows schematically, by way of example, an embodiment of the object of the invention applied to a three-phase current distribution.
In this drawing, 1 and 1 'are two identical single-phase meters of a known system. The counter 1 comprises an inducted disc 2 mounted on an axis 3 driving a worm 4 which controls a roller timer 5. In addition, by means of gears 6 and 7 and a pinion 8 mounted on the axis of the gear 7, the same worm drives him axis 14 said integration, by means of a toothed wheel 9, and dries up that a spring 10 maintains a lever 11, which is provided with a armature 13, separated from an electro 12.
Uri spiral spring 15 fixed to the frame by one of its ends 16 constantly tends to bring the integration axis 14 into a determined position; this spiral spring 15 facilitates the return to zero of the integration axis 14; the latter carries a cam 17 with a stopper 18 on which acts a pusher 19 controlled by an arm 20 of the lever 11. The integration axis 14 also carries a spiral spring 21 through which it is connected at 22 to an arm 23 integral with an indicator pin 24. The latter carries a plate 25 and ends with a needle 26 which can move along a graduation inscribed on a plate 28.
The indicator pin 24 is normally immobilized by means of its plate 25 by the fact that the latter is clamped between an adjustable stop 27 and the end of a lever 29 returned by a spring 30. The plate 25, and consequently the indicator pin 24 can be released by the action of an electro 31 on an armature 32 which is integral with the lever 29.
The counter 1 'comprises the same elements as the counter 1, these being designated in the drawing by the same reference figures but assigned an index.
On the other hand, a disc 33 similar to the disc of an ordinary single-phase meter and whose axis 34 is maintained in the same way, can toürricr in the two gaps of two sheet cores 35 and 36. These two cores carry respectively windings 37 and 38. One of the ends 39, respectively 40, of each of the cores 35 and 36 is split; in each of the slots is housed a short-circuit ring 41, respectively 42, made of good current conductor material. The screws 43 and 44 of these rings serve as fixing screws and adjusting screws. A magnet 45 exerts a torque opposing the torque to which the disc 33 is subjected.
The axis 34 drives through the intermediary of a worm 46 and gears 47, 48 and 49 a pinion 50 which in turn drives an integration axis 56 through a wheel toothed 51 when a spring 52 maintains a lever 53 in - the drawn position; this lever equipped with armature 55 can be attracted by an electro 54.
On the integration axis 56 is fixed, with the interposition of an insulating ring 57, an arm 58 and a spiral spring 59 which constantly urges it towards its starting point. This spiral spring 59 is fixed on an insulating part 60, so that with the arm 58 it is isolated from the assembly.
An indicator pin 61, located along the length of the pin 56 but isolated from it, carries a bent piece 62. The latter can come into contact with the arm 58 and be pushed by it so as to make the pin execute. indicator 61, the movements of the integration axis 56. The axis 61 ends with a needle 63 which moves along a graduation inscribed on a plate 64.
In order to prevent the indicator pin 61 from going back, and further to establish good contact between it and the plate 64, the indicator pin 61 carries a wiper 65.
Finally, titi axis 66, driven by a clockwork movement not shown in the drawing, drives in its rotation two cams 67 and 68 made of insulating material. On the cam 67 rub two spring blades 69 and 70. The blade 69 is a little shorter than the blade 70 and furthermore mounted in an adjustable manner. On the cam 68 rub two res leaves 71 and 72. The blade 72 is longer than the wool 71 and also mounted in an adjustable manner. The assembly is included in such a way that when the short blades 69 and 71 leave the contacts 75, respectively 74, to strike other contacts 73, respectively 76, the long blades 70 and 72 remain a few seconds longer. contact with the contacts 75, respectively 74.
The operation of these organs is as follows: The two single-phase meters 1 and l 'are connected as usual to measure power, that is to say according to the method of two wattmeters, and their timers 5 record energy consumed. Before reaching the single-phase meters, the currents <I> h </I> and La pass through the windings 37, 38 respectively carried by the cores 35 and 36.
The fields created by h and La produce induction currents in the disc 33 and in the short-circuit rings 41 and 42, and create torques proportional to 1i, respectively to I =. The disc 33 is therefore subjected to a torque proportional to Ii + Zâ. We know that, thanks to the antagonistic couple of the magnet 45, the number of revolutions of the disc is proportional to fô (Ii -, - 12) dt.
Via the worm 46, the gears 47, 48 and 49 and the pinion 50, the movement of the axis 34 is transmitted to the toothed wheel 51 carried by the integration axis 56, and that that the spring 52 keeps the lever 53 away from the electro 54.
The axis 66 driven by the clockwork movement, for example makes one revolution every 5, 10, 15, 30 or 60 minutes, and drives the cams 67 and 68. When, as shown in the diagram, the end of the blade 69 has abandoned the end of the cam 67, the blade 69 falls on the contact 73 and the network current is brought from a wire 77 branched on Ii <I> to </I> a wire 78 connected to the plate 64. The current passes through the intermediary of the wiper 65 to a contact 79 fixed on the elbow piece 62.
If at this moment the integration axis 56, and consequently the -arm 58, have described an angle large enough for the bent piece 62 to make contact with the arm 58, the current passes through the latter and, through the intermediary of the spiral spring 59, will excite the two electrodes 31 and 31 'which then attract the armatures 32 and 32', thus releasing the plates 25 and 25 'which normally, as has been said, are immobilized; the indicator pins 24 and 24 ', urged by the spiral springs 21 and 21', then immediately take the same angular position as the integration pins 14 and 14 '.
If, contrary to what has just been assumed, the cam 67 having established contact at 73, the contact at 79 is not made, the electros 31 and 31 'are not excited, and the plates 25 and 25' of the indicator axes 24 and 24 'remain stationary.
But a few seconds after the blade 69 has fallen on the contact 73, the cam 67 abandons the blade 70; the contact is then interrupted erg 75 and the springs 30 and 30 'again immobilize the plates 25 and 25', and consequently the needles 26 and 26 '.
On the other hand, the cams 67 and 68 are wedged on their axis so that immediately after the cam 67 has dropped the blade 70, the end of the cam 68 abandons the blade 71; the latter then suddenly collapses on contact 76 and closes the circuit which supplies the electrics 12, 12 'and 54. The two armatures 13 and 13', thus due to the armature <B> 55 </B> are then attracted simultaneously and consequently the levers 11, respectively 11 'and 53 act so that the pinions 8 and 8' leave the toothed wheels 9 and 9 'and the pinion 50 leaves the toothed wheel 51. Immediately, the spring in spiral 59 and the pushers 19 and 19 ', aided by the two springs 15 and 15', simultaneously bring the integration axes 56, 14 and 14 'back to their starting point.
However, for the one of the two single-phase meters which records the energy corresponding to the instantaneous power Il '<I> - </I> LI cos (ç9 -i- 30), as this power, can be positive or negative, it It is essential that the integration axis 14 'can move to the left or to the right of its starting position and that it can return there exactly, whatever the position it has communicated to the axis 24 'indicator. It is also necessary that it can return to it whatever the stress it undergoes in one or the other direction by the spiral spring 21 '.
In order to allow this displacement to the left or to the right under equal stress, it could be sufficient to choose a spiral spring 15 'stronger than the spring 21', but despite this difference in force the integration axis 14 'would not return exactly to zero. It follows that in order to return axis 14 'to zero, it is not possible (as for axis 14 which must in general only integrate positive values and therefore only rotate in one direction) serve only as springs, but it is essential to add pushers 19 and 19 'which, when the electros 12-12' act by the arms 20-20 'of the levers 11-11' on the cams 17-17 'to return the axes 14-14' to the starting points.
It will be noted, moreover, that these pushers are sufficient on their own, and that the springs 15 and 15 'could without disadvantage be eliminated.
As soon as the few seconds necessary for the return to the starting point of the axes 56, 14 and 14 'have elapsed, the end of the cam 68 abandons the blade 72 which then abruptly leaves the contact 74, cutting the current to the electrics 12, 12 'and 54. The spells 10, 10' and 52 return their respective levers 11, 11 'and 53 to their original positions and the pinions 8, 8' and 50 drive during a new determined time T, the wheels 9, 9 'and 56.
The same operations are thus reproduced at regular time intervals T, while the operation of the various electros between two successive times T lasts only the few seconds necessary to determine. successively on the one hand, the release of the indicator axes 14 and 14 'in the event of a new maximum, on the other hand, the return to zero of all the integration axes.
From the above, it follows that the integration axes 14, 14 ′ traverse during each time T respectively angles proportional to: .f ô Wi di and .f ô W2 dt, while the integration axis 56, and consequently the arm 58 traverses during these same times T angles proportional to: #f T (1, a -f <I> - </I> 1,2) dt.
When this last integral passes through a greater value than the preceding ones, the arm 58 meets the elbow piece 62 and, pushing it with it, it maintains the contact at 79 until it has reached its maximum position obtained at the end of time T. At this moment, the plates 25 and 25 'being made free, the indicator axes 24 and 24' can respectively take the positions corresponding to the values f <I> ô </I> M dt and, ('ô Wa dt of the time which has just elapsed and which corresponds to the maximum of (Ii -f- Ia)
which is indicated by needle 63.
The present device therefore makes it possible to determine 1 The total energy consumed which is equal to fo '-ffi dt + .fô Ws dt, by adding the indications of the two corresponding timers. These indications are moreover exact for the inductive circuit or not and for loads equally distributed or not.
2 cc) If it is a non-inductive circuit; the average distribution of this energy in the different phases (the electromotive force E being assumed to be sufficiently constant).
Indeed, the timers of the two counters register respectively: ô .â Wi dt = fE Ii cos (So - 30) dt and f .'_ W2 dt = <B> <I> fo '</I> </ B > <I> E </I> 12 cos (So - + - 30) dt, but since E is supposed to be sufficiently constant, and that in the case of the non-inductive circuit cos # 9 = 1,
these expressions become
EMI0005.0050
These two expressions clearly show that we can obtain the distribution of energy. according to the phases.
b) In the case of an inductive circuit with balanced phases, the average power factor according to which the energy has been consumed, deducing it by means of the preceding indications of the expression
EMI0005.0051
If we do not want to do any calculation, we can immediately obtain the mean cos v by using an appropriate abacus in which the values of fo 'Wi dt are plotted on the abscissa and that of fâ W2 dt on the ordinate and on which are plotted curves of equal cos <B> (p. </B> 3 The average power used has rno-
where the maximum current is supplied to consumption by integration during the time T, by making the algebraic sum of the indications of the two hands 26 and 26 'of the indicator axes 24 and 24', that is to say the sum: J 'ô II, dc + J'0 iv. dt and dividing it by T.
Ott will notice moreover that T being constant the dials in front of which the hands 26 and 26 'move are graduated in Watts yes in its multiples.
<I> 4 a) </I> The distribution of this maximum average power in the different phases, in the case of a non-inductive circuit, takes place when the aforesaid power is used according to the indications of the hands 26 and:. '6' according to the expressions
EMI0006.0015
that we deduce as it has just been explained in number 2, namely from: J'TO IV, <B><I>di</I> </B> and (T <I> 1, V. -, <B> dl. </B> </I>
b) The power factor cos éy, in the case of an inductive circuit with balanced phases, measured when the maximum current is consumed, deduced from the indications j '<B> T IV, </B> dt and J' T UV 2 dt of needles 26 and 26 'according to the expression:
EMI0006.0028
For this purpose, one makes use, if one wishes it, of the abacus quoted above which gives directly the corresponding cos co.
On the other hand, the needle 63 indicates the value of the expression J'oT (IÎ + - I2) di.
It should be noted that the maximum current can be obtained as follows: a) For a non-inductive circuit using the expressions recalled in 4 and which show that the values of the currents Ii and I. and therefore Is can be obtained.
b) For an inductive circuit with balanced phases of the indications of 3 and 4, in the expression
EMI0006.0040
<I> EI </I> cos co of the three-phase power: Indeed, the total value of this expression is deduced from the total in question has 3 while cos @ is obtained as indicated in 4, when we admit E sufficiently constant.
It should be noted that, as in known maximum counters, ort can periodically reset the hand 63 and the needles 26 and 26 'to zero by hand. For this purpose, a button can be provided on the glass of the meter cover.
It goes without saying that the device described can be connected <B> or </B> lion by means of current and voltage transformers.
The parts of the device which has just been described could moreover be mounted on a common base in order to constitute a single device.