CH212880A - Messgerät. - Google Patents

Description

  



  Messgerät.



   Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Messgeräte zur Messung der elektrischen Arbeit   (Kilowattstundenzahl),    die innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes bei veränderlicher Leistung   (Kilowatt) abgegebon    (oder entnommen) wird.



   Zweck der Erfindung ist, ein Gerät herzustellen, das zur Messung einer   l4lehrzahl    zwischen je zwei verschiedenen Leistungswerten entnommener Arbeitsmengen dient.



   Geräte zu diesem Zweck sind zwar be  kannt,    sie haben jedoch alle den Nachteil, dass sie eine Mehrzahl Zähler als Treibmittel zur Messung der Arbeitsmengen zwischen den in Frage kommenden   Leistungswerten    erfordern.



   Dieser Nachteil wird durch das Messgerät nach der Erfindung beseitigt. Das Gerät weist eine in Abhängigkeit von einem Zähler angetriebene Welle und eine mit gleich  mäBiger Geschwindigke*    umlaufende Hilfswelle auf, wobei die erstgenannte Welle mit einer Anzahl Vorrichtungen versehen ist, die unter Einwirkung teils der Geschwindigkeit dieser Welle, teils der Geschwindigkeiten, die unter Beihilfe von Ubersetzungen von der Hilfswelle entnommen werden, stehen.



   Auf der Zeichnung ist ein   Ausführungs-    beispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt :
Fig.   1    eine   Leistungskurve,   
Fig. 2 ein aus Fig.   1    entwickeltes Diagramm und
Fig. 3 schematisch eine Anordnung eines Gerätes nach der Erfindung.



   Es soll ausser der Ermittlung der Zeitdauer auch die Arbeit zwischen bestimmten   Leistungswerten    gemessen werden. Man könnte annehmen, dass die Arbeit der verschiedenen Leistungsbereiche aus der Leistungskurve zu entnehmen wäre. Obgleich eine solche Ermittlung des Arbeitsinhaltes bei niedrigeren Leistungen gute Resultate ergibt, deren Genauigkeit mit der Lange der Zeit steigt, werden die Resultate sehr unbefriedigend bei verhältnismässig hohen Leistungen, da bei der gewöhnlichen Messung der Zeit über einen grossen Zeitraum (unter   brochen    oder ununterbrochen) nur einzelne tatsächlich erreichte Leistungswerte gemessen werden. Der Unterschied zwischen der tatsächlichen und gemessenen Leistung wird deshalb besonders bei den höehsten Leistungen kurzer Dauer sehr gross sein.

   Dazu kommt, noeh, dass die Arbeit zwischen zwei   Leistungswerten,    auch w enn die Zeitdauer genau   bekannt wäre, nieht    nur vom Lei  stungsunterschied    zwischen den beiden Grenzwerten und von der entsprechenden Zeitdauer abhängig ist, sondern auch von dem Verlauf der Leistungskurve zwischen den Grenzwerten.



   Werden die verschiedenen Leistungen mit E1 und E2 bezeichnet und ist der   Leistungs-    unterschied E2-E1 = e, die Zeitdauer der Leistung Ei = ti und die Zeitdauer bei E2 = t2, so wird die Arbeit in dem Bereich zwischen Ei und E2 mindestens = e. t2 und höchstens e.   tl.    Ein Mass für den Unterselied zwischen den beiden letztgenannten Werten ist der Ausdruck   t1lt2.    Dieses alte Verfahren ist nicht genügend genau.



   Mittels des nachstehend beispielsweise beschriebenen GerÏtes zur Messung der Arbeit in einem gewissen Leistungsbereich nach Fig.   3    werden dagegen genaue MeBwerte zwischen beliebig   gewählten Leistungswerten    erhalten. Das Gerät besteht aus zwei Zählgruppen I und II mit Differenzzählwerken, im vorliegenden Fall Differentialen D1 D2 D3 ...   Dn      bezw.      S1,    S2, S3 ... S(n-1). Die Leistungsbereiche, die durch die einzelnen Differentiale der Gruppe   I    hergestellt werden, sind durch die Geschwindigkeit und Übersetzung der Zahnradgetriebe E1, E2, E3 usw. bestimmt.

   Die Zahnräder dieser Getriebe werden von einer Uhr oder einem   Syn-      ehronmotor    M oder dergleichen über eine mit gleichmässiger Drehzahl umlaufende Welle   Pi    getrieben. Die Bewegung wird auf das betreffende Differential durch das rechte Kegelrad   H,,      H2,      Bg    usw. übergeführt. Die Übersetzungen sind so gewählt, dass die Sub  traktionsgrenze    nach jedem Differential nach rechts in der Abbildung erhöht wird.

   Die linken Kegelräder   V1,    V2,   V3    usw. der Differentiale sind alle gleich groB und auf einer gemeinsamen Welle befestigt, die durch eine   magnetisehe Steigradanordnung Ea    in ihrer Bewegungsgeschwindigkeit durch die An  sprechfrequenz    der   Treibanordnung    des Steigrades von einem   Zähler J   z hestimmt    wird, der die gesamte, beispielsweise aus einem elektrischen Netz entnommene Leistung ang Die Umlaufgeschwindigkeit der Welle P. ist also von der entnommenen momentanen Leistung des gemessenen Vorganges, obgleich etwas ausgeglichen, abhängig.



   Die Differentiale D1, D2, usw. drehen sich   rchts    oder links in Abhängigkeit von der Grosse der jeweiligen Leistung. Geht man davon aus, dass eine Rechtsdrehung einer positiven Differenz zwischen der tatsäehlichen und einer durch eine Subtraktionsgrenze bestimmten Leistung entsprieht, so kann man leicht die, während einer bestimmten Zeitspanne, zwisehen zwei Leistungswerten (und zwar die   Subtraktionsgrenzen    zweier Differentiale   D.    z. B.   Di und Da)    entnommene Arbeit ermitteln.

   Man schliesst dabei ein in der einen Richtung zählendes Zählwerk jedem Ausgleichrad der beiden Differentiale   (D1      und D.) an.    wobei das eine dieser Zählwerke die Arbeit oberhalb der   Subtraktions-    grenze des Differentials D, angibt und das andere Zählwerk die Arbeit oberhalb der Grenze des Differentials   D.,    angibt. Der Unterschied zwischen den Werten der Zählwerke gibt dann die zwischen den Grenzen der   betreffendenDifferentialeentnommene      Arbeitsmenge,    wÏhrend der bestimmten Zeitspanne, an.



   In Fig.   1    zeigt die FlÏche zwischen der Grenze Eo und der Kurve K die entnommene Arbeit über die Grenze   E",    die mit Ao bezeichnet wird und der gesamten entnommenen Arbeit entspricht. Die Kurve ist nach der Zeit H aufgezeichnet. In derselben Weise wird die Arbeit  ber die Grenze Ei mit   At    bezeichnet, über E2 mit A2 usw. Die Arbeit zwischen den Grenzen   E1    und E2 wird also als der Untersehied zwischen den betreffenden Arbeitsmengen A, und   A2    erhalten.



   Da   E1,      Ex,    E3 usw. bekannte Grössen sind, wird die Zeitdauer der Leistung, die dem Mittelwert der beiden Leistungsgrenzen El   und E2,    zwischen denen die betreffende Messung vor sich geht, entspricht, dadurch erhalten, da¯ der Unterschied zwischen der Arbeit A1 und A2 mit dem   Faktor 2@       Ei-I-. Z2    das heisst mit dem invertierten Mittelwert der Leistungen   E1    und Es multipliziert wird.



  Werden solche Berechnungen auch betreffend die übrigen aneinander liegenden Differentiale durchgeführt, erhält man ein Diagramm laut Fig. 2.



   Die Zeitdauer bei   Ei, Ez, Es usw.    kann auch ermittelt werden. Bei jedem   Ausgleich-    rad der Zählgruppe I ist ein Schalter angeordnet, der jedoch nicht in der Zeichnung gezeigt ist. Dieser Schalter schliesst den Strom zu einer auch nicht gezeigten   Synchronuhr,    sowie das Ausgleichrad sich in positiver Richtung bewegt und unterbricht den Strom, wenn die Bewegung des Ausgleichrades in der negativen Richtung vor sich geht. Dieser Schalter, der zweckmäBigerweise als   Kipp-    schalter ausgeführt wird, kann auch dazu verwendet werden, Rufzeichen herzustellen und etwaige Regelanordnungen zu betätigen.



  Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Arbeit der verschiedenen Leistungsbereiche und die Zeitdauer bei den mittleren Leistungen dieser Leistungsbereiche mit wenig Rechenarbeit ermittelt werden. Die Bildung der Differenzen (A1-A2), (A2-A3) usw. kann mechanisch durchgeführt werden dadurch, daB eine in Fig. 3 mit II bezeichnete zweite Gruppe Differentiale verwendet wird, deren Kegelräder von den Ausgleichrädern der Differentialgruppe I angetrieben werden. Der Unterschied, der durch die Differentiale der Gruppe I gezählten Arbeitsmengen wird durch nur in der einen Richtung zählende Werke ermittelt, die durch die Ausgleichräder der Differentialgruppe   II    angetrieben werden.

   In der Gruppe II ist der obere Leistungswert der einzelnen Differentiale gleichzeitig der untere Leistungswert der nächsten Differentiale nach rechts in der Zeichnung und umgekehrt. Es ist jedoch nicht notwendig, zwei Zählwerke, das eine für die Ermittlung der Arbeit und das andere für die Messung der Zeitdauer nach dem obigen vorzusehen. Die   Kegelräder Bi, N2    usw. sind alle frei drehbar auf der Welle   P,    gelagert, jedoch in achsialer Richtung gesteuert. Die Gruppe II ist mit einer an beiden Seiten gelagerten Welle P2 versehen, auf der die Räder der Differentiale dieser Gruppe drehbar angeordnet sind.

   Jedes zweite Differential der Gruppe I ist mit einem Zwischenrad   ruz    usw. versehen, so dass die   Ke-      gelräder    jedes Differentials der Gruppe II zueinander in entgegengesetzter Richtung laufen, da jedes Ausgleichrad der Gruppe I zwei aneinanderliegende Kegelräder zweier Differentiale der Gruppe II antreibt. Die Zählwerke für die Arbeit (Kilowattstunden) sind mit KWh bezeichnet und die Stundenzähler mit H. Sie können in bezug auf das Ausgleichrad übersetzt angeordnet sein, wie aus dem'rechten Teil der Fig. 3 hervorgeht.



   Ein kombiniertes Messgerät für   Leistungs-    bereiche und Zeitdauer ist sowohl bei Elek  trizitätswerken,    als auch in deren Versorgungsgebieten von grösster Bedeutung. Besonders betreffs der Messung der Zeitdauer einer bestimmten Leistung gibt dieses Verfahren, da die Messung auf augenblickliche Werte gegründet ist, wenn auch diese Werte etwas abgestumpft sind, ausserordentlich genaue Ergebnisse.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Me¯gerÏt zur Messung einer Mehrzahl zwischen je zwei verschiedenen Leitungs- werten abgegebener oder entnommener Ar beitsmengen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine in Abhängigkeit von einem Zähler (Jun) angetriebene Welle (Pz) und eine mit gleichmässiger Geschwindigkeit umlaufende Hilfs- welle (P,) aufweist, wobei die erstgenannte Welle (Pz) mit einer Anzahl Vorrichtungen (D1, D2, D2 ...) versehen ist, die teils von der Geschwindigkeit dieser Welle (P2), teils von Geschwindigkeiten, die mit Hilfe von Übersetzungen von der Hilfswelle (Pi) entnommen werden, beeinflusst sind.

   UNTERANSPRUCHE : 1. Messgerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Vor richtungen aus Differentialen (D1, D2, D3 ...) bestehen, wobei je ein Kegelrad (V1, Tut2, V3 ...) jedes Differentials fest mit der einen Welle (P2) verbunden ist, und das andere Kegelrad (Ri, H2, H3 ...) jedes Differentials freilaufend auf der selben Welle angeordnet ist und die letzt genannten KegelrÏder (H1, H2, H3...) in entgegengesetzter Richtung zu den erstgenannten durch auf der Hilfswelle (Pi) angeordnete Zahnräder (El, E2, E3 ...) angetrieben werden, welche Zahnräder so ausgeführt sind, da¯ die von ihnen be stimmten Geschwindigkeiten der betref fenden KegelrÏder (H1, H2, H3 ...) die Werte festlegen,

   bei denen die betreffen den Differentiale (D1, D2, D3 ...) unter Beeinflussung der Geschwindigkeiten der genannten KegelrÏder (V1, V2, V3 ...) bezw. (H1, H, H3...) zum Stillstand kommen oder bei stetiger Steigerung oder Herabsetzung der Geschwindigkeit der in Abhängigkeit von dem Zähler angetrie- benen Welle (P2) eine andere Drehrich- tung erhalten.

   2. Messgerät nach Unteranspruch I, dadurch gekennzeichnet, da¯ das Ausgleichrad jedes Differentials (Di, D2, D,...) mit einer Vorrichtung versehen ist. die ein Zählwerk beeinflussen kann.

   3. Messgerät nach Unteransprueh 2. dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichrad jedes Differentials (D1, D2, D3 ...) mit einer Anordnung versehen ist. welche das Zählwerk nur bei der Bewegung des Dif ferentials in der einen Drehrichtung ein- schaltet.

   4. Me¯gerÏt nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch Anordnungen (S1, S2, S3 ...) zur Messung der Differenz der Geschwin- digkeit von zwei nebeneinander auf der Welle (P2) angeordneten Differentialen (dol, D2, D3 ...).

   5. Me¯gerÏt nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Anord- nungen aus Differentialen (S1, S2, S3 ...) bestehen, deren KegelrÏder im AbhÏngig keit der Bewegung der Ausgleichsräder der vorhergenannten Differentiale (D1. D2, D3 ...), drehbar sind, und zwar derart. da¯ die Bewegung eines dieser Differen tiale (D1, D2, D3 ...) der Gruppe I auf zwei nebeneinander liegende Kegelräder der Differentiale < .-S,.5'....) der Gruppe II übergeführt wird. wobei jedes zweite Ausgleichrad der Gruppe 1 mit einem Zwischenrad (U1) zur Umstellung der Drehrichtung versehen ist.

   6. Messgerät nach Unteranspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Differentiale (S1, S2, S3 ...) der Gruppe II, die zur Mes- sung der Differenz der Geschwindigkeiten von zwei auf der vorher genannten Welle (P,) angeordneten Differentialen (D1, D2, D2 ...) der Gruppe pe I dienen, freilaufend auf einer dritten Welle (P3) angeordnet sind.

   7. Me¯gerÏt nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeiehnet, dass die Ausgleichräder der Differentiale der Gruppe II, die auf der dritten Welle (P3) angeordnet sind, unmittelbar mindestens eine Messeinrich- tung (KWh, H) beeinflussen.

   8. Messgerät nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bZeBeinrichtungen derart angeschlossen sind, dass sie nur bei der Drehung des Differentials in der einen Richtung von den Ausgleichrädern eingeschaltet werden, jedoch bei der Dre hung des Differentials in entgegengesetz- ter Richtung abgeschaltet werden.