Procédé et installation pour mesurer le produit d'une pluralité de grandeurs électriques. La présente invention concerne un pro cédé et une installation pour mesurer le pro duit d'une pluralité de grandeurs électriques sujettes à. un déca-la-ge .de phase l'une par rapport à. l'autre, dans un circuit à courant alternatif, pouvant par exemple servir à me surer les volts-ampères d'un circuit à cou rant alternatif.
Le procédéi[ suivant l'invention consiste redresser séparément les grandeurs élec triques composantes (s'il le faut avec trans formation préalable -de celle-ci) et à mesu rer le produit des courants redressés 'ainsi obtenus par un instrument -de mesure à cou rant continu approprié.
L'installation pour la- mise en oeuvre de ce procédé- comporte des redresseurs séparés pour convertir des courants alternatifs cons tituant les grandeurs électriques composantes du circuit en courants continus et un ins trument de -mesure à courant- continu con- necté pour mesurer le produit des courants redressés. Si on le désire, on peut employer des transformateurs pour transformer les courants alternatifs en courants proportion nels avant de les redresser; @de pareils trans formateurs sont cependant superflus si les grandeurs alternatives, sont suffisamment petites.
Une forme d'exécution .de l'installation suivant l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin schématique annexé.
Dans l'installation représentée au dessin, un circuit à courant alternatif 1 comporte une charge 2 en relation électrique avec un générateur de courant alternatif 3 par :des conducteurs 4 et 5.
Un courant proportionnel à lia. tension entre les conducteurs 4 et 5 passe. par un redresseur 6, et-un courant proportionnel à l'intensité du courant traversant le 'ciicuit 1 passe par un redresseur 7. Les courants re dressés peuvent être nivelés ou filtrés de toute manière connue et mesurés ensuite dans un compteur mesureur à .courant continu 8.
Une grandeur, telle qu'un courant élec trique, proportionnel à la tension du circuit à courant alternatif 1 est .dérivée du cir cuit 1 par le moyen d'un transformateur de tension 9 ayant un enroulement primaire 10 branché sur les conducteurs 4 et 5, et un enroulement secondaire relié au redresseur 6. D'ans certaines circonstances, le transforma- de tension 9 peut être supprimé, notamment lorsque les valeurs de la tension entre les conducteurs 4 et 5 sont relativement peti tes.
Une grandeur, telle qu'un courant élec trique, proportionnelle à. l'intensité du cou rant dans le circuit, est dérivée du circuit 1 par le moyen d'un transformateur d'intensité 12 dont l'enroulement primaire 13 est relié en série avec le conducteur 5 et dont l'en roulement secondaire 14 est relié uu redres seur 7. Comme le transformateur de tension 9, le transformateur d'intensité 12 peut aussi être supprimé- si le courant @du circuit 1 est très petit, par exemple -de l'ordre de 5 am pères.
Le compteur mesureur à courant con tinu 8, qui peut être de tout type approprié, comporte ici un enroulement fixe 15 et une bobine rotative 1l6. Dans l'exemple repré senté, la. bobine rotative 16 est alimentée par le redresseur 6, et à cet effet le collec teur 17 du compteur mesureur 8 est relié au redresseur 6 par des conducteurs 20 et<B>21.</B> L'enroulement fixe 15 est alimenté par le redresseur 7 au moyen des conducteurs 18 et 19.
L'arbre du compteur mesureur à courant continu 8 est supporté de façon rotative en tre les paliers supérieur et inférieur 24 ci-, 25. Une charge appropriée est appliquée à. l'arbre 22, cette charge étant constituée par un aimant permanent 2.6 .agissant magnéti- quement sur un disque amortisseur 27 monté sur l'arbre 22. L'arbre 22 .actionne de manière usuelle un mécanisme intégrateur 23 comportant le. cadran usuel pour indiquer le nombre de ré volutions effectuées par l'arbre 22.
Comme la bobine rotative 16 et l'enroulement fixe 1.5 sont excités, respectivement, pratique ment en concordance avec des courants main tenus proportionnels respectivement à l'in tensité et à la. tension du circuit 1, le ca dran du mécanisme intégrateur 23 convena blement calibré indiquera les volts-.ampères du circuit à courant alternatif 1.
Il va & soi que l'instrument à. courant continu 8 peut être remplacé par d'autres ins truments indicateurs, enregistreurs ou inté grateurs, par exemple un watt-heures-mètre du type indicateur ou enregistreur. Il est également évident que la disposition parti culière représentée pour faire passer les cou rants par les redresseurs 6 et 7 peut être réalisée de toute manière appropriée, le schéma représenté n'étant donné qu'a titre d'exemple.
Comme représentée, chacun des redres seurs 6 et 7 comporte une pluralité d'élé ments redresseurs 28 couplés ensemble par des conducteurs reliés en ce, <I>b, c, et d.</I> Par conséquent on peut admettre qu'une demi- onde -du courant de l'enroulement secondaire 11 du. transformateur 9 passe par un cir cuit comprenant un conducteur dudit enrou lement secondaire, la. jonction a, un des élé ments redresseurs 28, la. jonction d, le con ducteur 21, la, bobine 16, le conducteur 20, la jonction b, un autre élément redresseur 28, la. jonction c et ensuite à l'autre conducteur de l'enroulement secondaire 1.1 du transfor mateur 9.
L'autre .demi-onde du courant passe par un circuit comportant un conduc teur de l'enroulement secondaire 11 du trans formateur 9, la. Jonction c. un des éléments redresseurs 28, la. jonction d, le conducteur 21, la bobine 16, le conducteur -20, la. Jonc tion b, un autre élément redresseur 28, la jonction a., et ensuite en retour à. l'autre con- -ductèur de l'enroulement secondaire 11 du transformateur 9. Par conséquent, les deux demi-ondes d'une période -de courant passent clans la même direction par la, bobine 16.
Le redresseur 7 fonctionne de la, même manière que celle décrite ci-dessus pour faire passer le courant toujours dans la même di rection par l'enroulement 15 de l'instrument mesureur.
Les éléments redresseurs susmentionnés ?8 peuvent être de tous genre approprié pour empêcher pratiquement le passage du cou rant électrique dans une direction tout en t)( rmettant son .libre passage dans l'autre di rection. Ordinairement il est toutefois dzsi- rable que les éléments redresseurs 28 soient du type des redresseurs à. métal sec compor tant une plaque métallique ou électrode et un composé métallique en contact intime avec une surface de la plaque, ce composé étant de préférence un composé de métal qui consti tue la. plaque et étant de préférence formé directement sur la, plaque.
Par exemple, la plaque peut être en cuivre et le composé qu'on peut appeler le revêtement. de surface peut être de l'oxyde de cuivre. Sur l'oxyde de cuivre est placée une seconde électrode comportant une ou plusieurs feuilles de ca ractère souple, telle que par exemple une feuille de plomb, et sur la. feuille de plomb est posée une autre plaque de matière con ductrice, par exemple de cuivre. Les élé ments du dispositif ainsi établi sont serrés ensemble et les deux plaques métalliques ex térieures sont utilisées comme bornes du cou rant électrique.
Des dispositifs redresseurs de ce genre sont en particulier avantageux pour le but sus-énoncé par le fait que leur débit est pra tiquement directement proportionnel à. leur demande d'énergie, facteur qui est une ca ractéristique très désirable pour un redres- seur utilisé en connexion avec la pré sente installation. Il est désirable que des changements du côté alternatif des redresseurs 6. et 7 soient accompa: rués de changements correspondants du côté continu, pour alimenter ainsi l'instrument 8 pratiquement en concordance avec les valeurs réelles d'intensité et de tension du circuit 1.
Par exemple, avec un redresseur à oxyde de cuivre du genre sus-indiquë dans l'étendue des valeurs de courant de mesurage, lorsque la. quantité de courant traversant le côté cou rant alternatif du redresseur est doublée, la quantité d'énergie obligée de passer par les enroulements 15 et 16 de l'instrument à cou rant continu 8 est doublée de façon que cet instrument enregistre exactement le produit des volts-ampères du circuit 1.
Method and installation for measuring the product of a plurality of electrical quantities. The present invention relates to a method and an installation for measuring the product of a plurality of electrical quantities subject to. a phase shift with respect to. the other, in an alternating current circuit, which can for example be used to measure the volts-amps of an alternating current circuit.
The method [according to the invention consists of adjusting separately the component electrical quantities (if necessary with prior transformation thereof) and in measuring the product of the rectified currents' thus obtained by a measuring instrument at suitable continuous current.
The installation for- carrying out this method- comprises separate rectifiers for converting alternating currents constituting the electrical quantities which are components of the circuit into direct currents and a direct-current measuring instrument connected to measure the voltage. produces rectified currents. If desired, transformers can be used to transform the alternating currents into proportional currents before rectifying them; @Such transformers are however superfluous if the alternate sizes are small enough.
An embodiment of the installation according to the invention is shown, by way of example, in the appended schematic drawing.
In the installation shown in the drawing, an alternating current circuit 1 comprises a load 2 in electrical connection with an alternating current generator 3 by: conductors 4 and 5.
A current proportional to IIa. voltage between conductors 4 and 5 passes. by a rectifier 6, and a current proportional to the intensity of the current passing through the 'ciicuit 1 passes through a rectifier 7. The re-set currents can be leveled or filtered in any known manner and then measured in a current measuring meter. continuous 8.
A quantity, such as an electric current, proportional to the voltage of the alternating current circuit 1 is derived from the circuit 1 by means of a voltage transformer 9 having a primary winding 10 connected to the conductors 4 and 5 , and a secondary winding connected to the rectifier 6. Under certain circumstances, the voltage transformer 9 can be eliminated, in particular when the values of the voltage between the conductors 4 and 5 are relatively small.
A quantity, such as an electric current, proportional to. the current intensity in the circuit is derived from circuit 1 by means of a current transformer 12 whose primary winding 13 is connected in series with conductor 5 and whose secondary rolling 14 is connected A rectifier 7. Like the voltage transformer 9, the current transformer 12 can also be omitted if the current @ from circuit 1 is very small, for example of the order of 5 amps.
The direct current meter 8, which may be of any suitable type, here comprises a fixed winding 15 and a rotating coil 16. In the example shown, the. rotary coil 16 is supplied by the rectifier 6, and for this purpose the collector 17 of the measuring meter 8 is connected to the rectifier 6 by conductors 20 and <B> 21. </B> The fixed winding 15 is supplied by the rectifier 7 by means of conductors 18 and 19.
The shaft of the DC meter 8 is rotatably supported between the upper and lower bearings 24 ci-, 25. A suitable load is applied to. the shaft 22, this load being constituted by a permanent magnet 2.6 .acting magnetically on a damping disc 27 mounted on the shaft 22. The shaft 22. usually actuates an integrating mechanism 23 comprising the. usual dial to indicate the number of revolutions performed by shaft 22.
As the rotating coil 16 and the fixed winding 1.5 are excited, respectively, substantially in accordance with the held currents proportional respectively to the intensity and to the. voltage of circuit 1, the ac on the suitably calibrated integrator mechanism 23 will indicate the volts-amps of ac circuit 1.
It goes without saying that the instrument has. direct current 8 can be replaced by other indicating, recording or integrating instruments, for example a watt-hour-meter of the indicator or recorder type. It is also obvious that the particular arrangement shown for passing the currents through the rectifiers 6 and 7 can be produced in any suitable manner, the diagram shown being given only by way of example.
As shown, each of rectifiers 6 and 7 comprises a plurality of rectifier elements 28 coupled together by conductors connected in ce, <I> b, c, and d. </I> Therefore it can be assumed that a half-wave current of secondary winding 11 of. transformer 9 passes through a cir cuit comprising a conductor of said secondary winding, the. junction a, one of the rectifying elements 28, la. junction d, conductor 21, la, coil 16, conductor 20, junction b, another rectifier element 28, la. junction c and then to the other conductor of secondary winding 1.1 of transformer 9.
The other .demi-wave of the current passes through a circuit comprising a conductor of the secondary winding 11 of the transformer 9, the. Junction c. one of the rectifying elements 28, la. junction d, the conductor 21, the coil 16, the conductor -20, the. Junction b, another rectifier element 28, junction a., And then back to. the other conductor of the secondary winding 11 of the transformer 9. Therefore, the two half waves of a current period pass in the same direction through the coil 16.
The rectifier 7 operates in the same way as that described above to pass the current always in the same direction through the winding 15 of the measuring instrument.
The aforementioned rectifying elements 8 may be of any kind suitable to practically prevent the passage of electric current in one direction while at the same time (allowing its free passage in the other direction. Usually, however, it is desirable that the Rectifier elements 28 are of the type of dry metal rectifiers comprising a metal plate or electrode and a metal compound in intimate contact with a surface of the plate, this compound preferably being a metal compound which constitutes the plate and being preferably formed directly on the plate.
For example, the plate can be copper and the compound that can be called the coating. surface can be copper oxide. On the copper oxide is placed a second electrode comprising one or more sheets of flexible character, such as for example a sheet of lead, and on the. lead sheet is laid another plate of conductive material, for example copper. The elements of the device thus established are clamped together and the two outer metal plates are used as terminals for the electric current.
Rectifying devices of this kind are in particular advantageous for the above-mentioned aim in that their flow rate is practically directly proportional to. their energy demand, a factor which is a very desirable characteristic for a rectifier used in connection with the present installation. It is desirable that changes on the AC side of rectifiers 6 and 7 be accompanied by corresponding changes on the DC side, thereby to supply the instrument 8 substantially in accordance with the actual values of current and voltage of circuit 1.
For example, with a copper oxide rectifier of the type indicated above in the range of the measurement current values, when the. amount of current flowing through the alternating current side of the rectifier is doubled, the amount of energy forced to pass through windings 15 and 16 of the direct current instrument 8 is doubled so that this instrument accurately records the product of the volts -amperes of circuit 1.