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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVi 295102 KLASSE 21 e. GRUPPE- JVi 295102 CLASS 21 e. GROUP

SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. b. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. B. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.

Leistungsbegrenzer für elektrische Anlagen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1915 ab.Power limiters for electrical systems. Patented in the German Empire on December 18, 1915.

Zur Beschaffung der Unterlagen für die unter den Namen »Maximaltarif« bekannte Methode der Abrechnung zwischen einem Elektrizitätswerk und seinen Abnehmern werden heutzutage ausschließlich die Höchstverbrauchsmesser nach dem Zählerprinzip verwendet. Ein solches Gerät zeigt nicht die höchste Leistung (Kilowatt) an, die einmal in irgend einem Augenblick an die von dem Gerät überwachte Anlage abgegeben wurde, sondern die höchste Durchschnittsleistung, die einmal während einer bestimmten Zeitspanne, gewöhnlich einer Viertelstunde, abgegeben wurde. Dies wird dadurch erreicht, daß das auf den Schleppzeiger des Höchstverbrauchsmessers einwirkende Organ ein Zählwerk ist, so daß die die Stellung des Schleppzeigers bestimmende Größe im Grunde keine Leistung ist, sondern der Verbrauch (Kilowattstunden) während der gewöhnlich eine Viertelstunde betragenden Zeitspanne die »Meßperiode« genannt sei.To obtain the documents for the known under the name "Maxim tariff" Method of settlement between a power company and its customers nowadays only the maximum consumption meter based on the meter principle is used. Such a device does not display the highest output (kilowatts) that once in was delivered to the system monitored by the device at any moment, but the highest average power that given once during a period of time, usually a quarter of an hour became. This is achieved in that the organ acting on the drag pointer of the maximum consumption meter is a counter, so that the variable determining the position of the drag pointer is basically no performance is, but the consumption (kilowatt hours) during the usually a quarter of an hour amount of time is called the "measurement period".

Für die Fälle, in denen zwischen dem Werk und einem Abnehmer bei Benutzung eines Höchstverbrauchsmessers der eben gekennzeichneten Art eine bestimmte Höchstleistung als Durchschnittswert der Leistung innerhalb einer Meßperiode von bestimmter Länge und eine besondere vom Abnehmer beiFor those cases in which between the plant and a customer in use a maximum consumption meter of the type just identified a certain maximum output as the average value of the performance within a measurement period of a certain length and a special one from the customer

Überschreitung dieser Höchstleistung zu bezahlende Abgabe vereinbart ist, in denen also der Abnehmer wünschen muß, die vereinbarte Höchstleistung nicht zu überschreiten, wird durch die vorliegende Erfindung ein Gerät dargeboten, das den Abnehmer warnt, wenn die Gefahr einer Überschreitung der vereinbarten Höchstleistung eintritt, oder diese Gefahr durch Herabsetzung der Leistung selbsttätig beseitigt.Exceeding this maximum performance, the fee to be paid has been agreed, i.e. in which the customer must wish not to exceed the agreed maximum output provided by the present invention a device that warns the consumer when the risk of exceeding the agreed maximum performance occurs, or this risk eliminated automatically by reducing the service.

Das neue Gerät ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ A, das sich wie der Mitnehmer für den Schleppzeiger eines Höchstverbrauchsmessers periodisch von einer bestimmten Anfangslage aus mit einer der augenblicklichen Leistung proportionalen Geschwindigkeit bewegt, zusammen arbeitet mit einem Organ B, das sich mit derselben Periodizität wie das Organ A von seiner Anfangslage aus mit einer gleichförmigen, höchstens der vereinbarten Höchstleistung entsprechenden Geschwindigkeit bewegt, und zwar derart zusammen arbeitet, daß eine zur Herabsetzung der Leistung mahnende Wirkung, also ein Signal, oder eine die Verminderung der Leistung wenigstens auf den der Geschwindigkeit des Organes B entsprechenden Betrag, z. B. durch Abschaltung von Verbrauchern erzwingende Wirkung ausgelöst wird, wenn das Organ A das Organ B einholt.The new device is characterized in that an element A, which, like the driver for the drag indicator of a maximum consumption meter, moves periodically from a certain starting position at a speed proportional to the instantaneous output, works together with an element B, which moves with the same periodicity as organ A moves from its initial position at a uniform speed, at most the agreed maximum power, and works together in such a way that a warning effect to reduce the power, i.e. a signal, or a reduction of the power at least to the speed of the Organ B corresponding amount, z. B. is triggered by switching off consumers enforcing effect when organ A catches up with organ B.

Die theoretische Grundlage der ErfindungThe theoretical basis of the invention

soll an Hand der Fig. ι der Zeichnung erläutert werden. Die mit T₀ bezeichnete Strecke der Abszissenachse bedeute eine Meßperiode, z.B. eine Viertelstunde. Die Kurve C, deren Ordinate P_t ist, stelle den zeitlichen Verlauf der Leistung in der fraglichen Meßperiode dar. G₀ und G sind Parallele zur Abszissenachse; die Ordinate der ersten, P₀, ist der vereinbarten Höchstleistung gleich, dieis to be explained with reference to Fig. ι the drawing. The distance of the abscissa axis denoted by T ₀ means a measuring period, for example a quarter of an hour. Curve C, the ordinate of which is P _t , represents the time course of the power in the measurement period in question. G ₀ and G are parallel to the abscissa axis; the ordinate of the first, P ₀ , is equal to the agreed maximum power, the

ίο Ordinate der zweiten, P, ist gleich einer beliebigen Leistung unterhalb der vereinbarten Höchstleistung. Es sei die Mindestleistung, auf die zurückgegangen werden kann, wenn die Gefahr der Überschreitung der vereinbarten Höchstleistung eintritt.ίο ordinate of the second, P, equals any power below the agreed maximum power. It is the minimum performance that can be reduced if there is a risk that the agreed maximum performance will be exceeded.

Diese Gefahr tritt ein, wenn der Verbrauch in einem anfänglichen Teil T der Meßperiode so groß wird, daß er zusammen mit dem bei der Mindestleistung in dem Rest der Meßperiode stattfindenden Verbrauch dem bei der vereinbarten Höchstleistung in der ganzen Meßperiode stattfindenden Verbrauch gleich wird, also wennThis danger arises when the consumption in an initial part T of the measurement period becomes so great that, together with the consumption taking place at the minimum power in the rest of the measurement period, it becomes the same as the consumption taking place at the agreed maximum power in the entire measurement period, i.e. if

TT
PtdtPtdt

P[T₀-T) = P₀ T₀ P [T ₀ -T) = P ₀ T ₀

P_tdt=(P₀-P)T₀+PT.P _t dt = (P ₀ -P) T ₀ + PT.

oderor

Bedeutet nun k eine Konstante, die mit einer Leistungsgröße multipliziert eine Geschwindigkeit ergibt, so stellen die beiden Seiten der GleichungIf k is a constant which, when multiplied by a quantity of power, results in a speed, then the two sides of the equation represent

k Pt dt = k (P₀- P)T₀ + k PTk Pt dt = k (P ₀ - P) T ₀ + k PT

Wege dar.Ways.

Betrachtet man in der Gleichung nun noch T als Veränderliche, so besagt sie, daß beim Gleichwerden der beiden Wege die Zeit gekommen ist, zu der man auf die Mindestleistung P zurückgehen muß, um eine Überschreitung der vereinbarten Höchstleistung P₀ zu vermeiden.When we look at the equation yet T as variables, it says that the time has come when DC are the two ways, must go back to the one on the minimum power P in order to exceed the agreed maximum power P to avoid _0th

In -welcher Weise nun praktisch von dem Gleichwerden dieser beiden Wege die Auslösung einer zur Leistungsbegrenzung mahnenden oder sie erzwingenden Wirkung abhängig gemacht werden kann, soll an Hand der Fig. 2 an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden, für das vorausgesetzt ist, daß die Mindestleistung P praktisch der vereinbarten Höchstleistung P₀ gleich ist. In diesem Falle nimmt die letzte Gleichung die Form an:In -welcher manner now virtually from the DC When these two paths, the triggering of a can be made dependent forcing effect of warning for power limitation or, in FIG. 2 will be explained on an exemplary embodiment with reference, is provided for, that the minimum power P practically is equal to the agreed maximum power P _0. In this case the last equation takes the form:

Die auf den beiden Seiten der Gleichung stehenden Wege werden beschrieben von den Organen A und B der Einrichtung nach Fig. 2. Das Organ A ist ein Kontakt an einem Arm 1, der auf der Achse 2 eines Rades 3 festsitzt. Das Rad 3 kann von einem Elektrizitätszähler durch Übersetzungsräder 4, 5, 6 mit einer der Leistung P_t proportionalen Geschwindigkeit angetrieben werden. Die Kupplung zwischen dem Rade 3 und dem Zähler ist lösbar. In der Zeichnung ist dafür angenommen, daß das Rad 4 an einem um die Achse des Rades 5 schwingenden Hebel 7 gelagert ist, der durch die Anziehungskraft eines Elektromagneten 8 auf ein an ihm befestigtes Eisenstück 9 gegen die Kraft einer Abreißfeder 10 nach links geschwenkt werden kann, wodurch die Zähne der Räder 3 und 4 außer Eingriff kommen.The paths on both sides of the equation are described by organs A and B of the device according to FIG. 2. Organ A is a contact on an arm 1 which is stuck on the axis 2 of a wheel 3. The wheel 3 can be driven by an electricity meter through transmission wheels 4, 5, 6 at a speed proportional to the power P _t. The coupling between the wheel 3 and the counter can be released. In the drawing it is assumed that the wheel 4 is mounted on a lever 7 swinging about the axis of the wheel 5, which can be pivoted to the left by the force of attraction of an electromagnet 8 on a piece of iron 9 attached to it against the force of a breakaway spring 10 , whereby the teeth of the wheels 3 and 4 come out of engagement.

Das Organ B ist ein Kontakt an einem Arm 11, der an der hohlen Achse eines Rades 12 sitzt, die die Achse 2 des Rades 3 einschließt. Das Rad 12 kann durch irgendwelche Übersetzungsräder 13, 14, 15 von einer Uhr mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von der Größe k· P₀ in demselben Sinne angetrieben werden, in dem das Rad 3 vom Zähler angetrieben wird. Die Kupplung zwischen dem Rad 12 und der Uhr ist wieder lösbar; in der Zeichnung ist dafür angenommen, daß das Rad 13 an einem um die Achse des Rades 14 schwingbaren Hebel 16 gelagert ist, der durch die Anziehungskraft eines Elektromagneten 17 auf ein mit ihm verbundenes Eisenstück 18 gegen die Kraft einer Abreißfeder 19 nach rechts geschwenkt werden kann, wodurch die Zähne der Räder 12 und 13 außer Eingriff kommen.The organ B is a contact on an arm 11 which is seated on the hollow axis of a wheel 12 which includes the axis 2 of the wheel 3. The wheel 12 can be driven by any transmission wheels 13, 14, 15 from a watch at a uniform speed of the magnitude k · P ₀ in the same sense in which the wheel 3 is driven by the counter. The coupling between the wheel 12 and the clock can be released again; In the drawing it is assumed that the wheel 13 is mounted on a lever 16 which can swing around the axis of the wheel 14 and which can be pivoted to the right by the force of attraction of an electromagnet 17 on a piece of iron 18 connected to it against the force of a breakaway spring 19 , whereby the teeth of the wheels 12 and 13 come out of engagement.

Die Räder 3 und 12 werden durch Federn 20 und 21 in ihre gezeichneten Anfangslagen gezogen, bei denen sich Stifte 22, 23 an den Rädern an feste Anschläge 24 und 25 anlegen.The wheels 3 and 12 are brought into their initial positions by springs 20 and 21 drawn, in which pins 22, 23 on the wheels on fixed stops 24 and 25 apply.

Die Elektromagnete 8 und 17 werden periodisch, z.B. alle Viertelstunden, auf kurze Zeit erregt; dabei werden die Räder 3 und 12 von dem Zähler bzw. der Uhr abgekuppelt und können in ihre gezeichneten Anfangslagen zurückkehren. Die periodische Erregung der Elektromagnete wird bewirkt durch eine von der Uhr getriebene Schalteinrichtung. In der no Zeichnung ist dafür angenommen ein von dem Rade 15 getriebenes Rad 26, auf dessen Achse Schaltscheiben 27 und 28 sitzen. In die Umfange dieser isolierenden Scheiben sind Metallstücke 29, 30 eingelassen, die mit der Achse 31 in leitender Verbindung stehen. Auf den Umfangen der Scheiben 27, 28 und auf der Achse 31 schleifen Federn 32, 33, 34. Je eine Klemme der Elektromagnete 8, 17 ist über eine Stromquelle 35 mit der Schleiffeder 34 verbunden. Die andere Klemme des Elektromagneten 8 ist mit der Schleiffeder 32, die andere The electromagnets 8 and 17 are periodically, e.g. every quarter of an hour, for a short time excited; while the wheels 3 and 12 are uncoupled from the counter or the clock and can return to their initial positions drawn. The periodic excitation of the Electromagnet is caused by a switching device driven by the clock. In the no The drawing assumes a wheel 26 driven by the wheel 15 on its axis Switching disks 27 and 28 sit. In the perimeter of these insulating disks are pieces of metal 29, 30 let in, which are in conductive connection with the axis 31. On the The circumference of the disks 27, 28 and on the axis 31 grind springs 32, 33, 34. One each The terminal of the electromagnets 8, 17 is connected to the slide spring 34 via a power source 35. The other terminal of the electromagnet 8 is with the slide spring 32, the other

Klemme des Elektromagneten 17 mit der Schleiffeder 33 verbunden. Die Schaltvorrichtung ist in der Stellung gezeichnet, die dem Anfang einer Meßperiode entspricht; die Kontaktstücke 29, 30 sind soeben unter den Schleiffedern 32, 33 hindurchgegangen, beim Stromloswerden der Elektromagnete 8, 17 haben sich die Räder 4 und 13 mit den während der Erregung der Elektromagnete in ihre Anfangslagen zurückgekehrten Rädern 3 und 12 wieder gekuppelt.Terminal of the electromagnet 17 connected to the slide spring 33. The switching device is in the position drawn which corresponds to the beginning of a measurement period; the contact pieces 29, 30 have just passed under the slide springs 32, 33 when the Electromagnets 8, 17 have the wheels 4 and 13 with the during the excitation of the Electromagnets returned to their initial positions, wheels 3 and 12 coupled again.

Die Kontakte A und B schließen bei ihrerContacts A and B close on theirs

Berührung einen Stromkreis; hierdurch wird die auf Leistungsbegrenzung abzielende oder sie erzwingende Wirkung ausgelöst. Für die Zeichnung ist angenommen, daß die Kontakte einen Signalstromkreis mit einer Stromquelle 36 und einer Klingel 37 zu schließen haben, mit denen sie durch biegsame Leiter 38, 39 oder auf andere geeignete Weise verbunden sind.Touching a circuit; as a result, the or they triggered the coercive effect. For the drawing it is assumed that the contacts have to close a signal circuit with a power source 36 and a bell 37, with which they are connected by flexible conductors 38, 39 or in any other suitable manner are.

Zur Kennzeichnung der Arbeitsweise der Einrichtung genügt es nochmals besonders hervorzuheben: Der Kontakt B läuft mit der gleichförmigen Geschwindigkeit k · P₀ im Sinne des Uhrzeigers, und der Kontakt A läuft mit der Geschwindigkeit k · Pt hinter ihm her. Der Kontakt B beschreibt also den auf der rechten Seite der letzten Gleichung stehenden Weg, der Kontakt A den auf ihrer linken Seite stehenden Weg. Die beiden Wege sind gleich, wenn der Kontakt A den Kontakt B einholt. Da beim Gleichwerden der beiden Wege der Zeitpunkt für die Leistungsverminderung gekommen ist, so erfolgt das bei Berührung der Kontakte A und B eintretende Signal zur rechten Zeit.To characterize the mode of operation of the device, it suffices to emphasize once more: The contact B runs at the constant speed k · P ₀ in the clockwise direction, and the contact A runs behind it at the speed k · Pt. Contact B describes the path on the right-hand side of the last equation, and contact A describes the path on its left-hand side. The two paths are the same when contact A overtakes contact B. Since the point in time for the power reduction has come when the two paths become equal, the signal that occurs when contacts A and B are touched occurs at the right time.

Wenn das Rad 26 mit den Schaltscheiben 27 und 28 eine volle Umdrehung gemacht hat, werden die Räder 3 und 12 wieder abgekuppelt und in ihre Anfangslagen zurückgebracht. Das Spiel beginnt dann von vorn. Es ist dabei zweckmäßig, das Rad 12 ein klein wenig später abzukuppeln wie das Rad 3, den Magnet 17 also ein wenig später zu erregen wie den Magnet 8, damit nicht etwa während der Rückkehr der Räder in ihre Anfangslagen eine Berührung zwischen den Kontakten A, B eintritt, die ein zweckloses Signal zur Folge haben würde.When the wheel 26 with the switching disks 27 and 28 has made a full revolution, the wheels 3 and 12 are uncoupled again and returned to their initial positions. The game then starts over. It is useful to uncouple the wheel 12 a little later than the wheel 3, i.e. to excite the magnet 17 a little later than the magnet 8, so that there is no contact between the contacts A, while the wheels are returning to their starting positions, B occurs, which would result in a pointless signal.

Die durch den Leistungsbegrenzer veranlaßte oder herbeigeführte Verminderung der Leistung braucht im allgemeinen nur bis zum Ende der Meßperiode aufrechterhalten zu werden, in der sie stattfindet. Bei Beginn der nächsten Meßperiode kann die Leistung wieder erhöht werden, und es kann dem Leistungsbegrenzer überlassen werden, in der folgenden Meßperiode zur Leistungsbegrenzung zu mahnen oder sie herbeizuführen. In allen Fällen ist es zweckmäßig, dem Bedienungspersonal der Anlage den Beginn jeder neuen Meßperiode anzuzeigen. Es genügt dafür den Leistungsbegrenzer mit einer Signalvorrichtung zu verbinden, deren Betätigung von einem der Vorgänge abhängig gemacht ist, die bei Beginn einer Meßperiode oder, wenn die Meßperioden unmittelbar aneinander schließen, am Ende einer Meßperiode auftreten. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann diese Signalvorrichtung ζ. B. in einer Klingel 40 bestehen, die in den Schaltstromkreis der Elektromagnete 8, 17 einzuschalten ist und infolgedessen ertönt, wenn die Elektromagnete erregt werden, was ja mit dem Ende der einen und dem Beginn der folgenden Meßperiode zusammenfällt.The reduction in performance caused or brought about by the performance limiter generally only needs to be maintained until the end of the measurement period, in which it takes place. At the beginning of the next measurement period, the power can be restored can be increased, and it can be left to the power limiter in the following To admonish or bring about the measuring period to limit the output. In all cases it is advisable to inform the operating personnel of the system about the beginning of each new measurement period to display. It is sufficient to connect the power limiter to a signaling device, the actuation of which by a of the processes is made dependent on the beginning of a measuring period or when the measuring periods close together, occur at the end of a measurement period. In the embodiment of FIG. 2, this can Signaling device ζ. B. exist in a bell 40, which is in the circuit of the Electromagnets 8, 17 is switched on and as a result sounds when the electromagnets are excited, what with the end of one and the beginning of the following measurement period coincides.

Claims

Patent-to sayings:

1. Power limiter for electrical systems, characterized in that an organ (A), which moves periodically from a certain initial position with a speed proportional to the power, cooperates with an organ (B) that moves from its initial position with the same periodicity as the organ A moves at a uniform speed, at most the agreed maximum output, and works together in such a way that a warning effect (signal) to reduce the output, if not a reduction of the output at least to the speed of the organ B corresponding amount enforcing effect (disconnection of consumption resistors) is triggered as soon as organ A catches up with organ B.

2. embodiment of the power limiter according to claim 1, characterized by a signaling device that indicates the beginning of each new measuring period to the switch staff of the system.

1 sheet of drawings.