DE840119C

DE840119C - Device for achieving certain speed characteristics in rotating measuring devices, in particular to improve the error curve in electricity counters

Info

Publication number: DE840119C
Application number: DES693A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Edler; Hans Nuetzelberger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1949-11-11
Filing date: 1949-11-11
Publication date: 1952-11-04

Description

Vorrichtung zur Erzielung bestimmter Drehzahlkennlinien bei umlaufenden Meßgeräten, insbesondere zur Verbesserung der Fehlerkurve bei Elektrizitätszählern Es ist eine bekannte Erscheinung, daß z. 13. Induktionszähler im Großlasthereich Minusfehler zeigen. Ferner ist es bekannt, daß solche Fehler z. B. durch Anbringung eines magnetischen Nebenschlusses am Stromeisen, durch Einschaltung von Heißleitern im Hauptstromkreis u. dgl. unterdrückt werden können.Device for achieving certain speed characteristics with rotating Measuring devices, in particular for improving the error curve in electricity meters It is a known phenomenon that e.g. 13. Induction counter in the high load range minus error demonstrate. It is also known that such errors z. B. by attaching a magnetic Shunt on the current iron, by switching on thermistors in the main circuit and the like can be suppressed.

Die Erfindung zeigt einen neuen Weg zur Beseitigung solcher Meßfehler. Im allgemeinen gestattet die Erfindung, bei umlaufenden Meßgeräten bestimmte Drehzahlkennlinien zu erzielen. The invention shows a new way of eliminating such measurement errors. In general, the invention allows certain speed characteristics in rotating measuring devices to achieve.

Die Erfindung geht davon aus, daß auf den umlaufenden Teil, den Anker des Meßgeräts, ein Drehmoment eines Triebsystems einwirkt, dem ein Bremsmoment, beispielsweise eines Bremsmagneten, das Gleichgewicht hält. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, die im Takte des Ankerumlaufs das Verhältnis von Dreh- zu Bremsmoment ändern. Eine solche Änderung tritt ein, wenn entweder nur das Drehmoment oder nur das Bremsmoment oder beide Momente im Takte des Ankerumlaufs geändert werden. The invention assumes that on the rotating part, the anchor of the measuring device, a torque of a drive system acts, to which a braking torque, for example a brake magnet that maintains balance. Are according to the invention Means are provided that the ratio of torque to braking torque in the cycle of the armature circulation change. Such a change occurs when either only the torque or only the braking torque or both torques can be changed in the cycle of the armature rotation.

Schwankt z. B. bei jeder Ankerumdrehung das Drehmoment zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert, dann kann bei kleiner Ankergeschwindigkeit diese Geschwindigkeit sich entsprechend den bei den Grenzwerten einstellen, während bei zunehmender Ankergeschwindigkeit diese einem zwischen beiden Grenzen liegenden Mittelwert zustrebt. Diese Erscheinung bewirkt, daß bei kleinen Ankergeschwindigkeiten die Ankerumlaufszeit relativ größer ist als bei größeren Ankergeschwindigkeiten, datl also beispielsweise ein Induktioinszähler mit derartig schwankendem Drehmoment bei größeren Lasten relativ schneller läuft als bei kleineren. Dadurch ist es möglich, z. B. die Alinusfehler im Großlastbereich auszugleichen. Fluctuates z. B. with each armature revolution the torque between one upper and a lower limit value, then with a low anchor speed this Speed set according to the limit values, while at increasing anchor speed this one between the two borders strives towards lying mean value. This phenomenon causes that at low anchor speeds the armature cycle time is relatively longer than at higher armature speeds, datl, for example, an inductive counter with such a fluctuating torque runs relatively faster with larger loads than with smaller ones. This makes it possible z. B. to compensate for the alinus errors in the high load range.

Die ie Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

In Fig. I sind auf einer gemeinsamen Achse I eines Induktionszählers eine Triebscheibe 2 und eine Bremsscheibe 3 angebracht. Während die Triebscheibe 2 exzentrisch angeordnet ist (in der Zeichlmng übertrieben angedeutet), ist die Scheibe 3 zentrisch zur Achse angebracht. Auf die Scheibe 2 wirkt ein Triebmagnet 4. auf die Scheibe 3 ein Bremsmagnet 5. In Fig. I are on a common axis I of an induction counter a drive disk 2 and a brake disk 3 attached. While the drive pulley 2 is arranged eccentrically (in the drawing exaggerated indicated), is the Disk 3 attached centrally to the axis. A drive magnet acts on the disk 2 4. A brake magnet 5 on the disc 3.

Wegen der exzentrischen Anordnung der Scheibe 2 schwankt das Drehmoment, das der Triebmagnet 4 auf diese Scheibe ausübt, bei jeder Ankerumdrehung zwischen einem Maximal-und einem Minimalwert, während das Bremsmoment, das der Bremsmagnet 5 auf die Scheibe 3 ausübt, zeitlich unveränderlich ist. Because of the eccentric arrangement of the disc 2, the torque fluctuates that the drive magnet 4 exerts on this disc, with each armature rotation between a maximum and a minimum value, while the braking torque that the brake magnet 5 exerts on the disc 3, is invariable over time.

Bei kleinen Drehzahlen kann sich die Geschwindigkeit des Ankers den Drehmomentsschwankungen viel besser anpassen als bei größeren Drehzahlen, bei denen die kinetische Energie des Ankers erheblich ausgelichend wirkt. Infolgedessen läuft der anker bei größeren Drehzahlen relativ schneller als bei kleineren, und dadurch wird der Abfall der Fehlerkurve im Großlastbereich ausgeglichen.At low speeds, the speed of the armature can increase Adjust torque fluctuations much better than at higher speeds, where the kinetic energy of the armature has a considerably compensating effect. As a result, runs the anchor relatively faster at higher speeds than at lower speeds, and therefore the drop in the error curve is compensated for in the high-load range.

\N'ährend in Fig. I die Drehmomentsschwankungcn durch Exzentrizität der Triel>schei1)e 2 herbeigeführt werden, werden sie gemäß Fig. 2 bis 4 durch periodisches Ein- und Ausschalten eines Vorwiderstandes 6 (Fig. 3) eines Triebmagneten 7, beispielsweise des Spannungsmagneten eines Induktionszählers, bewirkt. Hier wirken auf eine gemeinsame Scheibe 23 ein Triebmagnet 4 und ein Bremsmagnet 5 ein. Die Ankerwelle I ist über ein Übersetzungsgetriebe 8 mit einer Kontaktwalze g verbunden, auf der Bürsten 10 schleifen. Die Bürsten liegen an dem Vorwiderstand 6. Der Umfang der Kontaktwalze g ist zum Teil isoliert (gestrichelte Teile go), zum Teil leitend (Teile 91). Die leitenden Teile sind miteinander kurzgeschlossen. Die Wirkung ist die gleiche wie bei Fig. I, jedoch hat man hier die Freiheit, durch Änderung der Übersetzung des Getriebes 8 bzw. der Zahl der Kontakte 91 das Verhältnis der Drehmomentsschwankungen und der Ankerumdrehungen zu ändern, so daß also beispielsweise erst jeweils nach vier Ankerumdrehungen das Drehmoment einmal zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert schwankt. While in Fig. I the torque fluctuations due to eccentricity the Triel> schei1) e 2 are brought about, they are shown in Fig. 2 to 4 by periodic switching on and off of a series resistor 6 (Fig. 3) of a drive magnet 7, for example the voltage magnet of an induction meter, causes. Act here a drive magnet 4 and a brake magnet 5 on a common disk 23. the Armature shaft I is connected to a contact roller g via a transmission gear 8, on the brush 10 grind. The brushes are on the series resistor 6. The circumference the contact roller g is partly insulated (dashed parts go) and partly conductive (Parts 91). The conductive parts are short-circuited with each other. The effect is the same as in Fig. I, but here you have the freedom to change the Translation of the gear 8 or the number of contacts 91 the ratio of the torque fluctuations and to change the armature revolutions, so that for example only after each four armature revolutions the torque once between a maximum and a minimum value fluctuates.

Statt mit schwankendem Drehmoment, wie in Fig. I, kann man auch mit schwankendem Bremsmoment arbeiten, wenn man beispielsweise den Anker 2 zentrisch, den Anker 3 dagegen exzentrisch anordnet. Instead of fluctuating torque, as in Fig. I, you can also use working with fluctuating braking torque if, for example, armature 2 is centric, the armature 3, however, is arranged eccentrically.

Statt durch exzentrische Scheibenanordnung kann man Dreh- oder Bremsmomentschwankungen auch durch irgendwelche andere von der Kreissymmetrie abweichende Formgebung des Ankers erzielen. So hat z. B. in Fig. 5 der Anker die Form einer Ellipse, in Fig. 6 die Form eines Kreises mit überlagerter Wellenlinie. Statt dessen kann der Anker auch mit Einschnitten, Zacken, Löchern, Schlitzen od. dgl. versehen werden. Instead of using an eccentric disk arrangement, there can be fluctuations in torque or braking torque also by any other shape deviating from the circular symmetry Achieve anchor. So has z. B. in Fig. 5 the anchor has the shape of an ellipse, in Fig. 6 the shape of a circle with a superimposed wavy line. Instead, the anchor also be provided with incisions, spikes, holes, slots or the like.

Zwecks Einstellung minimaler Meßfehler bei Zählern ist es mitunter wünschenswert, den Bereich größter Änderung des Unlgleichförmigkeitsgrades der ankergeschwindigkeit in bestimmte Lastbereiche zu verlegen. Dafür stehen verschiedene Mittel zur Verfügung. So kamm z. B. die Exzentrizität der Scheibe 2 in Fig. I einstellbar sein, oder man kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 8 in Fig. 2 veränderlich machen, oder man kann, wie Fig. 4 zeigt, die leitenden Oberflächenteile 9t der Kontaktwalze keilförmig machen und durch Verstellung der Bürsten 10 mittels einer Spindel in das Verhältnis & der Zeitdauer von Drehmomentsschwächung zu Drehmoment sverstärkung verändern. It is sometimes used for the purpose of setting minimum measurement errors in counters desirable, the area of greatest change in the degree of non-uniformity of the anchor speed to be laid in certain load areas. Various means are available for this. So comb z. B. the eccentricity of the disc 2 in Fig. I can be adjusted, or one can make the gear ratio of the transmission 8 in Fig. 2 variable, or as shown in FIG. 4, the conductive surface parts 9t of the contact roller can be wedge-shaped make and by adjusting the brushes 10 by means of a spindle in the ratio & Change the duration from torque reduction to torque gain.

Statt dessen kann man auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7, bei der sowohl die Brems- wie die Triebscheibe exzentrisch angeordnet sind, durch Verdrelhen der Bremsscheibe 3 gegenüber der Triebscheibe 2, durch Verschieben des Bremsmagneten 5 längs des Scheibenumfangs die Phasenlage von Drehmoments und 13 Bremsmomentsänderung verändern und damit den Grad der Schwankungen von Dreh- zu Bremsmoment beeinflussen.Instead, in the embodiment according to FIG. 7, at which both the brake and the drive pulley are arranged eccentrically, by twisting of the brake disc 3 with respect to the drive disc 2, by moving the brake magnet 5 the phase position of the torque along the circumference of the disc and 13 the change in braking torque change and thus influence the degree of fluctuations from torque to braking torque.

Aber selbst wenn man den Grad dieser Schwankungen unverändert läßt, ist noch eine Einstellung dadurch möglich, daß man den Grad der Wirkung dieser Schwankungen auf die Ankerdrehzah durch Änderung des Ankerträgheitsmomentes verändert. But even if one leaves the degree of these fluctuations unchanged, Adjustment is still possible by considering the degree of effect of these fluctuations changed on the armature speed by changing the armature moment of inertia.

So kann man z. B., wie Fig. I zeigt, auf der Zählerachse Gewindearme 12 mit einstellbaren Massen I3 anbringen. Je größer der Radius dieser Massen ist, bei um so kleineren Drehzahlen macht sich schon die ausgleichende Wirkung der kinetischen Energie der ankerschwungmasse bemerkbar. Natürlich kann man statt dessen auch das Trägheitsmoment erhöhende Scheiben, Ringe, Rohrabschnitte od. dgl. an dem Anker anbringen. Ferner kann man auch zwecks Abgleichung eine Scheibe des Ankers oder den ganzen Anker auswechseln.So you can z. B., as Fig. I shows, threaded arms on the counter axis Attach 12 with adjustable masses I3. The larger the radius of these masses, the lower the speed, the compensating effect of the kinetic Energy of the anchor flywheel noticeable. Of course, you can do that instead Discs, rings, pipe sections or the like increasing the moment of inertia on the armature attach. Furthermore, you can also use a disk of the armature or for the purpose of adjustment replace the whole anchor.

Die günstigsten Verhältnisse werden am besten durch Versuche für die verschiedenen Zähiermodelle ermittelt und für die Massenfertigung zugrunde gelegt. Die dann noch auftretenden kleinen Abweichungen können in einfacher Weise, z. B. gemäß Fig. 1, durch Verstellen von Massen ausgeglichen werden. The most favorable ratios are best established by trials for the various Zähiermodelle determined and used as a basis for the mass production. The small deviations that then still occur can be changed in a simple manner, for. B. according to Fig. 1, are compensated by adjusting masses.

Da bei von der Kreissymmetrie abweichenden Ankerformen mitunter der Anlauf bei kleinen Lasten erschwert wird, empfiehlt es sich, Mittel anzuwenden, die den Anlauf bei kleinen Lasten erleichtern. Since with anchor shapes deviating from circular symmetry, the Starting with small loads is difficult, it is advisable to use means which facilitate the start-up with small loads.

Zu diesem Zweck kann man z. B, die sogenannte Hemmfahne des Zählers benutzen. Sie besteht (vgl.For this purpose you can z. B, the so-called inhibition flag of the meter use. It consists (cf.

Fig. I) aus einem Eisendraht oder -streifen I4, der an der Ankerwelle I befestigt ist und' in der Nähe einer am Spannungsmagneten angebrachten Eisenzunge 15 vorbeiläuft. Bekanntlich wird bei Annähe- rung der Hemmfahne an diese Zunge zusätzlich ein positives Drehmoment auf den Anker ausgeübt, das durch den Magnetzug zwischen den Teilen 14 und 15 bedingt ist. Beim Abwandern der Hemmfahne von der Zunge 15 entsteht entsprechend ein negatives Zusatzmoment. Die Größe dieser Zusatzmomente ist durch Abstandsänderung zwischen den Teilen 14 und 15 oder auf andere Weise einstellbar. Ein Zähler mit exzentrischer Triebscheibe neigt bei kleinen Lasten bei jener Ankerstellung zum Stehenbleiben, in der die Entfernung zwischen Achse und Scheiben rand am stärksten abnimmt. Bei einer Triebscheibe mit Einschnitten oder Löchern neigt der Anker zum Stehenbleiben, wenn der Einschnitt oder das Loch den Pol des Spannungseisens verlassen will. In diesen Stellungen kann man nun die Gefahr des Stehenbleibens dadurch vermeiden, daß man durch entsprechende Einstellung der Hemmfahne gerade in diesen Stellungen auf den Anker ein positiv wirkendes Zusatzmoment ausüben läßt. Der Anker wird dann durch diese tote Stelle hindurchgedreht, kommt in Bereiche, in denen sich ein größeres Drehmoment ergibt, das nun ohne weiteres in der Lage ist, das durch das Vorbeiwandern der Hemmfahne an der Zunge bewirkte negative Zusatzmoment zu überwinden. Auf die gleiche Weise läßt sich der Anlauf bei kleinen Lasten erleichtern. Hat der Anker wie in Fig.5 und 6 mehrere Stellen schwächeren Drehmomentes, dann ist die Zahl der Henim fahnen entsprechend zu erhöhen. Statt Hemmfahnen können auch andere bekannte Mittel, die vorübergehend positive und negative zusatzmomente ergeben, benutzt werden.Fig. I) from an iron wire or strip I4, which is attached to the armature shaft I is attached and 'near an iron tongue attached to the tension magnet 15 passes by. As is well known, when approaching tion of the inhibition flag this tongue also exerts a positive torque on the armature, which is carried out by the magnet train between parts 14 and 15 is caused. When the inhibitor flag wanders accordingly, a negative additional torque arises from the tongue 15. The size of this Additional torque is due to a change in the distance between parts 14 and 15 or on other way adjustable. A counter with an eccentric drive pulley tends towards small ones Loads at the anchor position to stop in which the distance between Axis and disc edge decreases the most. With a drive pulley with incisions or holes, the anchor tends to stop when the cut or hole wants to leave the pole of the tension iron. In these positions you can now use the Avoid the risk of standing still by making the appropriate setting the inhibitor flag, especially in these positions, has a positive additional torque on the armature can exercise. The anchor is then turned through this dead spot, comes in areas in which there is a greater torque, this can now be done without further ado is able to do that caused by the migration of the inhibitor flag on the tongue to overcome negative additional moment. The start-up can be carried out in the same way make it easier for small loads. As in Fig. 5 and 6, the anchor has several places weaker torque, then the number of Henim flags must be increased accordingly. Instead of inhibitors, other known means that are temporarily positive can also be used and negative additional moments can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for achieving certain speed characteristics with rotating measuring devices, in particular to improve the error curve in electricity meters with torque and braking torque acting on the armature of the device, characterized in that that means are provided that in the cycle of the armature circulation the ratio of rotary to change braking torque periodically.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the or the anchors of the measuring device have a shape or arrangement deviating from circular symmetry have (eccentric disks 2, Fig. 1; 2 and 3, Fig. 7; disk with elliptical, Fig. 5, and toothed circumference, Fig. 6; Disc with holes, etc.).

3. Apparatus according to claim I, characterized in that with the Armature (23, Fig. 2) a gearbox (8 to Io) is coupled, for example by periodically bridging a series resistor (6, Fig. 3) a drive or Brake magnet (7) periodically amplified or weakened.

4. Apparatus according to claim I, characterized in that the degree or the frequency (per armature revolution) of the fluctuations in the ratio of rotational can be adjusted to brake malgnets (adjustment of two eccentric disks 2, 3, 7; Change of the gear ratio for the manual transmission 8 to IO, Fig. 2; Change of contact width 9 ', Fig. 4, etc.).

5. Apparatus according to claim I, characterized in that the effect the fluctuations in the ratio of torque to braking torque on the speed characteristic is adjustable by changing the armature moment of inertia (masses 13, Fig. I).

6. Apparatus according to claim I to 5, characterized in that Means are provided that the by fluctuations les; Ratio of rotation Eliminate the starting difficulty caused by the brelmsmoment with small loads (e. B.

Inhibitor flag I4, Fig. I).