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Compteur à courant alternatif.
La présente invention se rapporte à un compteur à courant alternatif.
Il arrive souvent dans différents pays que les usines de production d'énergie électrique soient trompées par des mani- pulations frauduleuses aux compteurs des abonnés de sorte que ces usines subissent des pertes financières sensibles. Ces ma- nipulations frauduleuses peuvent consister dans l'introduction d'un fil à travers le boîtier du compteur pour freiner ou même arrêter le disque tournant.
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Une autre forme de fraude consiste à intervertir les phases entre elles ou l'une des phases avec le neutre pen- dant que la phase est mise à terre après l'enlèvement du fu- sible sur le neutre, ce qui a pour effet d'affaiblir le champ tournant qui entraîne le disque du compteur et, par suite, de provoquer une indication trop basse du compteur. Souvent l'a- bonné ne laisse branchée sur le compteur qu'une ampoule élec- trique, pour tromper l'employé qui opère le relevé du compteur.
Une autre façon de frauder consiste, non seulement à faire s'arrêter le disque du compteur, mais encore à le faire tourner en sens inverse pour réduire le total indiqué. Cela se fait en intervertissant, comme indiqué plus haut, l'une des phases avec le neutre de sorte que son courant traverse la bobine d'inten- sité et en connectant un petit transformateur mis à la terre pour décaler le courant dans la bobine d'intensité de 1800 par rapport à la tension, ce qui a pour effet d'inverser le sens de rotation du disque tournant du compteur et de réduire l'éner- gie totale inscrite.
Le premier mode de fraude peut être évité par un couver- cle en verre, dans lequel il est difficile de percer un trou.
Pour les deux autres procédés de fraude il n'existait jusqu'à ce jour aucun remède.
L'objet de la présente invention est un compteur qui em- pêche la fraude.
Suivant la présente invention le compteur est pourvu d'un second système d'entraînement pour le disque tournant, dont le couple tournant est proportionnel à l'énergie consommée et qui ;entre en fonction lorsque le système d'entraînement normal du compteur ne fonctionne pas normalement.
Dans le dessin annexé, quelques formes d'exécution de l'ob- jet de l'invention sont représentées schématiquement et à ti- tre d'exemple.
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Dans ce dessin : la figure 1 montre un compteur suivant l'invention vu de dessus ; la figure 2 est une élévation du compteur de la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale dans la direction de la flèche A; la figure 4 est une vue latérale dans le sens de la flèche B montrant l'équipement normal du compteur; la figure 5 montre le système d'entraînement additionnel ; la figure 6 est une vue latérale de la figure 5 ; la figure 7 est une vue de dessous du système d'entraîne- ment additionnel; la figure 8 montre le système de réglage pour la régulation de la marche du système d'entraînement additionnel ; la figure 9 est un schéma des connections du compteur; la figure 10 est un autre schéma; la figure 11 montre une variante du compteur;
la figure 12 est une vue latérale du compteur de la figu- re 11, et la figure 13 est une vue de dessus de ce compteur.
L'équipement normal pour l'entraînement du disque du comp- teur comprend une bobine de tension 1 (fig. 3) branchée en déri- vation entre les phases ou l'une des phases et le neutre. La bobine est montée sur un noyau à trois branches dont la partie inférieure présente deux entrefers minces. Grâce au coefficient de self induction élevé de cette bobine, celle-ci produit un dé- phasage d'à peu près 90 . Dans la figure 4 on reconnaît un électroaimant 2, disposé au-dessous de la bobine mentionnée, qui porte un nombre réduit de spires 3 d'un gros fil qui est traversé par le courant principal.
La correction du déphasage .entre la tension et le courant, c'est-à-dire entre les champs produits par les bobines de tension et la bohine d'intensité, se fait au moyen de quelques spires 4 enroulées en sens inver-
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se de celles de la bobine d'intensité, ces spires étant reliées à une boucle 5 en fil de nickeline. Le courant traversant les bobines peut être modifié grâce à un curseur 6 déplaçable le long de la boucle 5, le champ produit par ce courant étant dé- phasé de 90 par rapport à celui du courant principal.
Le réglage à de faibles charges et au démarrage est réali- sé par le dispositif monté sur la figure 8. Il se compose d'une fourche en 8 fixée au noyau par les mêmes vis que la bobine de tension. Au moyen d'une vis 7, une pièce prismatique 8 est dé- placée dans un sens ou dans l'autre, la pièce 8 s'appuyant par sa partie inférieure sur une languette qui peut tourner autour d'un rivet 9 et se déplacer sur la pièce 10 qui présente une tôle recourbée formant curseur et débordant sur la fourche.
Comme la languette mobile elle est disposée dans l'entrefer de l'électroaimant d'intensité au-dessous du disque 36 et par suite au-dessous des deux entrefers du noyau de la bobine de tension, allé ferme, lorsqu'elle est déplacée sur un arc de cercle par la vis 7, le circuit magnétique de la bobine de ten- sion qui par là est réglable selon les exigences.
Le système d'entraînement additionnel est le mieux visi- ble dans les figures 3, 5, 6 et 7. Il comprend une plaque de base 12 sur laquelle sont montées les autres parties. Un noyau 13 à trois branches, avec deux entrefers réduits à sa partie inférieure, porte sur la branche médiane trois enroulements 14, 15 et 16 (fig. 5) .
A la partie inférieure de la plaque 12 est fixé par des vis 17 un électroaimant 18 qui sur chacune de ces branches 19 porte une bobine, les deux bobines étant montées en série.
Dans l'entrefer entre le noyau supérieur et inférieur tourne le disque 36.
Sur la noyau 13 sont montées, au total, trois bobines dont deux, 14 et 15, possèdent le même nombre de spires.,
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l'une des bobines étant connectée en série avec la bobine d'in- tensité 3 du système d'entraînement normal et l'autre avec le neutre du réseau de sorte que les deux bobines sont traversées par le courant principal. Les inductions engendrées dans les deux bobines sont de sens inverse de sorte que leur résultante est égale à zéro. La troisième bobine 16 montée sur le noyau est connectée par les deux conducteurs 20 (fig.' 6) avec les deux bobines sur l'électroaimant 18.
Puisque les deux bobines 14 et 15 qui sont traversées par le courant principal de deux phases ou d'une phase et du neutre, sont semblables entre elles, l'induction dans le noyau est zé- ro et par suite il n'y a pas de courant induit dans la bobine 16 connectée aux bobines 19 de l'électroaimant 18. ,
Pendant la marche normale du compteur, le système d'entraî- nement ne produit sur le disque 36 aucune influence qui pourrait provoquer une irrégularité de la marche normale.
Le couple pro- duisant la rotation du disque est formé par la résultante entre le champ qui est produit par la différence des inductions des deux bobines parcourues par le courant principal, et le champ engendré par le courant induit des deux bobines 14 et 15 et agissant sur la bobine 16 reliée aux bobines sur l'électro- aimant 18, cette induction produisant un champ décalé d'envi- ron 90 par rapport au premier champ.
Pour faire un réglage définitif de ca décalage lors de la fabrication du compteur, il suffit de donnera l'un des conduc- teurs 20 qui relier la troisième bobine induite 16 avec la bo- bine 19, une résistance déterminée.
Le couple de forces, respectivement le couple de rotation, est proportionnel au courant principal qui traverse le système additionnel d'entraînement et proportionnel au courant induit dans la bobine connectée et par suite directement proportion- nel à la différence antre les courants des phases ou de la pha- @
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se et le neutre. Si l'on coupe l'intensité du courant de champ normal d'un compteur de construction usuelle., la disque tour- nant s'arrêta. Pour le compteur selon l'invention, par contre, l'induction dans l'une des deux bobines est maximum lorsque le courant fait défaut, l'autre bobine restant inactive, de sorte que le compteur continue sa marche.
De cette façon tout déséqui- librage frauduleux du courant entre phases ou entre l'une des phases et le neutre n'empêche pas le disque 36 de tourner. L'ab- sence d'une phase ou du neutre dans le compteur n'empêche donc pas celui-ci de continuer à tourner proportionnellement à l'é- nergie consommée.
Lorsqu'on essaie d'intervertir le sens de rotation en met- tant à terre l'une des phases au lieu du neutre, le compteur or- dinaire s'arrête. Pour le compteur selon l'invention le fait décrit ci-dessus se répète et les champs tournants sont maxi- mums puisque la seconde bobine d'induction n'est pas traversée par le courant.
Le couple produit par système d'entraînement additionnel ne permet qu'un sens de rotation du disque 36, car lorsqu'on tend à intervertir le sens du courant dans le compteur, celui- ci est interverti en même temps dans les bobines 14 et 15 et les bobines 16 et 19. Lorsque la fraude est tentée au moyen du transformateur cité plus haut le compteur continue à tourner dans le sens normale tandis qu'un compteur usuel change de sens de rotation.
En résumé on peut dire que le nouveau compteur empêche les fraudes suivantes. Une suppression de l'enroulement de cou- rant n'a pas d'influence, le compteur continue sa marche. Une inversion des pôles ou une mise à terre n'a pas d'effet. Une inversion du sens de marche n'a pas lieu. Une fraude par inver- sion de phases ou par mise à terre au moyen d'un transformateur ou d'un autre dispositif ayant pour but de produire un décalage
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de 1800 entre le courant et la tension, est empêchée.
Le schéma des connections est représenté dans la figure 9. Lorsqu'on exige du compteur une efficacité particulière on peut se servir d'un couplage selon le schéma de la figure 10 qui se sert des mêmes noyaux, mais avec d'autres bobines. Les deux bobines 14 et 15 ayant le même nombre de spires, sont ar- rangées sur la même branche médiane 13. Au-dessus de l'électro- aimant 18 deux bobines indépendantes et isolées l'une de l'au- tre sont disposées sur les deux membres de telle sorte que l'u- ne d'elles soit en série avec la bobine d'intensité 3 du systè- me d'entraînement normal et également en série avec la bobine 14 sur le noyau 13. L'autre bobine 2 est en série avec la bo- bine 15 sur le noyau 13.
Puisque les deux sont en série avec les phases ou l'une des phases et le neutre., elles fonctionnent de la même façon que dans le cas de la figure 10.
Le compteur possède en outre l'aimant permanent de frei- nage connu 22 et le système totalisateur-compteur 23 entraîné selon un mode connu. Comme les autres parties représentées n'apportent rien à la compréhension de l'invention, elles ne sont pas mentionnées.
Dans les figures 11 à 13 une autre forme d'exécution du compteur est représentée. La plaque de base pour les bobines est la même mais les trois bobines 24, 25 et 26., qui.corres- pondent aux bobines 14, 15 et 16, et la bobine 27 correspon- dante à l'électroaimant 18 (fig. 5) sont montées sur un noyau commun de sorte que les flux engendrés par les bobines 24 et 25 et la bobine de l'électroaimant 27, produisent lors du pas- sage du courant dans la bobine 29 au cas d'un déséquilibrage entre phases ou entre l'une des phases et le neutre, un champ résultant qui engendre un champ tournant faisant tourner le disque.
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L'amélioration obtenue ressort des figures 11 à 13. Dans la figure 1 la plaque de base est désignée par 28. Sur la pla- que un noyau 29 à trois branches dont les extrémités forment des projections transversales aux branchas. La branche média- ne du noyau porte des bobines 24 et 25 isolées l'une de l'autre et parcourues par le courant d'une phase et du circuit formé d'une phase et du neutre.
Autour de ces bobines, isolées et indépendantes d'elles est disposée une troisième bobine reliée avec la bobine 30 dis- posée sur le noyau 27, qui correspond à 1 'électroaimant indé- pendant de la première forme d'exécution.
Le flux résultant des bobines 24 et 25 et proportionnel à la différence de consommation entre les phases ou entre l'une des phases et le neutre et le flux de la bobine 30 reliée à la bobine 26, sont fermés par une équerre 31 fixée au moyen des vis 32 à la plaque de base 28. Cette équerre peut, grâce aux ouvertures oblongues, être déplacée de haut en bas, ce qui per- met d'augmenter ou de diminuer l'entrefer entre le noyau et l'équerre 31, entrefer dans lequel passe le disque tournant.
Les conducteurs do liaison sont les mêmes que ceux repré- sentés aux figures 9 et 10, d'est à dire dans le cas de la fi- gure 9, l'une de ces bobines 14 respectivement 15 est connectée en série avec la bobine d'intensité du compteur et l'autre en série avec l'autre phase ou le neutre du circuit et la bobine 16 qui dans le premier cas est reliée avec la bobine 19, est arrangée pour le cas présent sur le même noyau 29.
Dans le second cas les connections montrées dans la fi- gure 10 sont faites de la même façon, en ajoutant une bobine additionnelle avec le même nombre de spires que la bobine 19 montée sur la même branche que pour l'électroaimant 18 avec la branche médiane 13 et en omettant la troisième bobine 16, de sorte que des deux bobines disposées sur le noyau 13, l'une
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se trouve montée en série avec la bobine d'intensité 3 du système normal d'entraînement et avec la bobine 24 de l'arran- gement modifié et l'autre qui a le même nombre de spires sur la même branche 27 que la bobine 30, est en série avec l'autre bobine montée sur la branche médiane, et correspondante à l'autre phase ou au neutre du circuit.
REVENDICATIONS 1.- Compteur d'électricité pour courant alternatif, caractéri- sé en ce que un système d'entraînement additionnel pour la production d'un couple tournant proportionnel à la consommation, est capable d'entrer en fonctionnement lorsque le système usuel ne travaille pas normalement.
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Alternating current meter.
The present invention relates to an alternating current meter.
It often happens in various countries that electric power generation plants are deceived by fraudulent handling of subscriber meters so that these plants suffer significant financial losses. These fraudulent manipulations may consist in the introduction of a wire through the meter housing to brake or even stop the rotating disc.
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Another form of fraud consists of inverting the phases with each other or one of the phases with the neutral while the phase is earthed after the fuse has been removed from the neutral, which has the effect of weaken the rotating field which drives the counter disk and, consequently, cause the counter reading to be too low. Often the subscriber leaves only an electric bulb connected to the meter, to deceive the employee who reads the meter.
Another way to defraud is not only to stop the counter disk, but also to rotate it in the opposite direction to reduce the total indicated. This is done by inverting, as indicated above, one of the phases with the neutral so that its current flows through the current coil and by connecting a small earthed transformer to shift the current in the coil d. The intensity of 1800 in relation to the voltage, which has the effect of reversing the direction of rotation of the rotating disc of the meter and reducing the total registered energy.
The first mode of fraud can be avoided by a glass cover, in which it is difficult to drill a hole.
For the other two fraud procedures, there has been no remedy until now.
The object of the present invention is a counter which prevents fraud.
According to the present invention, the meter is provided with a second drive system for the rotating disk, the rotating torque of which is proportional to the energy consumed and which; comes into operation when the normal drive system of the meter is not working normally.
In the accompanying drawing, some embodiments of the object of the invention are shown schematically and by way of example.
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In this drawing: FIG. 1 shows a counter according to the invention seen from above; Figure 2 is an elevation of the counter of Figure 1; Fig. 3 is a side view in the direction of arrow A; Fig. 4 is a side view in the direction of arrow B showing the normal equipment of the meter; Figure 5 shows the additional drive system; Figure 6 is a side view of Figure 5; Figure 7 is a bottom view of the additional drive system; FIG. 8 shows the adjustment system for regulating the rate of the additional drive system; FIG. 9 is a diagram of the connections of the meter; Figure 10 is another diagram; FIG. 11 shows a variant of the counter;
Figure 12 is a side view of the counter of Figure 11, and Figure 13 is a top view of this counter.
The normal equipment for the drive of the counter disc comprises a voltage coil 1 (fig. 3) connected in bypass between the phases or one of the phases and the neutral. The coil is mounted on a core with three branches, the lower part of which has two thin air gaps. Thanks to the high self-induction coefficient of this coil, it produces a phase shift of approximately 90. In Figure 4 we recognize an electromagnet 2, arranged below the mentioned coil, which carries a reduced number of turns 3 of a large wire which is crossed by the main current.
The phase shift between voltage and current, that is to say between the fields produced by the voltage coils and the current coil, is corrected by means of a few turns 4 wound in the opposite direction.
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se those of the current coil, these turns being connected to a loop 5 of nickeline wire. The current flowing through the coils can be modified by means of a cursor 6 movable along the loop 5, the field produced by this current being offset by 90 with respect to that of the main current.
The adjustment at low loads and at start-up is carried out by the device mounted in figure 8. It consists of an 8-shaped fork fixed to the core by the same screws as the tension coil. By means of a screw 7, a prismatic part 8 is moved in one direction or the other, the part 8 resting by its lower part on a tongue which can turn around a rivet 9 and move. on part 10 which has a curved sheet forming a slider and projecting onto the fork.
As the movable tongue it is disposed in the air gap of the current electromagnet below the disc 36 and therefore below the two air gaps of the core of the tension coil, gone firm, when it is moved on an arc of a circle by screw 7, the magnetic circuit of the tension coil which is thereby adjustable according to requirements.
The additional drive system is best seen in Figures 3, 5, 6 and 7. It comprises a base plate 12 on which the other parts are mounted. A three-branched core 13, with two reduced gaps at its lower part, carries on the middle branch three windings 14, 15 and 16 (FIG. 5).
To the lower part of the plate 12 is fixed by screws 17 an electromagnet 18 which on each of these branches 19 carries a coil, the two coils being connected in series.
In the air gap between the upper and lower core rotates the disc 36.
On the core 13 are mounted, in total, three coils of which two, 14 and 15, have the same number of turns.,
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one of the coils being connected in series with the current coil 3 of the normal drive system and the other with the neutral of the network so that the two coils are crossed by the main current. The inductions generated in the two coils are in the opposite direction so that their resultant is equal to zero. The third coil 16 mounted on the core is connected by the two conductors 20 (fig. '6) with the two coils on the electromagnet 18.
Since the two coils 14 and 15 which are crossed by the main current of two phases or of one phase and the neutral, are similar to each other, the induction in the core is zero and therefore there is no current induced in coil 16 connected to coils 19 of electromagnet 18.,
During the normal running of the counter, the drive system produces no influence on the disc 36 which could cause an irregularity in the normal running.
The torque producing the rotation of the disc is formed by the resultant between the field which is produced by the difference in the inductions of the two coils traversed by the main current, and the field generated by the current induced by the two coils 14 and 15 and acting on the coil 16 connected to the coils on the electromagnet 18, this induction producing a field offset by about 90 with respect to the first field.
To make a final adjustment of this offset during the manufacture of the meter, it suffices to give one of the conductors 20 which connect the third induced coil 16 with the coil 19, a determined resistance.
The torque force, respectively the torque, is proportional to the main current flowing through the additional drive system and proportional to the current induced in the connected coil and therefore directly proportional to the difference between the phase currents or the pha- @
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se and the neutral. If the intensity of the normal field current of a meter of customary construction is switched off, the rotating disc stops. For the meter according to the invention, on the other hand, the induction in one of the two coils is maximum when the current fails, the other coil remaining inactive, so that the meter continues to operate.
In this way, any fraudulent imbalance of the current between phases or between one of the phases and the neutral does not prevent the disc 36 from rotating. The absence of a phase or neutral in the meter does not therefore prevent the latter from continuing to run in proportion to the energy consumed.
When an attempt is made to reverse the direction of rotation by earthing one of the phases instead of neutral, the ordinary counter stops. For the counter according to the invention, the fact described above is repeated and the rotating fields are maximum since the second induction coil is not traversed by the current.
The torque produced by the additional drive system allows only one direction of rotation of the disc 36, because when one tends to invert the direction of the current in the meter, the latter is inverted at the same time in the coils 14 and 15 and the coils 16 and 19. When the fraud is attempted by means of the transformer mentioned above, the counter continues to rotate in the normal direction while a usual counter changes direction of rotation.
In summary we can say that the new meter prevents the following frauds. Suppression of the current winding has no effect, the meter continues to run. A pole reversal or earthing has no effect. A reversal of the direction of travel does not take place. A fraud by phase inversion or by earthing by means of a transformer or other device intended to produce an offset
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of 1800 between current and voltage, is prevented.
The connection diagram is shown in figure 9. When a particular efficiency is required from the meter, a coupling can be used according to the diagram of figure 10 which uses the same cores, but with other coils. The two coils 14 and 15, having the same number of turns, are arranged on the same middle branch 13. Above the electromagnet 18, two independent coils which are insulated from one another are arranged. on both limbs so that one of them is in series with current coil 3 of the normal drive system and also in series with coil 14 on core 13. The other coil 2 is in series with coil 15 on core 13.
Since both are in series with the phases or one of the phases and the neutral, they work the same as in the case of figure 10.
The counter also has the known permanent braking magnet 22 and the totalizer-counter system 23 driven in a known manner. As the other parts shown add nothing to the understanding of the invention, they are not mentioned.
In Figures 11 to 13 another embodiment of the counter is shown. The base plate for the coils is the same but the three coils 24, 25 and 26., which correspond to coils 14, 15 and 16, and the coil 27 corresponding to the electromagnet 18 (fig. 5). ) are mounted on a common core so that the fluxes generated by the coils 24 and 25 and the coil of the electromagnet 27, produce during the passage of current in the coil 29 in the event of an unbalance between phases or between one of the phases and the neutral, a resulting field which generates a rotating field causing the disc to turn.
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The improvement obtained emerges from FIGS. 11 to 13. In FIG. 1 the base plate is designated by 28. On the plate a core 29 with three branches, the ends of which form projections transverse to the branches. The middle branch of the core carries coils 24 and 25 isolated from one another and carrying the current of one phase and the circuit formed of a phase and the neutral.
Around these coils, isolated and independent of them, is arranged a third coil connected with the coil 30 arranged on the core 27, which corresponds to the independent electromagnet of the first embodiment.
The flux resulting from the coils 24 and 25 and proportional to the difference in consumption between the phases or between one of the phases and the neutral and the flux from the coil 30 connected to the coil 26, are closed by a bracket 31 fixed by means screws 32 to the base plate 28. This bracket can, thanks to the oblong openings, be moved up and down, which makes it possible to increase or decrease the air gap between the core and the bracket 31, air gap through which the rotating disc passes.
The connecting conductors are the same as those shown in Figures 9 and 10, ie in the case of Figure 9, one of these coils 14 respectively 15 is connected in series with the coil d. current counter and the other in series with the other phase or the neutral of the circuit and the coil 16 which in the first case is connected with the coil 19, is arranged for the present case on the same core 29.
In the second case the connections shown in figure 10 are made in the same way, adding an additional coil with the same number of turns as coil 19 mounted on the same branch as for the electromagnet 18 with the middle branch. 13 and omitting the third coil 16, so that of the two coils arranged on the core 13, one
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is mounted in series with the current coil 3 of the normal drive system and with the coil 24 of the modified arrangement and the other which has the same number of turns on the same branch 27 as the coil 30 , is in series with the other coil mounted on the middle branch, and corresponding to the other phase or to the neutral of the circuit.
CLAIMS 1.- Electricity meter for alternating current, characterized in that an additional drive system for the production of a rotating torque proportional to the consumption, is able to come into operation when the usual system is not working. not normally.