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Stromwandler.
In dem Patente Nr. 110187 ist ein Stromwandler beschrieben, dessen innerer Scheinwiderstand ein Vielfaches der sekundären Bürde beträgt und dessen innerer Widerstandswinkel praktisch gleich dem
Phasen-Verschiebungswinkel zwischen dem zur Erzeugung des magnetischen Flusses dienenden Leer- laufstrom und der induzierten Spannung ist. Dieser Stromwandler besitzt bei verschiedenen sekundären
Bürden aussergewöhnlich kleine Unterschiede in Stromfehlern und Fehlwinkeln. Da jedoch bei verschiedenen primären bzw. sekundären Strömen die Streuung praktisch konstant ist, und auch die Leerlaufströme nicht proportional der induzierten Spannung sind, treten doch noch bei Veränderung der Primärströme
Stromfehler auf.
Um diese zu vermeiden, wird der innere Scheinwiderstand des Wandlers, der bei den bisher bekannten Einrichtungen konstant ist, in Abhängigkeit von der Primärstromstärke derart ver- änderlich gemacht, dass der Magnetisierungsstrom proportional dem Primärstrom ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. a ist der Primärleiter, b und c sind zwei vollständig getrennte, annähernd oder vollständig gleich ausgebildete Eisenkerne, d ist die auf dem Kern c angeordnete, e die auf dem Kern b angeordnete Sekundärwicklung, welche einige Windungen mehr enthält als die Wicklung d. Die Wicklungen d und e sind untereinander und mit der an die Klemmen 11 und 12 angeschlossenen äusseren Belastung in Hinteieinanderschaltung verbunden.
Zweckmässig wird die Induktion in dem Eisenkern so gewählt, dass die Magnetisierungs-Amperewindungen langsamer fallen als die induzierte Spannung. Der Eisenquerschnitt der Kerne ist wie beim Hauptpatent so gross, dass in der Sekundärwicklung eine Spannung vom mehrfachen Betrage der an den
Klemmen Ji, bestehenden Nennsekundärspannung induziert wird.
Da in den Wicklungen beider Kerne derselbe Primär-und Sekundärstrom fliessen muss, wird sich ein den mittleren Sekundärwindungen entsprechender Sekundärstrom einstellen, d. h. im Kern c, der weniger Sekundärwindungen enthält als der Kern b, werden die Primär-Amperewindungen grösser sein als die sekundären, während sie im Kern b kleiner sind als die sekundären. Es wird also der Kern c von den primären Amperewindungen induziert und der Kern b von den sekundären, oder mit andern Worten, der Kern b ist als induktive Belastung des Kernes c aufzufassen, deren Scheinwiderstand wegen der Krümmung der Magnetisierungskurve vom Primärstrom abhängig ist.
Betrachtet man nun die Magnetisierungskurve (Fig. 2) eines der beiden Kerne, so sieht man, dass innerhalb des in Betracht kommenden Bereiches, also zwischen Induktionen von ungefähr 5000 Linien und o die Magnetisierungs-Amperewindungen langsamer fallen als die induzierte Spannung. Ebenso wird in dem Kern b (Drosselkern) die induzierte Spannung schneller fallen als die resultierenden Amperewindungen und als der Primärstrom.
Infolgedessen muss auch in dem Kern c die induzierte Spannung schneller fallen als der Primärstrom, da ja die Klemmenspannung zwischen 11 und 12 klein gegenüber den induzierten Spannungen in den Wicklungen e und cl ist. Für eine bestimmte Klemmenspannung des Wandlers werden also die induzierten Spannungen in den Wicklungen d und e schneller fallen als der Primärstrom, und wenn die Verhältnisse in den beiden Kernen entsprechend gewählt sind, wird der Magnetisierungsstrom mit grosser Annäherung proportional dem Primärstrom sein. Das bedingt jedoch, dass die Fehler konstant sind, und wenn sie für verschiedene Primärströme konstant sind, kann man sie durch entsprechende Windungsabgleichung beliebig klein machen.
Da, wie bereits oben gesagt, di, Spannung an den Klemmen 11 und 12 klein ist
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gegenüber der induzierten Spannung des Kernes c, wird eine Änderung der Bürde nur eine kleine Änderung der Spannung in dem Kern c bewirken, d. h. also, die Fehler bleiben bei verschiedenen Bürden ziemlich konstant. Da ferner die beiden Kerne bund c gleich dimensioniert sind, Kern b als Belastung für den Kern c aufgefasst werden kann, wird der innere Widerstandswinkel von Kern b mit grosser Annäherung gleich dem Phasenverschiebungswinkel zwischen dem zur Erzeugung des Flusses dienenden Magnetisierungsstrom und der induzierten Spannung in Kern c sein, was einen kleinen Fehlwinkel zur Folge hat.
Die Erfindung ist naturgemäss nicht auf Einleiterstromwandler beschränkt, sondern kann ebenso auf Wandler mit konzentrischen Wicklungen angewendet werden. In diesem Falle können auch die sekundären Wicklungszahlen beider Eisenkerne gleich gross und die primären Wicklungszahlen verschieden gross gemacht werden. Wesentlich ist nur, dass das Verhältnis von der primären zur sekundären Amperewindungszahl um soviel von dem mittleren Verhältnis abweicht, dass in jedem der beiden Kerne eine
Spannung von mehrfachem Betrage der Nennsekundärspannung induziert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stromwandler nach Patent 110187, dadurch gekennzeichnet, dass der Seheinwiderstand der Zusatzdrossel bzw. der innere Scheinwiderstand des Wandlers mit der Stromstärke veränderlich ist.
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Power converter.
In patent no. 110187 a current transformer is described, the internal impedance of which is a multiple of the secondary burden and the internal resistance angle practically equal to that
Phase shift angle between the no-load current used to generate the magnetic flux and the induced voltage. This current transformer has various secondary
Loads of exceptionally small differences in current errors and skew angles. However, since the scattering is practically constant with different primary or secondary currents, and the no-load currents are not proportional to the induced voltage either, changes in the primary currents still occur
Current error.
In order to avoid this, the internal impedance of the converter, which is constant in the previously known devices, is made variable as a function of the primary current intensity in such a way that the magnetizing current is proportional to the primary current.
An embodiment of the invention is shown in Fig. 1 of the drawing. a is the primary conductor, b and c are two completely separate iron cores of approximately or completely identical design, d is the secondary winding arranged on core c, e is the secondary winding arranged on core b, which contains a few turns more than winding d. The windings d and e are connected in series with one another and with the external load connected to terminals 11 and 12.
The induction in the iron core is expediently chosen so that the magnetization ampere turns fall more slowly than the induced voltage. As in the main patent, the iron cross-section of the cores is so large that in the secondary winding there is a voltage of several times that of the
Terminals Ji, existing nominal secondary voltage is induced.
Since the same primary and secondary current must flow in the windings of both cores, a secondary current corresponding to the average secondary windings will be established, i. H. in core c, which contains fewer secondary turns than core b, the primary ampere-turns will be larger than the secondary, while in core b they are smaller than the secondary. The core c is induced by the primary ampere-turns and the core b by the secondary ones, or in other words, the core b is to be understood as an inductive load on the core c, the impedance of which is dependent on the primary current due to the curvature of the magnetization curve.
If one now looks at the magnetization curve (Fig. 2) of one of the two cores, one can see that within the range in question, i.e. between inductions of approximately 5000 lines and o, the magnetization ampere turns fall more slowly than the induced voltage. Likewise, in core b (choke core), the induced voltage will drop faster than the resulting ampere-turns and than the primary current.
As a result, the induced voltage in core c must also fall faster than the primary current, since the terminal voltage between 11 and 12 is small compared to the induced voltages in windings e and cl. For a certain terminal voltage of the converter, the induced voltages in windings d and e will fall faster than the primary current, and if the ratios in the two cores are selected accordingly, the magnetizing current will be proportional to the primary current to a close approximation. However, this means that the errors are constant, and if they are constant for different primary currents, they can be made as small as desired by matching the windings accordingly.
Since, as already said above, di, voltage at terminals 11 and 12 is small
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versus the induced voltage of the core c, a change in the load will cause only a small change in the voltage in the core c, i.e. H. so the errors remain fairly constant for different loads. Since the two cores bund c are also dimensioned the same, core b can be regarded as a load for core c, the internal resistance angle of core b is very approximately equal to the phase shift angle between the magnetizing current used to generate the flux and the induced voltage in the core c, which results in a small skew angle.
The invention is of course not limited to single-line current transformers, but can also be applied to transformers with concentric windings. In this case, the number of secondary windings of both iron cores can be made the same and the number of primary windings can be made different. It is only essential that the ratio of the primary to the secondary number of ampere-turns deviates from the mean ratio by so much that one in each of the two cores
Voltage of several magnitudes of the nominal secondary voltage is induced.
PATENT CLAIMS:
1. Current converter according to patent 110187, characterized in that the visual resistance of the additional choke or the internal impedance of the converter varies with the current strength.