<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Einrichtung zur Messung des Verlustwinkels bzw. Phasenwinkels von Kapazitäten und Selbstinduktionen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Messung des Verlustwinkels bzw. Phasenwinkels von Kapazitäten und Selbstinduktionen, bei welchen ein den Messgegenstand durchfliessender Wechselstrom kommutiert und durch ein Gleichstrommessinstrumrnt geschickt wird und der Kommu-. tierungspunkt gegenüber seiner Lage, bei der bei einer Vergleichsmessung das Instrument keinen Ausschlag besass, so lange verschoben wird, bis das Instrument wieder keinen, Ausschlag zeigt, wobei die Grösse-dieser Verschiebung ein Mass für den Verlustwinkel ist.
EMI1.1
beispielsweise dargestellt.
Den wesentlichen Teil der Einrichtung bildet eine Kommutierungsvonichtung. Diese Kommutierungsvorrichtung wird so eingestellt, dass die Kommutierung des zur Messung verwendeten Wechselstromes gerade in den Scheitelpunkte der Stromkurve erfolgt, so dass der ursprünglich annähernd einförmige Strom (s. Fig. 1) die in der Fig. 2 dargestellte Form erhält. Wenn ein solcher Strom durch ein gedämpftes Gleichstromgalvanometer geschickt wird, so wird er keine Ablenkung desselben hervorrufen.
Erfolgt die Kommutierung aber nicht in den Scheitelpunkte (s. Fig. 3), dann wird das Galvanometer eine Ablenkung erfahren, da die nach einer Seite gerichteten Impulse nicht mehr durch gleich grosse, entgegengesetzt gerichtete Impulse aufgehoben werden.
Wenn nun der Kommutator so ausgebildet ist, dass der Zeitpunkt der Kommutierung in bezug auf die Stromphase verändert werden kann, dann kann durch Verschiebung des Kommutierungspunktes die Lage der Scheitelpunkte der Stromkurve ermittelt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung kann z. B. benutzt werden, um den Verlustwinkel von Kabeln oder andern Kondensatoren zu messen. Man schaltet zu diesem Zweck in den Stromkreis vor dem Kommutator einen verlustfreien Luftkondensator oder einen Normalkondensator mit bekanntem Verlustwinkel ein und verschiebt den Kommutierungspunkt bis das Galvanometer keinen Ausschlag mehr zeigt. Dann schaltet man statt des Normalkondensators das Kabel oder den Kondensator ein, dessen Verlustwinkel zu messen ist. Das Galvanometer wird nun einen Aussehlag zeigen, zu dessen Beseitigung wiederum eine Verschiebung des Kommutierungspunktes notwendig ist, entsprechend der aufgetretenen Phasenverschiebung. Durch Messung dieser Verschiebung des Kommutierungspunktes, welche proportional der Änderung des Verlustwinkels ist, kann letzterer mit Leichtigkeit bestimmt werden.
In analoger Weise kann man mit einer solchen Einrichtung den Phasenfehler von Widerständen oder den Phasenwinkel von Spulen oder Leitungen oder die Zeitkonstante. von Spulen messen, wenn man beispielsweise an
Stelle des Normalkondensators einen Normalwiderstand von bekanntem Phasenfehler einschaltet, um den Nullpunkt für die folgende Ablesung zu bestimmen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung ist M ein Synehronmotor, der mit Drehstrom gespeist wird. Wenn der Strom 50 Perioden pro Sekunde hat, dann wird man zweckmässig die Umdrehungszahl des Motors mit 3000 Touren pro Minute wählen. Auf der Achse des Motors ist ein Schwungrad R aufgekeilt, das die Aufgabe hat, das Pendeln des Motors genügend einzuschränken. Ausserdem trägt die Achse des Motors die Kommutatorscheibe K. Die Stromzuführung zum Kommutator erfolgt durch die Bürsten Bl und B2 Über Schleifringe, die Stromabnahme wird durch die BÜrsten B3 und B4 bewirkt.
Letztere werden von der Scheibe getragen, die konaxial mit dem Kommutator verdrehbar gelagert
<Desc/Clms Page number 2>
ist und an ihrem Umfang eine Teilung besitzt. Die Verdrehung kann mit Hilfe einer Triebsehraube T vorgenommen werden. Da durch Verdrehung der Scheibe < S'der Kommutierungspunkt verschoben wird, so hat man in dem Verdrehungswinkel ein Mass für die Phasenverschiebung. Die Genauigkeit der Ab-
EMI2.1
das Galvanometer. Die Zuführungsleitungen zu den Bürsten B, und B2 sind an die Zuführungsleitungen zum Motor M angeschlossen, wobei in eine dieser Bürstenzuführungsleitungen der Messgegenstand ein- geschaltet ist.
Wenn die Verwendung höherer Spannung für die Messung erwünscht ist, dann kann an der Stelle U ein Transformator eingeschaltet werden. Unter Umständen wird man zweckmässig einen
Punkt der Schaltung, z. B. den Punkt Eerden. W1, W2, Wa und W4sind Widerstände, die zur Verhinderung von Funkenbildung am Kommutator und zur Galvanometerdämpfung dienen sollen. Wenn nur die Erreichung des ersten Zweckes angestrebt ist, dann können diese Widerstände auch durch Kondensatoren ersetzt werden.
Die geschilderte Einrichtung gestattet alle Messungen, bei denen es auf Bestimmung der Phasen- verschiebung zwischen Strom und Spannung ankommt. Sie ermöglicht die Verwendung eines Stromes von bei Starkstromanlagen üblicher Frequenz. Gegenüber bekannten Einrichtungen, die auf dem Prinzip der Wienschen Brücke aufgebaut sind und bei denen der Verlustwinkel nur durch Rechnung ermittelt werden kann, hat die erfindungsgemässe Vorrichtung ausser dem Vorteil einfacher Bedienung und grösserer Empfindlichkeit bei Verwendung eines optischen Nullinstrumentes noch den voraus, dass der Verlustwinkel bei geeigneter Eichung direkt abgelesen werden kann, so dass die Bedienung der Messeinrichtung auch durch wissenschaftlich ungeschulte Kräfte erfolgen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Messung des Verlustwinkels bzw. Phasenwinkels von Kapazitäten und Selbstinduktionen, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Messgegenstand durchfliessender Wechselstrom kommutiert und durch ein Gleichstrommessinstrument geschickt wird und der Kommutierungspunkt gegenüber seiner Lage, bei der bei einer Vergleichsmessung das Instrument keinen Ausschlag besass, so lange verschoben wird, bis das Instrument wieder keinen Ausschlag zeigt, wobei die Grösse dieser Verschiebung ein Mass für den Verlustwinkel ist.