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Anordnung zum Prüfen einer Wechselstrommessbrücke mit Gleielistrommessgerät und vorgeschaltetem mechanischem periodischen Unterbrecher im Diagonalkreis.
Es ist bekannt, die Empfindlichkeit einer Wechselstrommessbrücke dadurch zu steigern, dass man in dem Diagonalkreis ein Gleichstrommessgerät mit vorgeschaltetem mechanischen, mit der Wechselstromquelle synchron betriebenen periodischen Unterbrecher verwendet.
Gemäss der Erfindung werden bei einer solchen Anordnung Mittel vorgesehen, um den Nullstrom in mindestens zwei gegeneinander verschobenen Schaltphasen der Gleichrichter zu messen. Dadurch wird auf einfache Weise eine Kontrollmöglichkeit für die Phasenlage der von dem Unterbrecher erfassten Halbperiode geschaffen. Unter ungünstigen Umständen kann es nämlich vorkommen, dass von dem Unterbrecher gerade eine Halbperiode herausgeschnitten wird, in welcher gleiche Flächen entgegengesetzter Halbwellen enthalten sind. Dabei ist der mittlere über das Gleichstrominstrument fliessende Gleichstrom Null, so dass dieses ein Brückengleichgewicht vortäuscht, das in Wirklichkeit nicht vorhanden ist.
In besonders einfacher Weise kann der Nullstrom in zwei gegeneinander verschobenen Schaltphasen gemessen werden, indem man in den Erregerstromkreis eines zweckmässig als Unterbrecher verwendeten mechanischen Gleichrichters einen Kondensator und parallel zu diesem Kondensator einen Kurzschlusskontakt anordnet. Durch Zuschalten bzw. Überbrücken des Kondensators kann dann die Erregung des Gleichrichters um einen von 900 nicht weit entfernten Wert verschoben werden, so dass in dem oben erwähnten Fall das Gleichstrominstrument, das zunächst keinen Ausschlag zeigte, nach Zuschalten bzw. Überbrücken des Kondensators durch einen erheblichen Ausschlag die noch vorhandene Unsymmetrie der Brückenschaltung anzeigt.
Von der Prüfanordnung wird man auf Grund der obenstehenden Ausführungen zweckmässig in der Form Gebrauch machen, dass zunächst einmal die Brückeneinstellung so lange geändert wird, bis das Gleichstrommessgerät seine Nullage eingenommen hat und danach vorübergehend der Kondensator z. B. mit Hilfe eines Druekkontaktes in den Erregerkreis eingeschaltet bzw. in bezug auf den Erregerkreis z. B. durch Kurzschliessen oder Abschalten wirkungslos gemacht wird. Behält trotz dieser Umschaltung das Messgerät seine Nullstellung bei, dann kann mit Sicherheit Brückengleiehgewicht angenommen werden. Macht das Messgerät dagegen einen Ausschlag, dann wird unter Beibehaltung des zuletzt hervorgerufenen Prüfzustandes von neuem auf Null eingestellt.
In manchen Fällen ist es insbesondere mit Rücksicht auf die nicht unerhebliche Induktivität der Erregerwicklung des Gleichrichters schwierig, mit Hilfe eines Kondensators allein eine 90 -Verschiebung der Phasen zu erreichen. Man wird, um diesem Wert auch nur nahe zu kommen, vor allem schon verhältnismässig grosse Kapazitäten benötigen. An sich ist es nun nicht erforderlich, dass die Phasenverschiebung gerade 900 beträgt. Dieser Wert ist zwar am günstigsten, die Messgenauigkeit wird jedoch nicht wesentlich herabgesetzt, solange man dem 90 -Wert wenigstens nahe kommt.
Man kann nun ohne grossen Aufwand, insbesondere mit einer kleinen Kapazität, den 90 -Wert bequem erreichen, wenn man neben dem Kondensator noch eine Induktivität anordnet und einen Schalter vorsieht, mit dessen Hilfe der Kondensator gegen die Induktivität ausgewechselt werden kann. Dabei kann man durch richtiges Abgleichen des Kondensators oder zweckmässiger der Induktivität bequem eine Phasenverschiebung von 900 erreichen und daneben auch noch die Kapazität und Induktivität
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sie gleichen Scheinwiderstand besitzen, so dass sich bei der Umschaltung die Stromstärken in dem Erregerkreis nicht ändern.
Die Empfindlichkeit der Brückenschaltung erreicht unter Zuhilfenahme der Prüfanordnung gemäss der Erfindung nahezu ihren höchsten theoretischen Wert. Dieser könnte bei beliebiger Phasenlage nur
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werden, indem man jedesmal die Erregerphase so einstellt, dass nur Halbwellen einer Stromrichtung dem Messgerät zugeführt werden. Bei Verwendung des Erfindungsgegenstandes beträgt die ungünstigste Phasenlage des Diagonalstromes gegenüber der Kontaktphase des Unterbrechers 45 . In diesem Fall wird nämlich bei Zu-bzw.
Abschalten des Kondensators ebenfalls wieder eine Phasenverschiebung von 450 vorhanden sein, so dass der Ausschlag des Messgerätes nur in der Richtung umgekehrt, aber nicht vergrössert werden kann. Dabei fliesst iiber das Gleichstromgerät aber immer noch ein Strom, dessen Mittelwert etwa zwei Drittel-des bei dieser Brückeneinstellung grösstmöglichen Mittelwertes beträgt, so dass die Messgenauigkeit wenigstens annähernd den theoretisch möglichen Höchstwert erreicht.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. In den Fig. 1 und 2 sind mit 1-4 die Zweige der schematisch dargestellten Briickenanordnung bezeichnet. 4 ist derjenige Zweig, dessen Wert gesucht wird, während auf dem Zweig 3 jeder gewünschte Wert einstellbar ist. An den Punkten 5 und 6 ist, die Wechselstrombrüeke an eine Wechselstromquelle angeschlossen.
Zur Messung der Stromstärke im Diagonalzweig dient die auf einem Grundbrett 7 montierte Anordnung, die aus dem mechanischen Unterbrecher 8 mit der Erregerwicklung 9, einem Kondensator 10, einem Druekkontakt H und einem Gleichstrommessinstrument 12 besteht. Die Klemmen 13 und 14 dienen zum Anschluss der Anordnung in der gezeichneten Weise an die Brücke, während die Klemmen 16 und zum Anschluss an eine Wechselstromquelle dienen, deren Frequenz der Erregerfrequenz der Brücke synchron und in bezug auf die Phase möglichst schwankungsfrei folgen muss. Zweckmässig wird man dieselbe Wechselstromquelle sowohl an die Punkte 5 und 6 der Brückensehaltung wie auch an die Klemmen 15 und 16 der Messanordnung legen.
Die Wirkungsweise der Anordnung dürfte aus der Einleitung bereits ersichtlich sein. Solange zwischen den Widerstandswerten der Brückenzweig 3 und 4 noch Unterschiede bestehen, fliesst in dem Diagonalzweig ein Wechselstrom. Durch den mechanischen Unterbrecher ist dieser Diagonalzweig aber lediglich während einer Halbperiode geschlossen. Deckt sich diese halbperiodische Schlusszeit ungefähr mit einer Halbperiode des im Diagonalzweig fliessenden Wechselstromes, dann schlägt das Gleichstrommessinstrument 12 entsprechend der Wechselstromstärke aus. Durch den
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werden.
Danach wird durch Niederdrücken des Kontaktes 11 der Kondensator 10 vorübergehend eingeschaltet und so die Phase im Erregerkreis 9 um 900 verschoben. Bleibt dabei das Messgerät 12 in seiner Nullstellung, dann ist die Einstellung der Brücke richtig. Im anderen Falle muss durch weitere Ver- änderung des Brückenzweiges- ? die Einstellung noch berichtigt werden.
In der Fig. 2 ist parallel zu dem Kondensator 10 noch eine Induktivität 17 angeordnet. Der Kontakt 11 dient nunmehr dazu. entweder die Kapazität oder die Induktivität in den Erregerkreis des Gleichrichters zu schalten. Im übrigen ist die Wirkungsweise genau dieselbe wie die der Anordnung gemäss Fig. 1.
Die oben beschriebene Anordnung hat noch den Nachteil, dass es bei dem Ablesen des Messinstru- mentes jedesmal einer Umschaltung bedarf. Eine solche Umschaltung kann leicht vergesen werden, so dass auf diese Weise Messfehler eintreten können.
Man kann diesen Nachteil beheben. indem man in dem Nullzweig der Brücke an Stelle eines Mess- instrumentes zwei Messinstrumente anordnet und die den Messinstrumenten vorgeschalteten mechanischen Gleichrichter mit um 90 gegeneinander verschobener Phase erregt. Auf diese Weise erübrigt sieh eine Umsehaltung. Zeigen beide Instrumente keinen Ausschlag mehr an, dann kann mit Sicherheit auf das Fehlen eines Nullstromes geschlossen werden.
Diese an sieh zweckmässige Anordnung erfordert die Ablesung zweier Instrumente. die eine besondere Aufmerksamkeit erfordert. Eine weitere Vereinfachung in dieser Richtung lässt sich dadurch erreichen, dass auf einer beiden Messwerten gemeinsamen Skala eine beiden Messwerten gemeinsame und
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Zweckmässig wählt man die Bewegungsrichtungen senkrecht aufeinander, so dass der Ausschlag des einen Instrumentes als Ordinate und derjenige des anderen Instrumentes als Abszisse abgelesen werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Anordnung ist in der Fig. 3 dargestellt. Mit 1, 2, 3 und 4 sind die vier Zweige einer Wechselstrommessbrücke bezeichnet, die an den Punkten 5 und 6 an eine wechsel- stromquelle angeschlossen ist. In dem Diagonalzweig der Brücke liegen jeweils parallel zueinander zwei mechanische Gleichrichter 19 und 20, deren Erregungen um 900 gegeneinander phasenverschoben sind, und die Drelispulen 21 und 22 zweier Messgeräte, auf deren senkrecht zueinander stehenden Achsen Spiegel M und 24 befestigt sind.
Von einer Lichtquelle. ? wird mit Hilfe einer geeigneten Optik ein Lichtstrahl auf den Spiegel 24 geworfen, von diesem Spiegel 24 auf den Spiegel 2.) reflektiert und von dort schliesslich auf einen Bildschirm 26 geworfen. Dieser ist in der Fig. 4 getrennt dargestellt. Er ent-
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