AT140127B - Stromwandler mit geteiltem Eisenkern. - Google Patents

Description

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  StromwandlermitgeteiltemEisenkern. 



   . Es sind Stromwandler bekannt, bei denen der   Eisenkern künstlich   auf höhere Induktion gebracht wird, als einem normal arbeitenden Wandler unter denselben äusseren Bedingungen - d. h. in Bezug auf Eisenquerschnitt und   Eisenlänge.   AW-Zahl und Bürde - entsprechen würde. Hiedurch werden infolge der dann auftretenden   höheren Permeabilität   die Strom-und auch die Winkelfehler verringert. Zu diesem Zwecke teilt man den Eisenkern in zwei Hälften und schaltet die an diesen Hälften auftretenden Spannungen gegeneinander, so dass als Differenz nur noch die kleine erforderliche Klemmenspannung übrig bleibt. 



   Zur stärkeren Erregung der beiden Kernhälften bedient man sich verschiedener Mittel. Es sind z. B. fremde Stromquellen - für Gleich- oder Wechselstrom - herangezogen worden. Mit der fremden Stromquelle hat man den Vorteil einer konstanten Spannung und einer günstigen Vormagnetisierung, die im ganzen Strombereich konstant bleibt. Die Erregung durch fremde   Hilfsspanning   ist umständlich und man ist dazu übergegangen, die Erregung der beiden Kerne von dem Primärstrom selbst vornehmen 
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   Primärstrom   kleiner und bei steigendem   Primärstrom grösser als im Normalfalle.   Sinkt z. B. der Primärstrom auf ein Zehntel seines normalen Wertes, so sinken auch   die. HF für   die Erregung der beiden Kernhälften auf ungefähr ein Zehntel ihres Normalwertes.

   Infolge des Verlaufes des unteren Teiles der 
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   Induktion BO'1 nicht   auf ein Zehntel, sondern vielleicht sogar auf ein Zwanzigstel von   BI und dpmpnt-   sprechend steigen   Fehler fo. 1 merklieh an.   



   Die Erfindung hat eine Anordnung zum Gegenstand, bei welcher die Erregung durch den Primärstrom in der Weise ausgebildet ist. dass der Wandler im wesentlichen im ganzen Bereich des Primärstromes im Gebiet annähernd konstanter Induktion arbeitet. Ausgehend von einer bekannten Anordnung, bei welcher die   Sekundärwicklungen   auf den beiden Teilen des   Eisenkerns mit verschiedener Winduugs-   zahl ausgeführt sind, werden erfindungsgemäss mit Hilfe von tertiären   Wieklungen   Kompensationsmittel wirksam gemacht, welche die Zunahme der Induktion der Teilkerne über das Gebiet annähernd konstanter Permeabilität hinaus verhindern.

   Durch die verschiedene Wahl der Windungszahlen der   Sekundär-   wicklungen wird also erreicht, dass schon bei kleinen Primärströmen in beiden Teilen des Eisenkerns eine Vormagnetisierung herrscht, die die Induktion auf den geradlinigen Teil der   Magnetisierungskurve   bringt. Anderseits wird durch die Kompensationsvorrichtung erreicht, dass bei grösseren   Primärströmen   die Induktion nicht in das Sättigungsgebiet des Eisens hinein ansteigt, sondern ebenfalls im wesentlichen in dem geradlinigen Teil der Magnetisierungskurve verbleibt. Man erreicht also hiedurch Strom- und   Winkelfehler,   die sowohl bei Bruchteilen des Primärstromes als auch bei grösseren primären Überströmen sehr klein, und was noch wichtiger ist, fast konstant bleiben.

   Diese konstanten noch verbleibenden Fehler 

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   und zu ihrer Abgleichung auch Bruchwicklungen, d. h. solche Wicklungen enthalten, die nur Bruchteile des Kernquerschnittes umschlingen. Bei einer bestimmten Belastung zeigen die Kerne 1 und 11 für sich allein in Fig. 12 die Fehlerkurven 1-il, nämlich den Stromfehler/'% und in Fig. 13 die ebenso bezeichnete Kurve der Winkelfehler 3'in Abhängigkeit von dem Primärstrom J1 in Prozenten des Nennt stromes. Wie man sieht, arbeitet dieser Wandler 1, 11 im oberen Strombereich mit einer günstigen Fehlerkurve und zeigt im unteren sehr grosse Fehler.

   Auf der andern Seite besitzen, wie ebenfalls aus den Fig. 12 und 13 hervorgeht, die gleichen für sich arbeitenden Kerne 111 und IV im unteren Strombereich gute Fehlerkurven und sehr grosse Abweichungen im oberen Bereich. 



  Die mit der gleichen Belastung e, wie vorher arbeitende Reihenschaltung der Systeme 1, Il und I 111, IV zeigt, nach Fig. 12 und 13 die Fehlerkurven I, 11, 111, IV, die im ganzen Strombereich weit günstiger liegen als die Kurven I, 11 und Ill, IV, wobei noch erwähnt sei, dass sieh das ausgeführte Beispiel auf den besonders ungünstigen Fall eines Einleiterwandlers mit geringer Amperewindungszahl bezieht. 



  Zum Vergleich sind auch noch bei gleicher Bürde e die Fehlerkurven M dargestellt, für den Fall, dass alle Kerne mit einer gemeinsamen Wicklung oder mit Wicklungen gleicher Windungszahl als gewöhnlicher Mischern zusammengefasst sind. Diese Ausführung gibt wesentlich schlechtere Resultate als die nach der Erfindung. 



  Mitunter genügt es, die vormagnetisierten Kerne I und 11 aus Siliziumeisen mit einem einzigen als normaler Stromwandler arbeitenden Kern Ill aus Eisen-Nickel zu kombinieren, d. h. z. B. in Reihe zu schalten, der-wie nicht weiter dargestellt-im oberen Gebiet stark herausfallende Werte besitzt. 



  Auf diese Weise werden ebenfalls die Fehlerkurven der Kerne der Reihenschaltung I, 11, 111 verbessert. 



  PATENT-ANSPRÜCHE : l. Stromwandler mit geteiltem Eisenkern, bei welchem die Teile des Eisenkerns dadurch vom Primärstrom vormagnetisiert werden, dass die Sekundärwicklungen auf den beiden Kernhälften mit verschiedener Windungszahl ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe von tertiären Wicklungen Kompensationsmittel wirksam gemacht werden, welche die Zunahme der Induktion der Teilkerne über das Gebiet annähernd konstanter Permeabilität hinaus verhindern.

Claims (1)

1. 2. Stromwandler mit geteiltem magnetischen Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den beiden Kernhälften in Bezug auf die induzierten Eke in Reihe geschaltete Compensationswicklungen vorhanden sind, die der Erregung der beiden Kerne entgegenwirken.

   3. Stromwandler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswicklung mit spannungsabhängigen Widerständen oder Drosseln oder einer Kombination von beiden belastet ist.

   4. Stromwandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur der eine Kernteil eine getrennte Kompensationswicklung trägt, während als Kompensationswicklung des andern Kernteiles die Sekundärwicklung dieses Kernes selbst verwendet wird (Fig. 8).

   5. Stromwandler nach Anspruch 3, bei welchem die Kompensationswicklung der Hauptkerne mit einer Drosselspule belastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule mit der Primärwicklung des Stromwandler derart verkettet ist, dass sie bei kleinen Primärströmen von dieser erregt wird und die Kompensationseinrichtung in Gegenwirkung zu der von der Sekundärwicklung herrührenden Vormagnetisierung speist.

   6. Stromwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule mit spannungsabhängigen Widerständen oder mit einer eisenhaltigen Drosselspule belastet ist (Fig. 3).

   7. Stromwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Kernquerschnitte und Windungszahlen, dass die in den beiden Sekundärwicklungen verschiedener Windungzahlen unter Berücksichtigung des Kernmaterials von den Zusatzflüssen erzeugten El11KE sich mindestens nahezu aufheben, insbesondere die Querschnitte der beiden Kernteile bei gleichem Material sich nahezu oder genau umgekehrt wie die entsprechenden Sekundärwindungszahlen verhalten.

   8. Stromwandler nach Anspruch 7, bei welchem die beiden Kernteile aus Materialien mit verschiedener magnetischer Charakteristik bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormagnetisierung (B) so gewählt ist, dass in beiden Kernteilen hiefür etwa die gleiche Feldstärke erforderlich ist.

   9. Stromwandler nach den Ansprüchen 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die tertiären Kompensationswicklungen beider Teilkerne nahezu oder genau gleiche Windungszahlen besitzen.

   10. Stromwandler nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule aus einem Material mit früher einsetzender Sättigung als der Hauptkern, beispielsweise aus einer EisenNickellegierung, besteht.

   11. Stromwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrpunkt des Stromes in der Kompensationswicklung beim Kurzschliessen der Bürde mit dem Wendepunkt der Magnetisierungskurve wenigstens angenähert zusammenfällt.

   12. Stromwandler, bestehend aus mindestens zwei voneinander unabhängigen Systemen, von denen jedes für sich durch Mittel gemäss den Ansprüchen 1 bis 11 für ein anderes Teilgebiet des Primärstromes <Desc/Clms Page number 6> derart abgeglichen ist, dass es in diesem Stromgebiet mit geringsten Fehlern arbeitet (Fig. 11).

   13. Stromwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgleiehung der Systeme für verschiedene Stromgebiete dadurch erzielt wird, dass die Kerne der einzelnen Systeme aus verschiedenem Material bestehen.

   14. Stromwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Systeme mit günstigen Fehlerkurven im unteren Strombereich Kerne aus Eisen-Nickellegierungen und diejenigen mit günstigen Fehlerkurven im oberen Strombereich Kerne aus Siliziumeisen besitzen.

   15. Stromwandler nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Systeme wenig voneinander verschiedene Übersetzungsverhältnisse besitzen.

   16. Abänderung des Stromwandlers nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein System oder ein Teil der Systeme vormagnetisiert ist. EMI6.1