AT153461B - Wechselstromkompensator mit selbsttätiger Abgleichung. - Google Patents

Description

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    Wechselstromkompensator   mit selbsttätiger Abgleichung. 
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   bzw. UJ {/1 abgegriffen   werden. Den die beiden Widerstände RK' bzw. RK" enthaltenden Kreisen ist jeweils noch eine Parallelschaltung von Ohmschen Widerständen RV' bzw. RV"und Kapazität   Cy'   bzw. Cv"zugeordnet, um die Kompensationsspannungen   U1/bzw.     U E/1 auf   eine der jeweiligen Aufgabe entsprechende Grösse zu bringen, d. h. mit anderen Worten, den Messbereich des Kompensators in gewünschter Weise einstellen zu können.

   Die beiden anderen Drehspulen 82'und   8,"sind   hintereinander in den Ausgangskreis eines Verstärkers V geschaltet, für den die Energie unmittelbar aus dem Netz U entnommen wird, und dessen Eingang in Reihe mit den   Kompensationswiderständen     RZ   bzw. RK" an der dem Messobjekt M entnommenen Messspannung UX liegt. In Reihe mit den Spulen   82'   und   8,"liegt noch   ein Kondensator CA, dessen Bedeutung späterhin noch erläutert wird. 



   Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnung erklärt sich wie folgt :
In den Kompensationsspulen S1' bzw. S2' werden um 900 gegeneinander verschobene Spannungen erzeugt, die den Ablenkungswinkeln   &alpha;' bzw.   a" proportional sind. Diese Spannungen rufen über die 
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 Ströme   J'bzw. J'hervor.   Diese wiederum erzeugen ihnen proportionale Spannungsabfälle UK' bzw. UK" in den Widerständen RK' bzw. RK". Diese Spannungsabfälle dienen zur Kompensation der Messspannung Ux. Es ist ohne weiteres klar, dass der Eingang des Verstärkers spannungslos wird, wenn die vollständige Kompensation herbeigeführt ist. So lange dies noch nicht der Fall ist, wirkt die noch vorhandene Differenzspannung Uo auf den Verstärker ein, so dass die Spulen 82'und   savon   Strom durchflossen werden.

   Je nachdem, welche der beiden Komponenten noch nicht voll auskompensiert ist, wird demnach die eine der Spulen   82'bzw.     82",   unter Umständen auch beide, ein Drehmoment ausüben, u. zw. im Sinne eines vollständigen Abgleiches, Bei entsprechender Wahl des Verstärkungsgrades kann selbst bei erheblichen Reibungswiderständen der Doppeldrehspule eine praktisch vollkommene Kompensation herbeigeführt werden. Der Kondensator CA hat für die oben erläuterte Wirkungsweise an sich keine Bedeutung. Er ist aber notwendig, weil über den Ausgangskreis des Verstärkers die beiden Richtspulen   82'und   8,"aufeinander geschaltet sind und infolgedessen einander beeinflussen können.

   Diese   unerwünschte   Rückwirkung lässt sich durch entsprechende Bemessung des Kondensators CA verringern, u. zw. muss man dabei in der Weise vorgehen, dass der Kondensator so lange geändert wird, bis bei erregten Feldwicklungen   8p'und 8p",   aber nichterregtem Verstärker die beiden Doppelspulen in beliebiger Lage gegeneinander stehen bleiben. 



   In der Fig. 2 ist das Vektordiagramm des vorn beschriebenen Ausführungsbeispieles des Er- 
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 Eisenkörpern hervorgerufenen Hysterese und Wirbelstromverluste sind die magnetischen Flüsse um die Phasenwinkel s' bzw. s" nach rückwärts verschoben, u. zw. erfahrungsgemäss um etwa   #   bis 1 . 



  Solange die Messanordnung noch nicht abgeglichen ist, liegt am Verstärker die Eingangsspannung   Uo,   
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 gestrebten Kompensationseinstellung verändert werden. Dabeiist das jeweilige Drehmoment   D1   oder D2 der jeweiligen Grösse von   Uo'bzw.     Uo",   also der jeweiligen Abweichung vom Kompensationszustand proportional. Ein   Überschwingen   oder Pendeln des mit den Drehspulen verbundenen Anzeige-oder
Schreiborganes lässt sich durch eine ausreichende, zweckmässig magnetische Dämpfung vermeiden. 



   Trotzdem kann eine Einstellzeit von etwa 0,5 Sek. erreicht werden. 



   An Stelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten Kunstschaltungen zur Erzielung der um   90    gegeneinander phasenverschobenen Erregerströme JF' bzw. JF" können auch andere geeignete Schal- tungen benutzt werden ; insbesondere kann man auch einen Drehfeldphasenschieber dazu verwenden. 



   Wenn diese Erregerströme JF' und JF" sinusförmig verlaufen, dan werden die Grundwellen der in der Messanordnung wirksamen Ströme und Spannungen zur Messung herangezogen, während die 

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 Oberwellen unberücksichtigt bleiben. Wenn ein sinusförmiger Verlauf der Erregerströme nicht vorausgesetzt werden kann, dann kann man die bei   Wechselstrom-Kompensationsmessungen   im allgemeinen erwünschte   Grundwellenselektivität   dadurch erreichen, dass vor den Röhrenverstärker V eine mehrgliedrige Siebkette geschaltet wird, welche die in den Spannungen   UK'bzw. Tg"enthal-   tenen Oberwellen von dem durch die Drehspulen und den Röhrenverstärker gebildeten Nullindikator fernhält. 



   Spannungsschwankungen der Stromquelle U gehen in das Messergebnis deswegen nicht ein, weil sie in gleicher Weise die Messspannung Ux und die Kompensationsspannungen   UK'und U"   verändern. Daneben ändert sich allerdings auch noch der   Verstärkungsgrad   des Verstärkers   V.   Da es sich aber um eine reine Nullmethode handelt, wird dadurch lediglich die Grösse der Drehmomente D' und D"und somit die Einstellzeit der drehbaren Instrumententeile beeinflusst. 



   Wie oben bereits erwähnt, eignet sich der erfindungsgemässe Kompensator zur Verstärkung auch sehr niedriger Spannungswerte oder gibt eine vollautomatische Aufzeichnung der beiden Komponenten der Messspannung. 



   Man kann den Kompensator gemäss der Erfindung z. B. anwenden zur Aufzeichnung der Kapazität und des Verlustfaktors von Kondensatoren, Kabeln,   Hochspannul1gsapparaten   in Abhängigkeit von der Zeit, Temperatur u. dgl. Man kann ferner Spannung und Frequenz messen mit Hilfe von spannungsbzw. frequenzempfindlichen   Brückenschaltungen,   die selbsttätig von dem Kompensator abgeglichen werden. Man kann sehr kleine Widerstandsänderungen, z. B. bei der Temperaturmessung mit Wechselstrom gespeiste Widerstandsthermometer auch bei schnellem Verlauf aufzeichnen und auch Messwerte mit Hilfe stetig regelbarer Gegeninduktivität, die von   Messinstrumenten   gesteuert werden, fern- übertragen. 



   Der an sich verhältnismässig einfache Aufbau des Kompensators kann in dem häufig vorkommenden Fall, dass die   Messspannuing Ux   eine bestimmte unveränderliche Phasenlage hat, noch wesentlich vereinfacht werden, weil dann nur eine Abgleichrichtung zu berücksichtigen ist und nur ein einziges Doppelspulgerät vorgesehen zu werden braucht. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Komplexer Wechselstromkompensator mit selbsttätiger Abgleichung unter Verwendung elektrodynamischer Messinstrumente als Drehtransformatoren, deren Erregung mit einer für die zu messende Komponente erforderlichen Phase erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehtransformatoren nach Art von Doppelelektrodynamometern gebaut sind, deren eine Spule (Kompensationsspule) die Kompensationsspannung liefert, während die zweite Spule   (Richtspule)   in den Ausgangskreis eines Verstärkerr geschaltet ist, dessen Eingang im Kompensationskreis liegt.

Claims (1)

1. 2. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehtransformatoren als schreibende Geräte ausgebildet sind.

   3. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Kompensationsspulen feste Widerstände (Kompensationswiderstände) gespeist werden, an denen die Kdmpensationsspan- nungen abgegriffen sind.

   4. Kompensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswiderstände in einem durch einen Isoliertransformator von der zugehörigen Kompensationsspule galvanisch abgetrennten Kreis angeordnet sind.

   5. Kompensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des durch den Kompensationswiderstand und die Sekundärwicklung des Isoliertransformators gebildeten Kreis eine Parallelschaltung von Ohmschem Widerstand und Kapazität angeordnet ist, zum Zweck, die Kompensationspannung auf eine der jeweiligen Aufgabe entsprechende Grössenordnung zu bringen.

   6. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der das Messobjekt speisenden Stromquelle auch die Erregerwicklungen der Kompensationstransformatoren gespeist werden.

   7. Kompensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Erregerwicklungen und die Stromquelle Isolierwandler geschaltet sind.

   8. Kompensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor die Erregerwicklungen in an sich bekannter Weise Schaltelemente geschaltet sind, die so gewählt und bemessen sind, dass die Erregerströme beider Drehtransformatoren um 900 gegeneinander verschoben sind.

   9. Kompensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Verstärker aus der das Messobjekt und die Drehtransformatoren speisenden Stromquelle gespeist wird.

   10. Kompensator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche für Messobjekte, bei denen die Messspannung eine bestimmte unveränderliche Phasenlage hat, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Kompensationstransformator nebst zugehörigen Anordnungen vorgesehen ist.