<Desc/Clms Page number 1>
Gleichstromwandler für sehr hohe Stromstärken
Hohe Gleichströme können bekanntlich indirekt nach Art einer vormagnetisierten Drosselspule gemessen werden, wobei der Kern der Drosselspule durch den zu messenden Gleichstrom vormagnetisiert wird.
Auf diesem Kern befindet sich noch eine Wechselstromwicklung, die von einem Hilfswechselstrom konstanter Spannung durchflossen wird. Die Grösse des Hilfswechselstromes, auch Sekundärstrom des Gleichstromwandler genannt, ist von der Grösse der Vormagnetisierung durch den Gleichstrom abhängig und bildet somit ein Mass für den zu messenden Gleichstrom. Will man nun sehr hohe Gleichströme auf diese Art messen, so erreichen die Abmessungen des Kernes, dessen Länge annähernd proportional mit dem zu messenden Gleichstrom ansteigt, Werte, die den Einbau des Wandlers schwierig machen. Dagegen erfordert eine Verringerung der Abmessungen bei vergrössertem Kernquerschnitt eine starke Erhöhung der Magnetiserungsscheinleistung.
Diese Nachteile werden bei einem Gleichstromwandler nach Art einer vormagnetisierten Drossel für sehr hohe Stromstärken, dessen die den zu messenden Gleichstrom fUhrende Schiene umgebender Eisenkern eine von einem Hilfswechselstrom gespeiste Wechselstromwicklung und eine Gleichstromwicklung aufweist, die einen Gleichstrom führt, welcher einen Teil der vom Primärstrom erzeugten Durchflutung kompensiert und zusammen mit dem Sekundärstrom des Wandlers durch die Nutzbürde geleitet wird, erfindungsgemäss dadurch vermieden,
dass der gleichgerichtete Sekundärstrom A I2 des Wandlers und der einen Teil der Primärdurchflutung kompensierende Gleichstrom L* die Nutzbürde R in gleicher Richtung durchfliessen und der Hilfsgleichstrom L'zur Erzielung kleiner Windungszahlen bei der Gleichstromwicklung K möglichst gross gewählt wird. Da bei einem solchen Gleichstromwandler stets 2 Kerne vorhanden sind, die gegensinnig von einem Hilfswechselstrom magnetisiert werden, ist es zweckmässig, dass die den Hilfsgleichstrom führende Kompensationswicklung beide Kerne des Gleichstromwandlers umgibt.
Zwar ist bereits ein Gleichstromwandler bekannt, bei dem ein Teil der Primärdurchflutung mittels eines Hilfsgleichstromes kompensiert wird (deutsche Patentschrift Nr.909750), jedoch werden der Hilfsgleichstrom und der gleichgerichtete Sekundärstrom des Wandlers nicht alsSummenstrom überdieNutzburde geführt, sondern als Differenzstrom. Dadurch ist aber die Fehlerempfindlichkeit dieses Wandlers wesentlich grösser als diejenige des Wandlers nach der Erfindung, da die absolute Höhe des Summenstromes bei demselben Fehler grösser ist und somit der prozentuale Fehler bei dem Wandler nach der Erfindung kleiner als bei dem bereits bekannten Wandler ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Mit diesenBeispie- len werden auch noch weitere Gedanken der Erfindung erläutert.
In Fig. 1 wird die den Messgleichstrom J führende Schiene S von dem Eisenkern E des Gleichstromwandlers umgeben. Der von der Wechselspannung U ausgehende Hilfswechselstrom wird über die Wechselstromwicklung W und den Gleichrichter G zur Nutzbürde R, beispielsweise einem Messinstrument, geführt. Gibt man dem Gleichstromwandler zusätzlich eine Gleichstromwicklung K, die einen Strom 12' führt, dessen Durchflutung der Primärdurchflutung 11 entgegengerichtet ist, und leitet man diesen Kompensationsstrom, der beispielsweise 90 o derPrimärdurchflutung aufheben möge, über die Nutzbürde R, so kann
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
2zuWandlerstrom AL gesteuert wird.
Hiebei kann man den für die Auslegung des Wandlersangenehmen Betriebszustand verwirklichen, dass bei veränderlichem Primärstrom I1 der Wandlerstrom #I2 und damit auch sein Fehler ó 12 konstant bleiben. Hiezu erhält der Magnetverstärker MV eine annähernd konstante Vorerregung IK von einem Hilfsgleichrichter, den die Netzspannung Ua speist. Da der Kompensationsstrom 12'
EMI2.2
tisch konstant.
Das Problem der Schirmung ist jetzt wesentlich vereinfacht, da die Primärdurchflutung, die sonst den Schirm vorsättigt, im Beispiel bis auf 100 kompensiert ist. Der Scheinleistungsverbrauch des Wandlers sinkt auf 10%. Auch die Scheinleistung des Magnetverstärkers beträgt nur einen Bruchteil des bei der bisher üblichen Schaltung erforderlichen Betrages. Besondere Anforderungen an die Wechselspannungsquelle werden nicht mehr gestellt.
Die Abschirmung gegen Fremdfelder nach Fig. 3 umgibt beide Kerne des Gleichstromwandlers. Um ihre Vormagnetisierung durch das restliche Gleichfeld herabzusetzen, ist es vorteilhaft, die Schirmzylin- der in regelmässigem Abstand mit kleinen Luftspalten zu versehen. Man kann den Zylinder beispielsweise bei Parallelschaltung der Wandlerkerne aus übereinander geschichteten Ringkernen aufbauen oder ihn aus
EMI2.3
wirdPATENTANSPRÜCHE :
1.
Gleichstromwandler nach Art einer vormagnetisierten Drossel für sehr hohe Stromstärken, dessen die den zu messenden Gleichstrom führende Schiene umgebender Eisenkern eine von einem Hilfswechselstrom gespeiste Wechselstromwicklung und eine Gleichstromwicklung aufweist, die einen Gleichstrom führt, welcher einen Teil der vom Primärstrom erzeugten Durchflutung kompensiert und zusammen mit dem Sekundärstrom des Wandlers durch die Nutzbürde geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der gleichgerichtete Sekundärstrom (AL) des Wandlers und der einen Teil der Primärdurchflutung kompensierende Gleichstrom (L') die Nutzbürde (R) in gleicher Richtung durchfliessen und der Hilfsgleichstrom (L') zur Erzielung kleiner Windungszahlen bei der Gleichstromwicklung (K)
möglichst gross gewählt wird.