Anordnung zur Steuerung von Stromkreisen, insbesondere Wechseistromkreiseit- Die Erfindung bezieht sieh auf Anordnun- Cen zur Steuerung von Stromkreisen, ins besondere von Wechselstromkreisen unter Verwendung von polaritätsabhängigen Wi derständen.
Die Anordnungen gemäss der Erfindung eignen sich zur Messung von Wechselströmen, Wechselspannungen<B>,</B> der Grössen<B>J<I>-</I></B> cos <B><I>99,</I></B> <B><I>E -</I></B> cos (p, <B><I>J</I> -</B> sin <B>99,<I>E</I> -</B> sin (p, ferner als träg- heitsloses Relais oder als Impulsgeber ähn lich wie Gitferröhren, ausserdem allgemein zur Übertragung der Zeitdauer einer el-ektri- sehen Grösse oder Stromart (der steuernden)
auf eine zweite elektrische Grösse oder Strom art (der gesteuerten). Weiterhin können die Schaltun en in Verbindunc mit Messinstru- 9 el menten, Relais oder dergleielten verwendet werden. In diesem Sinne ist das im folgen den öfters gebrauchte Wort "messen" zu ver stehen. Es soll sich nicht nur um die Dar stellung und Auszeichnung von Werten han deln, sondern auch um deren Weiterbenut- zung zu andern Zwecken, insbesondere zur _Regulierung.
Erfindungsgemäss enthält eine derartige Anordnung ein oder mehrere Paare von po laritätsabhängigen Widerständen, die einer seits in dem zu steuernden Stromkreis mit einander entgegengesetzt gerichteter Durch- lassrichtung liegen und anderseits derart all eine periodisch veränderliche Steuerspannung gelegt sind, dass die Widerstände jedes Paares von der Steuerspannung in gleichem Polari tätssinn beeinflusst werden. Die ventilartig wirkenden Widerstände jedes Paares werden also im gleichen Augenblick vom Erreger strom, das heisst also dem steuernden Strom. in der Durchlassrichtung durchflossen oder von der Erregerspannung gesperrt.
In bezug auf die Ansclilussklümmen, den gesteuerten Strom oder die gesteuierte Spannung liefern den Quelle sind sie dagegen in entgegen gesetzter Richtung angeordnet, so dass ohne Fremderregung das eine Ventil des Paares einen aus der Messstromquelle kommenden Strom sperrt, in demselben Augenblick aber das andere Ventil den Messstram durchlässt. Die Ventile können dabei in bezug auf den Erregerkreis parallel oder in Reihe geschal tet sein;
sie können ebenso in bezug auf die Messstromquelle parallel oder in Reihe liegen. Neben den Ventilen kann die Steueranord nung auch andere Schaltelemente, insbeson dere Ohmsche Widerstände, enthalten.
Um bei zusammen-esetzten Schaltungen. die oben angeführten Grundsätze bequem anzuwenden, ist es zweckmässig, bei Feststellung des Rich- tun,-ssinnes in bezug auf die Klemmen alle Leitungen, die zur Messstromquelle führen, unterbrochen zu denken, wenn man den Rich- tun-ssinn der Ventile für den Erregerstrom kreis feststellen will und umgekehrt bei der Feststellung des RieUtungssinnes der Ventile für die Messstromquelle alle Leitungen unter brochen zu denken,
die zur Erregerstram- quelle führen.
Es ist nicht notwendig, einzelne Ventile zu benutzen. Es können vielmehr auch belie bige Kombinationen aus mehreren polaritäts abhängigen Widerständen verwendet wer den, sobald diese Kombinationen selbst Ven tilwirkungen aufweisen.
Die Wirkung der Steuerschaltung beruht. darauf, dass beim Wechsel der Polarität der anceleo,ten S-Pannun bezw. des durchfliessen- t> l# <B>- 9</B> den Stromes der Widerstand der einzelnen Ventile, die Trockengleielirichterventile, zum Beispiel Kapferoxydul- oder Selenventile, Detektoren oder Ventilröhren sein können, sich ändert, und zwar so,
dass er bei der Ein wirkung einer Spannung bezw. eines Stromes in der Sperrichtung höher wird als beim Einwirken einer Spannung bezw. eines Stro mes in der Durchlassriehtung. Der Wider stand des Ventils seliwingt also synchron mit der Erregerspannung bezw. dem Erreger strom.
Legt man etwa eine Spannung an einen veränderlichen Widerstand, der zum Beispiel mechanisch durch einen Schleifkon takt verändert wird, dann wird der aus der angelegten Spannung entstehende Strom sich nicht nur mit dieser Spannung, sondern auch synchron mit dem Widerstand ändern. Eben- soe,ut kann man auch annehmen, dass ein sol- eher veränderlicher Widerstand von einem veränderlichen Strom 4urchflossen wird. In diesem Fall schwingt der Spannungsabfall in dem Widerstand synchron mit dem Strom und den Widerstandsänderungen.
In den Fig. 12 und<B>13</B> ist die Wirkungs weise anhand eines Diagrammes kurz er örtert. In der Fig. 12 ist das Widerstands- Spannungsdiagramm eines Trockengleichrieb,- ters dargestellt. Auf der Abszisse ist die an den Gleichrichter gelegte Spannung und auf der Ordinatenachse ist der Widerstand des Gleichrichters in log e ,arithmiso'her Teilung aufgetragen- Dabei stellt die obere Kurve die Widerstandswerte in Sperrichtung, die untere Kurve die Widerstandswerte in Durchlassrielltung dar.
Schon aus diesem Diagramm ist klar ersichtlich, dass man von dem Gleichrichter bei niedrigen Spannungen keine Genauigkeit erwarten kann, weil dabei der Widerstand in Durchlassrichtung noch verhältnismässig gross ist. Erst bei höheren Spannungen wird das Verhältnis von Sperr widerstand zu Durehlasswidersta.nd so gross, dass der Gleiehrichter hinreichend genau arbeitet. Durch Verwendung einer Vor belastung kann man den ungünstigen, links in der Fig. 12 liegenden Bereich vermeiden.
Fron welcher Bedeutung diese Massnahme zum Beispiel bei reinen Wechselstrommes- sungen ist, geht aus der Fig. <B>13</B> hervor. In dieser Figur ist die Abszissenachse <B>0</B> in <B>360 '</B> eingeteilt zu denken, und über diese Abszissenachse ist mit einer ausgezogenen Linie<B>S</B> der sinusförmige Wellenzug einer Wechselspannung gezeichnet.
Der gestrichelt eincezeichnete, Linienzuo, W stellt den Wi- n <B>Im</B> derstand des GleichrieUters dar, wobei an genommen ist, dass während der linken Halb periode die Spannung in Durchlassrichtung des Gleichrichters, während der rechten Halbperiade entgegengesetzt der Durchlass- richtung verläuft.
Man sieht sofort aus der Figur, dass einem hinter dem Gleichriellter angeordneten M.essinstrument nicht ein der vollen Halbwelle entsprechender Strom zu-. fliesst, dass vielmehr in dem Bereich der nie drigeren Spannungen auch in der Durchlass- richtung ein erheblicher, durch den Gleich richter gebildeter Widerstand in dem Mess- kreis liegt.
Um diesen Widerstand möglichst bedeutungslos zu machen, hat man bisher hohe Widerstände in den Messkreis geschal tet, denen gegenüber die von dem Gleich richter gebildeten Widerstände in der Durch- lassrichtung eine verhältnismässig geringe Bedeutung hatten. Dadurch wird jedoch die für eine Messung mit einem bestimmten Gleichstrominstrument notwendige Gesamt leistung so gross, dass vielfach die Messung ,sehr kleiner Grössen aus schwachen Energie quellen unmöglich wird.
Sobald man nun (renau phasengleich mit der in der Fig. <B>13</B> eingezeichneten Wechselspannung eine zweite Wechselspannung, deren Verlauf als strich punktierte Kurve S, eingezeichnet ist, dem Gleiehrichter überlagert, dann ändert sich die Widerstandskurve des Gleichrichters zu elein mit Punkten eingezeichneten und mit ff', bezeichneten Verlauf.
Der Widerstand des Gleichrichters ist jetzt übeT fast die ganze linke Halbwelle sehr klein und spielt ,egenüber den andern im Messkreis ohnedies vorhandenen Widerständen keine ausschlag-. Icebende Rolle mehr. Man kann nun die durch die höhere Spannung S, verbesserten Wider standsverhältnisse für die Messung der nie drigeren Spannung<B>8</B> ausnutzen, indem mit Hilfe der erfindungsgemIssen Schaltung die Steuerspannung 81 von dem Messinstrument ferngehalten und diesem nur die gesteuerte Spannung<B>8</B> zugeführt wird.
Aus der Be trachtung der dargestellten Figur geht weiter hervor, dass die Kurve W, bei hinreichend hoher Erregerspannung praktisch eine Recht- eckform erreicht.
Wenn ausserdem die zur Vorbelastuna, dienende steuernde Spannung <I>;n</I> ZD ein Vielfaches der zu steuernden bezw. zu messenden Spannung beträgt, dann ist der Widerstand des Gleichrichters praktisch nur noch abhängig von der steuernden Span nung, so dass man mit deren Hilfe den Gleichrichter auch in Durchlassrichtung für die zu steuernde Spannung jederzeit sperren kann, wenn man die Phasen beider Span nungen entsprechend gegeneinander ver schiebt.
Dann kann also der Trockengleich richter genau so verwendet werden wie ein fremderregter mechanischer Gleichrichter. Man kann also mit seiner Hilfe zum Bei spiel auch die Werte<B>J<I>-</I></B> cos <B><I>99, J</I> -</B> sin 99 usw. messen.
In der Zeichnung sind eine Reihe von Ausführungsbeispielen der Erfindung dar gestellt. In der Abb. <B>1</B> ist mit<B>1</B> ein Erreger transformator bezeichnet, an dessen Sekun därwicklung zwei Ventile 2 und<B>3</B> im glei chen Richtungssinn angeschlossen sind. 4 ist ein Widerstand mit einem Schieber<B>5.</B> Der Schieber<B>5</B> steht mit der einen Anschluss- klemme <B>6</B> für die Messstromquelle in Verbin dung, die andere Anschlussklemme <B>7</B> der Messstromquelle ist über ein Galvanometer<B>8</B> mit der Mitte der Sekundärwicklung des Er regertransformators<B>1</B> verbunden.
Der Wi derstand 4 mit seinem verschiebbaren<B>Ab-</B> griff<B>5</B> soll ermöglichen, die Messstromquelle an zwei Punkte möglichst genau gleichen Potentials in bezug auf die Fremderregung anschliessen zu können. Durch die Verstel lung des Schlebers <B>5</B> können dadurch etwa -vorhandene Ungleichheiten zwischen den Gleichrichtern 2 und<B>3</B> kompensiert werden.
Falls die Anordnuno, für einen fertioen Ap- 7 zz parat verwendet werden soll, nicht etwa nur für eine Experimentierschaltuna#, dann wird man den Widerstand 4 nicht mit einem ver schiebbaren Abgriff<B>5</B> versehen, sondern an seine Stelle eine festverlegte Anzapfung an bringen, nachdem man den Widerstand justiert hat.
Der Widerstand<B>9</B> ist ein bei Strommessungen nötiger Nebensehluss. Der Widerstand<B>10</B> begrenzt den Strom für den Fall, dass die Erregung in der Durchlass- richtung erfolgt.
Wird an den Erregertransformator eine normale Wechselspannung gelegt, dann schwingt der Widerstand der Ventile 2 und<B>3</B> synchron mit dieser Wechselspannung. Wäh rend der einen Halbwelle ist der Widerstand klein (Dur-olilass), während der nächsten sehr gross (Sperrung). Der Widerstand 4 muss dann so eingestellt werden, dass zwischen den Punkten<B>5</B> und<B>11</B> keine Spannung entsteht. Sind beide Ventile genau gleich, dann kann der Widerstand 4 auch fortgelassen werden. Legt man an die Punkte<B>5</B> und<B>11</B> über einen Gleichstromzeiger eine mit der Erregung synchrone Wechselspannung, so erhält man einen Wellenstroni Uurcli das Instrument.
Für den Fall, dass die Ventile 2 und<B>3</B> ideale Ventile sind, das heisst also für den Fall, dass ihr Widerstand während der Durchlass- periode Null und während der Sperrperiode unendlich ist, wirkt die Anordnung in bezug auf die Müssstromquelle <B>6</B> und<B>7</B> wie ein Re lais, das während einer -halben Periode schliesst (Durchlass), während der nächsten öffnet (Sperrung).
Die gelieferte Gleich stromkomponente durch das Instrument ist
EMI0004.0014
wobei E. die Klemmenspannung an<B>6</B> und<B>7,</B> r der Instrumentenwiderstand und<B>99</B> die Phasenverschiebung zwischen Erregerspan nung und Messspannung ist. Die Anordnung wirkt also in diesem Falle wie ein "mecha- nischer Gleichrichter".
Zur Veranschaulichung der Wirkungs weise diene das in Fig. 14 gezeigte Dia <U>gramm.</U> In diesem sei e, die Steuerspan nung und e. die Messspannung. Die Steuer spannung e# bewirkt, -wie oben beschrieben, das Öffnen und Schliessen der beiden Ven tile 2 und<B>3,</B> und zwar jeweils in den Zeit punkten<B>A</B> bezw. B, das heisst während der positiven Halbwellen der Steuerspannungen er sind die Ventile<B>2</B> und<B>3</B> geöffnet und während der negativen Halbwellen sind die Ventile geschlossen.
Da zwischen den Span nungen e. und e. die Phasenversobiebung <B>99</B> besteht, so fällt das Schliessen und das<B>Öff-</B> nen der Ventile 2. und<B>3</B> nicht mit den Null durchgängen der eKurve zusa-mmen, das heisst auf den Messkreis wirkt sowohl jeweils ein Teil der positiven, wie auch ein Teil der negativen Halbwellen der Spannung e.
und mithin fliesst über das Gleichstrommessoerät <B>8</B> während jeder Ventilöffnung ein Strom, der zum Teil positiv ist, zum Teil negativ (ver gleiche die schraffierten Teile des e.-Kurve). Da das Messgerät <B>8</B> ein Gleichstrommessgerät ist, so stellt es sich auf den arithmetischen Mittelwert des durchiliessenden Stromes ein, du heisst auf einen Wert, der abhängig ist von der -Grösse' der Messspannung e.
tind der zwischen der Messspannung und der Steuer spannung bestehenden Phasenverschiebung 99. und zwar ist der vom Gleichstrommessgerät <B>8</B> angezei <B>C</B> gte Wert, wie sich unter der Vor aussetzung sinusförmiger Spannungskurven .durch Inteoration über die durch die Strecke A-B gegebenen Grenzen ergibt, gleich E", <B>-</B> cos #o, wobei E",
der Mittelwert einer vollen Halbwelle der Messspannung e. ist.
Elektrische Ventile haben meistens einen Schwellenwert, das heisst erst oberhalb einer bestimmten Spannungs- oder Strombelastung hän-,t der Widerstand von der Polarität ab, unterhalb dieses Schwellenwertes verhalten sich die Ventile wie Ohmsche Widerstände. Infolgedessen ist es nicht möglich, mit sol chen Ventilen Spannungen oder Ströme un terhalb des Sehwellenwertes zu messen, und auch die Messungen in der Nähe des Schwel- lenweries werden im allgemeinen unsicher.
Die beschriebene Steueranordnung eignet sich nun ganz besonders für die Messung unter halb des Seliwellenwertes, wenn man syn chron und phasengleich erregt. Der Mess- strom wird während der Durchlassperiode gewissermassen durch die Ventile vom Er regerstrom mit hindurchgetragen, ohne dass der Erre#,erstrom in nennenswertem Betrag über den Messkreis und das Messinstrument geht.
In der Fig. 2 ist eine ähnliche Schaltung dargestellt wie in Fig. <B>1.</B> Bei ihr ist<B>1</B> wie der der Erregertransformator, 2 und<B>3</B> die beiden Ventile eines Paares,<B>6</B> und<B>7</B> die bei den Anschlussklemmen für die Messstrom- quelle, <B>8</B> das Galvanometer und<B>9</B> der Neben- schluss für Strommesser.
Die Klemme<B>6</B> ist in derselben Weise wie in Abb. <B>1</B> an das von den Ventilen 2 und<B>3</B> gebildete Paar an- Oleschlossen. Die Klemme<B>7</B> ist jedoch nicht mehr an die Sekundärwicklung des Trans formators, sondern an ein zweites von den beiden Ventilen<B>13</B> und 14 gebildetes Ventil paar angeschlossen, das dem zuerst genann ten Paar parallel geschaltet ist.
Infolgedes sen wird auch. hier die Messstromquelle wie der an zwei Punkten gleichen Potentials in bezug auf die Erregung geführt, wobei die genaue Potentialübereinstimmung wieder mit, Hilfe eines Justierwiderstandes mit Anzap- fung 12 hergestellt werden kann. Auch hier kann der Messstrom nur dann fliessen, wenn der Erre(Yerstrom in Durchlassrichtung der <B>n</B> Ventile verläuft, während bei entgegengesetz ter Richtung des Erregerstromes die Ventil paare für den Messstrom gesperrt sind.
Im Cregensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. <B>1</B> wird jedoch hier der Messstrom nicht über die Sekundärwicklung<B>d</B> es Erreger transformators geführt.
Es ist nämlich zu berücksichtigen, dass der Durchlasswiderstand eines Ventils nur von der es durchfliessenden Gesamistrom- stärke abhängig ist. Wie sich aus den in Fig. <B>2</B> eingezeichneten Pfeilrichtungen der Erreg,erströme (ausgezogen) und der Mess- ströme (gestrichelt) ergibt,
würde bei der durch die letzten angedeuteten momentanen Stromrichtung in den Brückenzweigen<B>3</B> und <B>13</B> die Summe der Ströme iE <B>+</B> im und in den Zweigen<B>2</B> und 14 die Differenz ir <B>-</B><I>im</I> fliessen, wenn i.E die Momentanwerte der Er regerströme und im die Momenfanwerte der Messströme bedeuten.
Unter der Vorausset zung, dass im klein ist gegenüber iF" ist so wohl die Summe ip <B>+</B> im als auch die Dif ferenz iu <B>-</B> im stets positiv, und die Werte .sind untereinander nicht sehr verschieden. Setzt man nun weiter ein ideales Ventil vor aus, so ist dessen Widerstand im wesent- liehen nur abhängig von der Richtung des Stromes, nicht aber von dessen Stärke. Man erkennt daraus, #dass die Durchlasswiderstände der vier Brückenzweige gleich. gross sind.
Die Brücke ist also a.bgeglichen, das heisst die Messspannung <B>6, 7</B> kann an den Diagonal- punkten 2,<B>13</B> und<B>3,</B> 14 keine zusätzliche Spannung erzeugen, die einen Teil des Mess- stromes veranlassen könnte, die Sekundär wicklung des Transformators<B>1</B> zu durch fliessen.
Ein weiteres Beispiel zeigt Fig. <B>3.</B> Ein Ventil 2 ist Über einen Vorwiderstand <B>17</B> an die Sekundärwicklung<B>15</B> eines Transforma tors angeschlossen und ähnlich. ein Ventil<B>3</B> über den Widerstand<B>18</B> an die zweite Se- 1,-undäTwickluno, <B>16</B> desselben oder eines an dern Transformators. Durch die Transfor matoren wird der Erregerstrom zugeführt. Die beiden Transformatoren bezw. die beiden Sekundärwicklurigen sind einander gleich, ebenso die Widerstände<B>17</B> und<B>18,</B> für den Fall, dass auch die Ventile 2 und<B>3</B> einander gleich sind.
Bezüglich. der Klemmen<B>6</B> und<B>7</B> ist das Erregerpotential dann Null. Eine weitere Schaltung erhält man aus der Schal tung nach Fig. 4, wenn man die beiden Ven tile<B>3</B> und 14 der Fig. 2 einfach weglässt. Es bleibt darin nur ein einziges wirksames Ven tilpaar mit den Ventilen 2 und<B>13,</B> die be züglich des Erregerkreises parallel liegen. Eine Abart,davon stellt Fig. <B>5</B> dar.
Sie geht aus der Schaltung nach Fig. 2 dadurch her vor, dass man die Ventile<B>13</B> und 14 durch Widerstände ersetzt und den Justierwider- stand 12 weglässt. Die Widerstände 20 und 21 werden zweckmässig so dimensioniert, dass ihr Ohmscher Wert r<B><I>=</I></B> Vr# <B>-</B> rd wird, wobei rd der mittlere Durchlasswiderstand und r, der mittlere Sperrwiderstand eines Ventils ist.
Bezeichnet man mit e die Spannung zwi schen den Verzweigungspunkten<B>1, 3</B> und 20,<B>21,</B> so ist der<B>je</B> einen Gleichrichter<B>1</B> bezw. <B>3</B> und einen Widerstand r (20 bezw. <B>21)</B> durchfliessende Strom
EMI0005.0072
in der Durchlassrichtung.
EMI0005.0074
in der Sperrichtung.
Durclilassrichtung, als auch in der Sperrich tung um<B>p</B> % ändern werden, so ist die Än- deruno, der Widerstände ZD Nimmt man<U>-nun</U> an, dass,durch Einflüsse verschiedener Art die Widerstände der Gleichrieliter im Mittel sich so-wohl in der
EMI0006.0009
Aus der Differentiatioit der Gleichungen für i,1 und i" ergibt sich dann die Änderung ,
der Ströme
EMI0006.0013
Da der Sperrstrom in umgekehrter Rich tung wie der Durchlassstrom das Gleich strominstrument durchfliesst, so ist Jie der Änderung der Gleichriehterwiderstände ent- prechende Gesaintänderung des Instrumen- s t' tenausschlages proportional
EMI0006.0024
Die Verhältnisse werden also am günstig sten, wenn diese Differenz gleich Null wird.
<B>kn</B> Daraus ergeben sich die Beziehungen ZD ,r,1 <I>(r</I> + r.)1 # r.<B><I>-</I></B><I> (r</I><B>+</B> r.1)2 oder r<B><I>=</I></B> # #2r". Bei dem oben beschriebenen Ausfülirungs- beispiel wird nur die eine Halbwelle des Messstronies dem Messinstrument zugeführt,
woaeuen während der Sperrperiode die an- tD t3 dere Halbwelle sieh überhaupt nicht ausbil den kann oder durch den Nebenschluss <B>9</B> ab geleitet wird. Der Nebenschluss bedingt er- höliten Verbrauch, und es ist deshalb zweck mässig, die ungenutzte Halbwelle möglichst kurz zu schliessen. Eine dafür geeignete<B>An-</B> ordnung ist in Fig. <B>6</B> dargestellt.
Mit<B>1 ...</B> 14 sind wieder dieselben Teile wie in den vor ausgegangenen Abbildungen bezeichnet. 2:), ist ein Belastungswiderstand, der dem Gal- vanometerwiderstand entsprechend gewählt ist. Dieser Belastungswiderstand liegt an einem Doppelpaar 23, das parallel zu dem Doppelpaar 24 mit den Ventilen 2,<B>3, 13</B> und 14 geschaltet ist.
Die Ventile des Doppel paares<B>23</B> haben jedoch die entgegengesetzte Richtung wie die Ventile des Doppelpaares 24 in bezug auf die Erregung. Über das Doppelpaar<B>23</B> kann sich die zweite für die Messung nicht ausgenutzte Halbwelle aus dem Messkreis ausgleichen.- Die Punkte<B>_A</B> und B (Fig. <B>6),</B> mit wel chen die Messstromquelle mit dem Gleichrich- terdoppelpaar 24 verbunden ist, müssen -]ei- ches Steuerpotential aufweisen,
weil die Steuerspannung bezw. der Steuerstrom -in den Instruinentenkreis und in die Messstrom- quelle in wesentlicher Stärke nicht eindrin gen darf. Die Punkte C und<B>D,</B> an welchen der Ableitungskreis an das Gleichrichterpaax <B>23</B> angeschlossen ist, müssen ebenfalls unter einander gleiches Potential aufweisen.
Gleich zeitig muss aber auch bei der Schaltung nach Fig. <B>6 an</B> !den Punkten<B>B</B> und C gleiches Steuerpotential herrschen, da sonst in die Messstroinquelle eindringende Ausgleichs ströme auftreten würden.
Diese sämtlichen Bedingungen lassen sieh bei der Schaltung nach Fig. <B>6</B> nur schwer erfüllen, sobalLeinige Genauigkeit, zum Bei spiel für eine Messung gefordert wird. Das hat seinen Grund darin, dass Trockengleich- rieliter usw. auch bei serienmässiger Herstel lung untereinander in der Grösse ihrer Wi derstände und der Art ihrer Kennlinien nicht völlig gleich ausfallen.
Es lässt sich wohl das Potential des Punktes<B>A</B> wenigstens für einen bestimmten Augenblickswert einer Belastung verhältnismässig einfach auf das Potential des Punktes B und das Potential des Punk tes<B>C</B> auf das des Punktes<B>D</B> bringen, indem man beispielsweise die CTleieliriellter des Doppelpaares 23 und des Doppelpaares 24 entsprechend auswählt. Man kann auch<B>je</B> ein Paar Ventile der Deppelpaare <B>23</B> und 24 durch abzugleichende Widerstände ersetzen, doch bleibt dieses Verfahren ein unvollstän diger Ersatz, besonders -deshalb, weil die Belastung sieh praktisch dauernd ändert.
Hingegen bietet es, wie schon erwähnt, er hebliche Schwierigkeiten für eine grössere Zahl von Paaren Ventile mit gleichen Wi derständen und Kennlinien zu finden und dadurch alle vier Punkte<B>A,</B><I>B,</I> C, <B><I>D</I></B> auf dem gleichen Steuerpotential zu halten. Die erwähnten Schwierigkeiten können da durch beseitigt werden, #dass die Stromkreise oder die zu steuernden Widerstände dieser Stromkreise an<B>je</B> eine von mehreren von einander potential unabhängigen, also von einander isolierten Wicklungen angeschlos sen werden, die der SteueTstroinquelle oder der Messstromquelle angehören oder ihre Enero,ie aus dieser erhalten.
Einige Beispiel dieser Ausführungsform der Erfindung sind in Fig. <B>7</B> bis<B>9</B> veran schaulicht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. <B>7,</B> das hinsichtlich der grund sätzlichen Wirkungsweise der Schaltung ider Ausführung nach Fig. <B>6</B> entspricht, besitzt der Steuertransformator<B>29</B> zwei voneinander unabhängige Sekundärwicklungen 29a und 29b, deren eine zur Steuerung des Instrumen tenkreises mit den Paaren<B>25</B> und<B>26</B> und deren andere zur Steuerung des Ableitungs kreises, mit den Paaren<B>27</B> und 28,
dient. Be trägt beispielsweise die Steuerspannung <B>10</B> V und sind die Widerstände der Gleich- richterventile der Paare<B>25</B> und<B>26</B> unterein ander gleich gross, so findet an & n Punkten <B>A</B> und B eine genaue Halbierung der Steuer spannung statt, das heisst, -wenn man der obern Zuführuno- das Potential Null züi- schreibt, so herrscht an den Punkten<B>A</B> und ft das Potential<B>5</B> V.
Die Widerstände der obern Ventile der Paare<B>27</B> und<B>28</B> mögen hingegen kleiner sein als die Widerstände der untern Ventile dieser Paare, und zwar zum Beispiel so, dass etwa an den Punkten C und<B>D</B> die aus der Sekundärwickluno- 29#l zugeleitete Spannung im Verhältnis 4<B>: 5</B> aufgeteilt wird.
Bei der Schaltung nach Fig. <B>6</B> würde in diesem Falle, sofern der obern Zuführung zu den Doppelpaaren<B>23</B> und 24 das Potential Null zugeschrieben wird, an den Punkten<B>A</B> und B das Potential <B>5,</B> an den Punkten<B>C</B> und<B>D</B> aber nur das Pot'ential 4 herrschen und infolgedessen wür den, wie oben schon gesagt, Ausgleichströme auftreten, die zu einer Beeinträchtigung der Messung führen würden. Bei der Schaltung <B>n</B> nach Fig. <B>7</B> hingegen können diese Störungen nicht auftreten, da die beiden Wicklungen 29a und<B>29b</B> an sich voneinander potential unabhängig sind.
Kommt also der obern Zu führung zu den Paaren<B>25</B> und<B>26</B> etwa in folge Erdung das Potential Null zu, so neh men die Punkte<B>A</B> und B und zwangläufig auch die Punkte<B>C</B> und<B>D</B> das Potential<B>5</B> an, wobei dann allerdings die obere Zufüh rung zu den Paaren<B>527</B> und<B>28</B> das Potential <B>1</B> und die untere Zuführung zu den Paaren <B>27</B> und<B>28</B> das Potential<B>11</B> annimmt, was jedoch, da die Wicklungen 29a und<B>29b</B> un tereinander nicht verbunden sind, unschäti- lieh ist.
Die gleichen Vorteile, die bei der Schal- tuno, nach Fig. <B>7</B> dadurch erreicht sind, dass der Steuertransformator<B>29</B> mit zwei unab- bängigen Sekundärwicklungen versehen ist, deren jede zur Steuerung nur eines Doppel paares dient, lassen sich auch dadurch her- beiführen"dass man zwischen der Stromquelle 32 und den durch sie zu beliefernden Strom kreisen, einschliesslich Instrument<B>8,</B> einen Transformator mit zwei Sekundärwicklungen einfügt.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. <B>8</B> veranschaulicht.
<B>31</B> ist der zwischen der Stromquelle<B>32</B> und dem Kreis mit dem Instrument und<B>Ab-</B> leitungskreis eingeschaltete Transformator. dessen eine Sekundärwicklung<B>31b</B> den Kreis mit dem Instrument<B>8</B> und dessen andere Sekundärwickluna- 31a den Ableitungskreis t> beliefert. Die Wirkungsweise entspricht der anhand von Fig. <B>7</B> beschriebenen Sehaltuno-. <I>In</I> Es ist schliesslich auch möglich, beide Halbwellen des Messstromes zu benutzen.
Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. <B>9</B> dar- tD stellt. <B>1</B> ist wieder der Erregertransforma- tor, <B>6</B> und<B>7</B> sind die Anschlussklemmen an die Messstromquelle und<B>8</B> ist das Gleich strominstrument. An die Sekundärwicklunc, des Erregertransformaters sind vier Doppel paare<B>35, 36, 37, 38</B> parallel geschaltet.
Die Wirkungsweise der Schaltung entspricht der der vorausgegangenen Ausführungsbeispiele. 'V#'ährend der einen Halbwelle kann der Mess- strom, von -der Klemme<B>6</B> -aber das Doppel paar<B>36,</B> das Instrument<B>8</B> und das Doppel paar<B>38</B> zur Klemme<B>7</B> fliessen, wogegen die Doppelpaare<B>35</B> und <B>37</B> für sie gesperrt sind. Während der andern Halbperiode kann der Strom von der Kleinnie <B>7</B> über das Doppel paar<B>35,</B> das Instrument<B>8</B> und das Doppel paar<B>37</B> zur Klemme<B>6</B> fliessen, wogegen die Doppelpaare<B>36</B> und<B>38</B> infolge der Erregung für den Messstrom gesperrt sind.
Das Instrii- ment <B>8</B> wird dabei von beiden Hülbwellen in gleicher Richtung durchflossen.
Auch für die Schaltung der Fig. <B>9</B> kön nen an Stelle der Doppelpaare<B>35, 36, 37</B> und <B>38</B> mit<B>je</B> vier Ventilen ohne Widerstände Anordnungen nach Fig. 2,<B>3,</B> 4 und<B>5</B> -ver wendet werden, die aus einem Doppelpaar dadurch entstehen, dass man einen Teil der Ventile durch Ohmsche Widerstände ersetzt. Ebenso können die einzelnen Doppelpaare an besondere Sekundärwicklungen eines Trans formators angeschlossen werden, der in dein zu steuernden oder in dem steuernden Strom kreis liegt. Der Transformator muss dem nach gegebenenfalls vier voneinander ge trennte Sekundärwicklunaen haben.
zz Bei den in Fig. <B>7</B> und<B>8</B> dargestellten Schaltungen ist in Aden Primärkreis des zur Steuerung dienenden Wandlers<B>29</B> jeweils ein Ohmscher Widerstand eingefügt. Dieser Wi- #n derstand bezw. entsprechende Widerstände können statt dessen auch in,die Sekundär kreise des Wandlers eingefügt werden, wie Fie. <B>10</B> veranschaulicht.
Ein wesentlicher Vorteil der beschrie benen Anordnung beruht darin, dass der Er regerstrom nicht über den zu steuernden Kreis, also auch nicht über das Instrument<B>8,</B> fliessen kann, so dass Störungen des zu steuernden Kreises und in der Messstrom- quelle und unzweckmässige Belastungen der angeschlossenen Apparate vermieden werden.
<B>In</B> Fig, <B>1,1</B> ist eine Schaltung zur Be stimmung J.cos(p für ein Netz 40, 41 an gegeben. Zur Anzeige ist ein Gleichstrom- netzgerät <B>8</B> verwendet, das wieder in gleicher 'V#Teise wie bei -den früheren Schaltuneren ein gewöhnliches Drehspulsystem besitzen kann.
Die Steueruno- der Gleichrieliterventile der Paare<B>25</B> und<B>9-6,</B> die dem eigentlichen In strumentenkreis angehören und der Paare<B>27</B> und<B>52)8,</B> die den Ableitungskreis darstellen, ,erfolgt aus der Sekundärwicklung eines Spannungswandlers<B>29,</B> der primär an dem Netz 40, 41 liegt. In die Leitung 41 ist ein normaler Hauptstromwandler 42 gelegt, des sen Sekundärklemmen den zu steuern-den Strom liefern.<B>An</B> diese Sekundärklemmen ist ein Zwischenwandler<B>31</B> angeschlossen.
Dieser Zwischenwandler hat zwei Sekundär wicklungen, die eine Wicklung liefert den Strom für den Instrumentenkreis, während die andere Wicklung die überflüssi,-,e Halb welle dem Ableitungskreis zuführt, so dass eine schädliche Unterbrechung der Strom wandler bezw. eine Beschädigung der an- ,geschlossenen Apparate durch Überspannun- 3 gen während der Sperrperiode nicht eintreten kann.
Der Wert<B>J</B> war der Strom, der in der Leituna- 41 floss und Üer Winkel T war der Phasenverschiebungswinkel zwischen dem Strom<B>J</B> und der Spannung des Netzes.
Ver dreht man nun zum Beispiel durch Ein fügung einer Kunstschaltung die von dem Wandler<B>29</B> abgegriffene Spannung um<B>90'</B> gegen die Spannung des Netzes, dann gibt der Ausschlag des Instrumentes<B>8</B> ein Mass für die Grösse i. sin (p. Lässt man an Stelle des Stromwandlers den Spannungswandler und an dessen Stelle den Stromwandler tre ten,
so ist der Ausschlag des Messgerätes ein Mass für die Grössen<B>E -</B> cos 99 bezw. bei Ver wendung einer Kunstselialtung ein Mass für <B>E</B> ..sin (p, wobei<B>E</B> die Grösse der Netzspan nung darstellt.