CH211687A - Strommesswandler für Gleichstrom, Wellenstrom oder niederfrequenten Wechselstrom führende Leitungen. - Google Patents

Description

  



  Strommesswandler für Gleichstrom, Wellenstrom oder niederfrequenten
Wechselstrom fahrende Leitungen.



   Bei   Strommesswandlern    für Gleichstrom führende Leitungen wird der Gleichstrom im Leiter durch einen Kompensationsstrom gemessen, welcher der vom Leiterstrom im Eisenkern des Wandlers erzeugten Magnetisierung entgegenwirkt. Der genaue Abgleich dieses   Kompensationsstromes    erfolgt selbsttÏtig mittels einer in einem Luftspalt des   Eisenkernes    angeordneten Einrichtung, welche unmittelbar geeignete Regelorgane im Kopensationsstromkreis steuert. Die im   gom-      pensationsstromkreis    eingeschaltete Gleich  stromspannungsquelle    wurde bisher über einen Umschalter angeschlossen, damit je nach der Stromrichtung im Leiter auch die entsprechende Stromrichtung im   Compensa-    tionsstromkreis vorhanden ist.

   Die bekannten   StrommeBwandler    für Gleichstrom sind daher nur in solchen Fällen anwendbar, wo die Richtung des Leitergleichstromes dieselbe bleibt.



   Dieser Nachteil, welcher die Anwendung von Gleichstrommesswandlern zur Messung von Ubergabeleistungen und dergleichen bisher verunmöglicht hatte, wird bei dem Stromwandler nach der   Erfindung vermie-    den. Der neue   Strommesswandler    erlaubt nicht nur die Messung des Leitergleichstromes hinsichtlich seiner   Grosse, sondern gleich-    zeitig auch hinsichtlich seiner Richtung, und das ohne   besondere Umschaltvorrichtungen.   



  Ferner ist der neue Strommesswandler ohne weiteres auch zur Messung von Wechselströmen und   Wellenströmen    niedriger Frequenz geeignet. Erfindungsgemäss steuert die im Luftspalt des Wandlerkernes angeordnete Einrichtung wenigstens einen Widerstand einer mit Gleichstrom gespeisten   Brücken-    schaltung derart, und es ist die auf dem Eisenkern sitzende   Eompensationswieklung    so an diese Brückenschaltung angeschlossen, dass der kompensierende Gleichstrom nach Grosse und Richtung ein   Dfal3    für den im Leiter fliessenden Strom darstellt. 



   Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der den Gleichstrom führende Leiter G von einem   Eisenkern E    umgeben, der bei L einen Luftspalt besitzt.



  Zwischen den Polen   Pi    und   Px    des   Eisen-    kernes ist ein drehbarer Anker Q angebracht. welcher je nach der   Richtung des AIagnet-    feldes im Luftspalt   zwischen Pl    und   Po mit-    tels des Hebels H und der Federn F die WidarstÏnde W1, und W2 vergr¯¯ert bezw. verkleinert. Diese beiden veränderlichen WiderstÏnde   W1    und W2, die am besten aus Kohle  druekwiderständen bestehen,    bilden mit den beiden festen WiderstÏnden W3 und W4 eine   Brückenschaltunb,    an deren eine Diagonale 1, 2 die   Kompensationswicklung C und an deren    andere Diagonale 3, 4 die Batterie   B    angeschlossen ist.

   In Reihe mit der Kompensa  tionswicklung    C liegt noch das Amperemeter   A,    welches die Grosse und die Richtung des   Kompensationsstromes    misst. Mit Vorteil wird die   Kompensationswicklung C auf    einem   Steg T angebracht, weleher für    das vom Leiter G erzeugte Magnetfeld ein Schlu¯st ck bildet und als NebenschluB wirkt. Die Anzahl der aufzubringenden Amperewindungen f r die Kompensation kann dadurch auf einen beliebig wählbaren Bruchteil der vom Leiter G   ? erzeugten Am-      perewindungen herabgesetzt werden.   



   Die Schaltung ist nun so aufgebaut, dass die Brücke bei stromlosem Leiter G   mög-    lichst genau abgeglichen ist. Es müssen also die veränderlichen Widerstände W1 mittels der Federn F so vorgespannt und die Widerstände   W@, W4 so    bemessen werden, daB W1 W4 = W2 W3 ist. Die   Brückendiago-    nale 1, 2 ist dann spannungsfrei, und es fliesst in der   Eompensationswicklung kein    Kompensationsstrom. Bei   stromdurchflosse-    nem Leiter   G    erfährt der drehbare   AnLer Q    ein Drehmoment, welches beispielsweise den Widerstand W1 verringert, den Widerstand W2 = hingegen vergr¯¯ert.

   An der Brückendiagonale   l,    2 entsteht folglich eine Pot-entialdifferenz, so dass in der Wicklung   C    ein Strom   flieBt.    Die Batterie   B    wird nun so angepolt, da¯ der   Kompensationsstrom    an P1, P. ein Magnetfeld erzeugt. welches dem vom Leiter G erzeugten Magnetfeld entge  genwirkt.    Ist dieser Abgleich einmal getroffen, so bleibt er offensichtlich auch bei einer Änderung der Richtung des Stromes in G erhalten. Dann wird allerdings unter den   obengenannten Voraussetzungen    nicht der Widerstand W1 sondern der Widerstand   T} r2       verringert und gleichzeitig TT'1 vergröBert,    so dass also auch der Kompensationsstrom selbsttätig die Richtung wechselt.

   Das Instrument A wird demnach zweckmϯig als   NuUinstrument ausgeführt, welches    je nach der Richtung des   Kompensationsstromes    in der einen oder in   der ändern Richtung aus-    schlÏgt.



   Die praktische Ausführung des Stromwandlers ist keineswegs nur auf das dargestellte   Ausfiihrungslleispiel beschränkt.    Es ist zum Beispiel ohne weiteres möglich, mittels des Ankers Q nur den Widerstand   Tlrl    zu steuern und die restlichen Widerstände   Tir2,    W3, W4 fest zu wählen. Der Widerstand von   TF1    ist dann derart zu nehmen, dass er bei einem maximalen Feld im Luftspalt für die   eine Magnetfeldrichtung    einen   Maximal-    xvert für die entgegengesetzte Alagnetfeld  riehtung hingegen einen Minimalwert    besitzt, während bei feldfreiem Raum zwischen   P : t,    P2   seinWiderstand    einen Zwischenwert aufweisen mu¯, bei dem die Br cke abgeglichen ist.

   Eine weitere Ausführungsmogliehkeit besteht darin, dass nicht W1 und W2 gegen  sinnig,sondernH\undHgleichsinnig    ge Ïndert werden, wÏhrend W3 und W2 kon  stant gellalten sind. Man    kann auch alle vier Widerstände gleichzeitig durch den Anker Q so steuern, dass W1 W4 gleichsinnig, W2, W zu den ersteren gegensinnig ver Ïndert werden.



   Die selhsttÏtige Umkehrung des Kompensationsstromes bei wechselnder   Stromrich-    tung im Leiter   C    bietet die besonderen Vorteile, dass der Stromwandler sehr pendelungsfest ist und daher die Kompensation hoch getrieben werden darf. Ferner ist deshalb der   Stromwandler auch zur Messung    sehr nieder  frequenter Wechselströme    geeignet. Auch   Wellenstrome    mit nicht zu hoher   Wellen-    frequenz können gemessen werden, wobei eine getrennte Anzeige des mittleren Gleichstromes und des überlagerten Wechselstromes möglich ist.



     Kohledruckregler    sind wegen ihrer einfachen und robusten Bauart für den beschriebenen Stromwandler vorzuziehen. Es können jedoch auch andere   Regelwiderstände,    wie Tirillregl, er und Regler nach dem WÏlzsektorkontaktverfahren eingebaut werden.



     BeiEohledruokwiderständen    werden dabei vorteilhaft nach weitere zusätzliche Mittel vorgesehen, welche den Druck auf die   Wohlescheiben    periodisch ändern. Es wird dadurch erreicht, dass die bei solchen Regelwiderständen auftretende   Hysteresiskurve,    das heisst der Verlauf des Widerstandes als Funktion des auf ihn ausgeübten Druckes, weitgehend vermieden wird. Dies ist bei den   beschriebenen Stromwandlern    insofern von Bedeutung, als durch die Hysteresiskurven die Empfindlichkeit der   selbstätigen    Kompensation beeinträchtigt werden könnte.

   Wie die periodische Druckänderung der Wider  stände    an sich erfolgt, ist für das Wesen der Erfindung nur von untergeordneter Be  deutung.    Es könnte beispielsweise auf dem Eisenkern E noch eine mit Wechselstrom gespeiste   Hilfswicklung für diesen Zweck    vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, die Erregerspule Q des Antriebssystems nicht mit reinem Gleichstrom, sondern mit einem Wellenstrom zu betreiben, dessen Wechselstromanteil die erforderlichen periodischen Druckänderungen hervorruft. Die Frequenz dieser Druckänderungen wird zweckmässig möglichst hoch gelegt, wobei diese   Hilfs-    frequenz grösser sein soll als die Frequenz des gegebenenfalls zu   messenden Wechsel-    stromanteils eines Wellenstromes.

   Die   Span-      nungsquelle B,    welche den   Kompensations-    stromkreis speist, besteht vorzugsweise aus einem   Gleichrichtergerät,    welches an das normale Wechselstromnetz angeschlossen ist ; es kann aber auch die dem gegebenen Gleichstromnetz unmittelbar oder über   Spannungs-    teiler entnommene Gleichspannung an die   Speisepunkte    der Widerstandsbrücke angelegt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : StrommeBwandler für Gleichstrom, Wellenstrom oder niederfrequenten Wechselstrom führende Leitungen, bei welchem der Strom im Leiter durch einen Kompensations- strom gemessen ist, welcher der vom Leiter- strom im Eisenkern des Wandlers erzeugten Magnetisierung entgegenwirkt und mittels einer in einem Luftspalt des Eisenkernes angeordneten Einrichtung selbsttätig abgegli- chen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die im Luftspalt angeordnete Einrichtung wenigstens einen Widerstand einer mit Gleichstrom gespeisten Brückenschaltung derart steuert und die auf dem Eisenkern sitzende Kompensationswicklung so an diese Brücken- schaltung angeschlossen ist,

   da¯ der kompen- sierende Strom nach Grösse und Richtung ein Mass für den im Leiter fliessenden Strom darstellt.

   UNTERANSPRCHE : 1. Strommesswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Wompen- sationswicklung an die eine Diagonale und die Gleichstromspannungsquelle an die andere Diagonale der aus ohmschen Widerständen bestehenden Brückenschal- tung angeschlossen ist.

   2. Strommesswandler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da¯ bei ver schwindender Feldstärke im Luftspalt des Eisenkernes die Brücke abgegli chen ist, das heisst da¯ das Produkt aus den Widerstandswerten von zwei in der Brücke einander gegenüberliegenden Widerständen möglichst gleich dem ent sprechenden Produkt aus den beiden an dern einander gegenüberliegenden Wider ständen der Brücke ist.

   3. Strommesswandler nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine solche Bemes sung, wenigstens eines der von der Ein richtung gesteuerten Widerstandes, da¯ sein Widerstandswert bei einem maxima len Feld im Luftspalt für die eine Mag netfeldrichtung einen Maximalwert, für die entgegengesetzte Magnetfeldrichtung hingegen einen Minimalwert besitzt.

   4. Strommesswandler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die im Luft spalt angeordnete Einrichtung mehrere Widerstände der Brücke derart steuert, da¯ in der Brücke einander gegenüber liegende Widerstände gleichsinnig, ein ander benachbarte Widerstände aber gegensinnig geÏndert werden.

   5. Strommesswandler nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, da¯ die von der Einrichtung gesteuerten Widerstände aus- schlie¯lieh Eohledruckregler sind.

   6. Strommesswandler nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet da. ¯ der den Leiter umgebende Eisenkern durch wenig- stens einen Luftspalt unterteilt ist und zwischen diesem mit Luftspalten versehe nen Teil und dem die Einrichtung zur Steuerung der WiderstÏnde enthaltenden Teil des Eisenkernes ein die Kompensa tionswicklung tragender Steg angeordnet ist, der f r den zweitgenannten Teil des Eisenkernes einen magnetischen Neben schluss bedeutet, wÏhrend er für den erst genannten Teil des Eisenkernes ein Schlussstück um den den Gleichstrom führenden Leiter darstellt.

   7. Stromme¯wandler nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch Mittel, welche eine periodische DruckÏnderung in den Kohle widerstÏnden verursachen. so dass der schädliche Einfluss der Hysteresiskurve solcher Widerstände auf die Empfindlich- keit des Wandlers herabgesetzt ist.