CH366898A - Gleichstromwandler für sehr hohe Stromstärken - Google Patents

Description

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 Gleichstromwandler    für   sehr hohe Stromstärken Hohe Gleichströme können bekanntlich indirekt mit Hilfe 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 Gleichstromwandlers 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    Magnetisierungsscheinleistung.   



  Diese Nachteile werden bei einem Gleichstromwandler mit einer    vormagnetisierten   Drossel für sehr hohe Stromstärken, bei dem ein Teil der vom Primärstrom erzeugten    Durchflutung   mittels eines Hilfsgleichstromes kompensiert wird, nach der    Erfindung   dadurch vermieden, dass der    Hilfsgleichstrom   und der gleichgerichtete Sekundärstrom des    Wandlers   als Summenstrom über die Nutzbürde geleitet werden. 



     Ausführungsbeispiele   der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. 



  In    Fig.   1 wird die den    Messgleichstrom      J1   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 ein    Messinstrument,   geführt.

   Gibt man dem Gleichstromwandler zusätzlich eine Gleichstromwicklung K, die einen Strom 12' führt, dessen    Durchflutung   der    Primärdurchflu-      tung   durch den Strom    Il      entgegengerichtet   ist, und leitet man diesen Kompensationsstrom, der    beispiels-      weise      90%      der      Primärdurchflutung      aufheben      möge,   über die Nutzbürde R, so kann man durch diese Parallelschaltung des Sekundärkreises des Gleichstromwandlers zur Nutzbürde R den sekundären    Wandlerstrom   d12 zu dem Kompensationsstrom 12' addieren.

   Zur    Vereinfachung   der Darstellung seien sämtliche Übersetzungsverhältnisse gleich 1 : 1 gewählt. Dann ist    jetzt   beim fehlerfreien Wandler    11=12-12'-I-412.      Ein   Fehler kann nur noch im    Wandlerstrom   412    auf-      treten.      Da      aber      d12.      im      Beispiel      nur      noch      10%      der   gesamten    Durchflutung   entspricht, wird der resultierende Fehler    E12   sehr    klein.   Eine Stabilisierung des    Hilfsstromes   12 ist nicht notwendig,

   da Änderungen durch d12 korrigiert werden und immer    11=12-1-E12=12      -1-d12   gilt. Darin ist der Fehler    E12   nur an d12 gebunden. Da der Wandler nicht immer einen praktisch konstanten Primärstrom messen wird,    wird   man    mit   Vorteil den    Hilfsgleichstrom   12' in seiner Grösse dem Primärstrom    Il   anpassen. Dies geschieht gemäss    Fig.   2 durch einen Magnetverstärker MV in    Selbstsätti-      gungsschaltung,   der vom    Wandlerstrom   d12 gesteuert wird.

   Hierbei kann man den für die Auslegung des Wandlers angenehmen    Betriebszustand      verwirklichen,   dass bei veränderlichem Primärstrom 11 der    Wandlerstrom      d12   und damit auch sein Fehler    E12,   konstant bleiben. Hierzu erhält der Magnetverstärker MV eine annähernd konstante    Vorerre-      gung      1K   von einem    Hilfsgleichrichter,   den die Netzspannung    Ub   speist.

   Da der Kompensationsstrom 12' immer um den Betrag    1K   kleiner sein soll    als   die Pri- 

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    märdurchflutung      1i   bzw. der resultierende Sekundärstrom 12, (ü = 1!), gilt für den Steuerstrom ist    =(12      +IK)-12,;12=d12+12.   Damit ist Ist =    IK   - d12;    d12.-;      IK.   



  Es wird also der Magnetverstärker über zwei Steuerwicklungen in Gegenschaltung (ü = 1) von dem    Wandlerstrom      dJ2   und einem annähernd konstanten    Hilfsstrom      JI;   vormagnetisiert, wobei jetzt ist =    Js   -    dJ2      (ii   = 1) die Regelgrösse ist. Es ist also der    Wandler-      strom      d12   an den    Hilfsstrom      Il;   gebunden und damit praktisch konstant. 



  Das Problem der    Schirmung   ist jetzt wesentlich vereinfacht, da die    Primärdurchflutung,   die sonst den Schirm    vorsättigt,      im   Beispiel bis auf    1011/a   kompensiert ist. Der    Scheinleistungsverbrauch   des Wandlers sinkt auf    1011/a.   Auch die Scheinleistung des Magnetverstärkers beträgt nur einen Bruchteil des bei der bisher    üblichen   Schaltung erforderlichen Betrages. Besondere Anforderungen an die    Wechselspannungs-      quelle   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 Schirmzylinder in    regelmässigem   Abstand mit kleinen Luftspalten zu versehen. Man kann den Zylinder beispielsweise bei Parallelschaltung der    Wandlerkerne   aus    übereinandergeschichteten   Ringkernen    aufbauen,   oder ihn aus dünnem Bandeisen auf einen Tragzylinder aus Hartpapier aufwickeln. Die Kompensationswicklung für den    Hilfsstrom   12" wird auf den Schirmzylinder gewickelt.

   Bei sehr grossen Stromstärken, bei denen man zur Verkleinerung der    Windungs-      zahlen   in der Kompensationswicklung für 12' grössere Ströme wählt, nimmt man die Summenbildung von 12' und    dI2,   in einem    Hilfsgleichstromwandler   hoher Genauigkeit mit geeignetem    übersetzungsverhältnis   vor.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gleichstromwandler mit einer vormagnetisierten Drossel für sehr hohe Stromstärken, bei dem ein Teil der vom Primärstrom erzeugten Durchflutung mittels eines Hilfsgleichstromes (12) kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsgleichstrom und der gleichgerichtete Sekundärstrom des Wandlers (d12) als Summenstrom über die Nutzbürde geleitet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Gleichstromwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsgleichstrom (12) und der gleichgerichtete Sekundärstrom (d12) einem zusätzlichen Hilfsgleichstromwandler zugeführt sind. 2.

   Gleichstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsgleichstrom einem Magnetverstärker entnommen wird, der so beaufschlagt wird, dass er die Primärdurchflutung des Gleichstromwandlers bis auf einen Restbetrag kompensiert. 3. Gleichstromwandler nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetverstärker durch die Differenzmagne- tisierung eines annähernd konstanten Gleichstromes (1K) und des Sekundärstromes des Gleichstromwandlers (d12) geregelt wird. 4.

   Gleichstromwandler nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschirmung gegen Fremdfelder Schirmzylinder vorhanden sind, die in regelmässigen Abständen mit Luftspalten versehen sind. 5. Gleichstromwandler nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmzylinder aus Bandeisen gewickelt sind.