DD147159A1

DD147159A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CURRENT MEASUREMENT BY MEANS OF A MAGNETIC VOLTAGE METER

Info

Publication number: DD147159A1
Application number: DD21643279A
Authority: DD
Inventors: Karl-Heinz Kunckel
Original assignee: Kunckel Karl Heinz
Priority date: 1979-10-24
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1981-03-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels eines magnetischen Spannungsmessers, wobei diesem ein Integrierglied nachgeschaltet ist. Es besteht dabei die Aufgabe, eine den Strom repraesentierende Groesze zu gewinnen, die leicht verarbeitbar ist. Eine solche Groesze ist ein Strom. Dem Spannungsmesser ist als Integrierglied eine Drossel und ein Operationsverstaerker in bereits vorgeschlagener Weise nachgeschaltet. Gemaesz der Erfindung ist die Drossel als Uebertrager ausgebildet, dessen zweite Wicklung am Ausgang des Verstaerkers und in Reihe mit der Buerde liegt.The invention relates to a circuit arrangement for current measurement by means of a magnetic voltmeter, wherein this is followed by an integrator. It is the task of gaining a representative of the current Groesze, which is easy to process. Such a big thing is a stream. The voltmeter is followed by an inductor and an operational amplifier in an already proposed manner as integrator. Gemaesz the invention, the choke is designed as a transformer whose second winding is located at the output of the amplifier and in series with the office.

Description

Anmelderr ' " Dresden, den 6.9.1979Applicants' "Dresden, 6.9.1979

Dr.-Ing. K.-H. Kunckel Hpp/HoDr.-Ing. K.-H. Kunckel Hpp / Ho

Zustellungsbevollmächtigteirt InstitutService Agent Institute

Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik (IPH)Test field for high-performance electrical engineering (IPH)

Klassifikationsvorschlag:· .G01R 19/00 H01F 40/06Classification proposal: · .G01R 19/00 H01F 40/06

Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels magnetischen SpannungsmessersCircuit arrangement for current measurement by means of magnetic voltmeter

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels eines magnetischen Spannungsmessers und eines nachgeschalteten Integriergliedes, Dabei besteht dieses Integrierglied aus einer Drossel und einem Verstärker.The invention relates to a circuit arrangement for current measurement by means of a magnetic voltmeter and a downstream integrating element, this integrating member consists of a choke and an amplifier.

Die den Patentgegenstand darstellende Lösung ist für die Strommessung in elektrischen Hetzen oder Schaltungen bestimmt, wo eine Abbildung des zu messenden Stromes durch einen ihm proportionalen Strom erwünscht ist.The solution representing the subject matter of the patent is intended for current measurement in electrical rushes or circuits where an image of the current to be measured is desired by a current proportional thereto.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Messung von Strömen in elektrischen letzen und Schaltungen werden Stromwandler benötigt. Diese Stromwandler trennen den Meßkreis von dem Potential des Hochspannungskreises und/oder verkleinern die Meßgröße in einem Maße; daß sie für die verwendeten Meßinstrumente und Relais geeignet ist.Characteristic of the known technical solutions Current transformers are required for measuring currents in electrical circuits and circuits. These current transformers separate the measuring circuit from the potential of the high-voltage circuit and / or reduce the measurand to an extent; that it is suitable for the measuring instruments and relays used.

Zur Verringerung des Aufwandes, der bei klassischen Stromwandlern auftritt sowie zur Vermeidung sonstiger Nachteile, die diesen Stromwandlern eigen,sind, ist es bekannt magnetische Spannungsmesser zur Wandlung derTo reduce the effort that occurs in classical current transformers and to avoid other disadvantages inherent in these current transformers, it is known magnetic voltmeter for the conversion of

- 2 - 21643- 2 - 21643

Meßgröße und zur Potentialtrennung einzusetzen (z.B. DE-PS 269 257; DE-PS 609 486).To use measured variable and potential separation (for example, DE-PS 269 257, DE-PS 609 486).

Die Anwendung derartiger magnetischer Spannungsmesser bietet sich z.Z. im zunehmenden Maße an, weil die Entwicklung der Geräte, die die Meßgrößen und Meßsignale verarbeiten dazu geführt hat, daß diese immer geringere Leistungen benötigen.The application of such magnetic voltmeter is z.Z. Increasingly, because the development of the devices that process the measured variables and measurement signals has led to them always requiring lower power.

Die magnetischen Spannungsmesser weisen nun allerdings den Nachteil auf, daß die von ihnen abgegebene Spannung nicht dem Meßstrom sondern dem Differentialquotienten di/dt direkt proportional ist·However, the magnetic voltmeters now have the disadvantage that the voltage delivered by them is not directly proportional to the measuring current but to the differential quotient di / dt.

Das erfordert es, daß dem magnetischen Spannungsmesser zunächst ein Integrierglied nachgeschaltet wird, an dessen Ausgang sodann eine Spannung ansteht, die den Primärstrom direkt abbildet.This requires that the magnetic voltmeter first an integrator is followed, at the output then a voltage is applied, which images the primary current directly.

Solche Integrierglieder bestehen dabei entweder aus Netzwerken von Widerständen und Kondensatoren (SZ 350 710; DE-PS 1 281 545; Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik Ilmenau (1965) Ed 11 H 2 S 119) oder aus integrierenden Keßverstärkern (ETZ Ausgabe A (1962) Bd 83 H 11 S 355). Desweiteren wurde auch bereits vorgeschlagen, am Ausgang des magnetischen Spannungsmessers eine Reihenschaltung aus einer Drossel und einem ohmschen Widerstand bzw. dein Eingang eines Verstärkers, vorzugsweise eines Operationsverstärkers vorzusehen (Wp C-01 R 202 867).Such integrators consist either of networks of resistors and capacitors (SZ 350 710, DE-PS 1 281 545, Scientific Journal of the College of Electrical Engineering Ilmenau (1965) Ed 11 H 2 S 119) or integrating Keßverstärkern (ETZ Issue A (1962 ) Bd 83 H 11 S 355). Furthermore, it has also been proposed to provide at the output of the magnetic voltmeter a series circuit of a choke and a resistor or your input of an amplifier, preferably an operational amplifier (Wp C-01 R 202 867).

Diese Anordnung vermeidet die Nachteile der passiven Integrierglieder, die darin bestehen, daß die Ausgangsgrößen derselben so klein sind, daß eine direkte Verarbeitung nicht möglich ist, v/eil der magnetische Spannungsmesser streng genommen nur im Leerlauf genau arbeitet. Auch die Nachteile der Integrationsverstärker werden vollständig vejrmieden. Durch die vorgeschlagene Schal-This arrangement avoids the disadvantages of the passive integrators, which are that the outputs thereof are so small that direct processing is not possible, strictly speaking, the magnetic voltmeter operates strictly only at idle. The disadvantages of the integration amplifiers are completely avoided. Due to the proposed

tung tritt nämlich selbst in dynamischen Betriebsfällen (z.B. Kurzschluß) am Eingang des Verstärkers keine gefährlich hohe Spannung mehr auf·In fact, even in dynamic cases of operation (for example short-circuiting) at the input of the amplifier no dangerously high voltage occurs.

Von Kachteil ist "bei der vorgeschlagenen Anordnung allerdings, daß sie, wie alle Meßanordnungen auf der Grundlage magnetischer Spannungsmesser, als Ausgangsgröße, die den zu messenden Strom repräsentiert, nicht einen Strom sondern eine Spannung zur Verfugung stellt.From Kachteil is "in the proposed arrangement, however, that it provides, as all measuring arrangements based on magnetic voltmeter, as an output that represents the current to be measured, not a current but a voltage.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die von einem magnetischen Spannungsmesser erhaltene Meßgröße in einfacher V/eise zu verarbeiten und dabei den Nachteil der zur Gattungsbildung im Erfindungsanspruch herangezogenen Schaltung · zu überwinden.It is the object of the invention to process the measured quantity obtained by a magnetic voltmeter in a simple manner, thereby overcoming the disadvantage of the circuit used for genre formation in the invention claim.

Darlegung des Wesens der Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Integrierung von Ausgangssignalen gemäß dem Oberbegriff des Erfindungsanspruches derart weiterzubilden, daß der zu messende Strom wiederum durch einen Strom abgebildet wird.DISCLOSURE OF THE NATURE OF THE INVENTION It is an object of the invention to develop an arrangement for integrating output signals according to the preamble of the invention claim such that the current to be measured is again imaged by a current.

Diese Aufgabe wird gemäß: der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drossel - die zwischen Spannungsmesser und Operationsverstärker geshhaltet ist - die erste Wicklung eines Übertragers ist, während die zweite Y/icklung desselben einerseits am Ausgang des Verstärkers und andererseits an einem Widerstand liegt, der mindestens teilweise von einer Bürde gebildet ist.This object is achieved in accordance with the invention in that the choke - held between the voltmeter and the operational amplifier - is the first winding of a transformer, while the second winding thereof is on the one hand at the output of the amplifier and on the other hand at a resistor which is at least partly formed by a burden.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand einer Zeichnung wird die Wirkungsweise der Erfindung im Prinzip erörtertWith reference to a drawing, the operation of the invention will be discussed in principle

In einem Leiter 1 fließt der zu messende Strom i. In a conductor 1, the current i to be measured flows.

216432216432

Ein magnetischer Spannungsmesser 2 umfaßt diesen Leiter 1 und liefert an seinen Ausgängen eine Spannung, die dem Differentialquotienten des Stromverlaufes im Leiter 1 direkt proportional ist. Zwischen dem einen Ausgang des magnetischen Spannungsmessers 2 und einem Operationsverstärke»· 3 liegt die erste Wicklung 4 eines Übertragers 5. Die Induktivität, dieser ersten Wicklung bewirkt zusammen mit dem, mittels eines ohmigen Widerstandes zurückgeführten Operationsverstärkers 3 eine Integration des Ausgangssignales des magnetischen Spannungsmessers 2. Der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers 3 ist über eine zweite Wicklung 6 des Übertragers 5 und eine Bürde 7 geführt. Damit wird bewirkt, daß in der Bürde 7 nunmehr ein Strom fließt, der dem Strom im Leiter 1 direkt proportional ist. Dabei besteht eine weitestgehende Unabhängigkeit von der Größe der Bürde 7.A magnetic voltmeter 2 comprises this conductor 1 and supplies at its outputs a voltage which is directly proportional to the differential quotient of the current profile in the conductor 1. The first winding 4 of a transformer 5 is connected between one output of the magnetic voltmeter 2 and an operational amplifier. The inductance of this first winding together with the operational amplifier 3 fed back by means of an ohmic resistor effects an integration of the output signal of the magnetic voltmeter 2. The output current of the operational amplifier 3 is passed through a second winding 6 of the transformer 5 and a burden 7. This causes that in the burden 7 now flows a current that is directly proportional to the current in the conductor 1. There is a largely independent of the size of the burden. 7

Unter einem magnetischen Spannungsmesser im Sinne des Erfindungsanspruches und im Sinne der vorstehenden Erörterungen ist neben der Rogowskispule (DE-PS 269 257) auch jedes andere System zu verstehen, welches an seinem Ausgang eine Größe liefert, die dem Differentialquotienten der Eingangsgröße entspricht. Dies sind z.B. auch im Leerlauf betriebene Stromwandler mit und ohne Magnetkern bzw. mit· gescherten Magnetkern (z.B. DE~Gbrm 1 894 773; DD-PS 45 422) oder Gegeninduktivitäten mit definiertem Abstand zum stromführenden Leiter (DD-Wp H01 P-206 999).Under a magnetic voltmeter in the sense of the invention claim and in the sense of the above discussions, in addition to the Rogowski coil (DE-PS 269 257) to understand any other system which provides at its output a size corresponding to the differential quotient of the input variable. These are e.g. also with idle current transformer with and without magnetic core or with sheared magnetic core (for example DE ~ Gbrm 1 894 773; DD-PS 45 422) or mutual inductances with a defined distance to the current-carrying conductor (DD-Wp H01 P-206 999).

Claims

2164

invention claim

Circuit arrangement for current measurement by means of magnetic voltmeter, in which the downstream integrator consists of a choke and an amplifier, preferably an operational amplifier, characterized in that the choke is the first winding of a transformer, while the second winding ^ of the same one hand at the output of the amplifier. and, on the other hand, to a resistance at least partially formed by a burden.

- For this a sheet drawing -