DE102014211556A1 - Magnetmodulationssystem und dessen Überstromschutzverfahren - Google Patents

Magnetmodulationssystem und dessen Überstromschutzverfahren Download PDF

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DE102014211556A1
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Abstract

Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems, umfassend einen Magnetring (10), eine Wicklung (20), einen Abtastwiderstand (30), eine Erregerspannungsquelle (40), einen Differentiator (50), einen Komparator (60) und einen Überstromtrigger (70). Der Abtastwiderstand kann Abtastspannungssignale abgeben. Die Erregerspannung kann ein Erregermagnetfeld erzeugen. Der Differentiator kann Differenzspannungssignale abgeben. Der Komparator kann ein Sperrspannungssignal abgeben. Der Überstromtrigger empfängt die besagten Abtastspannungssignale, er ist mit einer Triggerschwellenspannung versehen, wenn der Absolutwert der besagten Abtastspannungssignale größer oder gleich der besagten Triggerschwellenspannung ist, steuert der besagte Überstromtrigger den besagten Komparator, der die Polarität des besagten Sperrspannungssignals ändert. Das Magnetmodulationssystem kann durch die Anordnung des Überstromtriggers gewährleisten, dass die Erregerspannung des Magnetmodulationssystems regulär schwingen kann; außerdem wird vermieden, dass der Erregerstrom zu hoch ist, und die sichere Verwendung der Schaltungen und Bauteile im Magnetmodulationssystem wird gewährleistet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein Magnetmodulationssystem, insbesondere ein auf dem Prinzip der magnetischen Modulation basierendes und von Fehlerstrommesssystemen verwendetes Magnetmodulationssystem. Diese Erfindung betrifft außerdem das Überstromschutzverfahren dieses Magnetmodulationssystems.
  • Stand der Technik
  • Magnetmodulationssysteme werden auf dem Gebiet der Messung von elektrischen Strömen und Magnetfeldern angewendet, sie veranlassen durch aktiven Ausgleich von Magnetfeldern durch Erregerspannung einen Magnetkern zur Schwingung innerhalb der positiven und negativen Sättigungszone. Zeichnung 1 zeigt den Schaltplan eines Magnetmodulationssystems, der von der chinesischen Patentanmeldung CN102338822 offengelegt wurde. Wie in der Zeichnung dargestellt, umfasst das Magnetmodulationssystem einen Magnetring 90, eine Wicklung 91, einen Abtastwiderstand 92, eine Erregerspannungsquelle 93, einen Komparator 94 und einen Differentiator 95. Der Differentiator 95 erhält für die Spannung am Abtastwiderstand 92 das Differential, der Komparator 94 vergleicht dieses Differentialergebnis der Spannung mit dem vorher eingestellten Schwellenwert, wenn der Differentialwert der Spannung größer oder gleich diesem Schwellenwert ist, wird die Polarität der Erregerspannung, die auf der Wicklung 91 lastet, umgekehrt, und damit die Schwingung der Erregerspannung beibehalten. Wenn der Messstrom zu hoch ist, ist das System aufgrund von Einschränkungen der realen Leistungsfähigkeit des Schaltungsausgangs, wie Einschränkungen bei Spannung, Strom und Leistung, nicht in der Lage, das vom Messstrom erzeugte Magnetfeld auszugleichen, was zum Anhalten der Erregung führt. Gleichzeitig kann, wenn die Erregung angehalten wird, die Abgabe von Antriebsstrom sehr hoch sein.
  • Gegenstand der Erfindung
  • Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems bereitzustellen, bei der Messung von großen Strömen kann das Magnetmodulationssystem die Schwingung der Erregerspannung aufrechterhalten.
  • Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein Überstromschutzverfahren bereitzustellen, bei der Messung von großen Strömen kann das Magnetmodulationssystem die Schwingung der Erregerspannung aufrechterhalten.
  • Diese Erfindung stellt eine Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems bereit, umfassend einen Magnetring, eine Wicklung, einen Abtastwiderstand, eine Erregerspannungsquelle, einen Differentiator, einen Komparator und einen Überstromtrigger. Mindestens ein vom Messstrom durchfließbarer Leiter kann durch den Magnetring hindurchgehen. Die Wicklung ist auf dem Magnetring angeordnet. Der Abtastwiderstand und die Wicklung sind in Reihe geschaltet, er kann Abtastspannungssignale abgeben, die den Spannungsabfall an ihm repräsentieren. Die Erregerspannungsquelle ist mit der Wicklung und dem Abtastwiderstand in Reihe geschaltet, sie kann die Erregerspannung des Magnetmodulationssystems erzeugen. Der Differentiator kann die Abtastspannungssignale differenzieren und Differenzspannungssignale abgeben. An einem Eingang des Komparators ist eine Sperrschwellenspannung voreingestellt, der andere Eingang empfängt die besagten Differenzspannungssignale, der Ausgang dieses Komparators kann ein Sperrspannungssignal an die besagte Erregerspannungsquelle abgeben, wenn der Absolutwert der besagten Differenzspannungssignale größer oder gleich der besagten Sperrschwellenspannung ist, steuert dieser Komparator anhand der Änderung der Polarität des besagten Sperrspannungssignals die Umpolung der besagten Erregerspannung. Der Überstromtrigger empfängt magnetisch die besagten Abtastspannungssignale, er ist mit einer Triggerschwellenspannung versehen, wenn der Absolutwert der besagten Abtastspannungssignale größer oder gleich der besagten Triggerschwellenspannung ist, steuert der besagte Überstromtrigger den besagten Komparator, der die Polarität des besagten Sperrspannungssignals ändert.
  • Das Magnetmodulationssystem kann durch die Anordnung des Überstromtriggers bei Messstrom mit sehr hohem Überstrom am Leiter zwangsweise die Polarität der Erregerspannung ändern und dadurch die reguläre Schwingung der Erregerspannung des Magnetmodulationssystems gewährleisten; außerdem wird vermieden, dass der Erregerstrom zu hoch ist, und die sichere Verwendung der Schaltungen und Bauteile im Magnetmodulationssystem wird gewährleistet.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems zieht der besagte Überstromtrigger die besagte Sperrschwellenspannung bis zum Erdpotential herunter, wenn die besagten Abtastspannungssignale gleich der besagten Triggerschwellenspannung sind.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems umfasst der Überstromtrigger eine erste Diode, an deren Anode die besagten Abtastspannungssignale eingegeben werden können; eine erste Triode, deren Basis elektrisch mit der Kathode der besagten ersten Diode verbunden sein kann, an deren Kollektor die besagte Sperrschwellenspannung eingegeben werden kann, deren Emitter mit dem Erdpotential elektrisch verbunden werden kann; eine zweite Diode, an deren Kathode die besagten Abtastspannungssignale eingegeben werden können; und eine zweite Triode, deren Basis mit der Anode der besagten zweiten Diode elektrisch verbunden werden kann, an deren Kollektor die besagte Sperrschwellenspannung eingegeben werden kann, deren Emitter mit dem Erdpotential elektrisch verbunden werden kann.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems umfasst das Magnetmodulationssystem außerdem einen Filter, dessen Eingang die Abtastspannungssignale empfängt und der die in den Abtastspannungssignalen überlagerten Filterspannungssignale der Erregerspannung abgibt und herausfiltert, diese Filterspannungssignale können die Größe des Messstroms repräsentieren.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems handelt es sich bei dem Filter um einen Butterworth-Filter.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems umfasst das Magnetmodulationssystem außerdem einen Verstärker, dessen Eingang die Filterspannungssignale empfängt und der die Verstärkungsspannungssignale der Filterspannungssignale nach der Verstärkung abgibt.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems umfasst das Magnetmodulationssystem außerdem einen Prozessor, der mit einem Frequenzschwellenwert und einem Spannungsschwellenwert versehen ist, der Prozessor erfasst jeweils die Frequenz des Sperrspannungssignals und die Filterspannungssignale, wenn die Frequenz des Sperrspannungssignals größer oder gleich dem Frequenzschwellenwert ist, oder die Filterspannungssignale größer oder gleich dem Spannungsschwellenwert sind, gibt der Prozessor ein Beurteilungssignal ab, dass der Messstrom den Messbereich des Magnetmodulationssystems überschritten hat.
  • In einer weiteren schematischen Ausführungsform der Überstromschutzvorrichtung eines Magnetmodulationssystems können an der Erregerspannungsquelle die Abtastspannungssignale eingegeben werden und es handelt sich bei der Erregerspannung um die Summe der Abtastspannungssignale und des Sperrspannungssignals.
  • Diese Erfindung stellt ein Überstromschutzverfahren bereit, umfassend die Erfassung von Abtastspannungssignalen; den Vergleich der Abtastspannungssignale mit der Triggerschwellenspannung, wenn der Absolutwert der Abtastspannungssignale größer oder gleich der Triggerschwellenspannung ist, wird der Komparator gesteuert und gibt ein Sperrspannungssignal ab; und von dem Sperrspannungssignal wird die Erregerspannungsquelle gesteuert und kehrt die Polarität der Erregerspannung um.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die nachfolgenden Zeichnungen dienen lediglich der schematischen Beschreibung und Erläuterung dieser Erfindung und schränken keineswegs den Umfang dieser Erfindung ein.
  • Zeichnung 1 zeigt den Schaltplan des Magnetmodulationssystems des chinesischen Patents CN102338822 .
  • Zeichnung 2 dient der Beschreibung des Schaltplans einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems.
  • Zeichnung 3 dient der Beschreibung des Schaltplans einer schematischen Ausführungsform des Überstromtriggers.
  • Zeichnung 4 dient der Beschreibung des Schaltplans einer weiteren schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems.
  • Zeichnung 5 dient der Erläuterung der Frequenzänderung des Sperrspannungssignals.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Magnetring
    12
    Leiter
    20
    Wicklung
    30
    Abtastwiderstand
    40
    Erregerspannungsquelle
    50
    Differentiator
    60
    Komparator
    70
    Überstromtrigger
    D72
    erste Diode
    Q74
    erster bipolarer Transistor
    D76
    zweite Diode
    Q78
    zweiter bipolarer Transistor
    80
    Filter
    82
    Signalverstärker
    84
    Prozessor
  • Konkrete Ausführungsformen
  • Für ein klareres Verständnis der technischen Merkmale, Ziele und Wirkungen der Erfindung werden nunmehr mit Verweis auf die Zeichnungen die konkreten Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben, identische Beschriftungen in den einzelnen Zeichnungen bedeuten identische Teile. Zwecks Einfachheit der Zeichnungen werden in den einzelnen Zeichnungen lediglich Teile schematisch dargestellt, die mit dieser Erfindung in Zusammenhang stehen, sie repräsentieren keineswegs ihren realen Aufbau als Produkt. Damit durch einfache Zeichnungen das Verständnis erleichtert wird, gibt es außerdem in einigen Zeichnungen Teile mit identischer Konstruktion oder Funktion, wovon lediglich eines schematisch dargestellt wird oder nur eines gekennzeichnet wird.
  • In diesem Text steht "schematisch" für "dienen als Ausführungsbeispiel, Beispiel oder Beschreibung", in diesem Text als "schematisch" beschriebene zeichnerische Darstellungen und Ausführungsformen sollen nicht als eine bevorzugtere oder vorteilhaftere technische Lösung interpretiert werden.
  • Die Bezeichnungen "erste/r", "zweite/r" usw. in diesem Text dienen lediglich der gegenseitigen Unterscheidung und repräsentieren nicht deren Grad der Wichtigkeit und deren Reihenfolge.
  • Zeichnung 2 dient der Beschreibung des Schaltplans einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems. Wie in der Zeichnung gezeigt, umfasst das Magnetmodulationssystem einen Magnetring 10, eine Wicklung 20, einen Abtastwiderstand 30, eine Erregerspannungsquelle 40, einen Differentiator 50, einen Komparator 60 und einen Überstromtrigger 70.
  • Dabei gehen durch das Innere des Magnetrings 10 vier Leiter 12 hindurch, in den Leitern 12 kann Messstrom fließen, das Magnetmodulationssystem kann die Vektorsumme des in diesen Leitern 12 fließenden Messstroms messen. Die Wicklung 20 ist auf dem Magnetring 10 angeordnet, wenn die Wicklung 20 von dem von der Erregerspannung Vext erzeugten Erregerstrom Iext durchflossen wird, entsteht auf dem Magnetring 10 ein Erregermagnetfeld. Der Abtastwiderstand 30, die Wicklung 20 und die Erregerspannungsquelle 40 sind in Reihe geschaltet, der durch Steuerung durch die Erregerspannungsquelle 40 erzeugte Erregerstrom Iext durchfließt den Abtastwiderstand 30 und die Wicklung 20. Wenn im Abtastwiderstand 30 der Erregerstrom Iext fließt, kann er ein Abtastspannungssignal SV abgeben, das Abtastspannungssignal SV kann den Abtaststromwert am Abtastwiderstand 30 wiedergeben. Am Differentiator 50 kann das Abtastspannungssignal SV eingegeben werden und nach Differenzierung des Abtastspannungssignals SV das Differenzspannungssignal SV' abgegeben werden.
  • An einem Eingang des Komparators 60 ist eine Sperrschwellenspannung T1 voreingestellt, der andere Eingang empfängt die Differenzspannungssignale SV', der Ausgang des Komparators 60 kann ein Sperrspannungssignal St an die Erregerspannungsquelle 40 abgeben. Wenn der Absolutwert des Differenzspannungssignals SV' größer oder gleich der Sperrschwellenspannung T1 ist, steuert der Komparator 60 anhand der Änderung der Polarität des Sperrspannungssignals St die Umpolung der Erregerspannung Vext.
  • Der Überstromtrigger 70 ist mit einer Triggerschwellenspannung T2 versehen, am Überstromtrigger 70 kann das Abtastspannungssignal SV eingegeben werden, und die Triggerschwellenspannung T2 wird mit dem Abtastspannungssignal SV verglichen. Wenn der Absolutwert des Abtastspannungssignals SV größer als die Triggerschwellenspannung T2 ist, zwingt der Überstromtrigger 70 das vom Komparator 60 abgegebene Sperrspannungssignal St, die Polarität zu ändern, wodurch erreicht wird, dass die Erregerspannungsquelle 40 die Polarität der Erregerspannung Vext ändert.
  • Wenn der auf den Leitern 12 durchfließende Messstrom sehr groß ist, ist der Komparator 60 nicht in der Lage, durch Vergleich des Differenzspannungssignals SV' und der Sperrschwellenspannung T1 die Polarität des Sperrspannungssignals St zu ändern, so dass sich die Polarität der von der Erregerspannungsquelle 40 abgegebenen Erregerspannung Vext nicht ändert. Jedoch unabhängig davon, wie groß der Wert des Messstroms ist, kann der Überstromtrigger 70 stets das Abtastspannungssignal SV mit der Triggerschwellenspannung T2 vergleichen, so dass die Polarität der Erregerspannung Vext geändert werden kann. Das Magnetmodulationssystem kann durch die Anordnung des Überstromtriggers bei Messstrom mit sehr hohem Überstrom am Leiter zwangsweise die Polarität der Erregerspannung ändern und dadurch die reguläre Schwingung der Erregerspannung des Magnetmodulationssystems gewährleisten; außerdem wird vermieden, dass der Erregerstrom zu hoch ist, und die sichere Verwendung der Schaltungen und Bauteile im Magnetmodulationssystem wird gewährleistet.
  • Zeichnung 3 dient der Beschreibung des Schaltplans einer schematischen Ausführungsform des Überstromtriggers. Wie die Zeichnung zeigt, umfasst der Überstromtrigger 70 eine erste Diode D72, eine zweite Diode D76, einen ersten bipolaren Transistor Q74 und einen zweiten bipolaren Transistor Q78.
  • An der Anode der ersten Diode D72 kann das vom Abtastwiderstand 30 abgegebene Abtastspannungssignal SV eingegeben werden, und ihre Kathode ist elektrisch mit der Basis des ersten bipolaren Transistors Q74 verbunden. Am Kollektor des ersten bipolaren Transistors Q74 kann die Sperrschwellenspannung T1 eingegeben werden, und sein Emitter kann elektrisch mit dem Erdpotential (Nullpotential) verbunden werden. Dabei handelt es sich bei dem ersten bipolare Transistor Q74 um den Typ NPN. An der Kathode der zweiten Diode D76 kann das vom Abtastwiderstand 30 abgegebene Abtastspannungssignal SV eingegeben werden, und deren Anode ist elektrisch mit der Basis des zweiten bipolaren Transistors Q78 verbunden. Dabei handelt es sich bei dem zweiten bipolaren Transistor Q78 um den Typ PNP. Am Kollektor des zweiten bipolaren Transistors Q78 kann die Sperrschwellenspannung T1 eingegeben werden, und sein Emitter kann elektrisch mit dem Erdpotential (Nullpotential) verbunden werden.
  • Wenn gemäß den Zeichnungen 2 und 3 der von der Erregerspannung am Abtastwiderstand erzeugte Spannungsabfall, das heißt das Abtastspannungssignal SV ein positiver Wert ist und das Abtastspannungssignal SV größer als die Durchlassspannung der ersten Diode D72 ist, sind die erste Diode D72 und der erste bipolare Transistor Q74 durchlässig, wodurch die Sperrschwellenspannung T1 mit dem Erdpotential verbunden ist, so dass die Sperrschwellenspannung T1 sich zu Null verändert. Nun kann, selbst wenn das Differenzspannungssignal SV' sich Null annähert, der Komparator 60 auch entscheiden, dass das Differenzspannungssignal SV' gleich der Sperrschwellenspannung T1 ist, wodurch das Sperrspannungssignal St veranlasst wird, die Polarität zu ändern. An dieser Stelle handelt es sich bei der Triggerschwellenspannung T2 um die Durchlassspannung der ersten Diode D72.
  • Wenn der von der Erregerspannung am Abtastwiderstand erzeugte Spannungsabfall, das heißt das Abtastspannungssignal SV ein negativer Wert ist und das Abtastspannungssignal SV größer als die Durchlassspannung der zweiten Diode D76 ist, sind die zweite Diode D76 und der zweite bipolare Transistor Q78 durchlässig, wodurch die Sperrschwellenspannung T1 mit dem Erdpotential verbunden ist, so dass die Sperrschwellenspannung T1 sich zu Null verändert. Nun kann, selbst wenn das Differenzspannungssignal SV' sich Null annähert, der Komparator 60 auch entscheiden, dass das Differenzspannungssignal SV' gleich der Sperrschwellenspannung T1 ist, wodurch das Sperrspannungssignal St veranlasst wird, die Polarität zu ändern. An dieser Stelle handelt es sich bei der Triggerschwellenspannung T2 um die Durchlassspannung der zweiten Diode D76.
  • Es ist außerdem möglich, durch einen anderen Schaltungsaufbau zu realisieren, dass die Sperrschwellenspannung T1 zu Null geändert wird, zum Beispiel indem die bipolaren Transistoren in einen anderen logischen Schalter umgestaltet werden.
  • Zeichnung 4 dient der Beschreibung des Schaltplans einer weiteren schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems. Wie die Zeichnung zeigt, umfasst das Magnetmodulationssystem einen Filter 80, an dessen Eingang die Abtastspannungssignale SV eingegeben werden können, der Filter 80 kann die in den besagten Abtastspannungssignalen SV enthaltene Erregerspannung Vext herausfiltern, danach ein Filterspannungssignal Sf abgeben, und das Filterspannungssignal Sf gibt die konkrete Größe des Messstroms wieder. In einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems handelt es sich bei dem Filter 80 um einen Butterworth-Filter.
  • Wie Zeichnung 4 zeigt, umfasst das Magnetmodulationssystem in einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems einen Signalverstärker 82, an dessen Eingang können die Filterspannungssignale Sf eingegeben werden, und der Signalverstärker kann nach der Verstärkung der Signalstärke der Filterspannungssignale Sf ein Verstärkungsspannungssignal SA abgeben. Durch die Anordnung des Verstärkers können der dynamische Bereich des abgegebenen Verstärkungsspannungssignals SA des Verstärkers und der dynamische Eingabebereich der Verarbeitungsschaltung, in die das Verstärkungsspannungssignal SA eingegeben wird, aufeinander abgestimmt werden, womit die Auflösung und die Genauigkeit der Messungen erhöht wird.
  • Wie Zeichnung 4 zeigt, umfasst das Magnetmodulationssystem in einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems einen Prozessor 84, der mit einem Frequenzschwellenwert T3 und einem Spannungsschwellenwert T4 versehen ist. Am Prozessor 84 können jeweils die Frequenz der Sperrspannungssignale St und die Verstärkungsspannungssignale SA eingegeben werden, und der Prozessor 84 kann jeweils die Frequenz der Sperrspannungssignale St und den Frequenzschwellenwert T3 sowie die Verstärkungsspannungssignale SA und den Spannungsschwellenwert T4 vergleichen. Wenn die Frequenz der Sperrspannungssignale St größer oder gleich dem Frequenzschwellenwert T3 ist oder die Verstärkungsspannungssignale SA größer oder gleich dem Spannungsschwellenwert T4 sind, kann der Prozessor 84 beurteilen, dass der Messstrom den Messbereich des Magnetmodulationssystems überschritten hat.
  • Zeichnung 5 dient der Erläuterung der Frequenzänderungen des Sperrspannungssignals, wobei die Beziehungen zwischen der Frequenz des Sperrspannungssignals St sowie dem Messstrom Idn und den Abtastspannungssignalen SV angezeigt werden. Wenn der Messstrom Idn gleich Null ist, ändert sich die Frequenz der Abtastsignale SV und des Sperrspannungssignals St zyklisch. Nach der drastischen Zunahme des Messstroms Idn nehmen die Abtastspannungssignale SV entsprechend zu, wodurch der Überstromtrigger in Aktion versetzt wird, die Polarität des Sperrspannungssignals St ändert sich, die Abtastspannungssignale SV verkleinern sich entsprechend, die Werte der Abtastspannungssignale SV können jedoch weiterhin den Überstromtrigger in Aktion versetzen, so dass sich die Polarität des Sperrspannungssignals St mit sehr hoher Frequenz ändert. Dies zeigt, dass durch die Frequenz des Sperrspannungssignals St die Größe des Messstroms Idn wiedergegeben werden kann.
  • Der Prozessor 84 überwacht gleichzeitig die Frequenz des Sperrspannungssignals St und die Abtastspannungssignale SV, wodurch genau beurteilt werden kann, dass der Messstrom den Messbereich des Magnetmodulationssystems überschritten hat.
  • Wie Zeichnung 4 zeigt, können in einer schematischen Ausführungsform des Magnetmodulationssystems am Eingang der Erregerspannungsquelle 40 neben dem Sperrspannungssignal St außerdem die Abtastspannungssignale SV eingegeben werden, und die Größe der Erregerspannung Vext ist gleich der Summe der Abtastspannungssignale SV und des Sperrspannungssignals St. Aufgrund der Reihenschaltung der Wicklung mit dem Abtastwiderstand wird veranlasst, dass die Spannung, die eigentlich auf der Wicklung lasten soll, teilweise auf dem Abtastwiderstand zurückbleibt, was dazu führt, dass die auf der Wicklung zurückgebliebene Spannung sich infolge der Änderung des Erregerstroms ändert, so dass die Linearität des Messergebnisses des Messstroms variiert, durch die Kompensation der Spannung auf dem Abtastwiderstand auf die Erregerspannung unterliegt die Spannung auf der Wicklung keinen Einflüssen durch die Größe des Erregerstroms.
  • Diese Erfindung stellt außerdem ein Überstromschutzverfahren des oben genannten Magnetmodulationssystems bereit, umfassend die Erfassung von Abtastspannungssignalen SV; den Vergleich der Abtastspannungssignale SV mit der Triggerschwellenspannung T2, wenn der Absolutwert der Abtastspannungssignale SV größer oder gleich der Triggerschwellenspannung T2 ist, wird der Komparator C60 gesteuert und ändert die Polarität des Sperrspannungssignals St; und von dem Sperrspannungssignal St wird die Erregerspannungsquelle 40 gesteuert, welche die Polarität der Erregerspannung umkehrt.
  • Es sollte verstanden werden, dass die in diesem Text angeführten Dokumente lediglich der referentiellen Nutzung dienen und keinerlei Inhalte enthalten, die möglicherweise mit diesem Text kollidieren.
  • Es muss verstanden werden, dass, obwohl diese Beschreibung gemäß den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt wird, jedoch keineswegs jedes Ausführungsbeispiel nur eine unabhängige technische Lösung beinhaltet, die Art und Weise der Darstellung der Beschreibung dient lediglich der Klarheit, technisches Personal aus diesem Bereich soll die Beschreibung als ein Ganzes betrachten, die technischen Lösungen in den einzelnen Ausführungsbeispielen können auch durch geeignete Kombination andere Ausführungsformen bilden, die von technischem Personal dieses Gebietes verstanden werden können.
  • Die Reihe von detaillierten Beschreibungen, die von vorstehendem Text aufgeführt werden, sind lediglich auf diese Erfindung gerichtete konkrete Beschreibungen möglicher Ausführungsbeispiele, sie dienen keineswegs dazu, den Schutzumfang dieser Erfindung einzuschränken, alle äquivalenten Ausführungsbeispiele oder Modifikationen, die ohne Verlassen der Verarbeitungsgüte dieser Erfindung gemacht werden, wie die Kombination, Auftrennung oder Wiederholung von Merkmalen, sollen im Schutzumfang dieser Erfindung enthalten sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 102338822 [0002, 0016]

Claims (9)

  1. Magnetmodulationssystem, umfassend: einen Magnetring (10), mindestens einen vom Messstrom durchfließbaren Leiter (12), der durch den besagten Magnetring (10) hindurchgehen kann; eine auf dem besagten Magnetring (10) angeordnete Wicklung (20); einen mit der besagten Wicklung (20) in Reihe geschalteten Abtastwiderstand (30), der Abtastspannungssignale (SV) abgeben kann, die den Spannungsabfall an ihm repräsentieren; eine mit der besagten Wicklung (20) und dem besagten Abtastwiderstand (30) in Reihe geschaltete Erregerspannungsquelle (40), welche die Erregerspannung (Vext) des besagten Magnetmodulationssystems erzeugen kann; einen Differentiator (50), der die besagten Abtastspannungssignale (SV) differenzieren und Differenzspannungssignale (SV') abgeben kann; und einen Komparator (60), an dessen einem Eingang eine Sperrschwellenspannung (T1) voreingestellt ist, der andere Eingang empfängt die besagten Differenzspannungssignale (SV'), der Ausgang dieses Komparators (60) kann ein Sperrspannungssignal (St) an die besagte Erregerspannungsquelle (40) abgeben, wenn der Absolutwert der besagten Differenzspannungssignale (SV') größer oder gleich der besagten Sperrschwellenspannung (T1) ist, steuert dieser Komparator (60) anhand der Änderung der Polarität des besagten Sperrspannungssignals (St) die Umpolung der besagten Erregerspannung (Vext), dadurch gekennzeichnet, dass: das besagte Magnetmodulationssystem außerdem den Überstromtrigger (70) umfasst, der die besagten Abtastspannungssignale (SV) empfängt, er ist mit einer Triggerschwellenspannung (T2) versehen, wenn der Absolutwert der besagten Abtastspannungssignale (SV) größer oder gleich der besagten Triggerschwellenspannung (T2) ist, steuert der besagte Überstromtrigger (70) den besagten Komparator (60), der die Polarität des besagten Sperrspannungssignals (St) ändert.
  2. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 1, wobei der besagte Überstromtrigger (70), wenn die besagten Abtastspannungssignale (SV) gleich der besagten Triggerschwellenspannung (T2) sind, die besagte Sperrschwellenspannung (T2) bis zum Erdpotential herunterzieht.
  3. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 2, wobei der besagte Überstromtrigger (70) umfasst: eine erste Diode (D72), an deren Anode die besagten Abtastspannungssignale (SV) eingegeben werden können; eine erste Triode (Q74), deren Basis mit der Kathode der besagten ersten Diode (D72) elektrisch verbunden werden kann, an deren Kollektor die besagte Sperrschwellenspannung (T2) eingegeben werden kann, deren Emitter mit dem Erdpotential elektrisch verbunden werden kann; eine zweite Diode (D76), an deren Kathode die besagten Abtastspannungssignale (SV) eingegeben werden können; und eine zweite Triode (Q78), deren Basis mit der Anode der besagten zweiten Diode (D76) elektrisch verbunden werden kann, an deren Kollektor die besagte Sperrschwellenspannung (T2) eingegeben werden kann, deren Emitter mit dem Erdpotential elektrisch verbunden werden kann.
  4. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 1, wobei das besagte Magnetmodulationssystem außerdem einen Filter (80) umfasst, dessen Eingang die besagten Abtastspannungssignale (SV) empfängt und der die in den besagten Abtastspannungssignalen (SV) überlagerten Filterspannungssignale (Sf) der besagten Erregerspannung (Vext) abgibt und herausfiltert, diese Filterspannungssignale (Sf) können die Größe des besagten Messstroms repräsentieren.
  5. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 4, wobei es sich bei dem besagten Filter (80) um einen Butterworth-Filter handelt.
  6. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 4, wobei das besagte Magnetmodulationssystem außerdem einen Verstärker (82) umfasst, dessen Eingang die besagten Filterspannungssignale (Sf) empfängt und der die Verstärkungsspannungssignale (SA) der besagten Filterspannungssignale (Sf) nach der Verstärkung abgibt.
  7. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 4, wobei das besagte Magnetmodulationssystem außerdem einen Prozessor (84) umfasst, der mit einem Frequenzschwellenwert (T3) und einem Spannungsschwellenwert (T4) versehen ist, der besagte Prozessor (84) erfasst jeweils die Frequenz des besagten Sperrspannungssignals (St) und die besagten Filterspannungssignale (Sf), wenn die Frequenz des besagten Sperrspannungssignals (St) größer oder gleich dem besagten Frequenzschwellenwert (T3) ist, oder die besagten Filterspannungssignale (Sf) größer oder gleich dem besagten Spannungsschwellenwert (T4) sind, gibt der besagte Prozessor (84) ein Beurteilungssignal ab, dass der Messstrom den Messbereich des besagten Magnetmodulationssystems überschritten hat.
  8. Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 1, wobei an der besagten Erregerspannungsquelle (40) die besagten Abtastspannungssignale (SV) eingegeben werden können und es sich bei der besagten Erregerspannung (Vext) um die Summe der besagten Abtastspannungssignale (SV) und des besagten Sperrspannungssignals (St) handelt.
  9. Überstromschutzverfahren für ein Magnetmodulationssystem gemäß Anspruch 1, umfassend: Erfassung der besagten Abtastspannungssignale (SV); Vergleich der besagten Abtastspannungssignale (SV) mit der besagten Triggerschwellenspannung (T2), wenn der Absolutwert der besagten Abtastspannungssignale (SV) größer oder gleich der besagten Triggerschwellenspannung (T2) ist, wird der besagte Komparator (60) gesteuert, der das besagte Sperrspannungssignal (St) abgibt; und von dem besagten Sperrspannungssignal (St) wird die besagte Erregerspannungsquelle (40) gesteuert, welche die Polarität der besagten Erregerspannung (Vext) umkehrt.
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