DE1037588B - Einrichtung zum Messen der Stromabweichung eines Wechselstromes von seinem Stromsollwert - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Messen der Stromabweichung eines Wechselstromes von seinem Stromsollwert Für Steuer- und Regelzwecke werden die Ab.welichungen eines Wechseistromes von einem vorgegebenen, einstellbaren Sollwert gemessen und ein der Abweichung proportionaler richtujngseEmpfindlicher Gleichstrom geNldet, der einer Steuer- oder Regelanordnung zugeführt wird. Es ist bekannt, diese Aufgabe dadurch zu lösen, daß der Istwert des Wechselstromes mit einer konstanten Wechsel- oder Gleichspannung verglichen wird, wobei letztere durch besondere Konstantstrom- oder Konstantspannungsgeräte erzeugt wird.
• Diese Geräte erfordern einen erheblichen technischen Aufwand, womit gleichzeitig ein wi'rtschnftlicher Aufwand von beträchtlichen Ausmaßen verbunden ist. Außerdem wird die Betriebssicherheit durch solche empfindliche Maßnahmen stark beeinträcht,igt, so daß letzten Endes die gesamte Steuerung bzw.
• Regelung in vielen Fällen nicht den gestefiten Aufgaben im praktischen Einsatz genügen kann.
• Diese Nachteile werden bei einer Einnchtung zum Messen der 5 tromabweichung eines Wechsel stromes von seinem Sollwert durch eine Meßschaltung, welche die Abweichungen nach oben oder unten richtungsempfindlich anzeigt erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein dem Istwert entsprechender Strom über eine Gleichrichterbrücke eine Steuerwicklung des Meßgerätes speist und der Sollwert van einem im Sättigungsgebiet arbeitenden Stromwandler gewonnen wird, der über eine zweite Gleichrichterbrücke eine zweite, der ersten Steuerwicklung gegengeschaltete Steuerwicklung erregt, und daß die Erregungszustände der beiden magnetisch oder galvanisch gedoppelten Steuerwicklungen verglichen werden und der Vergleichswert zur Anzeige gebracht wird.
• Mit Hilfe des Solil-Istwert-Vergleichs eines Wechselstromes nach der Erfindung gelingt es, einen solchen Vergleich mit einem geringen Maß an technischem und wirtschaftlichem Aufwand durchzuführen. Infolge der robusten und betriebs sicheren Schaltelemente sind auch im Hinblick auf die Betriebssicherheit keinerlei Beeinträchtilgungen gegeben.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
• Fig. 1 zeigt das grundsätzliche Schaltbild der Mellschaltung. Durch den Stromwandler W wird der zu messende Strom J transformiert und der Primärwicklung des Sättigungswandlers SW sowie dem Gleichrichter Gl 1 zugeführt. Der Gleichstrom i1 durchfließt die Steuerwicklung St 1. Die Sekundärseite des Sättigungswandlers speist den einstellbaren Ohmwiderstand R und den Gleichrichter G12, dessen Gleichstrom auf die Sbeuerwicklung St2 gegeben wird.
• St1 und St2 stellen die Steuerwicklungen des Meß-oder Regelgerätes dar, auf das die Abweichung des Stromes J von einem Sollwert J0 gegeben werden soll.
• Es kann sich hierbei z. B. um die Wicklung eines Drehspul-Meßgerätes, um die Steuerwicklung eines magnetischen Verstärkers oder eines Tauchspulenreglers, um die Felder einer Gleichstrommaschine oder einer magnetischen Kupplung od. dgl. handeln.
• In Fig. 2 ist eine vereinfachte Meßschaltung dargestellt, bei der die Primärwicklung des Sättigungswandlers direkt von dem zu messenden Strom J durchflossen wird. und bei der die beiden Steuerwicklunten Stl und St2 galvanisch miteinander verbunden sind.
• Fig. 3 zeigt die Stromkennlinien der Meßschaltung.
• Damit ergibt sich folgende Wirkungsweise der Meßschaltung gemäß der Erfindung: Der Strom i1 ist proportional dem zu messenden Strom J. Infolge der starken Sättigung des Wandlers SW steigt der Fluß im Kern dieses Wandlers im Sollwertbereich J0 des Stromes J bei zunehmendem Strom J kaum mehr an.
• Die Spannung an der Sekundärwicklung des Sättigungswandlers ist daher unabhängig von J praktisch konstant. Im Schnittpunkt der Stromkennlinie it=f (J) und i2.=J (J) nach Fig. 3 sind die Ströme i1 und i2 bzw. die Amperewindungen der Steuerwicklungen St 1 und St2 entgegengesetzt gleich groß und heben sich in ihren Wirkungen auf das angeschlossene Meßinstrument oder den Regler od. dgl. auf. In diesem Gleichgewichtszustand fließt der Sollwertstrom J0.
• Weicht nun der Strom J von seinem Sollwert J0 nach oben oder unten ab, so überwiegt entweder i1 oder i2, und es entsteht eine richtungsempfindliche Stromdifferenz i,-Z, bzw. i2-i1, die das angeschlossene Meßinstrument bzw. den Regler od. dgl. aussteuert. Durch Veränderung des Ohmwiderstandes R können die Kennlinien i2=f (J) und damit die Schnittpunkte mit den Kennlinien it=f (J) gehoben oder gesenkt werden.
• Da der Strom i1 durch die Wandlerübersetzung W temperaturnabhängig ist, kann nur durch den Strom, ein Temperaturfehler auftreten, der aber durch entsprechende Bemessung von R beliebig klein gehalten werden kann.
• Zur Erzielung einer stark gekrümmten Kennlinie wird der Sättigungswandler vorzugsweise als luftspaltloser Ringkern oder stoßfugenfrei überlappt geschichteter Stanzkern aus Nickeleisen mit rechtwinkliger Ätagnetisierungskurve und zwei aufeinander senkrecht stehenden magnetischen Vorzugs richtungen oder aus kalt gewalztem Blech mit einer magnetischen Vorzugs richtung ausgebildet.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Ein.richtung zum Messen der Stromabweichung eines Wechsel stromes von seinem Sollwert durch eine Meßschaltung, welche die Abweichungen nach oben oder unten richtungsempfindlich allzeigt. dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Istwert entsprechender Strom über eine Gleichrichterbrücke (Gl1) eine Steuerwicklung (St 1) des Meßgerätes speist und der Sollwert von einem im Sättigungsgebiet arbeitenden Stromwandler (SW) gewonnen wird, der über eine. zweite Gleichrichterbrücke (G12) eine zweite, der ersten Steuerwicklung gegengeschaltete Steuerwicklung (St2) erregt, und daß die Erregungszustände der beiden magnetisch oder galvanisch gekoppelten Steuerwicklungen verglichen werden und der Vergleichswert zur Anzeige gebracht wird.
2. 2. Sättigungsstromwandller für d.ie Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungswalldler als luftspaltloser Ring- oder Stanzkern ausgebildet i.st.
3. 3. Sättigungsstromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kernmaterial Nickeleisen mit zwei aufeinander senkrecht stehenden magnetischen Vorzugsricbtuiigen verwendet wird.
4. 4. Sättigungsstromwan.dler nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kernmaterial kalt gewalztes Blech mit einer magnetischen Rtorzugsrichtung verwendet wird.
5. 5. Sättigungsstromwandler nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungswandler eine vom Meßstrom (J) direkt oder indirekt über einen Wandler (W) durchflossene P rimärstromwicklung hat.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Sättigungswandler abgegebene Strom (i2) durch einen Ohmwiderstand (R) einstellbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 901 083, 501 490, 481 533, 473 162, 466 042.