DE1220036B

DE1220036B - Schaltung zum Verringern des Fehlers eines Messspannungswandlers oder -teilers

Info

Publication number: DE1220036B
Application number: DEL42107A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf Heitmeier
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-06-01
Filing date: 1962-06-01
Publication date: 1966-06-30

Description

Schaltung zum Verringern des Fehlers eines Meßspannungswandlers oder -teilers Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Verringern des Fehlers eines Meßspannungswandlers oder Meßspannungsteilers für Wechselstrom mit einer vom Bürdenstrom desselben hergeleiteten, auf die Eingangs- oder Ausgangsseite des Wandlers bzw. Teilers wirkenden Rückkopplung.
Spannungswandler normaler Bauart müssen die vorgeschriebene Klassengenauigkeit in einem Bereich von 80 bis 120 II/o der Nennspannung einhalten. Dabei darf sich die sekundär angeschlossene Bürde des Wandlers zwischen Null und dem Nennwert ändern. Die Genauigkeit des Spannungswandlers ist um so größer, je kleiner die Spannungsabhängigkeit und die Bürdenabhängigkeit sind. Spannungs- und Bürdenabhängigkeit des Wandlers werden von seiner konstruktiven Gestaltung weitgehend bestimmt und können im Rahmen der gegebenen Möglichkeiten im allgemeinen nicht wesentlich beeinflußt werden. Daher ist z. B. bei Wandlern mit großer Streuung im allgemeinen mit einer starken Bürdenabhängigkeit zu rechnen, die die Verwendung als Verrechnungswandler mit Rücksicht auf die zu große Fehlerspanne verhindert.
Es ist bekannt, wie die Bürdenabhängigkeit eines Spannungswandlers durch eine Kompensationsschaltung zu vermindern ist. Dabei wird eine bürdenabhängige Spannung auf den Primärkreis zurückgekoppelt und dadurch mittelbar eine Verminderung der Fehlerspanne erreicht. Diese Kompensation ist voll wirksam, wenn sich bei konstanter Nennspannung die Bürde des Wandlers willkürlich ändert. Leider wirkt sie aber auch dann, wenn die Netzspannung auf der Primärseite nach oben oder unten abweicht. Die Kompensation sollte jedoch unabhängig von der Netzspannung arbeiten, d. h., falls der sekundäre Strom bei konstanter Bürde durch die Änderung der primären Netzspannung ansteigt oder fällt, sollte für diese Änderung die Kompensation nicht wirksam werden.
Die Aufgabe, die Kompensation unabhängig von der Netzspannung zu machen, wird dadurch gelöst, daß eine zusätzliche, von der Ausgangsspannung des Wandlers bzw. Teilers hergeleitete, entgegenwirkende Rückkopplung vorgesehen ist, die so bemessen ist, daß Eingangsspannungsänderungen des Wandlers bzw. Teilers die bürdenstromabhängige Rückkopplung nicht beeinflussen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung sind in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung schematisch dargestellt.
Im Sekundärkreis 1 eines Spannungswandlers 2 nach F i g. 1 befindet sich ein übertrager 3, der in Abhängigkeit von der sekundären Belastung eine »Fehler«-Spannung in den Sekundärkreis zurückkoppelt. Das kann mit Hilfe von übertragern, Drosseln, Kondensatoren, Widerständen oder auch transduktorischen Bauelementen erfolgen.
Der Übertrager 3, der die bürdenabhängige »Fehler«-Spannung des Sekundärkreises über die Wicklung 4 überträgt, erhält erfindungsgemäß eine zweite Eingangswicklung 5, die von der sekundären Nennspannung des Wandlers 2 oder einem Teil von ihr erregt wird. Die beiden primären Erregerwicklungen 4 und 5 - eine Stromwicklung 4 und eine Spannungswicklung 5 - wirken einander entgegen und sind so geschaltet und so dimensioniert, daß sich bei Nennspannung auf der Primärseite und bei halber Bürde auf der Sekundärseite die Durchflutung beider Wicklungen etwa aufheben. Die Abstimmung beider Spulen gegeneinander kann je nach Bedarf auch anders gestaltet werden, um eine optimale Kompensation der Bürdenabhängigkeit des Wandlers oder auch eine überkompensation in der einen oder anderen Richtung zu erreichen.
Mit dieser Differenzschaltung wird erreicht, daß die Kompensation bei Nennspannung und halber Bürde praktisch unwirksam bleibt und keinen Einfluß auf das Fehlerverhalten nimmt. Man wird daher die Spannungswandlerschaltung so abgleichen, daß sie bei diesen Verhältnissen keinen Fehler aufweist. Wenn sich die Nennspannung erhöht, steigt mit ihr proportional auch der sekundäre Belastungsstrom, so daß die Kompensation weiterhin unwirksam bleibt, was an sich erreicht werden soll. Bei fallender Spannung gelten sinngemäß die gleichen Überlegungen. Wenn jedoch die sekundäre Bürde des Wandlers vergrößert oder verkleinert wird, tritt die Kompensation - wie gewünscht - voll in Tätigkeit und sorgt dafür, daß die Bürdenabhängigkeit des Wandlers bei richtiger Bemessung der Kompensation auf ein Minimum beschränkt bleibt.
Die aus dem Kompensationsübertrager3 gewonnene Spannung, die bei der üblichen Sekundärspannung von 100 V bzw. 100/ 1/ 3 V nur etwa 0,5 bis 1 V beträgt, kann bei dieser Größe in den Sekundärkreis oder entsprechend hinaufgesetzt in den Primärkreis zurückgekoppelt werden. Die Rückkopplung in den Primärkreis (F i g. 2) ist im allgemeinen, d. h., wenn der Isolationsaufwand gering gehalten werden soll, nur bei primärseitig auf Erdpotential befindlichen Spannungswandlem möglich. Die Einkopplung auf die Primärseite hat jedoch den Vorteil, daß auch die Primärstrenung mit ihrem Fehlereinfluß voll kompensiert werden k nn.
Die Einkopplung auf die Primär- oder auf die Sekundärseite kann in bekannter Weise transformatorisch oder transduktorisch erfolgen, d. h. als Stellglied der Rückkopplung wird ein Transformator oder ein Transduktor verwendet. Unter Umständen ist auch eine Einkopplung über Widerstände, Kondensatoren oder Drosselspulen möglich. In der F i g. 1 ist das Beispiel der Einkopplung in die Sekundärseite dargestellt. Im Sekundärkreis ist ein Transduktor 6 angeordnet, dessen Steuerwicklungen 7 und 8 von dem gleichgerichteten Differenzstrom aus den beiden strom- bzw. spannungsabhän-gig beaufschlagten Wicklungen 5 und 4 gebildet wird. Der Transduktor bewirkt also durch diese Aussteuerung die Kompensation des bürden- und spannungsabhängigen Fehlers.
In F i g. 2 ist ein Beispiel für die Einkopplung zur Kompensation dieses Fehlers in den Primärkreis dargestellt, wobei vorzugsweise wieder ein Transduktor 9 durch den Differenzstrom aus Sekundärspan-nung und Sekundärstrom gesteuert wird. Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, die Meßleistung bzw. Genauigkeit eines Spannungswandlers zu steigern und dadurch die Wandler, insbesondere solche für höhere Reihenspannungen, -unter Umständen erheblich wirtschaftlicher zu gestalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltung zum Verringern des Fehlers eines Meßspannungswandlers oder Meßspannungsteilers für Wechselstrom mit einer vom Bürdenstrom desselben hergeleiteten, auf die Eingangs-oder Ausgangsseite des Wandlers bzw. Teilers wirkenden Rückkopplung, gekennzeichnet d u r c h eine zusätzliche, von der Ausgangsspannung des Wandlers bzw. Teilers hergeleitete, entgegenwirkende Rückkopplung, die so bemessen ist, daß Eingangsspannungsänderungen des Wandlers bzw. Teilers die bürdenstromabhängige Rückkopplung nicht beeinflussen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rückkopplung ein Differenzübertrager (3) mit zwei Eingangswicklungen (4, 5) vorgesehen ist, denen die für die Rückkopplung dienenden Größen gegensinnig zugeführt sind. 3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangswicklungen (4, 5) so bemessen sind, daß sich die von ihnen erzeugten Durchflutungen bei primärseitiger Nennspannung und halber Nennbürde des Wandlers bzw. Teilers aufheben. 4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied der Rückkopplung in an sich bekannter Weise ein Transduktor (6; 9) dient. 5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied der Rückkopplung in an sich bekannter Weise ein Transformator dient. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschriften Nr. 401848, 672 Oll, 696 503, 925 365; deutsche Auslegeschriften Nr. 1022 267, 1046 181, 1071820; deutsche Patentanmeldung S 24559 VIII c/ 21 c (bekanntgemacht am 11. 12. 1952); »AEG-Mitteilungen«, 47 (1957), H. 5/6, S. 144 bis 146.