DE1591964A1

DE1591964A1 - Verfahren zur Erfassung oder UEberwachung einer Gleichspannung oder eines Gleichstromes

Info

Publication number: DE1591964A1
Application number: DE19671591964
Authority: DE
Inventors: Klaus Wegener
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-10-12
Filing date: 1967-10-12
Publication date: 1971-01-07

Description

Verfahron zur Erfilstsung oder Überwachung einer Qleichspan nung oder eines Gleichstromos Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung oder Überwachung einer Gleichspannung oder eines Gleichstromes, wobei zur galvanischen Trennung ein Übertrager benutst wird.
Soll in einer Starkstromschaltung die Größe einer Gleichspannung oder eines Gleichatromes galvanisch getrennt, z. B. mit einem Übertrager gemessen werden, daniit sie in einer Stouerung ausgewertet werden kann, so müssen geeignet Mittel vorgesehen werden, die auf der Sekundärseite des Übertragers einr propor tionales Abbild der Gleichgröße liefern.
Die Erfindung bezieht sich demzufolge auf eine Verfahren zur Ertassung oder Überwachung etner Gleichspannung oder eines Gleichstromes, wobei zur galvanischen Trennung ein Übertrager benutzt wird. Erfindungsgemäß wird aut der Sckundörseite des Übertragors ein Umsetzer vorgesehen, der mit Rechteckimpulsen derart angesteuert wird, daß während des Impulses ein Magnetisierungsstrom in die Sekundaärwicklung des Übertragers fließt und daß während der Impulspause geeignete Mittel vorgesehen sind, die den Entmagnetisierungsstrom in Abhängigkeit von der an der Primärwicklung des Übertragers angelegten und zu erfassenden Gleichspannung auf der Sekundärsei@ des Übertragers messen.
Die zu erfassende Gleichgröße wird also auf der Primärseite eines Übertrager4 so eingeführt, daß auf der Sekundärseite ein proportionale Abbildung dieser zur Weiterverarbeitung zur Vorfügung stoht.
Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Es zeigt die Fig. 1 eine Darstellung in Blockschaltbildung, während die Figuren 2 und 3 die Anordnung der einzolnen zur Durchführung des Verfahrens vorgeschenen Elemente vordeutlcihen.
An die Klemmen a und b wird nach der Darstsllung der Fig. 1 über die Diode 2 die zu erfassende Gleichepannung t an die Primärwicklung des Übertragers 3 gelegt. DIe Skundärseite des Übertragern 3 speist den Umsetzer 4, der außerdem durch einen Rechteckgenerator 6 angesteuert wird. Am Ausgang des Umsetzers 4 wird die der Gleichspannung 1 proportionale Umsetzerspannung 5 abgenommen, die je nach der Weiterverarbeitung von einem Verstärker 7 mit dem Ausgang A verstärkt werdon kann.
Die Fig. 2 zeigt die schalttechnische Realisierung dos Umsetzers 4 der Fig. t mit dom Übertrager 3. An den Klemmen a und b wird die z. B. stetig veränderliche Gleichspannung über die Diode 2 an die Primärseite des Übertragers 3 angeschlosson. Der Umsetzer 4 besteht aus dem Transistor 41, dem Vorwiderstand 42, dom Entmagnetisierungskreis mit der Entkospplungsdiode 43, der Zonerdiode @44 und dem Kondensator 45.
Der Transistor 41 riird an der Basis mit Rechtockimpulson angesteuert. Im leitenden Zustand des Transistors 41 fließt dabei über ihn und den Vorwiderstand 42 der Magnetisierungsstrom fär die Sekundärwicklung des Übertragers 3. Die Diode 2 auf der Primärseite des Übertragers ist dabei so gepolt, daß während dießor Zeit die Primärseite abgeschaltet ist, d. h. der Übertrager 3 im Leerlauf betrieben @ d. Anschließend wird der Transistor 41 gesperrt. Die im Übertrager 3 gespeicherte Energie kann einen Entmagnetisierungsstrom über die in Durch labrichtung gopolto Diode 2 auf der Primärseite des Übertragers 3 fließon lassen. Die Größe des @ließanden Stroms hängt dabei von der Größe der entgegenesetzt gepolten Gleichspannung t ab. Da der abgeschaltete Übertrager 3 als Konstantstromquelle angesehen werden kann, wirkt die entgegengesetzt gepolte Gleichspannung 1 dem Entmagnetisierungsstrom auf der PRimärseite des Übertragers 3 so entgegen. daß ein der Größe der Gleichs pannung 1. entsprechender Entmagnstisierungsstrom auf der Sekundärseite des Übertragers 3 fließt. Dazu ist parallel zur Sekundärwicklung die Reihenschalltung aus Entkopplungdiode 43, Zenerdiode 44 und Kondensator 45 geschaltet. Letztoror integriert den Entmagnetisierungsstrom und die an ihm ontstehende Umsotzerspannung ist damit ein Maß ftir die zu erfassende Gleichgröne auf der Primärsetits. Die Größe der Zenerspannung der Zenerdiode 44 bestimmt die maximale Größe der zu orfassenden Gleichgröße, da mit der Zenerspannung die Größe dor Primärspannung des Übortragors vorgegeben wird. außerdem kann die zu erfassende Gleichgröße durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses an den Umsetzer angepaßt werden.
Nach der Fig. 2 wird die Gleichspannungsquelle von den Umsetzer 4 nicht belastet, sondern dor Umsetzer läßt solange einen Entmagnetisierungsstrom zur entgegengesortzt gepolten Gleichspannun 1 fließen, bis Spannungsgleichgewicht zwischen Gleichspannung t und der Primärspannung des Übertragers 3 herrscht.
Noch der Darstellung der Fig. 3 wird dio zu erfassende Gleichspannung 1 Über einen Spannungsteiler 12, 13 an den Umsetzer 4 angepaßt. Der Übertrager 3 behält dabei konstantes Übersetzungs-Der verhlältnis./Spannungsteiler muß so ausgelegt sein, daß der maximale Strom, den die zu erfassende Qleichspannung 1 durch den Widerstand 12 fließen läßt, den Entmagnetisierungsstrom kompensiert, damit er auf der Sekungärseite den Übertragers fließt.
4 Seiten Beschreibung 11 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 3 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Verfahron zur Erfassung oder Überwachung einer Gleichspannung oder eine Gleichatromes, wobei zur galvanischen Trennung ein Übertrager bonutzt wird, dadurch sekennzeichnet, daß auf der Sekundärseite des Übertragers ein Umsetzer vorgesehen wird, der mit Rechteckimpulsen derart angesteuert wird, daß während des Impulses ein Magnetisierungsstrom in die Sekundärwi cklung des Übertragors fließt und daß während der Impulspause geeignote Mittel vorgeshen sind, die den Entmagnetisierungsstrom in Abhängigkeit von der an der Primärwicklung des Übertragers angelegten und zu erfassenden Gleichspannung auf der Sekundärseite des Übertragers messen.
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besonder Mittel vorgesehen werden, die es gestatten, don Magnetisierungsstrom während des Impulses nur durch die Sekundärwicklung des Übertragers fließen zu lassen und den Entmagnetisierungsstrom während der Impulspause in Abhingigkeit von der Größe der zu erfassenden Gleichspannnung auf der primären Seite und auf der sekundären Seite flfeen lassen, wobei der Entmagnetisierungsstorm auf der sekundären Seite mit geeigneten Mitteln in eine zur rfassenden Gleichspannung proportionalen Spannung umgewandelt wird.
3. Verfahren nach Ansprch 1 und 2, dadurch gekennzeichot, daß besondere Mittel vorgesehen sind, die es gesstatton, die eu erfassene Gleichspannung ohno Belastung in boliebiger Größe an den Umsetzor anzupassen. k.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekonnzeichnet, daß der Umsetzer als Rechteckimpulsgenerator aufgebaut iat.
5. anordnung zur Durchfühurung des Vorfahrens nach Anspruch 1 ur galvanisch getrennten Erfassung und/oder Überwachun, einer Gleichspannung oder eines Gleichstrcmes mittols e@-nes Übertragers, dadurch gekennzeichnet, daß ein @bertrager mit Sättigungs vorhalten vorgesehen ist, an dessen Sekundärseite ein mit Rechteckimpulsen angesteuertor Umsetzer liegt, lezterer aufgebaut aus der Reihenschaltung eines Vorwidorstandes, einer Entkopplungsdido, einer dieser entgegengesetzt gepolten Zenerdiode und eines Kondensators und in dessen Primärzuleitung eine Diode geschaltet ist, webei die der zu erfassenden Gleichgröße der Primärseite abbildungsgleiche Größe auf der Sekundärseite des Umsetzers als Spannung des integrierten Umsetzerentmagnetisiorungsstormes aus Kondensator abgegriffen wird,
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dio Diode in der Zuleitung der Primärseite des Übertragen in Richtung seines Entmagnetisiorungsstormes gepolt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Umsetzers über einen Transistor init Rechteckimpulsen angesteuert wird.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Transistors an die Verbindungsleitung des Vorwiderstandes und der Entkopplungsidod des Umsetzers und der Kollektor an den negativen Pol einer Hilfsspannungsquelle angeschlossen werden.
9. Anordnung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dio direkt nn dio Sekundärseito des Umsetzers angeschlossene Platte des Kondensators gleichzeitig mit dem positiven Pol der Hilfsspannungsquelle torbundon ist.
10. Anordnung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erfassende und/oder überwachende Gleichgröße durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses dsm Umsetzer angepaßt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichet, daß die zu erfassende und/oder überwachende Gleichgröße über einen Spannungsteiler an den Umsetzer angepaßt ist.

L e e r s e i t e