DE2255815A1 - CIRCUIT FOR AN ELECTRONIC AC POWER METER - Google Patents

CIRCUIT FOR AN ELECTRONIC AC POWER METER

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DE2255815A1
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resistor
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DE2255815A
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Ronald Cyril Dayson
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General Electric Co PLC
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General Electric Co PLC
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/10Arrangements for measuring electric power or power factor by using square-law characteristics of circuit elements, e.g. diodes, to measure power absorbed by loads of known impedance

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

pQtAf.'öavvä':·J t 4 ü J O IbpQtAf.'öavvä ': · J t 4 ü JO Ib

Dr. Ing. W^i.:baiiür^jolDr. Ing. W ^ i.: Baiiür ^ jol

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The General Electric Company Limited, Wembley, Middlesex,EnglandThe General Electric Company Limited, Wembley , Middlesex, England

Schaltung für ein elektronisches Wechselstromwattmeter.Circuit for an electronic alternating current wattmeter.

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für ein elektronisches Wechselstromwattmeter und bezieht sich insbesondere auf eine Schaltung mit zwei Eingangsklemmen und zwei Klemmen zum Anschluß eines Drehspulinstrumentes ,sowie mit einem Doppelweggleichrichter. The invention relates to a circuit for an electronic AC wattmeter and specifically relates to a circuit having two input terminals and two terminals for connection a moving coil instrument, as well as with a full wave rectifier.

Die Schaltung ist gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß ein in der latte angezapfter Widerstand mit seinen En den über entgegengesetzt gepolte Glei'chrichter an die eine Ausgangsklemme angeschlossen ist, daß an diesem Widerstandene Spannung liegt , die dem Strom in einer Belastung proportional ist , daß an den- Eingangsklemmen beim Betrieb eine Spannung liegt, die proportional der an der Belastung liegenden Spannung ist, daß die Klemmen,die Mittelanzapfung und der Doppelweggleichrichter derart miteinander verbun den sind, daß beim Anlegen einer entsprechenden Spannung an die Eingangsklemmen der Eingang des Doppelweggleichrichters, die Spannungsquelle und die parallel geschalteten Gleichrichter in Reihe zwischen den Anschlußklemmen des Drehspulinstrumentes liegen,und daß.eine nichtlineare Widerstandsanordnung in dieser Reihenschaltung liegt, so daß der Strom in dein Drehspulinstrument beim Betrieb praktisch proportional dem Quadrat der gesamten Spannung der Reihenschaltung ist, wobei mindestens der größte TeilThe circuit is designed according to the invention such that a resistor tapped in the lath with its En via opposing polarity rectifiers to one Output terminal is connected that at this resisted Voltage is proportional to the current in a load that is applied to the input terminals during operation there is a voltage that is proportional to the voltage applied to the load, that the terminals, the center tap and the full wave rectifier are connected to one another in such a way that when a corresponding voltage is applied the input of the full-wave rectifier, the voltage source and the parallel connected to the input terminals Rectifiers are in series between the terminals of the moving coil instrument, and that a non-linear resistor arrangement in this series connection, so that the current in your moving coil instrument is practical when operating is proportional to the square of the total voltage of the series circuit, with at least the largest part

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der nichtlinearcn Widerstandsanordnung am Ausgang des Doppelweggleichrichters liegt.the non-linear resistor arrangement at the output of the Full wave rectifier is located.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer Schaltung gemäß der Erfindung das Vorzeichen der Spannung, die an der nichtlinearen Widerstandsanordnung liegt, die am Ausgang des Doppelweggleichrichters angeordnet ist, unabhängig von dem Vorzeichen der Lastspannung stets das gleiche ist. Die Ausführung der nichtlinearen Widerstandsanordnung wird dadurch vereinfacht und sie kann als ein Netzwerk von Widerständen und spannungsabhängigen Vorrichtungen, z.B.Zenerdioden, ausgebildet sein.It should be noted that in a circuit according to the invention, the sign of the voltage applied to the non-linear resistor arrangement, which is arranged at the output of the full wave rectifier, independently the sign of the load voltage is always the same. The implementation of the non-linear resistor arrangement is this simplifies it and it can be used as a network of resistances and voltage-dependent devices, e.g. Zener diodes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung enthnlt die nichtlineare Widerstandsanordnung in jeder Gleichrichterschaltung eine Parallelanordnung von einem Widerstand und einer spannungsabhängigen Vorrichtung,deren Durchlaßspannungen so gewählt sind, daß beim normalen Betrieb nicht beide Vorrichtungen zusammen durchlässig werden und daß der Widerstand, der dem in der Mitte angezapften Widerstand durch die Gleichrichterschaltung dargeboten wird., infolgedessen so groß ist, daß die an dem Widerstand mit Iüttelanzapfung liegende Spannung nicht kurzgeschlossen wird, wenn diese Spannung die Gleichrichterschaltung in Vorwärtsrichtung vorspannt. Bei einer derartigen Anordnung werden die Durchlaßspannungen der in der Gleichrichterschaltung vorgesehenen Gleicherichter vorzugsweise so gewählt, daß diese Gleichrichter beide zusammen bei einem Spannungswert durchlässig v/erden, der an dem in der Mitte angezapften Widerstand in einer solchen Richtung auftritt,daß die Gleichrichter unterhalb eines maximalenIn a preferred embodiment according to the invention, the non-linear resistor arrangement is contained in each Rectifier circuit a parallel arrangement of a resistor and a voltage-dependent device whose Forward voltages are chosen so that not both devices are permeable together during normal operation and that the resistance that the resistance tapped in the middle is presented by the rectifier circuit is., As a result, is so large that the voltage applied to the resistor with Iüttelanzapfung is not short-circuited when this voltage is the rectifier circuit biases in the forward direction. With such an arrangement, the forward voltages of the Rectifier circuit provided rectifier is preferably chosen so that these rectifiers both together at a voltage value that is permeable to ground at the resistor tapped in the middle in such a direction occurs that the rectifier is below a maximum

Sicherheits-Security

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wertes in Vorwärtsriehtung vorgespannt ist, so daß verhindert wird, dan die Spannung diesen maximalen Si eherne it sv/er t übersteigt.value is biased in the forward direction so that is prevented because the voltage exceeds this maximum level of sv / er t.

Ein Ausführungsbeispiel des elektronischen Wechselstromwattmeters gemäß der Erfindung wird nun im folgenden>'Zusaminenhang mit· der Zeichnung näher beschrieben, die ein Schaltbild der Anordnung darstellt.An embodiment of the electronic alternating current wattmeter according to the invention is now in the following> 'context with · the drawing, which shows a circuit diagram of the arrangement.

Die Schaltung enthält zwei Spannungseingangsklenmcn Vl und V2. Die Klemme V2 ist über zwei in Reihe geschaltete Widerstände R1 und R2 an den Wechselstrom eingang eines Doppelweggleichrichters FVi ange schlossen, während der-Widerstand R1 durch., einen ,. Thermistor TH1 überbrückt ist. Die andere We.chs els.tr omeingangsklerame des Doppelweggleichrichters FW ist mit dem Verbindungspunkt zwischen zwei in Reihe liegenden Widerständen R3 und RA- von gleicher Größe verbunden, so daß die Widerstände R3 und R4 einen Widerstand mit Mittelanzapfung darstellen. ■The circuit includes two voltage input cycles mcn Vl and V2. Terminal V2 is connected in series via two Resistors R1 and R2 are connected to the AC input of a full-wave rectifier FVi, while the resistor R1 through., one,. Thermistor TH1 is bridged. The other We.chs els.tr omeingangsklerame of the full-wave rectifier FW is with the connection point between two in series Resistors R3 and RA- of equal size are connected so that resistors R3 and R4 have a resistance represent with center tap. ■

Die Widerstände R3 und R4 sind über einen den Gleichstrom abblockenden Kondensator C1 an die Sekundär Wicklung eines Stromwandlers CT1 angeschlossen, dessen Primärwicklung zwischen den Klemmen 11 und 12 liegt, die die Stroneingangskleminen der Schaltung bilden. Beim Betrieb wird der Belastungsstrom, dessen Leistung gemessen werden soll, über die Primärwicklung des Stromwandlers CT1 mit Hilfe der Klemmen 11 und 12 geleitet, so daß an den Widerständen R3 und R4 eine Spannung entsteht, die proportional dem Belastungsstrom ist. The resistors R3 and R4 are connected to the secondary winding via a capacitor C1 which blocks the direct current connected to a current transformer CT1, the primary winding of which is between terminals 11 and 12, which form the power input terminals of the circuit. During operation, the load current, its power is to be measured via the primary winding of the current transformer CT1 using terminals 11 and 12 conducted, so that a voltage is created across the resistors R3 and R4, which is proportional to the load current.

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Eine I,ei stungnfAutorkorrektur wird durcli cinon Widerstand RIG und e.inen Kondensator C2 bewirkt, die in Reihe die Sekundärwicklung des Transformators CT1 überbrücken. Eine Zenerdiode D1 liegt parallel zu dem Kondensator C1 und schützt den Kondensator C1 gegen eine Überspannung. Eine ZenerdiodeD2 und eine ■gewöhnliche Diode D3 , die gegeneinander geschaltet sind, überbrücken die Sekundärwicklung des Stromwandlers CT1 . und bilden einen weiteren Schutz gegen Überlastungen , wie weiter unten erläutert wird.An automatic correction is made by means of a resistor RIG and a capacitor C2, which in series bridge the secondary winding of the transformer CT1. A Zener diode D1 is connected in parallel to the capacitor C1 and protects the capacitor C1 against overvoltage. A Zener diode D2 and an ordinary diode D3, which are connected against one another, bridge the secondary winding of the current transformer CT1. and form a further protection against overloads, as will be explained further below.

Die Enden des in der Mitte angezapften Widerstands R3,R4 sind über entsprechende Gleichrichter mit einer Anschlußklemme M1 verbunden, wobei jede der Gleich riehteranordnungen eine Zenerdiode D4 bezw.D5 und eine normale Diode D6 oder D7 aufweist, die gegen einandergeschaltet sind, sowie einen Widerstand R5 bezw. R6 , der die Zenerdioden überbrückt. Die Dioden Do und D7 haben eine solche Richtung, daß der sie durchsetzende Strom auf die Klemme M1 zu bezw. von ihr weg gerichtet ist.The ends of the resistor R3, R4 tapped in the middle are connected to a corresponding rectifier Terminal M1 connected, each of the equilibrium arrangements a Zener diode D4 or D5 and a normal diode D6 or D7, which are connected against each other are, and a resistor R5 respectively. R6, which bridges the Zener diodes. The diodes Do and D7 have such a direction that the current passing through them to the terminal M1 respectively. from your way is directed.

Eine Anschlußklemme ΓΙ2 liegt an der Eingangsklemme V1 und beim Betrieb ist ein Drehspulinstrument , d.h. ein Gleichstrom-Milliamperemeter M an die Anschlüsse M1 und 112 angeschlossen. Zwei Kondensatoren C3 und C 4,die in Reihe die Klemmen IH und 112 überbrücken, sollen Zeigerbewegungen des Instrumentes infolge von Pulsationen des Stromes verhindern. D-^s Anzeige instrument liefert beim Betrieb eine Anzeige, die proportional dem Kittelwert des das Instrument durchsetzenden Stromes ist.A connection terminal ΓΙ2 is connected to the input terminal V1 and in operation, a moving coil instrument, i.e. a DC milliammeter M, is connected to terminals M1 and 112 connected. Two capacitors C3 and C 4, the to bridge the terminals IH and 112 in series, the pointer movements of the instrument as a result of pulsations are to be bridged prevent the current. D- ^ s display instrument provides an indication during operation that is proportional to the mean value of the current passing through the instrument.

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Ein Schutz gegen Spannungsspitzen wird durch einen spannungsabhängigen Widerstand VDR bewirkt, der -zwischen den Klemmen Vt und V2 liegt.Protection against voltage peaks is provided by a voltage-dependent resistor VDR causes the -between between terminals Vt and V2.

Die Schaltung enthält ferner eine Sprossenschaltung mit Widerständen R7 bis R15 und Zenerdioden DS bis Dl6, die an den Gleichstromausgangsklemmen des Doppelweggleichrichters FW liegen.The circuit also contains a rung circuit with resistors R7 to R15 and Zener diodes DS to Dl6, which are connected to the DC output terminals of the full-wave rectifier FW.

Es wird nun auf die Wirkungsweise der Schaltung eingegangen, welche die einer Belastung 'zugeführte Leistung bei Einphasenbetrieb ermitteln soll. Die Eingangsklenmen V1 und V2 liegen direkt an der Spannungs quelle und der Laststrom wird über die Klemmen 11. und. 12 der Primärwicklung des Spannungswandlers CT geleitet.The mode of operation of the circuit will now be discussed, which is to determine the power supplied to a load in single-phase operation. The input cycles V1 and V2 are directly connected to the voltage source and the load current is supplied via terminals 11. and. 12 of the primary winding of the voltage converter CT.

Wenn zunächst angenommen wird, daß d.er Laststrom gleich Null ist und die Klemme V1 positiv gegenüber der Klemme V2 ist, dann fließt ein Strom von der· Klemme V1 über das Instrument M von der Klemme M2 zur Klemme H1 über die Gleichrichteranordnung mit den Dioden D5 und D7, sowie den Widerstand Rö^über den Widerstand R4 , den Doppelwegp.eichrich.ter FV/ und das Netzwerk , sowie die Widerstände R1 und R2 zur Klemme V2. Die Werte der ' Schaltelemente in dem Netzwerk. und der Schaltelemente D4 , D5,. R5 und R 6 sind so gewählt, daß der AugenblickSAtfert des Stromes proportional dem Quadrat der angelegten Spannung ist.If it is initially assumed that the load current is equal to zero and the terminal V1 is positive with respect to the terminal V2, then a current flows from the terminal V1 via the instrument M from the terminal M2 to the terminal H1 via the rectifier arrangement with the diodes D5 and D7, as well as the resistor Rö ^ via the resistor R4, the Doppelwegp.eichrich.ter FV / and the network, as well as the resistors R1 and R2 to the terminal V2. The values of the 'switching elements in the network. and the switching elements D4, D5 ,. R5 and R 6 are chosen so that the instantaneous SAtfert of the current is proportional to the square of the applied voltage.

Wenn die Klemme V2 positiv gegenüber der Klemme V1 ist, dann fließt ein Strom über einen ähnlichen Weg von V.2If terminal V2 is positive compared to terminal V1, then a current flows via a similar path from V.2

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n<"ich V1 ι lit eier Ausnahme, daß R3 und die zugehörige Glcicliricliterschaltung D4,D6 und R 5 anstelle von Rh und der zugehörigen Gleichrichterschaltung benutzt v/ird.. Wenn nan also anninnt, daß die Schaltelenente in den beiden Gleichricht'crzweigen einander gleich sind, wird der ITit.telwert des Stromes durch das Instrument II gleich Null und das Instrument liefert die Anzeige Null.There is an exception that R3 and the associated rectifier circuit D4, D6 and R5 are used instead of Rh and the associated rectifier circuit are equal, the ITit.tel value of the current through the instrument II is equal to zero and the instrument shows zero.

\ienn der Laststron einen endlichen Wert anninnt, er scheint eine Wechselspannung mit den Augenblickswert ki an jeder Hälfte des angezapften Widerstandes R3,R4, v/obei i der Laststrom und k eine Konstante ist. Während der Halbwellen, bei denen das obere Ende von R3 positiv gegenüber dem unteren Ende von R4 ist, bewirkt der Augenblickswert der Gesmtspannung einen Stromfluß über den oben angegebenen Pfad infolge der Spannung (V+ki), v/obei V die Lastspannung ist. Während der Halbwellen, bei denen dasbbere Ende von R3 negativ gegenüber dem unteren Ende von R4 ist, beträgt der Augenblickswert dieser Spannung (V-ki). Die Spannungen (V+ki) und (V-ki) bewirken , daß Ströme über das Instrument M fließen, deren Werte K ( V+ki)~ und K(V-ki) betragen, wobei K eine Konstante ist und die Richtung des Stromes durch das Anzeigeinstrument von der Polarität der Spannung abhängt und sich bei jeder Halbwelle umkehrt. If the load current assumes a finite value, it appears to be an alternating voltage with the instantaneous value ki at each half of the tapped resistor R3, R4, v / if i is the load current and k is a constant. During the half-waves in which the upper end of R3 is positive compared to the lower end of R4, the instantaneous value of the total voltage causes a current to flow along the path indicated above as a result of the voltage (V + ki), v / if V is the load voltage. During the half-waves in which the rough end of R3 is negative compared to the lower end of R4, the instantaneous value of this voltage is (V-ki). The voltages (V + ki) and (V-ki) cause currents to flow through the instrument M, the values of which are K (V + ki) ~ and K (V-ki), where K is a constant and the direction of the Current through the display instrument depends on the polarity of the voltage and reverses with every half-wave.

Wenn man daher annimmt, daß der Stromverlauf und der Spannungsverlauf symmetrisch sind, dann entspricht für jeden Moment, in dem der Strom durch das Anzeigeinstrument gleich K(V+ki) in der einen Richtung ist, einem Wert, der eine Halbwelle später liegt, wenn der Strom durch das Anzeigeinstrument gleich K(V-ki) in der umgekehrten Richtung fließt. Das Anzeigeinstrument liefert daher eineTherefore, if one assumes that the current curve and the voltage curve are symmetrical, then corresponds to for every moment when the current through the display instrument is equal to K (V + ki) in one direction, a value, which is a half-wave later, when the current through the display instrument is equal to K (V-ki) in the opposite direction flows. The display instrument therefore provides a

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T.Anzeige, die bezüglich dieser beiden Augenblickswerte durch den AusdruckT. Indication relating to these two instantaneous values by the expression

K C(V+ki)2-(V-ki)2j.KC (V + ki) 2 - (V-ki) 2 j.

gegeben ist undis given and

= 4kK Vi= 4kK Vi

ist. . .is. . .

Das Anzeigeinstrument zeigt daher die Leistung Vi an.The display instrument therefore shows the power Vi.

Das Anzeigeinstrument zeigt den Mittelwert der Augenblickswerte der Leistung über eine ganze Periode an, so daß bei sinusförmigen Eingangswerten das Anzeigeinstrument die der Last zugeführte wahre Leistung angibt. -The display instrument shows the mean value of the instantaneous values of the power over a whole period, so that with sinusoidal input values the display instrument shows the true power applied to the load. -

Es sei hierzu bemerkt, daß eine richtige Anzeige der Leistung dann erhalten wird, wenn die positiven und negativen Halbwellen symmetrisch sind. Daraus ergibt sich, daß keine Fehler durch dritte Harmonische bei irgendeiner Phasenlage eintreten. Pur zweite Harmonische mit einem' Augenblickswert , der zwischen siii(2ürt;+ α. ) liegt, ergibt sich kein Fehler , wenn U, = 0 ist und ein maximaler Fehler, wenn 0C= 90° ist. Ein ähnliches Verhalten , ergibt sich in Bezug auf höhere Harmonische des Stromes, aber die Fehler infolge der Harmonischen'des Stromes sind klein im Vergleich zu den Harmonischen der Spannung, wenn dafür gesorgt wird ^ daß die Eingangsspannung an R3 und R4 klein im Verhältnis zu der Spanung an den Klemmen V1 und V2 ist. ,It should be noted in this regard that a correct indication of the power is obtained when the positive and negative half-waves are symmetrical. This means that no third harmonic errors occur in any phase position. There is no error for the second harmonic with an instantaneous value between siii (2ürt; + α.) If U, = 0 and a maximum error if 0 C = 90 °. Similar behavior results with respect to higher harmonics of the current, but the errors due to the harmonics of the current are small compared to the harmonics of the voltage if it is ensured that the input voltage at R3 and R4 is small in relation to the Voltage at terminals V1 and V2. ,

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Es sei bemerkt, daß die Zenerdioden D4 und D5 mit den Zenerdioden D8 bis D16 der Netzwerkanordnimg zusammenarbeiten, so daß sich ein Augenblickswert des Stromes in dem Anzeigeinstruraent M ergibt, der proportional dem Quadrat der Spannung in der Schaltung ist. Außerdem sind die Durchlaßspannungswerte der Dioden D4 und D5 so gewählt, daß wenn das obere Ende von R3 positiv gegenüber dem unteren Ende von R4 ist, die beiden Dioden nicht durchlässig v/erden, bis die Spannung an dem angezapften Widerstand R3 , R4, welche dem halben Laststrom entspricht, größer ist,z.B. das anderthalbfache beträgt, wie der dem vollen Last strom entsprechende Wert. Auf diese Weise wird ein Kurzschließen der angezapften Widerstandsanordnung R3,R4 über die Dioden D6 und D7 beim normalen Betrieb verhindert. Wenn die beiden Dioden D4 und D5 durch lässig sind, wird eine nennenswerte weitere Zunahme der Spannung an dem angezapften Widerstand verhindert, so daß das Anzeigeinstrument gegen Stromüberlastung ge schützt ist. Bei Halbwellen, bei denen das untere Ende von R4 positiv gegenüber dem oberen Ende von R3 ist, besteht keine rnöglichkeit eines Kurzschlußes, da die an den Widerstand R3 , R4 liegende Spannung die Dioden D6 und D7 in Rückwärtsrichtung vorspannen. Die Zener diode D2 dient dazu, diese Spannung auf einem Wert zu halten, der unter dem Rückspannungsnennwert der Dioden D6 und D7 liegt. Außerdem dient die Zenerdiode D2 dazu, die Wärmeableitung der Widerstände R3 und R4 bei Überlastung durch die Klercmenwirkung zu begrenzen.It should be noted that the Zener diodes D4 and D5 with the Zener diodes D8 to D16 of the network arrangement work together, so that an instantaneous value of the current in the display instrument M results, which is proportional to the square of the voltage in the circuit. In addition, the forward voltage values are the Diodes D4 and D5 chosen so that when the top of R3 is positive to the bottom of R4, the two diodes are not conductive until the voltage on the tapped resistor R3, R4, which corresponds to half the load current, is greater, e.g. one and a half times that of the full load current corresponding value. This will short-circuit the tapped resistor arrangement R3, R4 through diodes D6 and D7 during normal operation prevented. If the two diodes D4 and D5 are through, there will be a noticeable further increase in the Prevents voltage at the tapped resistor, so that the display instrument protects against current overload is. For half-waves where the lower end of R4 is positive compared to the upper end of R3, there is no possibility of a short circuit, since the voltage across the resistor R3, R4 causes the diodes Pre-tension D6 and D7 in the reverse direction. The Zener diode D2 is used to keep this voltage at a value which is below the reverse voltage rating of diodes D6 and D7. In addition, the Zener diode D2 serves the To limit the heat dissipation of the resistors R3 and R4 in the event of an overload due to the effect of cling.

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Die Zenerd.ioci.cn D3 bis Dl6 in der Netzwnrkselinltunf be- ;-:renr,en die dem Doppelweggleichrichter FW zugeführte Rückspannung. Der spannungsabhängige Widerstand VDRThe Zenerd.ioci.cn D3 to Dl6 in the network ; -: renr, en the one fed to the full wave rectifier FW Back tension. The voltage-dependent resistor VDR

o^ronzt den Augenblickswert der Leistung in den Zenerdiodeii DS bis D 16 und vermindert die Spannungsbelastung der Widerstände R1 und R?..o ^ ronzt the instantaneous value of the achievement in the Zenerdiodeii DS to D 16 and reduces the voltage load of resistors R1 and R? ..

Der Thermistor TH1 ist so bemessen, daß er die positiven Tenperaturkoeffizienten der Zenerdioden Dö bis D16 kompensiert.The thermistor TH1 is sized so that it has the positive Temperature coefficients of the Zener diodes Dö to D16 compensated.

Der Kondensator C1 verhindert, daß ein Gleichstrom in die Sekundärwicklung des Stromwandlers CT eintritt, der durch eine Gleichspannungskomponente an dem angezapften Widerstand R3, R4 entstehen könnte, und zwar durch Strom ,. der.von der Spannungsquelle" herrührt. Bei FeIiIen den Kondensators C1 würde dieser Gleichstrom verschiedene Leistungsfaktorfehler bei veränderlichen Belastungen bewirken. * .The capacitor C1 prevents a direct current in the secondary winding of the current transformer CT enters, which is tapped by a DC voltage component on the Resistance R3, R4 could arise, namely by current,. der.from the voltage source ". In the case of fields the capacitor C1, this direct current would cause various power factor errors with varying loads. *.

Ein Vorteil der Anordnung besteht darin, daß durch den Wegfall eines Spannungstransformators Platz und Kosten .gespart werden. Da die Werte der Zenerdioden D4 und D5, sowie D8 bis D16 und der zugehörigen Widerstände R5 bis Rl5 mit der an den Klemmen V1 und V2 angelegten Spannungverknüpft sind,muß ein Spannungswandler benutzt werden,um die Spannung bei verschiedenen Spannungsbereichen verwenden zu können.· .One advantage of the arrangement is that, by eliminating a voltage transformer, space and costs .be saved. Since the values of the Zener diodes D4 and D5, and D8 to D16 and the associated resistors R5 to Rl5 are linked to the voltage applied to terminals V1 and V2 a voltage converter must be used to to be able to use the voltage at different voltage ranges.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß praktisch der gesamte von der Anordnung verbrauchte Strom über das Anzeigeinstrument M geführt wird.Another advantage of the arrangement is that practically all of the current consumed by the arrangement is conducted via the display instrument M.

SAD ORiOiNALSAD ORiOiNAL

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- Io -- Io -

Pa die eine Klemme 112 des Anzcigeinntrunentes direkt nit der einen Klemme V1 der Eingangs Spannung verbunden ist, können zwei Anordnungen, welche ein genein nar.es Anzeigeinstrument speisen, in an sich bekannter l/eise dazu benutzt v/erden, um die Leistung zu bestinnen, die eine unsymmetrische Last verbraucht, die in einem Dreiphasensysten liegt.1 In ähnlicher Weise kann man durch Verwendung eines Stromwandlers mit zwei Primärwicklungen anstelle des beschriebenen Stromwandlers zwei Schaltungsanordnungen, die ein gemeinsames Anzeigeinstrument speisen, dazu verwenden, um die Leistung zu messen, die in einer unsymmetrischen Last von einr Vierdraht-Dreiphasenanordnung verbraucht wird oder um die reaktiven Voltampere zu messen, die in einer unsymmetrischen Last bei einem drei- oder vieradrigen und dreiphasigen Netz entstehen.Since one terminal 112 of the indicator input is connected directly to one terminal V1 of the input voltage, two arrangements, which feed a similar display instrument, can be used in a manner known per se to determine the output consuming an unbalanced load in a three-phase system. 1 Similarly, by using a current transformer with two primary windings in place of the current transformer described, two circuit arrangements feeding a common display instrument can be used to measure the power consumed in an unbalanced load by a four-wire three-phase arrangement or around the to measure reactive volt-amperes that arise in an unbalanced load in a three- or four-wire and three-phase network.

Die Leistung, die bei einer symmetrischen Belastung in einem dreiadrigen , dreiphasigen Netz verbraucht wird, kann mit Hilfe einer einzigen Anordnung genesen werden, wobei eine Leitung an die Spannungsklemme V1 und die andere Leitung an die Enden einer Drossel angeschlossen ist, deren Hittelanzapfung mit der anderen Spannungsklemme V2 in Verbindung steht. Y/ahlweise kann auch eiire ; einzige Schaltungsanordnung verwendet werden, die zwei Primärwicklungen auf dem Stromwandler auf v/eist, während die Spannung zwischen den Leitungen an die Klemmen V1 und V2 angelegt wird.The power that is achieved with a symmetrical load in a three-wire, three-phase network can be recovered with the help of a single arrangement, one line connected to the voltage terminal V1 and the other line connected to the ends of a choke whose central tap is connected to the other voltage terminal V2. Y / ally can also egg; a single circuit arrangement is used, the two primary windings on the current transformer are on v / e, while the voltage between the lines is on terminals V1 and V2 are applied.

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Claims (1)

- ii -- ii - PatentansprücheClaims IJ Schaltung für ein elektronisches Wechselstrom Wattmeter mit zwei Eingangsklemmen und zwei Klemmen zum Anschluß eines Drehspulinstrumentes ,sowie mit einem Doppelweggleichrichter,IJ circuit for an electronic alternating current wattmeter with two input terminals and two terminals for connecting a moving coil instrument, as well as with a full wave rectifier, dadurch gekennzeichnet, daß ein on der Γ litte angezapfter Widerstand (RJ5>R4) mit seinen Enden über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter (Do, D7) an die eine Anschlußklemme (111) des Drehspulinstrumentes angeschlossen ist, daß an diesen·). Widerstand eine Spannung liegt, die dem Strom in einer Belastung proportional ist, daß an den Eingangsklenraen (V1,V2) beim Betrieb eine Spannung liegt, die proportional der an der Belastung liegenden Spannung ist, daß die Klemmen,die Hittelanzapfung und der Doppelweggleichrichterderart miteinander verbunden sind, daß beim . Anlegen einer entsprechenden Spannung an die Eingangsklenmen der Eingang des Doppelweggleichrichters, die Spannungsqueile und die parallel geschalteten Gleichrichter in Reihe zwischen den Anschlußklemmen liegen., und daß eine nichtlineare Widerstandsanordnung (D4,'D5, D8 bis D16,R5,R6,R7 bis R15) in dieser Reihenschaltung liegt, so daß der Strom in dem Drehspulinstrument beim Betrieb praktisch proportional dem Quadrat der gesamten Spannung der Reihenschaltung ist, wobei mindestens der größte Teil der nichtlinearen Widerstandsan Ordnung am Ausgang des Doppelweggleiehrichters liegt.characterized in that a on the Γ litte tapped resistor (RJ5> R4) with its ends via oppositely polarized rectifiers (Do, D7) to one terminal (111) of the moving coil instrument that is connected to this ·). Resistance is a voltage that is proportional to the current in a load that is across the input cycle (V1, V2) during operation there is a voltage that is proportional to the voltage applied to the load is that the terminals, the center tap and the full wave rectifier of this type are interconnected that at. Apply an appropriate voltage to the Input cycles of the input of the full wave rectifier, the voltage source and those connected in parallel Rectifiers are in series between the terminals., and that a non-linear resistor arrangement (D4, 'D5, D8 to D16, R5, R6, R7 to R15) in this series connection is so that the current in the moving coil instrument in operation is practically proportional to the square of the total voltage of the series circuit, with at least most of the non-linear resistance in order is located at the exit of the double-way referee. 3.0 9 8 2 1 / 0 7 9 4. . ■ ■ BAD ORIGINAL 3 .0 9 8 2 1/0 7 9 4th. ■ ■ ORIGINAL BATHROOM 2. Schaltung nach Anspruch 1,2. Circuit according to claim 1, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die nichtlinoare Widerstandsanordnung ein Netzwerk von Widerständen und spannungsabhängig611 Vorrichtungen enthielt.characterized in that the non-linear resistor array included a network of resistors and 611 voltage dependent devices. 3· Schaltung nach Anspruch 2,3 circuit according to claim 2, dadurch g e k e η η ζ e i c Ii η e t , daß die nichtlineare Widerstandsanordnung eine Parallelschaltung von Widerstand und Gleichrichter (O4,R5 oder D5,R6) in jeden der Parallelzweige enthält,wobei die Durchlaßspannungen dieser Vorrichtungen so gewählt, sind, daß beim normalen Betrieb die beiden Vorrichtungen nicht gleichzeitig durchlässig werden undxlaß der Widerstand, der dem in d.er Mitte ange zapften Widerstand durch die Gleichrichterzweige dargeboten wird, so groß ist, daß die Spannung an den in d.er Mitte angezapften Widerstand nicht kurzgeschlossen wird, wenn diese Spannung die Gleichrichter in Vor wärtsrichtung vorspannt.thereby g e k e η η ζ e i c Ii η e t that the non-linear resistor arrangement is a parallel connection of resistor and rectifier (O4, R5 or D5, R6) in each of the parallel branches, the forward voltages of these devices as are chosen so that in normal operation the two devices will not be permeable at the same time and let the resistance tapped in the middle Resistance offered by the rectifier branches is so great that the voltage across the in d.the middle tapped resistor is not short-circuited if this voltage is forwarding the rectifier pretensioned. 4. Schaltung nach Anspruch" 3,4. Circuit according to claim "3, da du rc Ii gekennzeichnet, daß die Durchlaßspannungen der Gleichrichteranordnungen so gewählt sind, daß die Gleichrichter beide zusammen bei einem Wert der Spannung durchlässig v/erden, die an dem mittelangezapften Widerstand in einer solchen Richtung auftritt, daß die Gleichrichter in Vorwärtsrichtung vorgespannt v/erden, und zwar unterhalb eines maximalen .Sicherheitswertes, so daß verhindert wird, daß die Spannung diesen Sicherheitswert übersteigt.since you rc ii marked that the forward voltages of the rectifier arrangements are chosen so that the rectifiers both together at a value of the voltage that is permeable to ground at the center-tapped resistor in such a Direction occurs that the rectifiers are forward biased v / ground, namely below one maximum .safety value, so that the voltage is prevented from exceeding this safety value. 309821/0794 BADORIGiNAL309821/0794 BAD ORIGINAL - X3 -- X3 - 5. Schaltung nach einem ader mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche an dem .in der Mitte angezapften t/i der st and einen der Belastung proportionalen Stron erzeugt, einen Stromwandler (CT1 ) enthält, dessen Sekundärwicklung mit den Enden des in der Mitte angezapften Widerstandes verbunden ist.5. Circuit according to one of several of the previous ones Claims, characterized in that that the device which stands at the t / i tapped in the middle is proportional to the load Stron produces a current transformer (CT1) whose secondary winding connects to the ends of the in the middle tapped resistance is connected. 6. Schaltung nach Anspruch 5,6. Circuit according to claim 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichrichter (D2), an die Sekundärwicklung des Stromwandlers angeschlossen ist. derdie Spannung . "begrenzt ., die an dem in der Mitte angezapften Widerstand in einer Richtung auftreten kann, durch die die Vorspannung der Gleichrichter umgekehrt wird.characterized in that a rectifier (D2), to which the secondary winding of the current transformer is connected. the tension. "limited. that can occur at the resistance tapped in the middle in a direction through which the Bias of the rectifier is reversed. 7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge ken-η zeichnet, daß der in der Mitte angezapfte Widerstand an die Sekundärwicklung des Stromwandlers über einen Kondensator (C1) zurAbblockung des Gleichstroms angeschlossen ist.7. A circuit according to claim 5 or 6, characterized ge ken-η records that the resistance tapped in the middle to the secondary winding of the current transformer via a capacitor (C1) is connected to block the direct current. 8. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ,8. Circuit according to one or more of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter Zenerdioden verwendet werden.characterized in that Zener diodes can be used as rectifiers. 9.1 Schaltung nach reinem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C2) und ein Widerstand (Π16) in Reihe den in der Mitte angezapften Widerstand überbrücken, um eine Leistungsfaktorkorrektur zu bewirken.9. 1 circuit according to one or more of the preceding claims, characterized in that a capacitor (C2) and a resistor (Π16) in series bridge the resistor tapped in the middle in order to effect a power factor correction. 9 8-21/0-794 ßAD 0RIGINAL 9 8-21 / 0-794 ßAD 0RIGINAL 7 7 K K 8 1 57 7 K K 8 1 5 10. Schaltung nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daP eine Schaltung (TIH, R1,I12) zur Temperaturkompensation ".wischen der einen Eingangsklomme und dom Eingang des Doppelweggleichrichters liegt.10. Circuit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that daP a circuit (TIH, R1, I12) for temperature compensation ".wipe one of the entrance clamps and the dom entrance of the full wave rectifier. 11. Schaltung nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein spannungsabhängiger Widerstand (VDR) zwischen den beiden Eingangsklemmen liegt, um die Schaltung gegen Spannungsspitzen zu schützen.11. Circuit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that that a voltage dependent resistor (VDR) is between the two input terminals to the circuit protect against voltage peaks. 12. Schaltung nach einem oder mehreren der vorher gellenden Ansprüche ,12. Switching according to one or more of the previously loud ones Expectations , dadurch gekennzeichnet , daß ein Glättungskondensator (C3,C4) zwischen den Anschlußklemmen des Instrumentes vorgesehen ist.characterized in that a smoothing capacitor (C3, C4) is provided between the terminals of the instrument. 13· Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,13 · Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet ,daß als Anzeigeinstrument (II) ein den Mittelwert des Stromes anzeigendes Instrument vorgesehen ist.characterized in that an instrument indicating the mean value of the current is provided as the indicating instrument (II). BAD ORIGINAL 309821/079ABATH ORIGINAL 309821 / 079A
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907238A1 (en) * 1979-02-23 1980-08-28 Spinner Gmbh Elektrotech Tunable HF detector probe for HF transmission line - achieves self-cancellation of interference signals using screened double coupling line
DE3506195A1 (en) * 1985-02-22 1986-08-28 René 5100 Aachen Baltus Measuring circuit for detecting the power of a load

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