DE2550060A1

DE2550060A1 - Verfahren und einrichtung zur detektion einer vormagnetisierung

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Publication number: DE2550060A1
Application number: DE19752550060
Authority: DE
Inventors: Alois Dr Marek
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-10-13
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FR2328202A1; NO143116C; DE2550060C3; CH609780A5; DE2550060B2; SE406512B; ATA756576A; SE7611227L; FR2328202B1; NO763436L; NO143116B

Description

Αλ-

138/75 Fd.

10.10.75

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden

Verfahren und Einrichtung zur Detektion einer Vor magnet is ierun.i;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion einer Vormagnetisierung eines Magnetkreises, insbesondere zur Detektion einer mit einem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Magnetkreise, im allgemeinen in Form von hochpermeablen und insbesondere ferromagnetischen Magnetkernen, eignen sich zur Detektion von Magnetfeldern durch die im Magnetkreis vorhandene Magnetisierung, die im folgenden zwecks Unterscheidung von einer Magnetisierung zur Erzeugung von verlangten Detektionssignalen als "Vormagnetisierung" bezeichnet wird. Wenn eine solche Vormagnetisierung, einer mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung entspricht, so ergibt sich eine Stromdetektion, insbesondere z.B. eine· Nulldetektion von Strömen.

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Aufgabe der Erfindung ist in diesem Zusammenhang die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, mittels deren eine Vormagnetisierung und insbesondere eine entsprechende Stromdurchflutung mit geringem Aufwand zuverlässig detektiert werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe bzw. die entsprechende Einrichtung kennzeichnen sich durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Hierbei ermöglicht die zusätzlich zu der zu detektierenden Vormagnetisierung bzw. Stromdurchflutung im Magnetkreis erzeugt Magnetflussänderung bzw. die entsprechende Stromdurchflutung die Bestimmung von Zeitintervallen, die unmittelbar oder in Form einer geeigneten, von diesen Intervallen abgeleiteten Punktion - z.B. eines Verhältnisses von Zeitintervallen - den gegenüber der zyklischen Detektions-M^;agnetflussänderung als stationär zu betrachtenden Vormagnetisierungszustand bzw. einen entsprechenden Strom kennzeichnen. Solche Zeitintervalle und daraus abgeleitete Funktionen lassen sich mit den Mitteln der Analog- oder Digitalelektronik vergleichsweise einfach und mit geringem Aufwand bestimmen und zeichnen sich im Vergleich zu einer unmittelbaren Strom- oder Spannungs-Amplitudendetektion durch grosse Unempfindlichkeit gegen Störgrössen und Schwankungen von Verfahrens- bzw. Schaltungsparametern wie Temperatur, Bauelementtoleranzen und dergl. aus.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausführungsform

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des Verfahrens, bei der das Detektionssignal als Punktion von Zeitintervallen gebildet wird, die bei der zyklischen Magnetflussänderung von der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse zwischen vorbestimmten Werten durchlaufen werden. Insbesondere für eine Detektion von mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutungen ergibt sich hier eine hohe Detektionsempfindlichkeit, weil durch eine solche Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung die Magnetisierungskennlinie (Magnetfluss als Funktion der Detektions-Stromdurchflutung) in Richtung der Strom- oder Intensitätsachse verschoben wird und sich die Zeitintervalle beim Durch-, laufen der Magnetisierungskennlinie zwischen vorbestimmten Werten des Stromes oder einer mit dem Strom funktionell verknüpften Grosse mit der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung stark ändern. Dabei ist die Vorgabe von intervallbestimmenden Strom-Grenzwerten zwar in mancher Hinsicht vorteilhaft, jedoch nicht unabdingbar. Es kommt grundsätzlich auch eine Vorgabe von anderen, z.B. auch relativen Grenzwerten wie Maxima, Minima oder Nulldurchgängen des Stromes oder einer geeigneten Spannung in Betracht.

Insbesondere können mit Vorteil Stromwerte entgegengesetzten Vorzeichens für die Intervallbestimmung vorgegeben werden, speziell auch solche von gleichem Betrag. Dies ergibt nicht nur einfache schaltungstechnische Realisierungsmöglichkeiten, sondern auch die Möglichkeit, gewisse, im allgemeinen erwünschte

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Synunetrieeigenschaften der Zeitintervalle als Funktion der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung herzustellen. Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich bei Verwendung der Stromnulldurchgänge für die Intervallbestimmung.

Weiterhin können die intervallbestimmenden Stromwerte in Bezug auf einen vorgegebenen Bezugs-Magnetisierungszustand gewissen ausgezeichneten Punkten der - im allgemeinen jedenfalls nichtlinearen - Magnetisierungskennlinie angepasst werden. So ergibt eine Vorgabe von intervallbestimmenden Stromwerten im Bereich von Wendepunkten der Magnetisierungskennlinie (Magnetfluss als , Funktion der Detektions-Stromdurchflutung) in einem vorgegebenen Bezugs-Magnetisierungszustand eine besonders grosse Empfindlichkeit der Detektions-Zeitintervalle oder einer Funktion dieser Intervalle bezüglich einer Aenderung der zu detektierenden Vormagnetisierung bzw. des zu detektierenden Stromes. Dabei stellt der genannte Bezugs-Magnetisierungszustand den Ausgangszustand oder Nullpunkt der Detektion dar. Für die spezielle Aufgabe einer Strom-Nulldetektion bietet sich daher der Magnetisierungszustand des Magnetkreises ohne verkettete Stromdurchflutungen als vorteilhaft an, im folgenden der Einfachheit halber kurz "Nullmagnetisierung" mit der entsprechenden "Nullkennlinie" genannt. Letztere ist somit die Magnetisierungskennlinie nur unter dem Einfluss des zyklischen Zeifcverlaufes der Detektions-Stromdurchflutung, wobei im folgenden vereinfachend Zyklen mit zusammenfallendem Anfangs- und Endstrom-

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werten vorausgesetzt werden. Bei nullsymmetrischer Detektions-Stromaussteuerung stellen die Nullkennlinieη also Kommutierungskurven, im Fall eines Magnetkreises mit ausgeprägter Sättigung und Aussteuerung bis in die Sättigung Grenzkurven dar.

Für Magnetkreise der letztgenannten Art kommt mit Vorteil insbesondere eine Vorgabe von intervallbestimmenden Stromwerten in Sättigungsbereichen der Nullkennlinie oder einer anderen Bezugs-Magnetisierungskennlinie in Betracht, zweckmässig eine paarige Vorgabe in den entgegengesetzten Sättigungsbereichen. Eine alleinige Intervallbestimmung durch Stromwerte in den Sättigungsbereichen setzt - wie im einzelnen noch erläutert wird - eine nicht bloss konstante Magnetflussänderungsgeschwindigkeit zwischen den Sättigungs-Grenzpunkten voraus. Unabhängig von bestimmten Magnetfluss-Zeitverläufen kommt die Vorgabe intervallbestimmender Stromwerte in den Sättigungsbereichen jedoch in Kombination mit anderen intervallbestimmenden Stromwerten im Verlauf des zyklischen Durchlaufes der Magnetisierungskennlinie in Betracht. Im allgemeinen bietet die intervallbestimmende Stromvorgabe in den Sättigungsbereichen den Vorteil vergleichsweise geringer Genauigkeitsanforderungen hinsichtlich der Stromschwellenwerte, weil die Sättigungsabschnitte der Magnetisierungskennlinie in Bezug auf ein und dieselbe Magnetflussänderungsgeschwindigkeit mit vergleichsweise grosser Geschwindigkeit durchlaufen werden und

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daher nur schwach in die Bestimmung der Gesamtintervalldauer eingehen.

Ferner können die intervallbestimmenden Stromwerte mit speziellen Vorteilen, wozu vor allem geringe Empfindlichkeit gegen unsystematische Abweichungen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit von eingestellten Sollwerten in den verschiedenen Zeitintervallen bzw. Kennlinienabschnitten gehört, in den Bereich der Nulldurchgänge des Magnetflusses in einer Bezugs-Magnetisierungskennlinie mit Hysterese gelegt werden, d.h. in den Bereich der Koerzitivpunkte einer üblichen ferro-, magnetischen Magnetisierungskennlinie.

Im übrigen ist festzustellen, dass die Intervallbestimmung nicht unbedingt beidseitig durch den Eintritt vorgegebener Stromwerte oder entsprechender Grössenwerte erfolgen muss. Vielmehr kann z.B. grundsätzlich mit teilweise fest vorgegebe-' nen zeitlichen Intervallgrenzen gearbeitet werden, etwa mit einer festen Zyklusdauer der Detektions-Stromdurchflutung in Verbindung mit magnetisierungsabhängigen Zeitintervallgrenzen innerhalb dieser Zyklusdauer.

Als Detektionsfunktion (Detektionssignal als Funktion von magnetisierungsabhängigen ZeitIntervallen) kommen wegen der einfachen Realisierbarkeit und Störunempfindlichkeit bevorzugt

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Verhältnisse in Betracht, insbesondere das Tastverhältnis des zyklischen Zeitverlaufes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse. Unter der Annahme einer Binärisierung dieses Zeitverlaufes jeweils in den Nulldurchgängen soll im vorliegenden Zusammenhang als "Tastverhältnis" das Verhältnis des auf einen Binärwert entfallenden Zeitintervalls bzw. der Summe mehrerer solcher Intervalle innerhalb eines Zyklus zur Gesamtzyklusdauer verstanden werden. Wenn nun eine nullsymmetrische Binärisierung erfolgt (Umschalten zwischen positiven und negativen Werten gleichen Betrages), so stellt die Gleichstromkomponente der (als sta-, tionär angenommenen) Pulsfolge unmittelbar das Tastverhältnis dar, welches somit durch Tiefpassfilterung leicht gewonnen werden kann. .

Der Zeitverlauf der intervallbildenden Detektionsgrösse (Detektions-Stromdurchflutung oder eine davon abhängige Grosse) wird - abgesehen von der die zu detektierende Grosse repräsentierenden Magnetisierungskennlinie - vom Zeitverlauf des Magnetflusses und den Eigenschaften des mit dem Magnetkreis verketteten Detektionsstromkreises bestimmt. Zu letzteren gehört insbesondere die Strom-Spannungskennlinie der den Detektionsstromkreis speisenden Stromquelle. Dies gilt auch für das Zeitverhalten dieser Stromquelle, jedoch braucht darüber zunächst nur eine das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie bewirkende Voraussetzung im übrigen beliebiger Art erfüllt zu

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sein. Dies kann grundsätzlich durch eine periodisch veränderliche elektromotorische Kraft, durch z.B. strom- oder spanhungsabhängiges Umschalten zwischen verschiedenen Speisequellen bzw. zwischen verschiedenen Strom-Spannungskennlinien einer Speisequelle oder dergl. erreicht werden.

Wesentlich für den Detektionseffekt ist dagegen die Erzeugung einer Magnetflussänderung, wozu jedenfalls eine geeignete Stromdurchflutung des mit dem Magnetkreis verketteten Detektionsstromkreises erforderlich ist, und die Erfassung einer vom Magnetisierungszustand abhängigen Grosse (Detektionsgrösse) mit einem durch die Magnetflussänderung bedingten Zeitverlauf, in dem sich magnetisierungsabhängige Zeitintervalle bestimmen lassen. Sofern die magnetisierungsabhängigkeit gegeben ist, kommen also grundsätzlich Ströme wie auch Spannungen als Detektionsgrössen in Betracht. Damit liegen auch die grundsätzlichen Bedingungen für die Speisung des Detektionsstromkreises fest, insoweit als einerseits die Magnetflussänderung durch diese Speisung erzeugt werden soll, andererseits aber aus dem Detektionsstromkreis die magnetisierungsabhängige Detektionsgrösse gewonnen werden muss. Wird also z.B. der Strom als Detektionsgrösse verwendet, so darf der Innenwiderstand der Speisequelle nicht zu gross sein (eingeprägte Spannung). Entsprechend umgekehrtes gilt für die Verwendung der Klemmenspannung der Speisequelle oder einer Detektionswicklung des Magnetkreises als Detektionsgrösse. Im übrigen muss die Abnahme der Detektions-

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grösse nicht unmittelbar im Detektionsstromkreis erfolgen. Vielmehr ist eine Auskopplung geeigneter Detektionsgrössen wie Strom oder Spannung auch mittels besonderer Stromkreise möglich.

Das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie wird zweckmässig durch Vorzeichenumkehr der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit, z.B. durch Umpolung der Speisespannung erreicht. Im Interesse einer einfachen schaltungstechnischen Verwirklichung wird dabei im Magnetkreis vorteilhaft ein Magnetfluss mit einem Zeitverlauf erzeugt, der wenigstens ein Paar von Intervallen mit Magnetflussänderungsgeschwin-

digkeiten von wenigstens annähernd übereinstimmendem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen umfasst. Innerhalb eines solchen Intervalls gleichen Vorzeichens der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit kann dann insbesondere zeitabschnittsweise mit konstantem Betrag dieser Aenderungsgeschwindigkeit gearbeitet werden. Im Hinblick auf den typischen/ nichtlinearen Verlauf der Magnetisierungskennlinie üblicher hochpermeabler Werkstoffe mit Sättigung kann es vorteilhaft sein, den Einfluss bestimmter Kennlinienbereiche durch rascheres Durchlaufen, d.h. mit grösserer Magnetflussänderungsgeschwindigkeit, zu vermindern bzw. umgekehrt den Einfluss anderer Bereiche durch längsameres Durchlaufen, d.h. mit geringerer Magnetflussänderungsgeschwindigkeit, zu vergrössern. Zu diesem Zweck

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können innerhalb eines Zyklus des Zeitverlaufes der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit wenigstens zwei Intervalle mit unterschiedlichem, vorzugsweise jeweils zeitkonstantem Betrag und gleichem Vorzeichen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit eingestellt werden.

Grundsätzlich kann für die Aenderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit nach Betrag und/oder Vorzeichen ein z.B. fester Zeitrahmen vorgegeben werden. Insbesondere empfiehlt sich jedoch die Auslösung dieser Aenderungen in Abhängigkeit vom Erreichen mindestens eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse. Die so vollständig oder teilweise erreichbare Autonomie der Zeitablauf steuerung ergibt eine entsprechende Kompensation von Störgrössen. Demgemäss kann das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie dadurch erreicht werden, dass eine Vorzeichenumkehr der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen von Endwerten entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erfolgt, wobei diese Endwerte für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetisierung in Sättigungsbereichen der Magnetisierungskennlinie liegen. Bei einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie werden dann ausgehend von den Sättigungsbereichen immer die Grenzkurven durchlaufen, so dass der augenblicklich wirksamen Vormagnetisierung vorangegangene Magnetisierungs-

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zustände ohne Einfluss sind.

Für die bereits erwähnte Hervorhebung von für den Messeffekt ergiebigeren Kennlinienbereichen - im allgemeinen von bezüglich der Durchflutungsachse steileren Bereichen - kommt unter Berücksichtigung der Vorteile einer autonomen Zeitsteuerung eine Aenderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem wenigstens annähernden Erreichen des Wertes Null der Detektions-Stromdurchflutung in Betracht. Diese Umsteuerung hat vor allem den Vorteil eines einfachen und genau reproduzierbaren Schaltkriteriums. Im übrigen kann diese .Umsteuerung allein kein zyklisches Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie bewirken und ist deshalb mit einer Endwertumsteuerung zu kombinieren, etwa einer solchen in den beiderseitigen Sättigungsbereichen wie vorstehend angeführt. Dies gilt auch für eine Umsteuerung in den Wendepunkten der Magnetisierungskennlinie, die im übrigen eine besonders grosse Detektions· empfindlichkeit hinsichtlich von Verschiebungen der Magnetisierungskennlinie in Richtung der Durchflutungsachse ergibt. Als einfacher einstellbare Annäherung der Wendepunkte kommen ferner bei Hystereseschleifen einfacher Art die Koerzitivpunkte iri Betracht, d.h. die Nulldurchgänge der Magnetisierungskennlinie. In den beiden letztgenannten Ausführungen ist für die Einstellung der Durchflutungs- oder Magnetflusswerte der vorgesehenen Umsteuerung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit ein bestimmter Magnetisierungszustand vorauszusetzen, z.B. die

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oben bereits erwähnte Nullmagnetisierung.

Eine Verallgemeinerung der durchflutungsabhängigen Steuerung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit führt zur Speisung des Detektionsstromkreises durch einen Punktionsgenerator mit vorgegebener Strom-Spannungskennlinie, die im Hinblick auf die Forderung des zyklischen Durchlaufens der Magnetisierungskennlinie einen hystereseförmigen Verlauf mit mindestens einem positiven und einem negativen Spannungszweig aufzuweisen hat. Durch die mit üblichen elektronischen Schaltungen ohne weiteres gegebene, freizügige Gestaltungsmöglichkeit der Strom-Spannungskennlinie einer solchen verallgemeinerten Speisequelle lassen sich für verschiedenartige Detektionsaufgaben und Störbedingungen optimale Anpassungen erreichen.

Das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie wird bei einer Speisung der letztgenannten Art zweckmässig durch Umschaltung zwischen verschiedenen Funktionen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen vorgegebener Werte der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erreicht, und zwar vorteilhaft durch Umschalten zwischen für sich jeweils nullstellenfreien, zueinander entgegengesetztes Vorzeichen aufweisenden Funktionen. Da eine Umschal-. tung der letztgenannten Art eine Umkehr der Laufrichtung in der Magnetisierungskennlinie und damit im allgemeinen auch eine

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Richtungsumkehr der Durchflutungsänderung bedeutet, ist hier durch einseitig gerichtete Umschaltung oder einseitige Richtungsabhängigkeit vom Erreichen des vorgegebenen Umschaltpunktes in der Magnetisierungskennlinie ein Pendeln um den Schaltpunkt auszuschliessen. Dies lässt sich in den Endpunkten der Aussteuerung besonders leicht erreichen und wird bei der zuletzt angeführten Verfahrensweise innerhalb der einzelnen Funktionsbereiche vorteilhafterweise vermieden.

Besondere Vorteile bietet im allgemeinen das mehr oder weniger angenäherte Einprägen einer Spannung in einen mit dem Magnetkreis verketteten Strompfad, zweckmässig in den Detektions-Stromkreis, zur Bestimmung der zeitlichen Aenderung des Magnetflusses. Bei einem in Bezug auf eine gegebene Induktivität ausreichend geringen Innenwiderstand der Speisequelle und ebensolchem Wirkwiderstand des übrigen Strompfades bedeutet dies eine Magnetflussänderungsgeschwindigkeit von geringer Durchflutungs- bzw. Stromabhängigkeit. Die eintretenden Stromänderungen stellen somit ein besonders empfindliches Mass für die zu detektierende Vormagnetisierung dar, und zwar noch ausgeprägter bei einer wenigstens zeitabschnittsweise konstanten Spannung bzw. Magnetflussänderungsgeschwindigkeit, die im übrigen auch besonders einfach schaltungstechnisch zu verwirklichen ist.

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Die Erfindung wird weiter anhand der-in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zur Nullstromdetektion mittels Vormagnetisierung eines Magnetkreises,

Fig.2a das Spannungs-Stromdiagramm einer Speisequelle zur Erzeugung einer Detektions Stromdurchflutung mit zyklischem Zeitverlauf,

Fig.2b den geradlinig vereinfachten Verlauf der Magnetisierungskennlinie (Magnetfluss über dem der Detektions-Stromdurchflutung entsprechenden Detektionsstrom) des Magnetkreises,

Fig.2c das Zeitdiagramm des Detektionsstromes entsprechend der Speisekennlinie (Spannungs-Stromdiagramm, der Speisequelle) gemäss Fig.2a und der Magnetisierungskenrilinie gemäss Fig.2b,

Fig. 3 das Wirkschaltbild einer anderen Ausführung einer Einrichtung zur Nullstromdetektion,

Fig.4a eine spezielle Speisekennlinie für eine Einrichtung gemäss ~5,

Fig.4b eine geradlinig vereinfachte Magnetisierungskennlinie mit Hysterese für die Nullstromdetektion,

Fig.4c einen ersten Zeitverlauf des Detektionsstromes für nullsymmetrische Spannung der Speisequelle,

Flg.4d einen zweiten Zeitverlauf des Detektionsstromes für nullunsymmetrische Spannung der Speisequelle,

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Fig.5a eine weitere Speisekennlinie mit gestuftem Spannungsverlauf,

Fig.5b eine Magnetisierungskennlinie entsprechend Fig.4b zur Bestimmung des Detektionsstrom-Zeit verlauf es,

Fig.5c den Detektionsstrom-Zeitverlauf, resultierend aus Fig.5a und 5b und

Fig. 6 ein Diagramm des Tastverhältnisses als zeitintervallabhängigen Detektionssignals über einem hinsichtlich Nullabweichung zu detektierenden Strom.

Die Schaltung nach Fig.l umfasst einen Magnetkreis 1 in Form eines Ringkerns, mit dem eine z.B. hinsichtlich Abweichungen vom Wert Null oder hinsichtlich Ueberschreitung von Grenzwerten zu überwachende Stromdurchflutung verkettet ist, z.B. eine solche in Gestalt der resultierenden Durchflutung mehrerer Leiter 2, 3. Mit dem Magnetkreis 1 ist ferner eine z.B. aus mehreren Windungen bestehende Wicklung 4 eines Detektionsstromkreises verkettet, der über einen Polaritätsumschalter 6 von einer Quelle 7 gespeist wird. Durch entsprechende Betätigung des Umschalters 6 mittels einer Steuereinrichtung 8 wird in dem Detektionsstromkreis 5 eine zeitlich zyklisch veränderliche Detektions-Stromdurchflutung erzeugt, die proportional zum Strom i im Detektionsstromkreis ist. Im einfachsten Fall einer Gleichspannungsquelle 7 kann die an der Wicklung 4 liegende Spannung u als betragskonstant mit wechselndem Vorzeichen angesehen

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werden, sofern der Spannungsabfall am Innenwiderstand der Quelle genügend gering gegenüber demjenigen an der Wicklung 4 ist. Wenn ferner bei ausreichender Induktivität der Wicklung in Bezug auf deren Ohmschen Widerstand der Spannungsabfall an letzterem vernachlässigbar ist, so wird durch die Quellenspannung (Klemmenspannung) unmittelbar eine proportionale Magnetflussänderungsgeschwindigkeit im Magnetkreis eingeprägt. Der zyklische Zeitverlauf dieser Magnetflussänderung wird im vorliegenden, einfachsten Fall durch die Polaritätsumschaltung erreicht. Für die selbsttätige Auslösung dieser Umschaltung kommen verschiedene Kriterien in Betracht, von denen einige noch besonders behandelt werden.

Ueber einen Stromwandler 9 mit einem zum Strom i proportionalen, ausgangsseitigen Signal Si (Stromsignal) 1st an den Stromkreis Detektionssignalkreis 10 mit zwei eingangsseitig parallelgeschalteten Grenzwertschaltern 11 und 12 angeschlossen. Nach den schematisch in den Blockdarstellungen dieser Grenzwertschalter angedeuteten Diagrammen des jeweiligen Ausgangssignals Sa bzw. Sb als Funktion des Stromsignals Si handelt es sich um Elemente mit binärem, nullsymmetrischem Ausgangssignal, ferner beim Schalter 11 um einen einzigen Schaltgrenzwert Si=O und beim Schalter 12 um zwei nullsymmetrische Grenzwerte Si=SiI bzw. Si=Sl4. Der Ausgang des Schalters 11 ist an einen als Tiefpass ausgebildeten Zeitintervalldetektor 13 angeschlossen, dessen

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Ausgangs signal Sa (im Blocksymbol über der Frequenz f angedeutet) eine Funktion von Zeitintervallen ist, die sich in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung des Magnetkreises 1 und damit von der resultierenden Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung der Leiter 2, 3 im zyklischen Zeitverlauf des Detektionsstroraes i ausbilden.

Die Detektions-Stromdurchflutung braucht sich von der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung bzw. dem zu detektierenden Strom nur durch die Zykluszeit ihres Zeitverlaufes ausreichend zu unterscheiden. Vormagnetisierung bzw. zu detektierender Strom können also durchaus zeitveränderlich sein, sofern nur die Aenderung innerhalb eines Zyklusintervalls genügend gering gegenüber dem Aenderungshub des Detektionsstromes ist. Im übrigen geht der zyklische Zeitverlauf des Detektionsstromes bzw. der Magnetflussänderung bei konstanter Dauer der Zyklusintervalle in einen periodischen Zeitverlauf über, wobei entsprechende Bedingungen für die Periodendauer des genannten Zeitverlaufes gelten. Im allgemeinen werden der Einfachheit halber periodische Zeitverläufe der Magnetflussänderung anzuwenden sein, jedoch kommen - z.B. bei in grossen Bereichen sehwankender Aenderungsgeschwindigkeit der Vormagnetisierung - auch zyklische Zeitverläufe mit veränderlicher Zyklusdauer in Betracht. Im folgenden wird die Vormagnetisierung als während der Zyklus— dauer konstant angenommen. Bei der zyklischen Detektiona-Magnetflussänderung wird demgemäss eine Magnetisierungskenn-

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linie (Magnetfluss als Punktion der Detektions-Stromdurchflutung bzw. des Detektionsstromes) durchlaufen, die mindestens hinsichtlich ihrer Lage von der zu detektierenden Vormagnetisierung und damit von der zu detektierenden Stromdurchflutung abhängt. Als Bezugs-Vormagnetisierung wird dabei im folgenden die bereits eingangs definierte Nullmagnetisierung angenommen.

Im Beispiel nach Pig.l wird die Zyklizität der Detektions-Magnetflussänderung durch Umpolung der Spannung u in Abhängigkeit vom Erreichen der vorgegebenen Stromsignalgrenzwerte , SiI und Si4 bewirkt. Dazu ist der Ausgang des Grenzwertschalters 12 an einen auf die wechselnde Polarität von Sb durch entsprechend gegensinnige Schaltvorgänge reagierenden Eingang der Steuereinrichtung 8 angeschlossen.

Quelle 7 und Umschalter 6 bilden zusammen eine als Funktionsgenerator aufzufassende Detektions-Speisequelle mit hystereseförmiger Spannungs-Stromkennlinie, wie sie in Fig.2a in ausgezogenen Linien angedeutet ist. Diese Kennlinie umfasst die für sich stabilen Zweige u=+U und u=-U, an deren Enden in dem durch Pfeile gekennzeichneten Sinn umgeschaltet wird, und zwar bei den Stromwerten i. und ij,, denen die Stromsignalwerte SiI und Si4 gemäss Fig.l zugeordnet sind. Zwischen diesen Stromgrenzwerten wird nun die in Fig.2b geradlinig vereinfacht sowie ohne Hysterese angenommene Magnetisierungskennlinie 2 über i durchlaufen. Die Nullkennlinie ist in ausgezogenen Linien,

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die infolge zu detektierender Vormagnetisierung verschobene Magnetisierungskennlinie strichliert angedeutet. Für den Detektionsstrom i ergibt sich somit ein Verlauf über der Zeit t gemäss Fig.2c, und zwar der ausgezogenen Linien angedeutete für die Nullkennlinie und der strichlierte für die zu detektierende Vormagnetisierung. Ferner ist in Firg.2c der Zeitverlauf des Ausgangssignals Sa des Grenzwertschalters 11 angedeutet, d.h. eines binären, nullsymmetrischen Signals mit der Periodendauer T und Nulldurchgängen in denjenigen des Detektionsstromes i. Ein Vergleich des in ausgezogenen Linien und · strichliert angedeuteten Zeitverlaufes für die Nullmagnetisierung und die zu detektierende Vormagnetisierung zeigt un-

mittelbar eine deutliche Veränderung des durch die Zeitintervalle zwischen den Nulldurchgängen bestimmten Tast- oder Schaltverhältnisses, dem eine entsprechende Veränderung der Gleichstromkomponente von Sa in Form des tiefpassgefilterten Signals Sg. entnommen werden kann. Letzteres stellt also das gewünschte Detektionssignal als Funktion von vormagnetlsierungsabhängigen Zeitintervallen dar.

In Fig.2a ist noch die Möglichkeit des Arbeitens mit anderen als stromkonstanten Speisespannungsfunktionen angedeutet. Der strichpunktierte Kurvenabschnitt u* gilt für einen vergleichsweise hohen Innenwiderstand der Speisequelle, während der Kurvenabschnitt u** - ebenfalls strichpunktiert angedeutet - für

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eine Quelle mit entsprechend nichtlinearer Spannungs-Stromkennlinie gilt. Für die erstgenannte Kurve ergibt sich ein nichtkonstanter Zeitverlauf auch der Speisespannung, so dass gegebenenfalls auch hieraus ein Detektionssignal ebgeleitet werden kann, während eine Absenkung der Speisespannung gemäss u** in einem entsprechenden Abschnitt der Nullkennlinie eine stärkere Wirkung der vormagnetisierungsabhangigen Kennlinienverschiebungen zur Folge haben kann.

Anzumerken ist noch, dass eine Speisequelle mit insgesamt hystereseartiger Strom-Spannungskennlinie nach Art von Fig.2a grundsätzlich durch einen Oszillator - z.B. einen Relaxationsoszillator oder eine astabile Kippschaltung - verwirklicht werden kann, gegebenenfalls unter Einschluss geeigneter nichtlinearer Glieder für die Beeinflussung der einzelnen Kennlinienabsehnitte.

Die Schaltung nach Fig.3 unterscheidet sich hinsichtlich der Elemente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 und 12 nicht von der Schaltung nach Fig.l, während an die Stelle der einfachen Spannungsquelle eine Quelle 14 mit über einen Steuereingang 14a bezüglich ihres Betrages steuerbarer Klemmenspannung und an die Stelle des hysteresefreien Grenzwertschalters Il ein Grenzwertschalter 15 mit Hysterse-Schaltgrenzwerten Si2 und Si3 entsprechend dem in die Blockdarstellung eingetragenen Diagramm für Sa über Si tritt. Diese und die weiter zu erläuternden

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Abwandlungen ermöglichen speziell optimierte Detektionsverfahren. Dabei übernimmt die steuerbare Spannungsquelle in Verbindung mit einer stromabhängigen Steuerschaltung und dem bereits für Fig.l erläuterten Polaritätsumschalter 6 sowie seiner Steuereinrichtung 8 die Funktion einer Speisequelle mit programmierbarer Spannungs-Stromkennlinie und selbsttätiger, insbesondere stromabhängiger Umschaltung zwischen einem Kennlinienabschnitt mit positiver und einem solchen mit negativer Spannung. Neigung und Krümmung von Kennlinienabschnitten kann zusätzlich durch einen entsprechenden Innenwiderstand der Spannungsquelle bzw. durch nichtlineare Schaltungselemente verwirklicht werden, während im Beispiel eine stufenartige Zu-

sammensetzung der Kennlinie aus Abschnitten mit je für sich

Spannungss t romunabhängigem, j ecloch programmierbar-veränderli chem/be trag angenommen ist. Es versteht sich, dass ein solcher Funktionsgenerator als Speisequelle gegebenenfalls durch einen geeigneten Oszillator oder dergl. verwirklicht werden kann.

Ausserdem stellt die stromabhängige Steuereinrichtung den Detektionsteil der Schaltung dar, in dem verschiedenartige Detek-.tionssignale als Funktion von Zeitintervallen aus dem Zeitverlauf des Detektionsstromes gebildet werden können.

Ausgehend von den mit Fig.l übereinstimmenden Schaltungsteilen und dem bereits erwähnten Grenzwertschalter I5 ist gemäss Fig.3

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eine Logikschaltung l8 vorgesehen, welche die binären Ausgangssignale der beiden Grenzwertschalter durch logische Antivalenz (Exklusiv-ODER) verknüpft und an einem Ausgang 19 ein entsprechendes, zeitintervallabhängiges Detektionssignal liefert. Ausserdem können andersartige, ebenfalls binäre Detektionssignale unmittelbar an den Ausgängen 16 und 17 abgenommen werden.

Durch die Schaltgrenzwerte Si3 und Si4 ist der Aussteuerbereich des Stromes i beim Durchlauf in Richtung zunehmenden Stromes und durch die Schaltgrenzwerte Si2 und SiI beim Durchlauf in Richtung abnehmenden Stromes in jeweils zwei Abschnitte aufgeteilt, wobei jedem Abschnitt eine binäre Ausgangssignalkombination, d.h. eine zweistellige Binärzahl, der Grenzwertschalter 12, zugeordnet ist. Demgemäss sind die Ausgänge dieser Schalter an eine Logikschaltung 22 geführt, die für jede der genannten Ausgangssignalkombinationen eine eingangsseitig parallelgeschaltete Gruppe von UND-Gattern 22a, 22b, 22c, 22d umfasst. In Fig.3 ist jeweils nur ein UND-Gatter für jede Gruppe dargestellt. Bei Auftreten einer Ausgangssignalkombination, wenn also der Strom i zunehmend oder abnehmend in einem bestimmten Abschnitt des Aussteuerbereiches liegt, wird somit jeweils eine zugeordnete Gruppe der UND-Gatter 22a bis 22d zur Abgabe eines bejahenden Ausgangssignals vorbereitet, welches noch von jeweils einem weiteren Eingang 22al, 22bl, 22cl, 22dl abhängt. Wenn jede Gruppe von UND-Gattern 22a, 22b, 22c, 22d also z.B. drei Gatter umfasst, so sind

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• Si*

weitere Eingänge 22a2, 22a3; 22b2, 22b3» 22c2 usw. vorhanden.

Alle Eingänge 22al, 22bl, 22cl, 22dl sind zusammen an einen Ausgang eines Codierers 21, die weiteren Eingänge 22a2, 22b2 usw. sowie 22a3, 22bj5 usw. an je einen anderen zugeordneten Ausgang dieses Codierers angeschlossen, der seinerseits über einen Analog-Digitalwandler 20 mit dem Stromsignal Si angesteuert wird. Insgesamt wird also für jede Ausgangssignalkombination Sa, Sb der Grenzwertschalter 12, 15 eine zugeordnete Gruppe von UND-Gattern 22a, 22b usw. vorbereitet und vom Ausgangsvielfach des Codierers 21 mit einem codierten Binär-Stromsignal angesteuert, dessen Stellenzahl der Ausgangszahl des Codierers und der Anzahl von Gattern in den Gruppen 22a, 22b usw. entspricht. Jeder der letztgenannten Gruppen ist weiter ein z.B. programmierbarer Lesespeicher 2j5a bzw. 23b bzw. 23c bzw. 23d mit entsprechendem Eingansvielfach der zugehörigen, adressgesteuerten Leseschaltung (nicht näher dargestellt) nachgeordnet. Die Ausgänge dieser Speicher-Leseschaltungen sind über ein entsprechendes Vielfach von ODER-Gattern 24 an einen Digital-Analogwandler 25 geführt, der seinerseits über den Eingang 14a die Spannungsquelle lh steuert. Damit kann grundsätzlich für jeden Wert des Detektionsstromes ein beliebig gewählter Wert der Speisespannung bzw. der EMK im Detektionsstromkreis selbsttätig eingestellt werden, und zwar nach einer vorgebbaren Einteilung - ausserdem für zunehmenden und abnehmenden Strom getrennt - des Strom-Aussteuerbereiches in Abschnitte mit je für sich eindeutiger Zuordnung von Spannung und Strom und mit

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'■34.

selbsttätiger, stromabhängiger Fortschaltung zwischen den Funktionsabschnitten sowie zwischen positiver und negativer Spannung in den Stromendwerten. Damit ist die Möglichkeit eines allgemeinen Spannungs-Strom-Funktionsgenerators für das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie gezeigt, wobei die Freizügigkeit der Funktionsprogrammierung innerhalb der Stromabschnitte nur von der Stufen- bzw. Stellenzahl des quantisierenden Binärsystems begrenzt ist. Einfachere und praktische Realisierungen sind entsprechend durch geeignete Oszillatoren an sich bekannter Art möglich, wiederum gegebenenfalls in Verbindung mit vorgegebenem Innenwiderstand der Quelle _f und/oder nichtlinearen Elementen zur Kennlinienbeeinflussung.

Im folgenden wird die grundsätzliche Wirkungsweise unter der Annahme von vergleichsweise einfachen Strom-Spannungskennlinien, zu deren Einstellung die Möglichkeiten der Schaltung nach Fig.3 nur teilweise ausgenutzt werden, sowie mit linear vereinfachten Magnetisierungskennlinien gezeigt, letztere jedoch mit Sättigung und Hysterese.

Bei der Arbeitsweise gemäss Fig.4a und 4b ist zunächst wieder eine einfache Spannungs-Stromkennlinie mit stromkonstanten Spannungszweigen bei +U und -U sowie Umschaltung zwischen diesen bei i=ii bzw. I=U in den Sättigungsbereichen der ausgezogenen Nullkennlinie in Fig.4b angenommen. Abweichend sind nun

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,_r 2S50060

jedoch - mittels des Grenzwertschalters 15 in Fig.3 - Stromgrenzwerte ip und i, eingestellt, und zwar in den Nulldurchgängen (Koerzitivpunkte) der Nullkennlinie gemäss Fig.Mb. Diese Grenzwerte werden unter Benutzung des Detektionsstrom-Zeitverlaufes gemäss Fig.4c für die Bestimmung von vormagnetisierungsabhängigen Zeitintervallen herangezogen, und zwar in Form des binären Ausgangssignals Sa des Grenzwertschalters 15 mit seinen Nulldurchgängen bei i, im aufsteigenden und bei i im absteigenden Zweig der Magnetisierungskennlinie, d.h. bei positiver bzw. negativer Speisespannung u.

In Fig.4b ist wieder strichliert eine durch die zu detektierende Vormagnetisierung verschobene Magnetisierungskennlihie eingetragen, in Fig.4c ebenso der entsprechende Zeitverlauf von i und Sa. Die Veränderung des Tastverhältnisses von Sa in den hier gleichen Teilperioden T, und T₂ durch die zu detektierende Vormagnetisierung tritt hier deutlich hervor. Bei unsymmetrischer Speisespannung - in Fig.4a durch die grössere negative Spannung -U-, veranschaulicht - ändert sich gemäss Fig.4d zwar das Verhältnis der Teilperiodendauer (Tl gegenüber Tp verkürzt), jedoch offensichtlich nicht das Tastverhältnis in den Teilperioden und damit auch nicht das Gesamt-Tastverhältnis von Sa, d.h. der Nullpunkt des Detektionssignals. Diese Spannungsunabhängigkeit des Nullpunktes stellt einen besonderen Vorteil dar.

Bei der Arbeitsweise nach Fig.5a bis 5c wird jeweils in den

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Stromgrenzwerten i_p und i^, bei abnehmendem bzw. zunehmendem Strom eine Verminderung des Betrages der Speisespannung vorgenommen. Damit ergibt sich eine zusätzliche Nichtliniearität ' im Zeitverlauf von Sa und i, wie in Fig.5c angedeutet, die jedoch ersichtlich eine verstärkte Aenderung des Tastverhältnisses von Sa in der zweiten Teilperiode und damit insgesamt auch des Gesamt-Tastverhältnisses bei einer zu Fig.4b gleichen Verschieburig der Magnetisierungskennlinie zur Folge hat. Das bedeutet eine höhere Detektionsempfindlichkeit.

Im übrigen ändert sich die Dauer der Teilperioden in Abhängigkeit von der Vormagnetisierungsänderung gemäss Fig.5c um / T, bzw. /__ T_pi und zwar gegensinnig, so dass das Verhältnis der zwischen den gegenpoligen Stromspitzen leicht zu bestimmenden Teilperioden als Detektionssignal herangezogen werden kann. Dies ergibt sich ohne weiteres am Ausgang 16 des Grenzwertschalter 12 in Gestalt des Signals Sb.

Es können weiterhin die Tastverhältnisse in den einzelnen Teilperioden ausgewertet werden, wenn das binäre Detektionssignal - abweichend von Fig.4c und 5c - nicht nur bei den Zwischenstromwerten i_? und i^,, sondern auch bei den Endstromwerten i, und I₁. umgeschaltet wird. Gegebenenfalls ist dann eine Gleichrichtung zur Gewinnung des Detektionssignals einzuschalten. Das Detektionssignal ergibt sich z.B. am Ausgang 19 der Logikschaltung 18 in der Ausführung nach Fig.3.

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Wie aus Pig.5c ersichtlich, sind die'gegensinnigen Aenderungen der Teilperiodendauern für eine Verschiebung der Magnetisierungskennlinie nicht ganz vom gleichen Betrag, so dass eine Aenderung der Gesamtperiodendauer, d.h. der Frequenz des zyklischen Durchlaufens der Magnetisierungskennlinie verbleibt. Dieser Effekt ist auf die endliche Neigung der Sättigungszweige der Magnetisierungskennlinie in Bezug auf die mittleren Kennlinienzweige zurückzuführen und fällt demgemäss bei den praktisch verfügbaren Magnetwerkstoffen tatsächlich geringer aus.

Das vorliegende Detektionsverfahren zeichnet sich grundsätzlieh durch geringe Temperaturempfindlichkeit des Nullpunktes und auch durch geringe Temperaturabhängigkeit der Detektionsempfindlichkeit im Bereich beiderseits des Nullpunktes des Detektionssignals aus. Hierzu zeigt Fig.6 Messergebnisse des Tastverhältnisses/von Sa in einem Verfahren gemäss Fig.5a bis 5c als Funktion einer Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung θ des Magnetkreises, und zwar für einen Temperaturbereich zwischen -40 C und +100 C. Ersichtlich sind beide vorgenannten Einflüsse im Nullpunktsbereich sehr gering. Demgegenüber zeigt die starke Temperaturabhängigkeit in den praktisch nicht interessierenden Randbereichen A und B, dass die erzielte Unempfindlichkeit nicht durch den Magnetwerkstoff, sondern durch die Schaltung bzw. das Detektionsverfahren bedingt ist.

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Claims

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Patentansprüche

\1, Verfahren zur Detektion einer Vormagnetisierung eines Magnetkreises, insbesondere zur Detektion einer mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer mit dem Magnetkreis verketteten Detektions-Stromdurchflutung eine zeitlich zyklische Magnetflussänderung erzeugt und ein Detektionssignal als Punktion von vormagnetisierungsabhängigen Zeitintervallen gebildet wird.

"2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Punktion von Zeitintervallen gebildet wird, die bei der zyklischen Magnetflussänderung von der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse zwischen vorbestimmten Werten durchlaufen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Punktion von Zeitintervallen zwischen dem Eintritt vorgegebener Werte entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildung des Detektionssignals Werte wenigstens annähernd

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gleichen Betrages und entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse vorgegeben werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Punktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den wenigstens annähernden Eintritt des Wertes Null der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse bestimmt sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Punktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions· Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse bestimmt sind, und dass dieser vorgegebene Wert wenigstens annähernd einem Wendepunkt der Punktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung bei einer gegebenen Vormagnetisierung entspricht.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal unter Verwendung

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eines Magnetkreises mit ausgeprägter Sättigung als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse bestimmt sind, und dass dieser vorgegebene Wert der Detektions-Stromdurchflutung für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetsisierung in einem Sättigungsbereich der Funktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung liegt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal unter Verwendung eines Magnetkreises mit einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse bestimmt sind, und dass dieser vorgegebene Wert der Detektions-Stromdurchflutung wenigstens annähernd einem Nulldurchgang der Funktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung bei einer gegebenen Vormagnetisierung entspricht.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Funktion

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eines Verhältnisses von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung bestimmt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal als Funktion des Tastverhältnisses des zyklischen Zeitverlaufes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Magnetkreis Magnetflussänderungsgeschwindigkeiten wechselnden Vorzeichens erzeugt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Magnetkreis ein Magnetfluss mit einem Zeitverlauf erzeugt wird, der wenigstens ein Paar von Intervallen mit Magnetflussänderungsgeschwindigkeiten von wenigstens annähernd übereinstimmendem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen umfasst.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Magnetkreis eine zeitabschnittsweise konstante Magnetflussänderungsgeschwindigkeit erzeugt wird.

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14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Zyklus des Zeitverlaufes der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit wenigstens zwei Intervalle mit konstantem, jedoch unterschiedlichem Betrag und von gleichem Vorzeichen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit eingestellt werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Erreichen mindestens eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Grosse eine 'Änderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit herbeigeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorzeichenumkehr der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen von Endwerten entgegengesetzter Vorzeichen der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erfolgt und dass diese Endwerte für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetisierung in Sättigungsbereichen der Magnetisierungskennlinie liegen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aenderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit

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in Abhängigkeit von einem wenigstens annähernden Erreichen des Wertes Null der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Aenderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit für einen Magnetkreis mit ausgeprägter Sättigung bei einem·
Wert der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt, der bei einer gegebenen Vormagnetisierung wenigstens annähernd einem Wendepunkt der Magnetisierungskennlinie entspricht.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
für einen Magnetkreis mit einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie eine Aenderung der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen eines Wertes der
Detektions-Stromdurchflutung erfolgt, der bei einer gegebenen Vormagnetisierung wenigstens annähernd einem Nulldurchgang der Magnetisierungskennlinie entspricht.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Magnetkreis eine von der jeweils herrschenden Detektions-Stromdurchflutung nach einer vorgegebenen Punktion abhängige Magnetflussänderungsgeschwindigkeit erzeugt wird.

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Λ- ■

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung zwischen verschiedenen Funktionen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen vorgegebener Werte der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses vorgenommen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine zyklische Umschaltung zwischen mindestens zwei verschiedenen, für sich jeweils nullstellenfreien, zueinander entgegengesetztes Vorzeichen aufweisenden Punktionen der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit von der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des Magnetflusses als Punktion der Detektions-Stromdurchflutung von einem ersten, in einem Sättigungsbereich liegenden Grenzwert der Detektions-Stromdurchflutung ausgehend mit wenigstens annähernd konstanter Magnetflussänderungsgeschwindigkeit zu einem ersten Umschaltwert der Detektions-Stromdurchflutung mit Uebergang zu einem geringeren Betrag der Magnetflussänderungsgeschwin-

' digkeit und hierauf zu einem Grenzwert der Detektions-Stromdurchflutung im entgegengesetzten Sättigungsbreich

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mit Uebergang zu einer Magnetflussänderungsgeschwindigkeit umgekehrten Vorzeichens sowie anschliessend über einen zweiten Umschaltwert der Detektions-Stromdurchflutung mit Uebergang zu einem grösseren Betrag der Magnetflussänderungsgeschwindigkeit zurück zum ersten Grenzwert der Detektions-Stromdurchf lutung durchlaufen wird.

2¹I. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Aenderung des Magnetflusses durch Einprägen einer Spannung an einem mit dem Magnetkreis verketteten Strompfad erfolgt.

25. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit dem Magnetkreis (1) verketteter Detektionsstromkreis (5) sowie eine Speisequelle mit zyklischem Strombzw. Spannungszeitverlauf und mindestens ein an den Detektionsstromkreis angeschlossener Grenzwertschalter (11) mit einem nachgeordneten Zeitintervalldetektor (13) vorgesehen ist..

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf mindestens einen Stromgrenzwert im Detektionsstrom- kreis ansprechender Grenzwertschalter (11) vorgesehen ist.

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■i. .

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf mindestens zwei nullsymmetrische Stromgrenzwerte

im Detektionsstromkreis ansprechender Grenzwertschalter (15) vorgesehen ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsstromkreis eine Stromquelle mit einem im Vergleich zum äusseren Widerstand dieses Stromkreises geringen Innenwiderstand aufweist.

29. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass dem Grenzwertschalter ein Zeitintervall-Verhältnisdetektor nachgeordnet ist.

30. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwertschalter mit binärem, nullsymmetrischem Ausgangssignal vorgesehen ist.

31. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitintervalldetektor ein Tiefpassglied aufweist.

32. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Detektionsstromkreis eine Stromquelle mit einer Strom-

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Spannungskennlinie vorgesehen ist, die eine zyklisch durchlaufene Hystereseschleife aufweist.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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