DE501490C - Arrangement to increase the sensitivity of AC instruments - Google Patents

Arrangement to increase the sensitivity of AC instruments

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DE501490C
DE501490C DES80568D DES0080568D DE501490C DE 501490 C DE501490 C DE 501490C DE S80568 D DES80568 D DE S80568D DE S0080568 D DES0080568 D DE S0080568D DE 501490 C DE501490 C DE 501490C
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DE
Germany
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resistance
inductance
voltage
iron
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DES80568D
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Dr-Ing E H R Ruedenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/005Circuits for altering the indicating characteristic, e.g. making it non-linear

Description

Anordnung zur Erhöhung der Empfindlichkeit von Wechselstrominstrumenten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Empfindlichkeit von Wechselstrommeß- oder -anzeigeinstrumenten oder auch Wechselstromrelais, wie dies für manche Zwecke der Meß- oder Relaistechnik erwünscht ist, wobei relativ kleine Spannungs-oder Stromschwankungen verstärkt werden sollen, um die Anzeige- oder Auslösevorrich-.tung rhit größeren Schwankungen zu bet;itigen und sie so empfindlicher zu machen.Arrangement to increase the sensitivity of AC instruments The invention relates to an arrangement for increasing the sensitivity of alternating current measuring or display instruments or alternating current relays, as is the case for some purposes the measuring or relay technology is desired, with relatively small voltage or current fluctuations should be reinforced to make the display or tripping device rhit larger To manipulate fluctuations and thus make them more sensitive.

Die Anordnung; von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist derart, daß in Reihe mit dem Meßinstrument oder Relais eine im magnetischen Fluß Eisen enthaltende Induktivität geschaltet ist. Diese Induktivität ist nun erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß sich ihre Größe bei stärkerer Erregung infolge Eisensättigung vermindert. An sich ist es bereits bekannt, mit Wechselstrommagneten oder Relais eine mit einem Eisenkern ausgerüstete Drosselspule in Reihe zu schalten. Diese Drosselspule ist aber infolge Ausrüstung mit einem beweglichen Anker derart beschaffen, daß ihre Induktivität bei sinkender Erregung vermindert wird.The order; on which the present invention is based, is such, that in series with the measuring instrument or relay one containing iron in the magnetic flux Inductance is switched. According to the invention, this inductance is now designed in such a way that that their size decreases with greater excitement due to iron saturation. At It is already known to use AC solenoids or relays with one To connect iron core equipped inductor in series. This reactor is but, as a result of being equipped with a movable armature, such that their Inductance is reduced with decreasing excitation.

Bei der Anordnung nach der Erfindung bildet die Betätigungsspannung stets die vektorielle Summe der auf das ..Instrument einwirkenden Spannung und der Vorschältspannung an der Drosselspule. Da nun beim Ansteigen der Betätigungsspannung auch die Vorschaltspannung, wächst und hierdurch der Strom wegen der magnetischen Sättigung relativ stark anwächst, so wächst sowohl der Strom als auch die Spannung am Richtwiderstand des Instrumentes erheblich schneller an als die Betätigungsspannung. Es tritt also eine Verstärkerwirkung ein. Die Verstärkung wird sehr .groß, wenn der Richtwiderstand relativ klein gegenüber dem Vorschaltwiderstand der Eisendrosselspule- ist. Bildet er nur einen kleinen Bruchteil, so kann man von seiner Wirkung auf den Strom im Meß- oder Relaisstromkreis ganz absehen, so daß die Spannung des Instrumentes wegen ihrer Proportionalität mit dem durchfließenden Strom direkt durch die Magnetisierungskurve des Eisenkreises der Drosselspule gegeben ist. Man erhält dann einen Zusammenhang der Spannung am Instrument -mit der Betätigungsspannung gemäß dem Diagramtn der Abb. i der Zeichnung. Die Abszisse im Diagramrn ist die auf dem gesamten Meß- oder Relaisstromkreis einwirkende Betätigungsspannung E. bzw. des Betätigungsstromes I. Die Ordinate stellt die am Meßnstrument oder Relais wirksame Spannung e bzw. den wirksamen Strom i dar. Nimmt man den bei der Induktion von iooo Gauß im Eisenkreis auftretenden Strom i, so steigt er bei io ooo Gauß auf io und bei 2o ooo Gauß sogar auf ioo Einheiten an, so daß eine Schwankung der Betätigungsspannung von i : 2 sich an der Spannung am Instrument im Verhältnis i : ioo wiederspiegelt. Man hat also eine sehr kräftige Verstärkerwirkung erhalten.In the arrangement according to the invention, the actuation voltage always forms the vector sum of the voltage acting on the ..Instrument and the pre-peeling voltage at the choke coil. Since the ballast voltage increases as the actuation voltage rises, and the current increases relatively sharply because of the magnetic saturation, both the current and the voltage at the directional resistance of the instrument increase considerably faster than the actuation voltage. So there is an intensifying effect. The gain is very large when the directional resistance is relatively small compared to the series resistance of the iron choke coil. If it is only a small fraction, its effect on the current in the measuring or relay circuit can be completely disregarded, so that the voltage of the instrument, because of its proportionality with the current flowing through it, is given directly by the magnetization curve of the iron circuit of the choke coil. A relationship between the voltage on the instrument and the actuation voltage is then obtained according to the diagram in Fig. I of the drawing. The abscissa in Diagramrn is acting on the entire measurement or relay circuit operating voltage or of the actuating E. current I. The ordinate represents the effective Meßnstrument at or relays voltage e and the effective current is i. Taking the in the induction of iooo Gauss current i occurring in the iron circle, it rises at 10, 000 Gauss to 10 and at 2o, 000 Gauss even to 100 units, so that a fluctuation in the actuation voltage of i: 2 is reflected in the voltage on the instrument in the ratio i: ioo. So you got a very powerful reinforcing effect.

Abb.2 und 3 der Zeichnung zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei der Anordnung nach Abb. 2 sollen die Spannungsschwankungen eines Wechselstromnetzes i in verstärktem Maße auf das durch seinen Richtwiderstand dargestellte Meßinstrument oder Relais 2 übertragen werden. Dem Instrument 2 ist dazu eine eisenhaltige Drosselspule 3 vorgeschaltet. Bei der Anordnung nach Abb. 3 sollen die in der Leitung q. auftretenden Stromschwankungen im verstärkten Maße auf das wieder durch den Richtwiderstand 2 wiedergegebene Instrument übertragen werden. Es ist dazu in der üblichen Weise zu der -Hintereinanderschaltung der Drosselspule 3 und des Richtwiderstandes 2 ein Nebenschlußwiderstand 5 parallel geschaltet. Wenn dieser Parallelwiderstand 5 klein ist gegenüber der Summe vom Widerstand der Drosselspule und des Instrumentes 2, so ist die Spannung am Widerstand 5 proportional dem Strom in der Leitung q., und die Stromschwankungen in der Leitung q. werden in derselben Weise auf das Instrument 2 übertragen wie die Spannungsschwankungen bei der Anordnung nach Abb. 2. Ist der Widerstand 5 nicht vernachlässigbar klein, so ist zwar die durch die Abb. i wiedergegebene Proportionalität zwischen Stromschwankung und Spannung am Instrument 2 ein wenig gestört, was für den vorliegenden Zweck jedoch nicht schadet.Fig. 2 and 3 of the drawing show two embodiments of the invention. With the arrangement according to Fig. 2, the voltage fluctuations of an alternating current network i to a greater extent on the measuring instrument represented by its directional resistance or relay 2 are transmitted. For this purpose, the instrument 2 has an iron-containing choke coil 3 upstream. With the arrangement according to Fig. 3, the in line q. occurring Current fluctuations to a greater extent are caused by the directional resistance 2 played instrument. It is to be done in the usual way too the series connection of the choke coil 3 and the directional resistor 2 Shunt resistor 5 connected in parallel. If this parallel resistance 5 is small is compared to the sum of the resistance of the choke coil and the instrument 2, so the voltage across resistor 5 is proportional to the current in line q., and the current fluctuations in the line q. are done in the same way on the instrument 2 transferred like the voltage fluctuations in the arrangement according to Fig. 2. Is the Resistance 5 is not negligibly small, it is the one shown in Fig. I Proportionality between current fluctuation and voltage on instrument 2 a little disturbed, which is not harmful for the present purpose.

Der bisher angegebene Richtwiderstand 2 des Meßinstrumentes oder Relais kann durch den Widerstand des Instrumentes gebildet werden oder auch durch zusätzliche, im Verhältnis zum Instrument beliebig geschaltete Widerstände. Der konstante Richtwiderstand kann ein Ohmscher Widerstand sein, man kann aber auch induktive oder kapazitive Widerstände oder beliebige Kombinationen dieser drei Arten verwenden.The directional resistance 2 of the measuring instrument or relay specified so far can be formed by the resistance of the instrument or by additional, arbitrarily switched resistances in relation to the instrument. The constant directional resistance can be an ohmic resistance, but it can also be inductive or capacitive Use resistors or any combination of these three types.

Es kann zweckmäßig sein, durch Hinzufügung von Kapazität den Meß- oder Relaiskreis oder den gesamten Kreis auf die Frequenz der speisenden Wechselspannung abzustimmen, um Oberschwingungen, die sich in dem eisengeschlossenen Stromkreis der Drosselspule ausbilden, nach Möglichkeit zu unterdrücken bzw. in ihrer Wirkung auf das Meßinstrument oder Relais unwirksam zu machen. Beispielsweise können auch zu dem Meßinstrument oder Relais 2 Kapazitäten oder Schwingungskreise parallel geschaltet sein, die für die Oberschwingungen infolge der höheren Frequenz einen Kurzschluß darstellen, für die Frequenz der Wechselspannung hingegen einen hohen Widerstand.It can be useful to add capacitance to the measurement or relay circuit or the entire circuit to the frequency of the feeding AC voltage tune to harmonics that are in the iron-closed circuit train the choke coil, if possible to suppress or in their effect on the meter or relay. For example, can also to the measuring instrument or relay 2 capacitors or oscillating circuits connected in parallel which is a short circuit for the harmonics due to the higher frequency represent, for the frequency of the alternating voltage, however, a high resistance.

An Stelle der elektrischen Kupplung des Meß- oder Relaiskreises mit der Eisen enthaltenden Induktivität durch Serien- oder Parallelschaltung kann auch eine gleichwertige magnetische Kupplung vorgesehen sein, indem man Transformatoren dazwischenschaltet.Instead of the electrical coupling of the measuring or relay circuit with the iron-containing inductance by series or parallel connection can also An equivalent magnetic coupling can be provided by using transformers intervenes.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erhöhung der Empfindlichkeit vonWechselstrominstrumenten (Meßinstrumente oder Relais) mittels Reihenschaltung einer im magnetischen Fluß Eisen enthaltenden Induktivität mit dem Instrument, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Induktivität sich bei stärkerer Erregung infolge Eisensättigung vermindert. PATENT CLAIMS: i. Arrangement to increase the sensitivity of AC instruments (Measuring instruments or relays) by means of a series connection of one in the magnetic flux Iron-containing inductance with the instrument, characterized in that the size of the inductance decreases with stronger excitation due to iron saturation. 2. Anordnung nach Anspruch i, wobei das Instrument auf Stromschwankungen ansprechen soll, dadurch gekennzeichnet, daß zu der hintereinandergeschalteten induktivität und dein Richtwiderstand des Instrumentes ein zweckmäßig relativ kleiner Widerstand parallel geschaltet ist. 2. Arrangement according to claim i, wherein the instrument is responsive to current fluctuations should, characterized in that to the series-connected inductance and your directional resistance of the instrument is an expediently relatively small resistance is connected in parallel. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtwiderstand des Instrumentenkreises außer durch den Widerstand des Instrumentes entweder durch zusätzliche Ohmsche oder induktive oder kapazitive Widerstände oder durch eine Kombination von diesen gebildet wird. q.. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung der durch die Eisensättigung in der Induktivität verursachten Oberströme Kapazitäten an der Gesamtschaltung vorgesehen sind, die insbesondere die Oberströme von dem Meßinstrument oder Relais fernhalten.3. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that that the directional resistance of the instrument circuit except through the resistance of the instrument either by additional ohmic or inductive or capacitive resistors or is formed by a combination of these. q .. arrangement according to claim i to 3, characterized in that to suppress the iron saturation in The overcurrents caused by the inductance and capacitances are provided in the overall circuit which in particular keep the overcurrents away from the measuring instrument or relay.
DES80568D 1927-07-06 1927-07-06 Arrangement to increase the sensitivity of AC instruments Expired DE501490C (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1037588B (en) * 1953-12-28 1958-08-28 Licentia Gmbh Device for measuring the current deviation of an alternating current from its current setpoint
DE1042108B (en) * 1953-11-14 1958-10-30 Siemens Ag Main voltage recorder
DE1046765B (en) * 1954-04-20 1958-12-18 Siemens Ag Tension magnifier

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