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.