-
Stromwandler mit einem geteilten Haupteisenkern und einem zur Verbesserung
seiner Charakteristiken dienenden Hilfskern Es ist bereits ein Einleiterstromwandler
mit einem Hilfseisenkern, einem geteilten Haupteisenkern und einer in sich kurzgeschlossenen
Hilfswicklung bekannt, die den einen Hauptkernteil mit dem Hilfskern in umgekehrtem
Wicklungssinne umschlingt als den anderen Hauptkernteil (britische Patentschrift
286 q.31). Der Strom in der Erregerwicklung des Hilfskernes wirkt also auf den einen
Hauptkernteil in entgegengesetztem Sinne als auf den anderen. Bei einer derartigen
Kunstschaltung beruht die Verbesserung des Übersetzungsfehlers und die Verminderung
des Fehlwinkels darauf, daß der Arbeitsbereich des Hauptkernes dem Punkte der größten
Permeabilität seines Eisens näher gerückt wird, als dies bei der normalen Ausführung
eines Einleiterstromwandlers der Fall ist. Durch den Hilfsfluß im Hauptkern kann
kein Strom in der Meßsekundärwicklung induziert werden, da die durch die im Spalt
der beiden Teile des Haupteisenkernes sich-kreuzende Hilfswicklung induzierten EMKe
sich aufheben. Bei einer derartigen Ausbildung des Stromwandlers ist es auch bekannt,
den beiden Teilen des Hauptkernes verschiedene Schichthöhe zu geben und auch einen
Teil der Meßsekundärwicklung mit dem Hilfskern zu verketten. Diese Maßnahmen ergeben
noch die Möglichkeit einer unmittelbaren Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses
bzw. des Fehlwinkels. Bei Stromwandlern wird normalerweise zum Erhöhen der abgegebenen
Leistung die Schichthöhe des Kernes vergrößert. Es gibt aber Stromwandler, deren
Abmessungen in bezug auf Kern- bzw. Sekundärwicklungshöhe dadurch unabänderlich
begrenzt sind, daß sie mit Querlochisolierkörpern zur Isolierung des Primärleiters
gegen Sekundärwicklung und Eisenkern ausgerüstet sind. Diese Stromwandler besitzen
entweder einen einfenstrigen oder zweifenstrigen Eisenkern, wobei das von der Primärwicklung
umschlungene Eisenkernteil durch das Querloch hindurchtritt, während das Rückschlußjoch
oder die Rückschlußjoche außen um den Isolierkörper herumlaufen. Beidiesen Stromwandlerndäßt
sich also die Leistung nicht durch Vergrößern der Kernhöhe erzielen, weil hierzu
im Querloch kein Platz vorhanden ist. Man müßte also zur Unterbringung der vergrößerten
Kernhöhe ein nächst größeres Isolierkörpermodell wählen, um den vergrößerten Eisenkern
unterbringen zu können und die gewünschte erhöhte Leistung zu erhalten.
-
Die Aufgabe, die sich die Erfindung zur Lösung gestellt hat, besteht
darin, aus demselben Wandlermodell eine erhöhte Leistung herauszuholen. Die Lösung
besteht darin, daß man die bekannte Kunstschaltung mit Hilfseisenkern, geteiltem
Haupteisenkern und sich kreuzender Hilfswicklung anwendet. Ein so
abgeänderter
Wandler beansprucht bei erhöhter Leistung nicht mehr Raum als die normale Ausführung
des Stromwandlers, wenn man erfindungsgemäß nur die außerhalb des Querlochisolierkörpers
liegenden Teile des Hauptkernes zum Zwecke des Anbringens der Hilfswicklung spaltet.
Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß nur die außerhalb des Isolierkörpers liegenden
und nicht die durch das Querloch in ihrer Ausdehnung begrenzten Eisenkernteile zum
Unterbringen der Hilfswicklung in ihrer Höhe vergrößert werden. Durch diese Vereinigung
des Querlochisolierkörperprinzipes bei Stromwandlern mit dem Prinzip der bekannten
Kunstschaltung wird der Vorteil erzielt, daß bei gleichbleibenden Ausmaßen des Isolierkörpers
und des Primärleiters eine wesentliche Leistungserhöhung, die etwa das 2- bis 4fache
gegenüber normalen Stromwandlern beträgt, erreicht wird.
-
Zur Durchführung der Erfindung ist es nur erforderlich, den bisher
verwendeten Eisenkern ohne Änderung der übrigen Wandlerteile in zwei Kernteile aufzuteilen.
Der kleinere Teil, etwa % des normalen, wird Hilfskern, während von den restlichen
4/" die außerhalb des Querloches liegenden Teile in einem bestimmten Verhältnis
geteilt und dann von der Hilfswicklung in einander entgegengesetztem Sinne umschlungen
werden.
-
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
-
Nach Abb. 1 umschlingt der Primärleiter 1T die Wandung 12 des Querloches
13, das den einteiligen Isolierkörper 14 durchsetzt. Der Hilfskern ist mit 14a und
die beiden Teile des Hauptkernes 15 sind mit 16 und 17 bezeichnet. Der
im Querloch 13 liegende Mittelschenkel des Hauptkernes 15 wird von der Sekundärwicklung
18 umgeben, auf die sich der Mittelschenkel des Hilfskernes ig auflegt. Die Außenschenkel
sind von. den in sich kurzgeschlossenen Hilfswicklungen 2o und 21 umschlungen und
durch die Spalte in den Außenschenkeln hindurchgezogen. - Der rechte Außenschenkel
des Haupteisenkernes 15 ist in zwei ungleiche Teile aufgespalten, wodurch sich eine
unmittelbare Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses ermöglichen läßt. Weiter
kann zur Beeinflussung dieses Verhältnisses auch die Windungszahl der Hilfswicklung
auf den aufgespaltenen Außenschenkeln des Hauptkernes ungleich gemacht werden, indem
der Kernteil 16 z. B. des rechten Außenschenkels von einer größeren Windungszahl
umgeben wird als der andere Kernteil 17. Naturgemäß kann man diese Maßnahme entweder
nur auf einem oder beiden Außenschenkeln treffen.
-
Eine besonders. feine Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses
erhält man dadurch, daß man diese beiden Maßnahmen gleichzeitig trifft, also verschieden
große Schichthöhe der Teile 16,17 des einen Außen schenkelsundverschiedene Windungszahlen
sowohl auf diesen Teilen als auch auf den beiden Außenschenkeln.
-
In bekannter Weise kann man diese Beeinflussung noch weiter steigern,
wenn man den Hilfswicklungen auf den Außenschenkeln einen verschiedenen Widerstandswert
gibt. Hierzu kann man entweder in die Wicklungen einen Ohmschen Widerstand oder
einen induktiven Widerstand schalten, oder man kann die Hilfswicklungen selbst aus
einem Werkstoff mit anderem Leitvermögen herstellen. Besonders eignen sich solche
Werkstoffe, die ihren Widerstand mit der Größe des sie durchfließenden Stromes stark
verändern, wie z. B. Eisen.
-
Es ist naturgemäß auch möglich, die Außenschenkel nach Abb. 2 senkrecht
zur Schnittrichtung der Bleche zu unterteilen oder die Drähte, mit denen die Stromkreuzung
der Hilfswicklung erfolgt, wie Abb. 3 zeigt, durch Löcher 22 in den sonst einteilig
bleibenden Außenschenkeln des Hauptkernes 15 hindurchzuziehen und so die Außenschenkel
des Haupteisenkernes nur an den Stellen zu teilen; an denen die Hilfswicklung durchzuziehen
ist.
-
Es ist also hierdurch die Möglichkeit gegeben, den Querschnitt des
Querlochganges des Isolierkörpers wirkungsvoller auszunutzen, so daß ein bestimmtes
Modell bei gleichen AW-Zahlen eine größere Meßleistung bzw. bei geringeren AMT-Zahlen
die gleiche Meßleistung ergibt.