DE647854C

DE647854C - Schaltung zur Feineinstellung des UEbersetzungsverhaeltnisses von Stromwandlern unter Verwendung zweier Kerne mit zwei in Reihe geschalteten Primaer- und Sekundaerwicklungen

Info

Publication number: DE647854C
Application number: DEA69749D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Filing date: 1933-06-14
Publication date: 1937-07-17

Description

Schaltung zur Feineinstellung des Übersetzungsverhältnisses von Stromwandlern unter Verwendung zweier Kerne mit zwei in Reihe geschalteten Primär- und Sekundärwicklungen Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Feineinstellung des Übersetzungsverhältnisses von Stromwandlern unter Verwendung zweier Kerne mit zwei in Reihe geschalteten Primär-und Sekundärwicklungen.
Bei den bekannten Anordnungen dieser Art wird zur Feineinstellung des Übersetzungsverhältnisses die Sekundärwicklungs-7ahl des Stromwandlers geändert. Um die Charakteristik des Hauptkernes nicht wesentlich zu beeinträchtigen, darf die Sekundärwicklungszahl des Hilfskernes hierbei jedoch nicht allzusehr von der Sekundärwicklungszahl des Hauptkernes abweichen. Das bedeutet wiederum, daß die Feineinstellung des Übersetzungsverhältnisses des Stromwandlers nach unten hin begrenzt ist. Um den geforderten hohen Genauigkeiten gerecht zu werden, muß das Übersetzungsverhältnis aber sehr fein, bis auf einen geringen Bruchteil eines Prozentes genau, eingestellt werden.
Die genaue, beliebig feine Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Stromwandlers wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der eine Kern eine zusätzliche Abgleichwicklung trägt, die zu den Sekundärwicklungen ohne Verwendung von Entkoppelungsmitteln parallel geschaltet ist. Vorzugsweise werden die Kerne so ausgebildet, daß sie während des normalen Arbeitsbereiches des Wandlers ungesättigt bleiben. Dadurch wird eine feste Beziehung zwischen dem Fluß der einzelnen Wandlerkerne aufrechterhalten und eine vorbestimmte Permeabilität bei allen Belastungen gesichert, trotzdem die beiden Kerne verschiedene Permeabilitätskurven besitzen. Beide Kerne sind während des ganzen Arbeitsbereiches voll ausgenutzt.
' Die einzelnen Kerne können aus einem Material gebildet sein, welches sich hinsichtlich seiner magnetischen Permeabilität innerhalb eines gegebenen Bereiches der Magnetisierung unterscheidet. Der eine der Kerne kann z. B. aus Siliziumstahl oder ähnlichem Material, welches gewöhnlich bei Transformatoren benutzt wird, ausgebildet sein, während der andere Kern aus einer Nickel-Eisen-Legierung, wie Mu-Metall, hergestellt wird.
Die Erfindung ist hauptsächlich anwendbar für Stabwandler, da diese Wandlerart bei ihrer gewöhnlichen Ausbildung nur eine relativ rohe Einstellung des . Übersetzungsverhältnisses ermöglicht. Die Erfindung kann aber auch mit Vorteil. bei Wandlern angewendet werden, welche eine größere Anzahl Primärwindungen besitzen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Stabwandler gezeichnet, dessen Primärwicklung aus dem Leiter i besteht, der durch die beiden Kerne 2 und 3, den Hauptundden Hilfskern, geführt ist. Der Kern 2 besitzt eine Sekundärwicklung 4, während der Kern 3 eine Sekundärwicklung 5 und eine Tertiärwicklung 6 aufweist. Die Sekundär-«-icklungen q. und 5 sind in Serie zwischen die Leiter 7 und 8 geschaltet, und die Tertiärwicklung 6 ist parallel zu diesen ebenfalls an die Leiter 7 und 8 angeschlossen.
.Man bezeichne die Windungszahl der Sekundärwicklung .t auf dem Hauptkern 2 Init T;, und die Windungszahl der Sekundärwicklung 5 auf dein Hilfskern mit 7',, ferner die Windungszahl der Tertiärwicklung 6 mit T4. Weiterhin stelle Il den 1'rilnärstrom, 1.., den Sekundärstrom dar, der als Resultierende des Stromes I3 und des Stromes I4 gewonnen wird. I:, ist dabei der Strom durch die Serienwicklungen mit den Windungszahlen 7';, und 7'"' und I,, der Strom der 'Certiär\vickhtng mit der Windungszahl T,. I?s sei ferner das Verhältnis zwischen den Sekundärleistungen des Haupt- und Hilfskerne, mit 1', die prozentuale Änderung des t'bersetzungsvcrll:iltnisses, welches bei Änderung der Tertia rwicklung 6 um eine Windung a uftritt und welches für einen begebenen Wert von i\' :;alt, finit r bezeichnet. Mit diesen Größen lassen sich folgende niathernatische Beziehlillgen aufstellen: Diese Gleichungen lassen sich aus einfachen Erwägungen heraus gewinnen, wenn man den linfluß des Magnetisierungsstromes vernachlässigt. Mit ihrer Hilfe kann die Windungszahl der Sekundärwicklungen des Stromwandlers nach der Erfindung gewonnen werden. Wenn man nun einen bestimmten Fall eines Stromwandlers für ein Übersetzungsverhältnis von 30 : 5 annimmt, bei welchem der Wert r o,25 % beträgt, bei dem ferner ein Wert von 6 für T, gewählt wird, dann werden für ein derart niedriges Übersetzungsverhältnis sechs Windungen auf dem Hauptkern einen Sekundärstrom in dem Stromkreis liefern, der etwas weniger als 5 Ampere, sagen wir, 4,7 Ampere, beträgt. Wenn man nun für 14 einen Wert von 0,3 Ampere zugrunde legt, dann wird nach Gleichung (2) T4 - 24, nach Gleichung (i) N - 3 und schließlich nach Gleichung (3) T,=6.
Der Wert für Ti, der tatsächlich gewählt wird, kann etwas kleiner sein als der errechnete Wert, da bei Ableiten der Gleichtangen die Aniperewindungen, welche zur Magnetisierting des 14ilfskernes erforderlich sind, nicht berücksichtigt wurden. Eine kleine Berichtigung des errechneten Wertes von 7'4 kann diese Vernachlässigung korrigieren. Wenn man für einen anderen Fall den Wert il', d. h. das Verhältnis der Sekundärleistungen in Haupt- und I3ilfswandlerwicklungen = i, setzt und r = 0g.55 0/p wählt und den Wandler für einen 1'riinarstroni von 5o Ampere und einen Sekund:irstroni von 5 Ampere bestimmt, dann wird nach den Gleichungen 1 bis 3: T;, _ 1 1 Windungen.
--- 9 1Vindtlngen Lind 7'4 = 2o @'\lilldttlilell.

Claims

I'-aTEt`TANSPRüc11L@: i. Schalttang zur Feineinstellung des (Jl)ersetzungsverhä ltnisses von Stromwandlern tinterVerwendting zweier Kerne mit zwei in l-Zeilie geschalteten Primar-und Sekuticliirwicklutigeii, zwischen denen das Atnperewindungsgleichgewicht praktisch vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, claß der eine Kern (3) eine zusätzliche Abgleicliwicklung (6) trägt, die zu den Sekundärwicklungen (4, 5) ohne Verwendung von I?ntkoliI)Itiiigstnit-'teln parallel geschaltet ist.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der. Abgleichwicklung ein Vielfaches der Windung szahlen Gier beider. Sekundärwicklunäcil betragt.
3. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß die Wandlerkerne über den gesamten Meßbereich ungesättigt sind.
4. Schaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandlerkerne aus verschiedenem magnetischem Material bestehen.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wandlerkern (2) aus Siliziumstahl, der andere (3), vorzugsweise derjenige, der die Abgleichwicklung (6) trägt, aus einer Nickel-Eisen-Legierung, insbesondere Mu-Metall, hergestellt ist.