DE696588C

DE696588C - hstrommesswandlern

Info

Publication number: DE696588C
Application number: DE1937A0082771
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-04-28
Filing date: 1937-04-28
Publication date: 1940-09-25

Description

Anordnung zum Anzeigen der Stromrichtung bei Gleichstroinmeßwandlern Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Anzeigen der Stromrichtung bei Gleichstromwandlern mit durch Gleichstrommagnetisierung beeinflußter Induktion -eines Wechselstromkreises. Werden bei derartigen Gleichstromwandlern die Sekundärwicklungen der vorhandenen Kerne in Reilhe geschaltet, so tritt bei entgegengesetztem Verlauf der Grundwellen des Wechselflusses. in beiden z. B. ringförmigen Kernen die 2. Harmonische, die bei vormagnetisiertem Eisen im Magneti-' sierungsfluß sich ausbildet, nicht mehr im Strom, sondern im Fluß beider Ringe gleichphasig auf.
Diese Erscheinung wird bei dem Exfindun;gsgegenstand zum Anzeigen der Stromrichtung benutzt, indem erfindungsgemäß der durch Umkehr der Gleichstromrichtung in. derartigen Schaltungen eintretende Phasenwechsel der 2. Harmonischen im Wechselflußoder im Magnetisierungsstrom des Wandlers zur Anzeige benutzt wird. Es ist hierbei.vorteilhaft, den Richtungswechsel der 2. Harmonischen des Gleichstromwandlers in Verbindung mit einer von einer Hilfsstromquielleerzeugten 2. Harmonischen konstanter Phasenlage zur Betätigung eines wattmetrischen Systems zu benutzen. An sich ist es bereits bekannt, die bei derartigen. Wandlern. auftretenden Oberwellen zur Messung der Gleichstromstärke zu verwenden.
In der Abb. r sind mit al, und bz die Grundwellen und- mit a2 und b2 die zweiten Ober-'wellen des- Wechs@elflusses, der beiden Kerne I und II eines Gleichstromwandlers und durch Schraffur die, gleichen Flächen F bezeichnet, die durch die Verschiebung der Bezugsachse entstehen. Man erkennt, daß die 2. Harmonischen der Kerne mit hintereinandergeschalteten Wicklungen sich in bezug auf, die Wicklungen aufheben, während- sie in 7 bezug auf Kerne im gleichen Sinne auftreten,.; weil die Gleichstromvormagnetisierung ir beiden Kernen gleichsinnig ist. Die 2. Harmonische im Fluß tritt somit gleichzeitig auf, während bei Umkehrung des Gleichstromes die 2. Harmonische einen Phasenwechsel von i8o° vornimmt.
Ist, wie der Abb.3 zu entnehmen ist, die Schaltung so gewählt, daß beide von einer den Gleichstrom J= führenden Wicklung id durch die Wechselstromaufnahme vormagnetisierten Ringen I und II von einer gemeinsamen Wicklung c umgeben sind, so wird in dieser in bekannter Weise nur die Spannung der 2. Harmonischen induziert. Gemäß der Schaltung in der Abb.3 wird die Spannung der 2. Harmonischen einem wattmetrischen Systeme zugeführt, derart, daß die zweite Spule dieses Systems mit einer 2. Harmonischen konstanter Phasenlabe erregt wird. Auf diese Weise kehrt sich die Anzeige des Instrumentes s oder die Kontaktstellung eines entsprechenden Relais mit dem Gleichstrom UM.
Bei Parallelschaltung beider Ringe I und II tritt die 2. Harmonische dagegen nicht mehr im Wechselfluß, sondern im Magnetisierungsstromeines Ringes auf. Wenn die Hilfsstromquelle des wattmetrischen Systems keine Grundwelle führt, kann der Magnetisierungsstrom eines Ringes unmittelbar über die Stromspule des Systems geleitet werden (vgl. Abb. 4.).
Die 2. Harmonische des Hilfsstromes kann von -einer z. B. permanent oder von einem Hilfsgleichstrom vormagnetisierten Wechselstromdrossel geliefert werden. Am einfachsten erzeugt man sie, indem man einphasigen Wechselstrom z. B. über einen Trockengleichrichter g (vgl. Abb-. 3 und g) gleichrichtet. Nach Abb.2 kann man nämlich den gleichgerichteten einphasigen Wechselstrom J in einen Gleichstrom i- und einen überlagerten Wechselstrom!, zerlegen. Der letztgenannte besteht aus einer 2. Harmonischen höherer Ordnungszahl.
Führt man also den gleichgerichteten Wechselstrom der zweiten Spule des dynamometrischen Systems e zu, so bleibt die Gleichstromkomponente unwirksam, da die vom Wandler erregte Spule des Systems keinen Gleichstrom enthält. Nur die 2. Harmonische mit ihren gradzahligen Oberwellen ist am Drehmoment beteiligt. I Man kann indessen auch mit an sich bekannten Mitteln den Gleichstromanteil aus dem Hilfsstrom heraussieben, wenn man die evtl. zusätzliche thermische Belastung des Systems vermeiden will. Die richtige Phasen-.-jage der 2. Harmonischen iin Hilfsstromkreis `;Qiwzielt man bei vorhandenem Drehstromsystem 's v'e'ckmäßig durch einen geeigneten Spa niiungsabgriff an Hilfstransformatoren über Spannungsteiler oder durch wechselweise Verwendung von Phasenspannung und verketteter Spannung. Man kann ferner auch durch Verwendung von Wirk- und Blindwiderständen im Hilfskreis die Phasenlage der 2. Harmonischen beliebig beeinflussen.
Bei Verwendung eines Dynamometers als Anzeige- oder Schaltorgan muß die 2. Harmonische im Hilfs- und Hauptstromkreis gleichphasig,' bei einem Ferrarissystem um 9o° phasenverschoben sein. -Während in der Abb-.3, wie erwähnt, die Schaltung eines Rückstromrelais mit dynamometrischem System bei Reihenschaltung dargestellt ist, zeigt .die Abb. q. eine entsprechende Anordnung bei Parallelschaltung der Wandlerringe I und II. Sowohl bei -der Schaltung nach dieser Abbildung als auch nach Abb.3 empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise einen Vorscbaltwiderstand z zu verwenden.
Die beschriebene und dargestellte Anordnung eines Rückstromrelais kann vorzugsweise sowohl bei Gleichstromwandlern verwendet werden, bei denen für die Wechselstrommagnetisierung .eine Induktion gewählt ist, die im Bereich des Wendepunktes der Wechselstrommagnetisierungskurve liegt, die durch die gleiche Stromvormagnetisierung erhalten wird, als auch bei solchen Gleichstromwandlern, deren Kerne aus Werkstoffen, z. B. Nickeleisen oder Eisensorten ähnlicher Eigenschaften, mit praktisch rechteckig verlaufender Magnetisi@erungskurve bestehen, in deren waagerechten Ast das Arbeitsgebiet des Wandlers liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Anzeigen der Stromrichtung bei Gleichstrommeßwandlern, bei denen durch den zu messenden Gleichstrom die Induktion des Wechselstromkreises beeinflußt wird und die Wechselstromwicklungen in Reihen- oder Parallelschaltung ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Umkehr der Gleichstromrichtung in derartigen Schaltungen eintretende Phasenwechsel der 2. Harmonischen im Wechselflußoder im Magnetisierungsstrom zur Anzeige benutzt wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtungswechsel der ä. Harmonischen in Verbindung mit einer besonders erzeugten 2. Harmonischen konstanter Phasenlagie ' zur Betätigung eines wattmetrischen Systems dient.
3. Anordnung nach Anspruch, r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 2. Harmonische des Hilfsstromes von einer per: manentoder durch konstanten Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule erzeugt wird. ' q.. Anordnung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 2. Harmonische des Hilfsstromkrevseess durch Gleichrichtung -eines einphasigen Wechselstromes erzeugt wird. 5. Anordnung nach Anspruch r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß also Anzeige-.oder Schaltgerät ein Dynamometer oder ,ein Ferrarissystem verwiendet wird.