DE702082C

DE702082C - Einrichtung zum Messen von kleinen Gleichstromgroessen

Info

Publication number: DE702082C
Application number: DE1939S0135264
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Geyger
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1939-01-03
Filing date: 1939-01-03
Publication date: 1941-01-30

Description

Einrichtung zum Messen von kleinen Gleichstromgrößen Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Messen von kleinen Gleichstromgrößen oder anderen in solche umformbaren Größen mit einer Wechselstromdifferenzschaltung, die in beiden Zweigen mindestens je eine Drosselspule enthält, deren Eisenkern einerseits von der zu messenden Gleichstromgröße und andererseits zusätzlich von einer anderen Gleichstromgröße vormagnetisiert ist. Dabei hat die Differenzschaltung den Zweck zu erreichen, daß einer Meßgröße Null auch ein Ausschlag Null des Meßgerätes ,entspricht und bei Richtungsumkehr der Gleichstromgröße sich auch die Ausschlagsrichtung des Meßgerätes umkehrt Bei Einrichtungen dieser Art kann die Ansprechempfindlichkeit gemäß der Erfindung dadurch um ein Vielfaches erhöht werden, daß die Eisenkerne der beiden Drosselspulen mit einer weiteren zusätzlichen Gleichstrommagnetisierung versehen sind, die in bezug auf Größe und Richtung der Differenz der in den beiden Zweigen der Differenzschaltung fließenden Wechselströme entspricht.
Zu diesem Zweck ist vorzugsweise in den beiden Zweigen der Wechselstromdifferenzschaltung je eine Gleichrichteranordnung vorgesehen. Die Gleichrichter sind gleichstromseitig so geschaltet, daß die Differenz der Gleichströme zur zusätzlichen Magnetisierung der Dfrosselspulkerne dient. Dabei können auf den Drosseispulkernen besondere Hilfswicklungen vorgesehen sein, denen der Differenzstrom zugeführt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Eine Wechselstromquelle I speist über zwei getrennte Sekundärwicklungen eines Transformators 2 zwei Wechselstromkreise 3 und 4.
In dem Kreis 3 liegen in Reihenschaltung zwei Gleichrichteranordnungen 5 und 6, auf EisenkernenI3 und 14 angeordnete Dlrosselspuleng und 10 und die eine von den beiden Primärwicklungen 17 eines Differenztransformators 19. Entsprechend liegen in dem Kreis 4 in Reihenschaltung zwei Gleichrichteranordnungen7 und 8, auf Eisenkernen 15 und 16 angeordnete Drosselspulen II und I2 und die zweite Primänvicklung I8 des Differenztransformators 19. An dessen Sekundärwicklung 20 ist ein Wechselstrommeßgerät 2I mit seiner Meßspule 22 angeschlossen.
Eine zweite Meßwerkspule 23 ist mit den äußersten Endklemmen der Sekundärwicklungen des Transformators 2 verbunden. Die Gleichstromkreise der Gleichrichteranordnungen 6 und S sind je für sich über zwei in Reihe geschaltete weitere Wicklungen 24 und 25 bzw 26 und 27 der Kerne I3 und 14 bzw. 15 und I6 in der angedeuteten Polaütät angeschlossen.
Als zu messende Größe ist eine Gleichspannung angenommen, die an die Klemmen 28 und 29 angeschlossen ist. Sie speist in Reihenschaltung Steuerwicklungen 30 ... 33 der Kerne 13 ... I6. Die Gleichrichteranordnungen 5 und 7 sind gleichstromseitig durch Widerstände 34, 35 geschlossen, von denen eine zusätzliche Magnetisierung der Drosselspulkerne in Differenzschaltung abgenommen wird. Zu diesem Zweck sind die beiden Gleichrichteranordnungen 5 und 7 über in Reihe geschaltete Widerstände 37, 38 und 39 mit der in der Zeichnung angedeuteten Polarität untereinander verbunden.
Auf den Kernen 13 ... I6 sind nun noch besondere Wicklungen 42 ... 45 angeordnet, die mit der in der Zeichnung angedeuteten Polarität an die Punkte 40 und 41 angeschlossen sind, wobei 41 ein auf dem Widerstand 38 verschiebbarer Abgriffkontakt und 40 ein fester Punkt auf der gegenüberliegenden Verbindungsleitung zwischen den Gleichrichteranordnungen 5 und 7 ist. Der dargestellte Wicklungs-, Kern- und Verbindungsaufbau der Drosselspulen in den Wechselstromkreisen 3 und 4 vermeidet die Auswirkung der von den Wechselstromwicklungen herrührenden Wechsel-EMK in den Wicklungen 24 .. 27, 30 ... 33 und 42 ... 45.
Die Schaltung ist in bezug auf die Mittellinie, die längs der mittleren Wicklung 20 des Differenztransformators 19 gezogen zu denken ist, symmetrisch aufgebaut.
Wenn an den Klemmen 28, 29 keine Spannung liegt, so sind die Steuerwicklungen 30 ... 33 stromlos. Infolge des symmetrischen Aufbaues der Differenzschaltung sind dann die die Drosselspulen 9 und 10 bzw.
11 und 12 durchfließenden Wechselströme einander gleich, so daß in der Sekundärwicklung 20 des Differenztransformators 19 und somit auch in der Meßspule 22 des Meß. gerätes 21 kein Strom fließt. Die Kerne 13 ... 16 werden dabei durch zusätzliche Gleichströme magnetisiert, die von den Gleichrichteranordnungen 6 bzw. 8 geliefert werden und die Wicklungen 24 und 25 bzw.
26 und 27 speisen. Die Anordnung und Wirkung dieser Wicklungen bildet aber nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Diese bezieht sich vielmehr auf die Anordnung und Wirkung der aus den Gleichrichteranordnungen 5 und 7 gespeisten weiteren zusätzlichen Gleichstromwicklungen 42 ... 45 der Kerne 13 ... I6. Wenn die Differenzschaltung abgeglichen ist, so werden auch die Gleichrichteranordnungen 5 und 7 von gleich großen Wechselströmen durchfiossen, so daß die Gleichrichteranordnungen auch gleichstromseitig gleich große Ströme erzeugen, von denen an den vorzugsweise gleich großen Widerständen 34 und 35 gleich große, die Widerstände 37 . . . 39 durch fließende Ströme abgenommen werden. Der Abgriff 41 kann dann so eingestellt werden, daß die in den an die Punkte 40 und 41 angeschlossenen Wicklungen 42 ... 45 zur Wirkung kommende Stromdifferenz gleich Null ist.
Wenn nun aber den Klemmen28, 29 eine kleine Gleichspannung zugeführt wird, so ändern sich infolge der Vormagnetisierung der Kerne durch die in den Wicklungen 30 ... 33 fließenden Gleichströme die Widerstände der Drosselspulen 9 ... 12 in der Weise, daß je nach der Richtung der Meßspannung der Wechselstrom in dem einen Zweige der Differenzschaltung zu- und in dem anderen Zweige entsprechend abnimmt.
Die so eingeleiteten und richtungsabhän. gigen Stromänderungen in den Kreisen 3 und 4 werden nun in den einmal Bingeschlagenen Richtungen dadurch wesentlich weiter getrieben, daß sie sich gleichzeitig über die Gleichrichteranordnungen 5 und 7 auch auf die Wicklungen 42 ... 45 auswirken. Das Endergebnis dieses Vorgangs ist das Entstehen eines Differenzstromes in der Sekundärwicklung 20 des Differenztransformotors 19 von einer im Verhältnis zu der Eingangsspannung sehr großen Stärke. Dabei entspricht dieser Differenzstrom, der auch die Meßspule 22 des Meßgerätes 21 durchfließt, der zu messenden Gleichstromgröße nach Größe und Richtung, wobei der Wechselstrom seine Phase um 1800 ändert, wenn die Richtung der Gleichstromgröße weehv selt. Wenn man nun als Meßgerät z. B. ein elektrodynamisches oder ein Drehfeldt meßgerät wählt, so zeigt dieses einen Ausschlag, dessen Größe und Richtung der Größe und Richtung der zu messenden Gleichstromgröße in außerordentlich verstärktem Maße entspricht.
Eine Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch zum Messen einer Wechselstromgröße herangezogen werden, wenn diese oder eine von ihr abhängige Wechselspannung über an sich bekannte, phasenabhängig gesteuerte Gleichrichteranordnungen den Eingangsklemmen zugeführt wird. Ebenso kann man auf diese Weise eine beliebige andere Größe messen, wenn diese in eine entsprechende Gleichstromgröße umgewandelt wird.
Eine Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch für Regelzwecke benutzt werden, wobei das auf die Gleichstromgröße in verstärktem Maße ansprechende Meßgerät als Regelgerät ausgebildet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zum Messen von kleinen Gleichstromgrößen mit einer Wechselstromdifferenzschaltung, die in beiden Zweigen mindestens je eine Drosselspule enthält, deren Eisenkern einerseits von der zu messenden Gleichstromgröße und andererseits zusätzlich von einer anderen Gleichstromgröße vormagnetisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenkerne der beiden Drosselspulen mit einer weiteren zusätzlichen~Gleichstrommagnetisierung versehen sind, die in bezug auf Größe und Richtung der Differenz der in den beiden Zweigen der Differenzschaltung fließenden Wechselströme entspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zweigen (3, 4) der Wechselstromdifferenzschaltung je eine zusätzliche Gleichrichteranordnung (5, 7) angeordnet ist und diese Gleichrichteranordnungen gleichstromseitig derart geschaltet sind, daß die Differenz dez Ausgangsströme zur zusätzlichen Magnetisierung der Drosselspulkerne (13 ... 16) dient.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Ausgangsströme der Gleichrichteranordnungen (5, 7) besondere Hilfswicklungen (42 ... 45) der Drosseispulkerne (I3 ... I6) speist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die GIeichrichteranordnungen (5, 7) gleichstromseitig durch Widerstände (34, 35) geschlossen sind, von denen die zusätzliche Magnetisierung der Drosselspulkerne (I3 ... I6) in Differenzschaltung abgenommen wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleichrichteranordnungen (5, 7) gleichstromseitig über einen Widerstand (38) miteinander verbunden sind und dieHilfswicklungen (42 ... 45) der Drosselspulkerne (I3 ... I6) über einen auf diesem Widerstand verschiebbaren Abgriffkontakt (4') angeschlossen sind.