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Drehfeldrichtungsanzeiger mit aus Widerständen gebildetem künstlichem
Sternpunkt und damit verbundenem Indikator Zur Drehfeldrichtungsanzeige bzw. zur
Bestimmang der Phasenfolge in Drehstromnetzen benutzt man bisher unter anderem eine
Vorrichtung, die aus einer Sternschaltung von zwei Widerständen und einem Kondensator
besteht. Bei geeigneter Bemessung der Schaltanordnung erhält man für das Verhältnis
der Spannungen in den beiden Widerstandsphasen einen größten Wert, der den Bletrag
von 3,8 nicht übersteigen kann.
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Werden als Anzeigeinstrumente in den beiden Phasen Glühlampen verwendet,
so sind diese im Verhältnis 3,8: 1 belastet. Die Spannungen sind dabei stark unsymmetrisch,
so daß die in dem einen Zweig liegende Glühlampe das 3,8fach der im anderen Zweig
liegenden Lampe an Strom aufnimmt. Verwendet man statt der Glühlampen G]immlampen,
so kann man zwar erreichen, daß bei der einen Glimmlampe die Zündspannung noch nicht
ausreicht, während sie bei der anderen bereits überschritten ist. Es ergibt sich
aber aus dem Vorhergesagten, daß bei Steigerung der Spannung auf das 3,8fach beide
Glitumlampen zünden, so daß eine sichere Anzeige unter Umständen überhaupt nicht
möglich ist.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
bei einemDrehfeidrichtungsanzeiger mit aus Widerständen gebildetem künstlichem Sternpunkt
eine vom Mittelpunkt einer mit zwei Phasen, z, B. RS, verbundenen Reihenschaltung
aus Wirk- und Scheinwiderständen gebildeter Sternpunkt und ein zweiter künstlicher
Sternpunkt vorbanden
ist, derart. daß zwischen ihnen bei richtiger
Phasenlage eine vom Indikator, vorzugsweise einer Glimmlampe, angezeigte Spannung
auftritt oder verschwindet. Dadurch ergibt sich, daß zumindest bei der Nennfrequenz
in der Anzeigeeinrichtung je nach der Richtung des Drehfeldes entweder ein endlicher
Wert auftritt oder die Spannung Null ist.
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Eine diesen Bedingungen entsprechende Schaltung ist in zwei Ausfüllrungsbeispielen
in den Abb. 1 und 3 wiedergegeben. Die Abb. 2 und 4 zeigen die entsprechenden Vektordiagramme.
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Gemäß Abb. 1 besteht die Schaltung für einen Drehfeldrichtungsanzeiger
aus drei gleich großen Widerständen rl. die einen künstlichen Sternpunkt O bilden.
Parallel zu zwei Klemmen des Drehstromsystems sind zwei Wechselstromwiderstände
oder. wie in der Zeichnung dargestellt, ein rein Ohm scher Widerstand R und ein
komplexer Widerstand z angeordnet. Der Wechselstromwiderstand z kann aus einer Zusammensetzung
von einem reinen BlindwiderstandZh und einem Wirkwiderstand Z". bestehen.
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Um das in Abb. 2 dargestellte Vektordiagramm der Spannungen zu erhalten.
müssen, wie ]eicht ersichtlich. die Beträge von R und z gleiCh sein. Außerdem muß
die Phasenverschiehung zwischen dem Strom im Widerstande R und der verketteten Spannung
R-S 30) betragen.
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Ändert sich nun die Richtung der Spanunag R-S, so wird entsprechend
der Phasenfolge der Vektor J r entweder nach innen oder nach außen fallen. so daß
zwischen den entsprechenden Punkten 0 und A der Schaltanordnung entweder die Spannung
Null oder die Spannung Ur herrscht. Mit Hilfe eines in die Leitung O. A eingeschalteten
Indikators kaml also die Phasenfolge eines Drehstromnetzes in einfacher und sicherer
Weise angezeigt werden.
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Aus dieser Anordnung ergibt sich nun der Vorteil. daß das Verhältnis
der in beiden Fällen auftretenden Spannungen N ist im Gegensatz zu dem bei der bekannten
Vorrichtung vorhandenen Wert von etwa 3,8.
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Es ist daher möglich, die gleiche Anzeigevorrichtung bei jeder Spannung
zu benutzen, ohne damit rechnen zu müssen, daß der Indikator in beiden Spannungsrichtungen
von R-S anspricht. Die Grenze ist lediglich durch die Isolation und Belastbarkeit
der Schaltelemente gegeben.
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Zeichnet man das Diagramm gemäl3 Abb. 2 für verschiedene Frequenzen,
so ergibt sich mit Änderung der Frequenz eine Verlagerung der Punkte 0 und 0'. Das
Verhältnis der auftretenden Spannungen zwischen dem symmetrisch liegenden Sternnullpunkt
und einem der ausgewanderten Sternpunkte entsprechend den beiden Richtungen von
R-S wird also je nach der Frequenz verschieden sein Dieses Verhältnis ist jedoch
innerhalb des Frequenzbereiches von 30 bis 80 Hz immer noch größer als 4, wenn die
Abstimmung bei 50 Hz vorgenommen wurde. Es ist demnach innerhalb des Frequenzinwrvalles
von 30 bis 80 Hz ein Spannungsintervall von 1: 4 zulässig, ohne daß eine Unsicherheit
in der Anzeige entsteht.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt
Abb. 3. Es ist hier auf die Bildung eines künstlichen Sternpullktes verzichtet.
Die Anordnung der Widerstände ist so getroffen, daß an den Indikatorklemmen die
Spannung Ux den Wert der vollen verketteten Spannung zwischen zwei Phasen bei abweichender
Richtung des Vektors R-S annimmt. In zwei Phasen S und T sind je ein rein Ohmscher
Widerstand r und ein komplexer Widerstand z eingeschaltet. Die Widerstände sind
so angeordnet und so bemessen, daß sich bei richtiger Phasenlage das symmetrische
Dreieck der verketteten Spannungen gemäß Abb. 4 ergibt. Weicht die Phasenfolge von
der normalen ab, sind also beispielsweise die Klemmen R und S vertauscht, so ergibt
sich das Diagramm nach Abb. 4. wobei die Ströme in den Widerständen R den zugehörigen
verketteten Spannungen um 30 nacheilen.
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Man erhält also auf diese Weise zwischen den Verbindungspunkten der
Widerstände r and z eine Spannung Ur. die der verketteten Spannung entspricht.
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Zur Anzeige der bei abweichender Phasen folge auftretenden Spannungen
können entweder Relais oder Glühlampen verwendet werden. Ein Nachteil ist jedoch
die geringe Überlastbarkeit dieser Elemente, so daß sie nur innerhalb v erhältnismäßig
geringer Spannungsgrenzell rwendung finden k61men.
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Wesentlich günstiger gestaltet sich die Verwendung von Glimmlampen,
bei denen lediglich zur Erzielung einer Anzeige im Falle abweichender Phasenfolge
eine gewisse Mindestspannung vorhanden sein muß, während nach oben hin eine Spannungsgrenze
praktisch nicht vorhanden ist.
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Man kann die in den Abbildungen ange gebenen Schaltungen entweder
so verwenden, daß bei richtigem Drehfeld die Glimmlampe aufleuchtet, oder so. daß
sie bei richtigem Drehfeld nicht aufleuchtet. Eine Unsicherheit besteht hinsichtlich
der Anzeige in beiden Fällen insofern, als ein Nichtleuchten der Lampe auf einen
Defekt an der Lampe bzw. ein Leuchten der Glimmlampe auf das
Fehlen
einer der drei Phasen zurückzuführen sein kann. Dieser Nachteil läßt sich dadurch
vermeiden, daß man entweder die Schaltung doppelt vorsieht, also in einem Anzeigegerät
zwei Indikatoren so anordnet, daß der eine Indikator leuchten muß, während der andere
nicht leuchtet bzw. umgekehrt, je nachdem ob die richtige oder die umgekehrte Phasenfolge
angezeigt werden soll.
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Statt dessen kann man aber auch einen Umschalter vorsehen, mit dem
man beispielsweise in Abb. 3 die beiden Phasen S und T vertauscht. In der einen
Stellung des Schalters muß. dann die Glimmlampe leuchten, während sie in der anderen
nicht leuchtet.
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Ist dagegen die Lampe in irgendeiner Weise beschädigt oder fehlerhaft,
so leuchtet sie in keiner von beiden Stellungen, während beim Fehlen einer Phase
die Lampe in beiden Stellungen leuchtet.