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Einrichtung zur fortlaufenden selbsttätigen Einstellung eines Gleichstromes,
der einem gegebenen zeitlich veränderlichen Gleichstrom proportional ist Es ist
bereits .eine -Einrichtung bekannt, bei welcher ein Gleichstromkreis einen Gleichstrom=
motor speist, der seinerseits einen Gleichstromgenerator antreibt. Der :erste Gleichstromkreis
gibt eine veränderliche Spannung ab-, die durch die veränderliche Drehzahl eines
umlaufenden Meßorgans und die des Gleichstrommotors bestimmt ist. Diese bekannte
Einrichtung hat demnach den Nachteil, daß für die Übertragung einer Meßgröße, nämlich
der Umdrehungszahl des umlaufenden Meß-;eräts, bzw. für die Einstellung des Gleichstroms
im Fernleitungskreis in Abhängigkeit von dem örtlichen Gleichstromkreis noch zwei
weitere umlaufende Meßgeräte notwendig sind. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten
Einrichtung besteht darin, daß die Stromstärke im Fernleitungskreis keineswegs stets
in proportionaler Abhängigkeit von der zu übertragenden Meßgröße bzw. vom ersten
Gleichstromkreis zu sein braucht, da die Stromstärke im Fernleitungskreis außer
von der Drehzahl der Gleichstrommaschine auch von dem unterschiedlichen Widerstandsverhältnis
der Fernleitung abhängig ist.
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Weiterhin ist ein Gleichstrommeßgerät bekannt, bei welchem der stromdurchflossene
Leiter in einem ihn umschließenden paramagnetischen Körper ein Magnetfeld erzeugt,
das durch ein von einem Hilfsstrom erzeugtes Magnetfeld kompensiert wird. Bei Nichtübereinstimmung
der beiden Felder entsteht ein resultierendes Feld, 'das einen Kontakt in der einen
oder anderen Richtung umlegt und dadurch über einen Servomotor eine entsprechende
Verstellung des kompensierenden Hilfsstroms einleitet. Der Kontakt bleibt so lange
geschlossen, als die Abweichung zwischen beiden Feldern besteht. Bei einer weiteren
Ausgestaltung dieser bekannten Einrichtung ist auf dem Anker, der zur Verstellung
des Kontaktes dient, eine Wicklung angeordnet zum Zweck, das Meßgerät sowohl für
Gleichstrom als auch für Wechselstrom verwendbar zu machen. Bei dieser Anordnung
werden außer dem Kontakt und dem Meßgerät noch ein Schiebewiderstand und ein Servomotor
benötigt. Der Kontakt steht im stationären Zustand, d. h. wenn keine Meßwertänderung
erfolgt, still. Er benötigt deshalb bei Meßwertsänderungen einen Anlaufweg, ehe
er den Servomotor steuert.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Einrichtung zur fortlaufenden
selbsttätigen Einstellung :eines Gleichstroms, -der einem gegebenen, zeitlich veränderlichen
und
zu messenden Gleichstrom proportional ist, insbesondere zur
Fernübertragung von Meßwerten, unter Verw endung einer dauernd spielenden Kontaktvorrichtung
und zweier auf dem gleichen Meßsystem angebrachter Wicklungen, von denen die eine
von dem zu messenden Strom:, die andere von dem einzustellenden Strom im entgegengesetzten
Sinn durchflossen wird, bei welcher der dauernd spielende Kontakt in Reihe mit einer
Batterie, mit der von dem einzustellenden Strom durchflossenen Spule und mit einem
Anzeigegerät in die Fernm:eßleitung in Reihe geschaltet und von einem Kondensator
überbrückt ist. Hierdurch wird erreicht, daß zur zeit- und amplitudengetreuen Übertragung
des Gleichs:tremes bzw. der Gleichstromschwankungen nur ein Drehspulgerät bzw. nur
ein Relais notwendig ist. Diese Einrichtung hat also gegenüber der bekannten Einrichtung
einen einfacheren Aufbau, und sie ermöglicht durch den ständig spielenden Kontakt
ein rascheres Einstellen auf einen neuen Meßwert bei Meßwertsänderungen.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung in Anwendung auf
die Fernmeßüb,ertragung einer Gleichstromstärke erläutert; sie ist aber nicht atif
diese Anwendungsmöglichkeit beschränkt, sondern sie kann überall dort verwendet
werden, wo ein Gleichstrom hergestellt werden soll, der einem vorgegebenen veränderlichen
Gleichstrom proportional sein muß.
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Abb. i zeigt die Schaltung in schematischer Darstellung. Es bedeutet
i den Stromkreis, in dem der fernzumeldende Gleichstrom fließt. 2 sind die Wicklungen
der Kontaktvorrichtung, welche ein Drehspulinstrument oder ein polarisiertes Relais
sein kann. 3 ist die dem fernzumeldenden Gleichstrom zugeordnete Wicklung, ¢ die
dem Fernleitungsstrom zugeordnete Wicklung, 5 die Kontaktfeder, die bei einem Drehspulinstrument
auf der beweglichen Spulenachse befestigt ist, während sie bei einem polarisierten
Relais auf dem Anker sitzt, der sich im Felde der Wicklungen 3, q. bewegt, 6a, 6U
die Gegenkontakte für die Kontaktfeder 5, 7 ein Kondensator, 8 eine Drosselspule,
9 eine Hilfsbatterie, io die Fernleitung und i i das Empfangsinstrum,ent.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie folgt: Auf die Kontaktfeder
5 wirken zwei entgegengesetzte Drehmomente, nämlich dasjenige des die Wicklung 3
durchfließenden fernanzuzeigenden GleichstromesJ und dasjenige des die Wicklung
q. durchfließenden Fernleitungsstromes i. Das Drehmoment des Gleichstromes J im
Kreise i wirkt dabei im Sinne der Schließung des Kontaktes 5, dasjenige des Fernleitungsstromes
1 im Sinne der Öffnung. Angenommen, der Kontakt 5, 5a sei geschlossen, so
steigt im Fernleitungskreis die Stromstärke i nach einer Kurve
a (Abt. 2 !. die durch die elektrischen Größen dieses Kreises (Induktivität
der Drosselspule 8, Spannung der Batterie 9 und iGesamtwiderstand des Fernleitungskreises)
bestimmt ist. Wenn dabei die Stromstärker, die dem im Kreis i fließenden Gleichstrom
J entsprechen möge, überschritten wird, überwiegt das Drehmoment des Fernleitungsstromies
i, und der Kontakt 5, 6a öffnet sich. Dadurch wird der ungeladene KondensatOr 7
in den Fernleitungskreis eingeschaltet, und die Stromstärke in diesem Kreis muß
infolgedessen wieder abfallen, und zwar nach einer Kurve b, die ebenfalls durch
die elektrischen Größen des Kreises bestimmt ist. Sobald der Strom i' wieder unterschritten
wird, überwiegt wiederum das Drehmoment des Gleichstromes J, der Kontakt 5, 6a schließt
sich, und das Spiel wiederholt sich von neuem. Im Fernleitungskreis fließt demgemäß
ein Strom, der im Mittel dem fernzuühertragenden Strom gleich ist, so daß also das
Gleichstrominstrument i i am Ende der Fernleitung to jeweils einen dem Wert des
Gleichstromes J proportionalen Ausschlag zeigt.
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Die beschriebene Einrichtung kann bei. spielsweise dann von besonderem
praktischen Wert sein, wenn der fernanzuzeigende Gleichstrom nur einen sehr geringen
Betrag hat. Man hat dann durch die Wahl der Windungszahlen der Wicklungen 3 und
¢ ein bequemes Mittel, die Fernleitungsstromstärke auf einen gewünschten Wert zu
bringen.
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Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin,
daß die Kreise des fernanzuzeigenden Stromes J -und des Fernleitungsstrom,es i elektrisch
völlig voneinander getrennt sind. Es erfüllt somit diese Einrichtung grundsätzlich
die Forderung der Hochspannungssicherheit, die an manche Arten von Fernmeldesystemen
gestellt wird und für die die Ringübertrager der Fernspre.chtecbnik hesonders ausgebildet
worden sind. Die Isolation zwischen den Wicklungen 3 und q. und die Isolation ,gegen
Eisen kann ohne weiteres derart ausgebildet werden, daß die für Ringübertrager vorgeschriebenen
Prüfspannungen ertragen werden.
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Die Übersetzung von Gleichströmen kann außerdem bei Summenfernmeßeinrichtu@ngen
unter Umständen mit Vorteil benutzt werden. Die den einzelnen Summanden entsprechenden
Fernleitungsström:e müssen nämlich auf gleichen Maßstab: reduziert werden, sofern
nicht schon die Gebereinrichtung Ströme gleichen Wertmaßstabes liefert. Der Proportionalitätsfaktor
des gemäß der Erfindung herstellbaren Stromes gegenüber dem vorgegebenen kann also,
wie aus den beschriebenen Beispielen
hervorgeht, einen beliebigen
Betrag i oder = i) haben. -Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist die Fernmessung von Wechselströmen :oder Wechselspannungen. Zu diesem Zwecke
wird der fernzumessende Wechselstrom der Spule 3, der ein neinseitig ,oder doppelseitig
wirkender Gleichriclltar vorgeschaltet ist, zugeführt. Die Wirkungsweisse unterscheidet
sich von der bei der Fernmessung von Gleichströmen grundsätzlich überhaupt nicht
und im einzelnen nur dadurch, daß in der Spule 3 ein pulsierender Gleichstrom statt
eines kontinuierlichen fließt.