DE735567C - Universalwandler zum Oszillografieren von Gleich- und Wechselstrom - Google Patents

Description

• Universalwandler zum Oszillografieren von Gleich- und Wechselstrom

  F .s wurden bereits Gleiclstromwandler vor-

  geschlagen, die mit einem Doppelring ver-

  :eben und deren sektindüre Wech?eltrom-

  wicklungen gegengeschaltet sind. Die I-rfin-

  clung beruht nun auf der T:rl:enitnis, dafl ein

  solcher Wandler auch Tunt C)ziliorraficrcn

  von Gleichströmen beliebiger Welli-keit "e-

  eignet ist. 1nWeiterbildung dieser Erkenntnis

  erhält der Gleichstromwandler erüitclttitr_-

  geilläß eine solche Forin, die ihn zu einem

  Universalwandler fier alle Gleich- und Wcch-

  selstroill-eini#che macht.

  Der Kern eines derarti-en Wandler: besteht

  nur noch, wie aus der _111l>. r der Zeichitin',

  hervor-ellt, aus einen l C#I11@1@#11 lZlltr (1 \"1111

  hochl>erineablein Material. Seine Sektindar-

  \\'ichlttn@ h izt an eine @@ ecltscist@ onlllilf=@lian-

  nting L%@# anL@e_chlosseu. Da der llaxiilial-

  \vert der Wech:c-iiilchiktinm unter dein Sütti-

  t;ttllrat'(#rt liegt, ist der \Iarnetisicrutirsstrilnl

  sehr klein und bei richtiger Ausleruiar des

  Wandlers ini Oszilloärafen aiicitt sichtil:ar.

  Inn Sekundlirkreis liegt auferdein der \ebcn-

  schluß c mit dem ()s7lllo"rafeilatt"cllltlß d.

  Ist der Printärstroirt Il reiner @@-ecliselstroni,

  so wird dieser wie bei cinent -ewöhnlichen

  Stromwandler auf die lekund;irscite übertra-

  rcll, da der innere Widerstand des ange_schlo:.-

  scnen @\-echselstrontnetzes für clen #\# Wandler

  keine nennenswerte Bürde darstellt. Gegen-

  iüler dein nornl;ilen @@ echselstr<mlwancll@r be-

  stellt nur der Unterschied, da0S :ich der zur

  Hilfsspannung 1-- gehörende 11u1; dent ülier-

  trarcttden Wechsclfcld ;als l;r<iftire Wechsel-

  Vorllla-ileti:ierttn- überlagert. Drt sich abci'

  der Vorgang der 1-lul.lzus:annnensetzunr im

  I',ereich holier Pcrilleabilitüt allsliiclt. tritt

  hierdurch keine @-crschlcclltcrutl« vier W.ancl-

  Icreircnschaftctt citi.

  1)1e @\-ii'l;sailll<cit der @lilfssli@ailnun 11c._

  riiliit erst lwim _luftretclt vOll t@lc@c@s@renn-

  rliC'flern 111l Priill:li'stronl. Ninlint 111a11 a11.

  das \latcrial <ics hinri;rrnes ha11e die in .\1>1i. e

  ilar,mstciltr \fa@@itetisicrtul`#sl:urve# c1.11. :cllr

  1.((11e 1'ermeabilit:it 1)=s "/.t1111 lattigüngsknterC

  :;I1(1 hiernach schwaches lilieares -Ansteigen

  "; l@tn-ve durch einen dem S::tti-;ingsfluli

  Lnttfl1lli, >() nimmt rlle 1t'lztlll-

  :@:invichlnn`r einen Wechselstrom auf, (les:en

  Grude 111u1 Kurvenform :ich aus folgender

  (I):I-1C'@;111g ergehen.

  Zur,\ el-eltlf:tciltlng s('1 (las libersetwtllgs-

  #. @ I-;uiltiiis i! = i und (fallfit l11- ) und _111"1l-,

  KAM l)aun in dmcli den primären Gleich-

  strcplll il(-) der Kurvenpunkt 1' auf (ler -la-

  glletisierungskuive gegel)cil, 'welcher die Ge-

  1-:1(le Z,, x iestlegt. Während ohne Gleich-

  .;r(mlv()rnla@=netisiurun@ @ler 1\-erhs@lilul.i uni

  -- pendelt, versc)ddn er nach erfolgter N'or-

  :li;t"netisieritng seine Symmetrieachse nach .r'

  derart, dal.l der oherhalll von y Iicgende Iqui.l-

  allteil (,b'-, der einen 111=l

  \lagnedsierun;gsstroni verlangt, die gleicllt#

  Stronlnlunge (1e111 \\ echselstroninetz eIlt-

  lii:nuit, wie sie der 1#lullanteil (h"- zti seiner

  _@asl)illlntl@ in der Zeit t" mit entg:gt#ngesetz-

  1u1- Stroinrichtun- ])raucht. Die Stromkurve

  Wlült d:(11111 (lie erforderlichen tiächungleicliai

  Ilallmellun. die der l@edin@@un(g

  l'llll@#'ell. Angenommen.diese Grulldl)C'dingultg

  "-i durch die nette wnunetrieachse _i' (res

  \\"ecllsclftusses erfüllt. so kann die \Wchsel-

  @il-()illktlrl"e .1=1_l = i (1) ermittelt werden.

  Die negative Stromhall)welle er-reich schou

  iiir srhi- kleine Werte voll cl)"-- ihren Höchst-

  wert i - ",,11 = .11(-, und hält diesen Wert

  l:raktisch für die Ihmer von t" konstant. wäh-

  Icn;l die positive Stroinh albwelle eine hol=.

  ttächenglciche '#,tronlsl>itze gcringer Dauer (t')

  ausl)il(l:t.

  Damft tritt 1111 OsI1lIogramm de; SekUndar-

  stronies in die Stelle des (.ileiclistrcmws eilte

  l,'eilie von rerht:ck:ihnlichcn Trapezen, deren

  Ihilie mit deniAbszissena.bstand des primären

  l;leichstronies ül):i-eilistinnnt und deren Basis

  fast po' e1. Wägt. Ihl-e Kuppen ergehen im

  I_ichtl)ild des OSZlllograten eitle anschauliche

  1'_1'; at@dal-@tC@It111@'' des primären Glclell#trollle`.

  zumal die positiven Stromspitzen wegen ihrer

  grollen Steilheit sehr lichtschwach sind

  (_11p1): ';a). Bei einet) Grnlisch aus Gleich-

  :-1:(1 \\-tcll:elstriimell ül):rlagrrn :iclt letztere

  jetzt formrichtig, der Ersatzkurve (l(-, Gleich-

  im Stkulttl;irstr()ln. 1)aipei ist die

  \\-:'e Ila'llil)el-Il-'<t@tlilg llllal)ilatl;glg \-(111 der

  t@r@@l@e (ler l@iuicltstr(,ml:onrl)(rlente, da für (1i:

  1 A:lur ihr ingmivun I@:rhterl:kurven, die (leg

  I@,nlti:el:#ati()n@ar(,m (1's prini:iI-eil (;leich-

  .tn)tltt': darstellen, (las assen (aus RhWes von

  :1e1- lpielill@ll-l)111111a11:t1@iC'1-illlg heircit l.t

  (.\1)1,p. ,;1p ) . .

  Das -Auftreten der dmrakterisdsclwn

  I pit/eil ist ein untrügliches Zeichen für

  rflcichstromantcile, die mit gt-ol@er I=1111)tillrl-

  lichkeit angezeigt werden. 13e= rötlich ver-

  nderlic)lun l @leichstrümc#n gehen 4e c'ille 1)c-

  quenie lliiglichkeit zur Z(!itnie#;titig (_\1)10. 4.).

  Während (las Oszillograinin des Sekun(lär-

  stronws ein echtes a11)1)ild des primürun Strom-

  .gelnisches liefert, (las sich flach Eichung des

  Wzillografen

  an:werten I:il:1t,

  inillt ein Stronirnesser auf der @ekuncüirseitc

  dieses Wandlers die Gleichstronlkonlponente

  falsch. Hierfür gilt A1)1). 3 eine einfache Er-

  kliirung. Die negative @tromhallnvelle, die (leg

  Gleichstrom ahhildet, indem ihre Amplitude

  mit (lem primären Gleichstrom überein:timnit,

  ei-strccl<t sich mit diesem Höchstwert im

  (legwratz -/.Lull normalen @leichstroln«-an#l:_`r

  fast über 3l)0= e1. und erreicht damit scholl bei-

  nahe die Stromstärke des Gleichtrorres. hie

  deiche- Sti-()mnienge liefert a=per noch einmal

  die l)()sitive spitze Halbwelle. l#_: "-=e=rde z. l',.

  bei einem streuungsfreien Wandler mit recht-

  ecl<iger \fagnetisierungskurve tlie lterative

  i lalinvelle >ich theoretisch genau ül)er ein:

  voile Periode ausdehnen t1=1(1 der Mittelwert

  flus @ekunclürstromes aus lwidcn Hall)wellen

  :ich ge;#:nül>ur (lern I'rim:ii-stroin v@r(lol)peln.

  @()I-Ill:llel"@@C'l@l# 1>1 (lermlt einem1Ti(@lll:)le@@l'1'

  "villessetle @C`htltl<lal'.:L1,()1111)ei e111:111 Kern aus

  \lu-MAI 11I11 t>1)°;, im I`atektivwe rt und

  Woh für ]Mittelwert 11==1e( als leint echten

  Gleichstrrnnwandlcr.

  Es muß nach auf eine Idgenmt es ()szillo-

  grafen hingen-Wen lverrlcn. deren Kenntnis

  für die @1usw:rtung (res ( )szillo,rratl-#nis \vich-

  tig- ist. _11)1). 5a ragt (leg Endaa tles:rom eines

  l,7.ondensators über einen Flunschen Wi#ler-

  stand erstens in ;einem lvirldichen %'riatrf

  rohere: Bild), ztveiteils als Selcuticlarstrom (res

  j-111versal\lalldlel-s (m1LdneS Bilde und drit-

  tuts als @elcuii(liit-stroiii eines \\ ec)iselstroni-

  wandlers (untere, Bild). I"merhenswert ist,

  tlaß beide Wandler in 1)ezug auf Kern. Wick-

  lung und Bürde völlig gleich sind. Während

  der WechseIStroinwandler schon deutlichc

  Abweichungen 1l11 SelzuI1(lar@trohl zeigt, gibt

  der Universal\vandler mit seiner negativen

  Halbwelle ein fornig:trcnes Bild de, \-or-

  ganges. rin ]'unkt I' wird der I'riniärkrei, ge-

  iittnet. "Trotzdem deuten beim Vniversakwand-

  ler die noch vorhandenen kurzen Spitzen das

  1#orhandvtlselll ein(!, schT" s:@hwach:n, al>i;lin-

  genden C;kichstn)tii"s an. I)icse auf ((er Se-

  kundürseitt# (res 1\andlers Iliellunde (@le@c@:-

  stromk(unl)()u:ntu wird durch den Abbau (res

  l@leicltstr()mfel(les@h, leervorgerufen. der nach

  1'erscllwitt@len (1e: primären Gleichstrollic.

  einsetzt. Dieser @troltl ist _:o 11:=t1, dal.@ er

  nach _11)1>. ; a die niaGgebende obere Hall)-

  welle i111 Bild nicht sichtl)ar vergrößert. Sollte

  er trotzdem stiii'cn, so kann er durch Vergrü-

  Derung der sekundären Ohms ;heu Dämpfung

  fast angrenlficklich zum Verschwinden ge-

  bracht werden. Da, hierdurch aber der 'Und-

  ler überlastet wiir(le, legt nian parallel zum

  L )alilj@ttt)1@@\\'1(le1'#tall(1 e (Abl). (i) einet. hon-

  den:ator%, dessen Scheinwidercntnd in der

  Grüne der zulässigen Bürde liegt. Wählt man

  Gien Parallelwiderstand zu hocholiniig, so

  :ich das Abklingen de: Gleichstrom-

  liedes über einen Schwin fungsvorgang, fler

  zu positiven Stromspitzen Maß gibt. A1)1. 51)

  stellt die Wirkung der angegebenen Zusatz-

  t#inrichtung dar.

  Die l'1)erlegenheit des Universalwandlers

  gegenüber (sein Wechselstroinwandler kommt

  naturgemäß uni so deutlicher zum Ausdruck,

  je langsamer sich die primären Gleichstrom-

  vorgänge abspielen.

  Sollen die negativen Au.gleich.l)itzcn des

  Sekundärstromes von d:i' Uszillografen-

  .chleife ferngehalten «-erden, so leitet man sie

  ülmr eine Gieichrichterweiche au; Trocken-

  gleichrichtern nach _11)h.; a. IIierzu ist aller-

  dings erforderlich. daß der Primärstrom

  keinen negativen Augenblickswert hat. I3-:

  perindi.#chen Gleichstroniinipulseii, wie z. B.

  heim Anodenstrom eines Gleichrichters, legt

  man zweckmäßig die negative Ausgleicbspitzc

  durch entsprechende Wahl der SI)annung:-

  pha:e in den stromfreien "Feil (ki- l'erio(le.

  Unter Verwendung der Gleichrichterweiche

  WO (leg Sekundärstrom ein wirkliches Abbild

  des I'riniärstronies (Al)1L 7b! Irr kann nett

  Strommessern gemessen und auch zu watt-

  nietrischen 'Messungen verwandt <<.-erden. Da-

  init Ma es möglich geworden, auch bei hohen

  Anodenströmen in einfacher Weise die Licht-

  bogenverlu.te, den Anodenstrom und damit

  auch cliu mittlere @ichtl)o@@nslianaung n@unit-

  telbar zu messen.

  I>cr neue ()szili(igrafi2n Wandler eignet sich

  zurl-ntersuchung v()n -Schalt- und Ansgleich-

  vorgängen aller Art, -#1'o hohe Spannungen

  mid -Ströme cüe Anivenbmg von Shunts zuni

  Usziltog>ralieren t#r@chwere:n. Bei der Ver-

  wendung vnn hathod@nstrahlosztllo nraten er-

  möglicht er grleiclizeitig in einfacher Weise

  die erfor,lerlicbc: -SI#annuugrumfornnnin.

Claims (1)

1'ATrNTA\SPRÜCIIL: r. Universalwandler zum Dszillogra- ficren von Gleich- und Wechselstrom, da- durch gekennzeichnet. daß der Wandler als Einringwandl,#r ausgeführtIst und der Sel;titt(läri\'icl;ltiug eine 1\'ecliselstroniliilfs- spannunn voni mehrfachen Betrage des Spannungsabf- alls in der Nutzbürde zu- geführt wird. Lniversalwaiuller nach Anspruch r, dadurch. gekennzeichnet, (1a13 zur fehler- freien hertrarung, der Gleich#trrnnkoni- Imnente der Kern aus hoclipernieablein Material mit praktisch rechtwinklig ver- laufender \Ian @ti@ierun@skurve l)t#:teiit. ,1. Universalwandler nach Ana)ruch i und 2, dadurch gelcenuzeiclni,#t, <l:il:j die W itl;onstante (lcs Sckundiirl;reiscd@_: Wandler; durch ein \N-iederstandselenieiit verkleinert wird. (las aus einer mit einem Uhnischen Widerstande Imrallelgeschalt;- ten großen Kapazität besteht. Universal\vandler nach Anspruch r und 2, dadurch gelcennzeicliiiet, da[, den lnstrtnnentc#n auf (leg SelctincliirseitL- über eine Stromweiche aus Gleichrichtern nu:- eint: Halbwelle (los Sekundarstronics Zu- geführt wird.