DE737385C

DE737385C - Method for determining the phase equality of two AC voltages

Info

Publication number: DE737385C
Application number: DET53913D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Schierl
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-06-23
Filing date: 1940-06-23
Publication date: 1943-07-12

Description

Verfahren zur Feststellung der Phasengleichheit zweier Wechselspannungen Auf zahlreichen Gebieten def Elektrotechnik ist mitunter erforderlich, zwei Spannungen hinsichtlich ihrer Phasenlage miteinander zu vergleichen und insbesondere an einem Meßinstrument (Nullinstrument) abzulesen, wann Phasengleichheit vorhanden ist. Hierbei ist es wichtig, daß auch Spannungen miteinander verglichen werden können, die verschiedene Amplitude haben. Auch in diesem Fall darf das. Meßinstrument bei Phasengleicllheit nicht ansprechen.Method for determining the phase equality of two alternating voltages In many areas of electrical engineering it is sometimes necessary to have two voltages to compare with each other with regard to their phase position and in particular to one Measuring instrument (zero instrument) to read off when there is phase equality. Here it is important that tensions can also be compared with one another, which are different Have amplitude. In this case, too, the measuring instrument may be used if the phases are identical do not address.

Ein solches Meßgerät kann Anwendung finden auf dem Gebiete der 7, ielfluggeräte, der selbsttätigen Peiler, der selbsttätigen Antennennachstimmung usw. Such a measuring device can be used in the field of FIG. ielfluggeräte, the automatic direction finder, the automatic antenna tracking etc.

Es ist erwünscht, eine objektive optische Anzeige zu benutzen, die für jede in Betracht kommende Frequenz auck bei starken Abweichungen der Amplitude eingwandfrei erkennen läßt, wann Phasengleichheit der miteinander zu vergleichenden Spannullgen vorbanden ist. Dies lvird gemäß fler Erfindung dadurch erzielte daß jede der zu vergleichenden Spannungen in zwei gleiche Teilspamlungen zerlegt lvird, daß die beiden Teilspannungen jeder der zu vergleichenden Spannungen je einem von zwei gleichen aus einem Wirk-und einem Blindwiderstand zusammcngesetzten Spannullgsteilern zugeführt vUrden. daß aus einer Blindkomponente einer Teilspannung der einen der zu vergleichlenden Wechselspannungen und einer Wirkkomponente einer der Teilspannungen der anderen der zu vergleichenden Wechselspannungen die Summenspaxmung und aus den gleichen Isomponenten die Differenzspannung gebildet wird, wobei das Verhältnis von Blindwiderstand zu WirLaviderstand des einen die eine Isomponsente der zusammenzusetzendelI Spannung liefernden Spannungsteilers gleich dem entsprechenden \terhältnis des anderen die andere Komponente der zusammenzusetzenden Spannung liefernden Spannungsteilers ist, und daß die Summen-und Differenzspannungen nach Gleichrichtung über ein Me, ßinstrument, indsbesondere ein Nullinstrument, gegeneinandergeschaltet werden. Diese Schaltung läßt acuh bei ungleichen Amplituden der Eingangspannungen einwandfrei erkennen, ob Phasengleichheit vorhanden ist oder nicht. It is desirable to use an objective visual display that for each relevant frequency, even in the case of large deviations in amplitude reveals flawlessly when phase equality of the to be compared with each other Spannullgen is pre-bound. This is achieved according to the invention in that each of the voltages to be compared is broken down into two equal partial connections, that the two partial voltages of each of the voltages to be compared are each one of two equal voltage dividers composed of an active and a reactance supplied vUrden. that from a reactive component of a partial voltage of one of the to compare alternating voltages and an active component of one of the partial voltages of the other of the alternating voltages to be compared, the sum spaxmung and from the the differential voltage is formed with the same isomponents, where the ratio from reactance to wire resistance of the one is one isomponent of the element to be composed The voltage divider supplying the voltage is equal to the corresponding ratio of the other the other component of the one to be assembled Supplying voltage Voltage divider is, and that the sum and difference voltages after rectification switched against each other via a measuring instrument, in particular a zero instrument will. This circuit also leaves the input voltages with unequal amplitudes recognize perfectly whether there is phase equality or not.

Dies soll weiter lunten noch näher erläutet werden.This will be explained in more detail below.

Abb, I veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung, Die miteinander zu vergleichenden Spannungen E1 und E2 werden den Transformatoren T1 und T2 zugeführt. Diese Transformatoren sind mit je zwei Sekundärwicklungen versehen, die zweckmäßig gleich ausgebildet sind. Die von jeder der Sekundärwicklungen erzeugten gleichen Teilspannungen sind mit e1 und e2 bezeichnet. Die Tèilspannung e1 wird an dic Reihenschaltung des Widerstandes R1 und der Kapazität C1 sowie an die Reihenschaltung des Widerstandes R3 und C3 gelegt. Die Widerstände R1 und R3 sowie die Kapazitäten C1 und C3 sind gleich groß zu machen. Fig, I illustrates an embodiment of the circuit arrangement to carry out the method according to the invention, to be compared with one another Voltages E1 and E2 are fed to transformers T1 and T2. These transformers are each provided with two secondary windings, which are expediently designed in the same way are. The equal partial voltages generated by each of the secondary windings are denoted by e1 and e2. The part voltage e1 is applied to the series circuit of the resistor R1 and the capacitance C1 as well as to the series connection of the resistors R3 and C3 placed. The resistors R1 and R3 and the capacitances C1 and C3 are the same size close.

Die Teilspannung c2 wird an die Reihenschaltung des Widerstandes R2 und der Kapazität C2 sowie des Widerstandes R1 und der Kapazität C1 gelegt. Um die erwünschte Wirkung zu erzielen, ist es erforderlich, daß der Widerstand R1=R2, der Widerstand R2=R4, die Kapazität C1=C2 und die kapazit, C2=C4 ist. Ferner muß das \'erhältnis der Kapazität C1 zum Widerstand R1 das gleiche sein wie das Verhältnis der Isapazität C2 zu dem Widerstand Rq. Falls daher keine besonderen Maßnahmen zu beachten sind, ist es zu empfehlen, die Widerstände R1, R2, R3 und R4 und die Kapazitäten C1, C.. Ca und CA alle gleichzumachen. Die an der Reihenschaltung der Kapazität C1 und des Widerstandes R2 entstehende Spannung eg/1 wird dem beispiclsweise als Graetzgleichrichter geschalteten Gleichrichter Cl1 zugeführt. Selbstverställdlich könnte auch ein Einweggleichrichter oder irgendein anderer Gleichrichter angewendet werden. Die an der Reihenschaltung der Isapazität C3 und des Widerstandes R4 entstehende Spannung eg/2 wird dem Gleichrichter Gl2 zugeführt. Die zwischen den Islemmen A. Z und C, D entstehenden Spannungen werden äber das Meßinstrument M, gegebenenfalls unter Vorschaltung der gleich großen Widerstände R5 und R6, die auch regelbar ausgeführt sein können, gegeneinandergescllaltet.The partial voltage c2 is applied to the series circuit of the resistor R2 and the capacitance C2 as well as the resistor R1 and the capacitance C1. To the To achieve the desired effect, it is necessary that the resistor R1 = R2, the Resistance R2 = R4, the capacitance is C1 = C2 and the capacitance, C2 = C4. Furthermore, it must The ratio of the capacitance C1 to the resistance R1 must be the same as the ratio the isapacitance C2 to the resistance Rq. If there are no special measures to be taken are to be observed, it is recommended to use the resistors R1, R2, R3 and R4 and the capacitances C1, C .. Ca and CA all equalize. The ones on the series connection of the capacitance C1 and the resistor R2 resulting voltage eg / 1 is the example as Graetz rectifier connected rectifier Cl1 supplied. Of course A half-wave rectifier or any other rectifier could also be used will. The resulting from the series connection of the isolating capacitance C3 and the resistor R4 Voltage eg / 2 is fed to the rectifier Gl2. The between the Islemmen A. Z and C, D resulting voltages are measured via the measuring instrument M, if necessary upstream of the resistors R5 and R6 of equal size, which are also adjustable can be, against each other.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise dienen die Vektordiagramme der Abb. 2,3,4 und 5, In der Abb. 2 ist angenommen, daß die Teilspannungen, e1 und e2, phasengleich sind, jedoch verschiedene Amplitude besitzen. The vector diagrams serve to illustrate the mode of operation of Fig. 2,3,4 and 5, In Fig. 2 it is assumed that the partial voltages, e1 and e2, are in phase but have different amplitudes.

Die an der Reihenschaltung des Widerstandes R1 und der Kapazität C1 und an der Reihenschaltung des Widerstandes R2 und der Kapazität C2 entstehenden Spannungen sind, wie dies auch in dem Diagramm nacll Abb. 1 eingetragen ist, mit er1, ee1 und er2, e.2 bezeichnet, Im Vektordiagramm gemäB Abb.3 werden die Spannungen ec1 und er2 cinmal additiv zusammengesetzt, was den Vektor eg/1 ergibt, und ebenso subtraktiv zusammengesetzt, was den Vektor eg/2 ergibt.The series connection of the resistor R1 and the capacitance C1 and arising at the series connection of the resistor R2 and the capacitance C2 As is also shown in the diagram in Fig. 1, stresses are indicated with er1, ee1 and er2, e.2. In the vector diagram according to Fig. 3, the voltages ec1 and er2 are once additively put together, which results in the vector eg / 1, and likewise put together subtractively, which results in the vector eg / 2.

Die beiden Vektoren eg/1 und eg/2 haben gleiche Größe, was nachzuweisen war. Die Spannung eg/1 entspricht der Summienspannung aus ee1 und er2, während die Spannung eg/2 der Spannung aus der Differenz von er und er2 entspricht.The two vectors eg / 1 and eg / 2 have the same size, which has to be proven was. The voltage eg / 1 corresponds to the summation voltage from ee1 and er2, while the Voltage eg / 2 corresponds to the voltage from the difference between er and er2.

An Hand der Abb.4 und 5 soll gezeigt werden, daß das Gerät bei gleicher Amplitude und Phasenabweichung anspricht. Die Spannungen e1 und e. sind gleich, aber gegeneinander in der Phase verschoben. Die Teilspannungskomponenten sind rieder mit e". ec1, er2 und ec2 bezeichnet. In dem Diagramm nach. Abb. j sind die zu vergleichenden Spannungen er1+er2 und ec1-er2 in vektorieller Darstellung gezeichnet. Es ist deutlich zu crsehen, daß die resultierenden Spannungen eg/1 und eg/2 verschiedene Amplituden haben. On the basis of Fig. 4 and 5 it should be shown that the device with the same Responds to amplitude and phase deviation. The voltages e1 and e. are the same, but shifted in phase against each other. The partial stress components are low denoted by e ". ec1, er2 and ec2. In the diagram according to Fig. j the ones to be compared are Voltages er1 + er2 and ec1-er2 drawn in vector illustration. It is clear to see that the resulting voltages eg / 1 and eg / 2 have different amplitudes to have.

Das Phasenmeßgerät zeigt einen Ausschlag an.The phase meter shows a deflection.

Ins sei noch bemerlit, daß, falls es erforderlich sein sollte, das Instrument nicht nur als Nullinstrument ausgebildet sein kann, son. dern selbstverständlich auch mit ciner Skala verschen werden kann, die dem Phasenwinkel cntsprechend geteilt ist. It should also be noted that, should it be necessary, that Instrument can not only be designed as a null instrument, but. dern of course can also be given away with a scale that divides the phase angle accordingly is.

Die neue Schaltung ist infolge der Einfachheit und der geringen Zahl der Genutzte Schaltelemente klar zu übersehen und kann so robust ausgeführt werden, daß sie auch rauhen Betriebsanforderungen gerecht wird. The new circuit is due to its simplicity and small number the used switching elements can be clearly overlooked and can be made robust, that it also meets rough operating requirements.

An Stelle der Kapazitäten können selbstverständlich auch Induktivitäten zur Erzielung der Phasendrehung benutzt werden.Instead of the capacitances, inductances can of course also be used can be used to achieve the phase rotation.

Claims

PATENT CLAIMS: 1 Method for determining the phase equality two alternating voltages, characterized in that each of the Stresses is split into two equal partial voltages that the two partial voltages each of the voltages to be compared is one of two equal from an effective and a reactance composite voltage dividers are supplied that from a blind component of a partial spam of one of the alternating voltages to be compared and an active component one of the partial voltages of the other of the AC voltages to be compared are the total voltage and from the same components the differential voltage is formed, the ratio of reactance to Resistance of the one supplying one component of the voltage to be assembled Voltage divider equal to the corresponding ratio of the other the other component the voltage divider supplying the additional voltage to be set, and that the Sum and difference voltages after rectification via a measuring instrument, in particular a zero instrument, can be switched against each other.

2. Circuit arrangement for performing the method according to claim IJ characterized in that the voltage divider consists of an effective resistor and a capacity exist.

3. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that all spam lung dividers are g] calibrated.

. Circuit arrangement for performing the method according to claim In characterized in that the devices supplying the voltages to be compared or the amplifier part is so dimensioned or assigned to these sieve means in such a way that that only a narrow frequency range or even only a single frequency, two, the most prominent in the mixture to check for phase equality is used