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Stromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung Zur Erhöhung der
Leistungsfähigkeit und Genauigkeit von Stromwandlern sind verschiedene Kunstschaltungen
bekannt. Kennzeichnend für diese Kunstschaltungen ist das Vorhandensein einer Vormagnetisierungswicklung,
die den Zweck hat, das magnetische Potential des Stromwandlerkernes zu heben, damit
der Nullpunkt der Erregung durch den Primärstrom nicht-mit dem Nullpunkt der Magnetisierungskurve
zusammenfällt, sondern auf einem geradlinigen Teil dieser Kurve liegt. Die durch
die Vormagneti.sierungswicklun.g erzeugten zusätzlichen magnetischen Flüsse müssen
sich natürlich, bezogen auf die Primär- und Sekundärwicklung, aufheben.
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Bei der einen der beiden gebräuchlichsten Kunstschaltungen besteht
der von der Primärwicklung umfaßte Eisenkern aus zwei gleichen Teilen: Die Sekundärwicklung
ist zunächst um den einen Eisenkernteil ein- oder mehrmals und dann um beide Eisenkernteile
mit der entsprechenden Zahl von Windungen herumgelegt. Sie bildet also selbst die
Vormagnetisierungswicklung. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Abgleichung
des Wandlers verhältnismäßig grob ist und daß der Vormagnetisierungsbereich sehr
groß ist, nämlich ebenso groß wie. der Magnetisierungsbereich des ganzen Eisenkernes.
Dies ist unerwünscht, weil bei höheren Stromwerten die Vormagnetisierun,g überflüssig
ist, also unnötige Energie, die ja von der Primär-
Wicklung geliefert
«-erden muß, verbraucht wird. Auch ist die Überstromziffer von mit dieser Kunstschaltung
versehenen Wandlern kleiner als bei Wandlern olirie Kunstschaltung.
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Bei der anderen gebräuchlichen Kunstschaltung wird die Vormagnetisierung,
welche die beiden Teile des Eisenkernes so umfaßt, daß die in den beiden Teilen
durch sie erzeugten Flüsse .einander entgegen gerichtet sind, von einer auf einem
Hilfskern aufgebrachten Wicklung gespeist. Der Hilfskern wird von der Primärwicklung
erregt und kann so bemessen werden, daß er bereits bei Primärnennstrom gesättigt
ist. Diese Kunstschaltung ist also schon günstiger als die zuerst erwähnte, zumal
sie auch eine feinere Abgleichung gestattet. Sie hat aber den Nachbeil, daß der
eigentliche Stromwandlerkern bei gegebenem Eisenkernraum einen kleineren Ouerschnitt
erhalten muß, damit der Hilfskern in dein zur Verfügung stehenden Raum mit untergebracht
werden kann. Diese Verkleinerung des Ouerschnittes des eigentlichen Stromwandlerkernes
spielt zwar hinsichtlich der Sekundärleistung keine- Rolle, da durch die Kunstschaltung
ja eine wesentliche Erhöhung der Leistungsfähigkeit erzielt wird. Sie hat aber eine
in den meisten Fällen unerwünschte starke Verkleinerung der überstromzifber zur
Folge.
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Die Erfindung betrifft einen Stromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung,
der diesen Mangel nicht hat. Erfindungsgemäß ist die Vormagnetisierungswicklung
an die Sekundärseite eines Hilfswandlers angeschlossen, der primärseitig im Zug
der die Bürde enthaltenden Sekundärwicklung oder einer anderen Wicklung des Stromwandlers
liegt.
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Zweckmäßig wird die Primärseite des Hilfswandlers im Zuge derjenigen
Stromwandlerwicklung angeordnet, die das gleiche Potential wie die Vormagnetisierungswicklung
aufweist. In den meisten Fällen wird dies die Sekundärwicklung des Stromwandlers
sein. Bei Kaskadenstromwandlern mit einem oder mehreren Eisenkernen wird man die
Primärseite des Hilfswandlers im Zuge der Schubwicklung oder der Kopplungswicklung
anordnen.
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Der Eisenkern des Hilfswandlers besteht vorzugsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung,
die einen geringen Magnetisierungsbedarf hat. Der Hilfswandler braucht nur eine
geringe Leistungsaufnahme aufzuweisen und kann daher kleine Abmessungen erhalten.
Seine Sättigungsgrenze erreicht er zweckmäßig bei Nennstrom im Stromwandler. Mit
seiner Hilfe kann die: Kunstschaltung selbst und die Lage der Fehlerkurven des Stromwandlers
feinstufig abgeglichen werden. Er wird vorteilhaft innerhalb des Stromwandlergeliäuses
untergebracht werden.
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Der Hilfsstromwandler kann auch in Sparschaltung geschaltet sein.
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In der Abb. i ist schaltungsmäßig ein Ausführungsbeispiel für einen
Stromwandler geinäß der Erfindung dargestellt. Der Eisenkern des Stromwandlers besteht
aus zwei gleichen Teilen i i und 12, die sowohl von der Primär-13 als auch von der
Sekundärwicklung 14. umschlossen sind. Mit 15 ist die Vormagnetisierungswicklung
bezeichnet, die auf die beiden Eisenkernteile i i und 12 so aufgebracht ist, daß
sich die von ihr in diesen beiden Teilers erzeugten Flüsse, bezogen auf die Se:;undärwicklung,
aufheben. Die Vormagnetisierungswicklung 15 wird von der Sekundärwicklung eines
kleinen Hilfswandlers 16 g,-speist, dessen Primärwicklung im Zuge der Sel.:undärwicklung
14 liegt. 1lit h und I_ sind die Primärklemmen, mit k und I
die Sekundärklemmen,
an die die Bürde B angeschlossen wird, bezeichnet.
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Die Abb. 2 zeigt den gleichen Stromwandler wie Abb. i, jedoch mit
einem in Sparschaltung geschalteten Hilfswandler 16' mit einigen wenigen Windungen
zur Speisung der Vormagnetisierungswicklung 15. Der Hilfswandler kann hier gegebenenfalls
auch aus einem .im Zuge der Sekundärwicklung 14 liegenden und mit seinen Enden an
die Vormagnetisie-rungswicklung angeschlossenen stabförinigen Leiter bestehen, der
von einem zylindrischen Eisenkern umgeben ist. In diesem Falle weist sowohl die
Primärseite als auch die Sekundärseite des iri Sparschaltung gdschalteten Hilfs«-andlers
nur eine einzige Windung auf.
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In der Abb. 3 ist ein Kaskadenstroniwandler mit einem Eisenkern dargestellt.
Die Primärwicklung 13 umschlingt den oberen Schenkel des wieder in zwei Teile ii
und 12 unterteilten Eisenkerns, während die Sekundärwiclzlung 14 auf dem unteren
Schenkel aufgebracht ist. Jede der beiden Wicklungen ist gegenüber dem Eisenkern
in üblicher Weise für die halbe Betriebsspannung isoliert, so daß also der Eisenkern
ein mittleres Potential aufweist. Die Vormagnetisierungswicklung 15 ist auf dem
oberen Schenkel in derselben Weise wie bei dem in Abb. i dargestellten Beispiel
angeordnet und wird von dein Hilfswandler 16 gespeist, dessen Primärwicklung hier
nicht im Zuge der Sekundärwicklung, sondern im Zuge der miteinander verbundenen
Schuhwicklungen 17 und i8 liegt. Dies ist isolationstechnisch günstiger, weil die
Vormagnetisierung ebenso wie die Schubwicklung auf dem Potential des Eisenkernes
liegen.
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Die Abb. d. zeigt einen Kaskadenstrorn-
Wandler mit
zwei Kernen. Der eine Eisenkern besteht wieder aus zwei gleichen Teilen i i, 12
und ist als Mantelkern ausgebildet; dessen mittlerer Schenkel in dem Querdurchgang
eines Querlochisolierkörpers i9 liegt, der von der Primärwicklung 13 umschlungen
ist. Auf dem mittleren Schenkel befindet sich die Vormagnetisierungswicklung 15
in der üblichen Anordnung und eine Kopplungswicklung 2o. Der zweite Eisenkern 21
ist ebenfalls ein Mantelkern, dessen mittlerer Schenkel den Querdurchgang eines
zweiten Querlochisolierkörpers 22 durchsetzt und die Sekundärwicklung 1.4 trägt.
Um den Querdurchgang dieses Ouerlochkörpers ist eine Kopplungswicklung 23 geschlungen,
die mit der Kopplungswicklung 2o verbunden ist. Im Zuge dieser Kopplungswicklungen
liegt die Primärwicklung des die Vormaggnetisierungswicklung 15 speisenden Hilfswandlers
16, der im Innern des Ouerlochkörpers 22, wie -die Abb. q. zeigt, untergebracht
sein kann.
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Der zweite Eisenkern 21 kann -gegebenenfalls in der gleichen Weise
wie der Eisenkern 11, 12 mit einer Kunstschaltung versehen werden.
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Ebenso, wie bei dem in Abb. 2 dargestellten Beispiel kann auch bei
den Stromwandlerschaltungen nach den Abb. 3 und q. der Hilfswandler 16 in Sparschaltung
geschaltet sein.