DE756375C

DE756375C - Einrichtung zur Messung der hoeheren Harmonischen einer Wechselspannung

Info

Publication number: DE756375C
Application number: DEG95215D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Grunert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-04-13
Filing date: 1937-04-13
Publication date: 1952-11-04

Description

Einrichtung zur Messung der höheren Harmonischen einer Wechselspannung Zur Messung einzelner Oberwellen einer Wechsel spannung sind Einrichtungen be kannt, bei denen der Strom eines auf die Fre quenz der zu messenden Oberwelle abgestimmten Reihenresonanzkreises gemessen wird. Zur Verbesserung dieser Einrichtungen ist volrgeschlagen worden, an Stelle des Strommessers einen Leistungsmesser zu verwenden, dessen Stromspule in den Resonanzkreis eingeschaltet, während seine Sp annungsspule über einen Ohmschen Widerstand an die Spannung selbst gelegt wird. Hierdurch wird zwar die Beeinflussung der Anzeige durch Nachbaroberwellen verringert, aber die Einrichtung wird kompliziert und störungsanfällig, da die Spannungsspule des Leistungs messers hoch überlastbar sein muß.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Messung der höheren Harmonischen einer Wechselspannung mittels eines auf die Frequenz der zu messenden Spannungsoberwelle abgestimmten Reihenresonanzkreises.
Vor den bekannten Einrichtungen hat die Meßeinrichtung nach der Erfindung den Vorzug, daß der Fremdwelleneinfluß auf vernachlässigbar kleine Werte verringert und außerdem eine weitgehende Unabhängigkeit der Messung von Frequenzschwankungen erzielt wird.
Dieses wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß mit dem Reihenresonanzkreis ein auf die gleiche Frequenz abgestimmter, etwa den gleichen Resonanzwiderstand aufweisender Parallelresonanzkreis in Reihe geschaltet ist, dessen Spannungsabfall ein Maß für die Oberwellenspannung gibt.
Es ist bereits bekannt, zur Bestimmung von Stromoberwellen zwei etwa auf die gleiche Frequenz abgestimmte Resonanzkreise zu verwenden. Aufgabe, Wirkungsweise und Bemessung der Resonanzkreise sind aber bei beiden Meßeinrichtungen verschieden. Zwar wird in beiden Fällen eine einzelne Oberwelle aus einem Gemisch ausgesiebt, jedoch werden bei der SpannungsoberwellenmesEsung die Grundwelle und andere Fremdwellenspannungen an die Meßeinrichtung lediglich mit angelegt, während bei der Stromoberwellenmessung die Grundwelle und die übrigen Fremdwellenströme die Meßeinrichtung durchfließen müssen. Zu diesem Zweck ist in der bekannten Stromoberwellenschaltung ein Parallelresonanzkreis vorgesehen, während der parallel ge schaltete Spannungsresonanzkreis die Messung der Oberwelle vornimmt.
Dem Erfindungsgegenstand liegt die Erkenntnis zugrunde, daß in der angegebenen Schaltung und bei der besonderen Bemessung der Resonanzkreise die Spannungsabfälle am Parallelresonanzkreis für alle Fremdwellen außerordentlich viel geringer s;ind als der Spannungsabfall der Meßwelle, da nicht nur die Fremdwellenströme infolge der sperrenden Wirkung des Reihenresonanzkreises im Verhältnis zu den sie erzeugenden Spannungen wesentlich geringer sind als der Meßwellenstrom, sondern außerdem noch die resultierende Impedanz des Parallelresonanzkreisels, für die Fremdwellen viel kleiner als für die Meßwelle ist.
An einem in der Abbildung dargestellten Beispiel, dessen Werte einer ausgeführten Mßanordnung entsprechen, wird die Erfindung näher erläutert.
Bei einer Wechselspannung, die außer 100 V Grundwelle (f = 10 Hz) eine 5. Harmonische von 20 V enthält (200/0 5. Harmonische), soll die Oberwellenspannung mit der angegehenden Einrichtung gemessen werden. Man verwendet hierzu einen Reihenresonanzkreis, bestehend aus einer Induktivität von L, = 1,62 Hy und einer Kapazität von C, = 0,25 µFd, und einen Parallelresonanzkreis mit L, = I3,5 mHy und Cp = 30 1tFd.
Bei der Resonanzfrequenz f=250 Hz ist dann-5 # Lr = Cr c = 25j0 Ohm und 1 5 # # Lp = = 21,2 Ohm, wobei # die 5 # # Cp Kreisfrequenz für f = 50 Hz ist. Der Verlustwiderstand des Reihenresonanzkreises bei 250 Hz ist Rr: = 200 Ohm, der resultierende Widerstand des Parallelresonanzkreises ist bei dieser Frequenz Rp@ = 250 Ohm.
Für Grundwellenfrequenz sind die entsprechenden Werte: # Lr = 510 Ohm, 1 = 12 750 Ohm, # Cr Rr1 = 100 Ohm, # Lp = 4,24 Ohm, = 106 Ohm und # Cp Rp1 = 30 Ohm.
Der Eigenwiderstand des Spannungsmessers ist Rsp = I000 Ohm. Es fließen dann folgende Ströme: wobei Zp die resultierende Impedanz des Parallelresonanzkreises einschließlich Eigenwiderstand des Spannungsmessers ist: J1 = (0,067 + j 8,15) # 10-3 A J5 = 50.10-3 A.
Die am Spannungsmesser liegenden Spannungen sind dann: Der Grundwelleneinfluß ist somit vernachläslsigbar, zumal da sich die beiden Spannunigen bei der Anzeige mittels Effektivwertgerät quadratisch addieren.
Die in Starkstromnetzen stets auftretenden Frequenzschwankungen sind bei Einhaltung des angegebenen Bemessungsverhältnisses der Resonanzkreise praktisch ohne Einfluß auf die Messung, da die zweifache Resonanzwirkung eine Abflachung und Verbreiterung der resultierenden Kurve im Resonanzgebiet zur Folge hat.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Messung der höheren Harmonischen einer Wechselspannung mitteis eines auf die Frequenz der zu messenden Spannungsoberwelle abgestimmten Reihenresonanzkreises, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihm ein auf die gleiche Frequenz abgestimmter, etwa den gleichen ResonanzwiderstandaufweisenderParallelresonanzkreis in Reihe geschaltet ist, dessen Spannungsabfall ein Maß für die Oberwellenspannung gibt.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erte!ilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen wo9den: Deutsche Patentschrift Nr. 6I5 987; Zeitschrift für techn. Physik, 1931, S. 205, insbes. Fig. 4 und 7.