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Einrichtung zur Bestimmung des Ubersetzungsverhältnisses eines Transformators
Es sind Einrichtungen zum Bestimmen des Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren
bekannt, bei denen in einer Kompensationsschaltung die Unterspannung des zu messenden
Transformators gegen einen Teil der Oberspannung abgeglichen wird. Dabei wird der
Oberspannungswicklung des Transformators ein Spannungsteilerwiderstand parallel
geschaltet, d. h. ein Widerstand gleichbleibender Größe, der mit einem auf einem
Meßdraht schleifenden Abgriffkontakt zum Anschluß eines Nullindikators versehen
ist.
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Um nun Transformatoren mit beliebigem tYbersetzungsverhältnisl prüfen
zu können, hat man einen an die Unterspannungswicklung angeschlossenen Hilfswandler
mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis benutzt. Dieser wird dann primär mit einer
so großen Anzahl von passend bemessenen Anzapfungen versehen, daß mit dem an einer
Skala abzulesenden Abgriff des Meßdrahtes sämtliche gewünschten Werte des Übersetzungsverhältnisses
erfaßt werden können.
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Die Erfindung löst die gleiche Aufgabe ohne Verwendung eines zusätzlichen
Hilfswandlers, der einen so geringen Eigenwiderstand haben
muß,
daß er für den Prüfling in allen Fällen eine vernachlässigbar lzleine Belastung
bedeutet und infolge des praktisch sehr beschränkten Regelbereichs des Meßdrahtes
eine sehr große Anzahl genau abzugleichender Anzapfungen erfordert. Außerdem hat
die bekannte Anordnung den Nachteil, daß der Meßwert, d. h. das Übersetzungsverhältnis,
auf der Schleifdrahtskala nicht unmittelbar abgelesen werden kann. sondern nach
einer besonderen Formel aus dem an der Skala abgelesenen Betrage und dem jeweils
eingestellten Übersetzungsverhältnis des Hilfswandlers errechnet werden muß.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, jeden beliebigen
Wert des Übersetzungsverhältnisses an einer dekadisch abgestuften Teilung unmittelbar
ablesen zu können. Dies wird bei einer Einrichtung zum Bestimmen des Übersetzungsverhältnisses
eines Transformators in einer Kompensationsschaltung mit einem der Oberspannungswicklung
des zu messenden Transformators parallel geschalteten, mit einem verschiebbaren
Abgriff für den Sullindikator versehenen Widerstand gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß dieser Widerstand aus einem mit dekadisch abgestuften Abzweigkontakten
für den Nullindikator versehenen Spannungsteilerwiderstand und einem in Reihe damit
geschalteten dekadisch abgestuften veränderbaren Vorwiderstand besteht, dessen Schaltorgane
mit entsprechenden Anzeigeorganen für die Ab-Ablesung des Übersetzungsverhältnisses
versehen sind. Vorzugsweise wird der Vorwiderstand vom Gesamtbetrage r, in Stufen
ß1 r1, ß2 # γ1, ß3 # γ1...eingeteilt, wobei γ1 den Gesamtbetrag
des Spannungsteilerwiderstandes und ß1 die Faktoren 0, 1, 2...9X1, ß2 die Faktoren
0, 1, 2...9X10-1, ß3 die Faktoren 0, 1, 2...9X10-2...bedeuten. Ist nun α #
γ1 der jeweils abgegriffene Teilbetrag des Widerstandes γ1, so ist bei
stromlosem Indikator das Übersetzungsverhältnis r2 α # γ1 Da nun r2
=γ1 (ß1+ß2+...) ist, so ist γ1#(I+ß1+ß2+ß3+...) I+ß1+ß2+ß3+... ü= =
.
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α # γ1 α Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstands.
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Dabei ist Fig. 1 ein Schaltbild, während Fig. 2 eine Ansicht des
Gerätes darstellt.
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Ein Gehäuse 1 ist mit zwei die Bezeichnungen U, 1 tragenden Klemmen
2, 3 für den Anschluß der Oberspannungswicklung 4 und zwei die Bezeichnungen u,
v tragenden Klemmen 5, 6 für den Anschluß der Unterspannungswicklung 7 eines zu
prüfenden Transformators 8 versehen sowie mit zwei Klemmen 9, 10 für den Anschluß
einer für die Prüfung zu benutzenden Wechselspannung von z. B. 220 V. Die Klemmen
2, 3 (U, V) sind an eine passend gewählte Wechselspannung anzuschließen, z. B. durch
Verbindung mit den Klemmen ri, 10.
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Die Innenschaltung ist aus Fig. I zu ersehen. An die mit der Klemme
5 verbundene Klemme 2 der Oberspannungswicklung 4 ist ein Spannungsteilerwiderstand
11 vom Betrage r1 angeschlossen. In Reihe damit liegt ein Vorwiderstand 12 vom Gesamtbetrage
r2, der in vier Dekadenwiderstandsstufen unterteilt ist, die den Beträgen ß1 # γ1,
ß2 # γ1, ß3 # γ1 und ß4 # γ1 entsprechen. Dabei sind die Dekaden
in je zehn Stufen von ß1 = 0...9X1, ß2 = 0...9X10-1, ß3 = 0...9X10-3 und ß4 = 0...9X10-3
eingeteilt, und der Stromkreis ist durch Verbindung mit der zweiten Obetrspannungsklemme
3 geschlossen. Der Spannungsteilerwiderstand 11 ist mit drei Abzweigungen derart
versehen, daß durch den beweglichen Kontakt I3 ein Betrag @# rl abgegriffen werden
kann, wobei α= I bzw. 0,I bzw. 0,01 gewählt werden kann.
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Der bewegliche Abgriffkontakt 13 ist über die Primäricklung 14 eines
einfachen Hilfswandlers 15 an die Klemme 6 angeschlossen.
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Die Sekundärwicklung 16 des Hilfswandlers ist mit einer Mittenanzapfung
versehen und über zwei durch Wicklungen 17, 18 gesteuerte Gleichrichter 19 bzw.
20 geschlossen, die z. B. als Schwingkontaktgleichrichter ausgebildet snd. Die Steuerwicklungen
17, I8 sind über einen doppelpoligen Ausschalter 21 und einen durch einen Widerstand
22 mit Parallelkondensator 23 angedeuteten Phasenregler an die Klemmen 9, 10 angeschlossen.
Die Mittenanzapfungen der Sekundärwicklung und der Gleichrichteranordnung sind durch
ein Gleichstrommeßgerät 24 miteinander verbunden.
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Bei der aus Fig. 2 erkennbaren Ausführung wird der Abgriffkontakt
13 des Spannungsteilerwiderstandes 11 durch einen Drehgriff 13' betätigt, der mit
einer Anzeigeskala verbunden ist zum Einstellen auf die drei Meßbereiche 1...10,
10...100 und 100...1000.
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Die Dekaden des Vorwiderstandes I2 werden durch Drehgriffe 12a...12d
betätigt, die mit ; Zalllenscheiben verbunden sind. wobei die betreffenden Ziffern
hinter entsprechenden Fenstern 25a...25d erscheinen.
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Man erhält somit eine dekadische Ablesung für das zu messende Übersetzungsverhältnis
I
+ ß1 ß2 ß3 ß4 ü = + + + α1 α2 α3 α4 wobei a1=I, α2=0,1,
a3=O,OI und a4=O,OOI ist, wenn die Anzeigescheibe der ersten Dekade mit dem Drehgriff
I2a eine Bezifferungzl entsprechend I + pt, die nächste Dekade mit dem Griff I2b
eine Bezifferung Z2 entsprechend ß2/a2 = ß2 # I0, die nächste mit dem Griff 12c
eine Bezifferung 3 entsprechend ß3 = ß3 # 102...
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α3 trägt.
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Vorzugsweise werden die Fenster 25a...25a in einer Reihe so angeordnet,
wie es aus Fig. 2 zu erkennen ist. Wenn dann die zu dem Griff I2a gehörigeAnzeigescheibe
die Ziffern 1.. 10 und die Anzeigescheiben der übrigen Dekaden die Ziffern ... .9
tragen, so ergibt die abgelesene Zahlenreihe unmittelbar das zu messende Übersetzungsverhältnis
ü an, wobei die Stellenzahl durch die jeweilige Stellung des Meßbereichschalters
I3' gegeben ist.
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Man kann nun die Stellenzahl auch selbsttätig bei der Ablesung dadurch
berücksichtigen, daß mit dem verschiebbaren Abgriff I3 des Spannungsteilerwiderstandes
II zugleich ein Anzeigeorgan zwangsläufig derart gekuppelt ist, daß zwischen den
in den Fenstern 25a.. 25d erscheinenden Ziffern ein die Stellenzahl andeutendes
Komma erscheint.
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Eine solche Anordnung ist in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Mit dem Handgriff I3' ist ein Hebel 26 fest verbunden, der einen Stift 27 trägt.
Dieser greift in einen Schlitz einer Schiene 28 ein, die unterhalb der Fensterreihe
25a...25d verschiebbar ist und an den mit 28a, 28b, 28C bezeichneten Stellen je
ein Kommazeichen trägt. Diese Kommazeichen sind gegenüber den einzelnen Ziffernfenstern
2sa. 25d so verschoben, daß das Komma in entsprechenden Kommafenstern 29a...29c
bei der gezeichneten Stellung des Meßbereichschalters I3' entsprechend dem Meßbereich
1. .10 hinter der ersten, bei dem Meßbereich IO . . . IOO hinter der zweiten und
bei dem Meßbereich 100...1000 hinter der dritten Stelle erscheint.
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Bei dem in Fig.. dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch eine
Einrichtung zum Verändern der Meßempfindlichkeit des Meßgerätes 24 in Gestalt eines
Drehschalters 30 vorgesehen. In diesem Fall ist zu befürchten, daß das Meßgerät
bei unsachgemäßer Bedienung durch Überlastung beschädigt wird.
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Um dies zu verhindern, kann der Bedienungsgriff für den Empfindlichkeitsschalter
30 mit dem Bedienungsgriff 13' für den Spannungsteilerabgriff derart mechanisch
gekuppelt werden, daß der Spannungsteilerabgriff nur bei der geringsten Meßempfindlichkeit
des Nullindikatormeßgerätes oder nach dessen völligem Abschalten verschoben werden
kann.
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Zu diesem Zweck ist in Fig. t der Empfindlichkeitsschalter mit einem
Abschalter für das Meßwerk verbunden, und in dieser mit »Aus« bezeichneten Stellung
kann eine in einer Führung 3I verschiebbare Stange 32 mit dem einen spitzen Ende
in eine rastenartige Vertiefung einer mit dem Drehgriff des Empfindlichkeitsschalters
30 verbundenen Scheibe eingreifen. Das andere Ende der Stange 32 ist in der gleichen
- Weise ausgebildet und kann gegebenenfalls in drei den drei Stellungen des Meßbereichwählers
I3' entsprechende rastenartige Ausnehmungen einer mit diesem verhundenen Scheibe
eingreifen. In der »Aus«-Stellung des Schalters 30 kann somit der Drehgriff I3'
beliebig verstellt werden.
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Schaltet man jedoch das Meßgerät 24 ein, so wird die Stange 32 beim
Drehen des Griffes 30 nach unten gedrückt und sperrt den Drehgriff 13'.
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Eine unzulässig große Belastung des Meßgerätes 24 kann aber auch
dann eintreten, wenn der Dekadenwiderstand 12 bei einer zu hohen Meßempfindlichkeit
des Meßgerätes eingestellt wird. Um dies zu verhindern, kann der Bedienungsgriff
für den Meßempfindlichkeitswähler30 außerdem mit dem Bedienungsgriff I2a für die
erste Dekade des Vorwiderstandes I2 derart mechanisch gekuppelt werden, daß dieser
nur bei einer genügend herabgesetzten Meßempfindlichkeit des Meßgerätes 24 bewegt
werden kann. Eine solche Einrichtung, die in Fig. 2 nicht besonders dargestellt
ist, kann ebenfalls mit Hilfe eines verschiebbaren Gliedes ähnlich der Stange 32
gebaut sein, wobei mit dem Griff 30 eine zweite Scheibe verbunden ist, die z. B.
mit einem entsprechend langen Ausschnitt versehen ist, derart, daß die Stange beim
Einstellen des Wählers 30 in die durch vollgeschwärzte Kreise angedeuteten, den
höheren Empfindlichkeiten entsprechenden Stellungen nach außen gedrückt wird und
durch Eingriff in entsprechende rastenartige, in einer mit dem Griff 12' verbundenen
Scheibe angeordnete Ausnehmungen diesen sperrt. Vorzugsweise werden auf der Oberseite
des Gehäuses I entsprechende Hinweise auf die Sperrung der betreffenden Schalter
entsprechend den Stellungen des Empfindlichkeitswählers 30 angebracht.
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Als Nullindikator wird zweckmäßig ein phasenabhängiges Meßgerät benutzt,
vorzugsweise, wie in dem Ausführungsbeispiel, ein Gleichstrommeßgerät mit einer
gesteuerten
Gleichrichteranordnung, deren Schaltphase mit der Phase
der Oberspannung des zu prüfenden Transformators übereinstimmt.
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Dadurch wird erreicht, daß der Nullindikator nur auf Abweichungen
des Überstzungsverhältnisses und nicht auf Abweichungen des Phasenwinkels anspricht.
Außerdem hat diese Anordnung den Vorzug, daß der Ausschlagssinn des Meßgerätzeigers
der jeweils ertorderlichen Abgleichrichtung zugeordnet ist.
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Bei der in Fig. I dargestellten Schaltung wird eine Gleichrichteranordnung
mit Vollrellens.haltung benutzt. Statt dessen kann aber auch ein einfacher gesteuerter
Gleichrichter in Reihenschaltung mit dem Anzeigegerät verwendet werden, wobei nur
eine Halbwellengleichrichtung erfolgt. Mittels des in Fig. I eingezeichneten, aus
dem Widerstand 22 und dem Parallelkondensator 23 bestehenden Phasenreglers kann
die Schaltphase in Übereinstimmung mit der Phase der Oberspannung an den Klemmen
U, t gebracht werden. Gegebenenfalls kann noch ein Umschalter vorgesehen sein, um
die Schaltung wahlweise an zwei verschieden hohe Spannungen, z. B. IIO und 220V,
anschließen zu können.