DE822138C

DE822138C - Schaltungsanordnung zur Frequenzmessung von Wechselstroemen

Info

Publication number: DE822138C
Application number: DEP7095A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Sartorius
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-11-22

Description

Schaltungsanordnung zur Frequenzmessung von Wechselströmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Frequenzmessung von Wechselströmen und hat die Aufgabe, eine möglichst einfache Anzeige der Frequenz mit Hilfe eines Zeiger.instrumentes zu ermöglichen.
Zur Anzeige der Frequenz von Wechselstromnetzen sind Zeigerinstrumente bekannt, die mit Resonanzkreisen arbeiten. Diese benötigen jedoch besondere Meßsysteme und verwickelte Schaltung. Die Messung ist nur linear von der Frequenz abhängig, der Meßbereich verhältnismäßig klein und die Weichung schwierig.
Gemäß der Erfindung werden diese hekannten Einrichtungen dadurch wesentlich vereinfacht, daß ein Drehspulinstrument zur Anzeige der Frequenz von Wechselströmen an den Ausgang einer Spannungskompensationsschaltung gelegt ist, die mit Gegeneinanderschaltung von Blindwiderständen arbetet. Am zweckmäßigsten hat sich dabei erwiesen, vor die beiden Blindwiderstände einen Vorwiderstand zu legen und als Blindwiderstände Drosseln oder Transformatoren zu verwenden, deren Eisenkern aus einer Legierung, z. E. Nkkeleisen, mit möglichst steilem Anstieg der Induktion bei den Anfangsfeldstärken und einer möglichst rechteckigen Form der Hystereseschleife besteht.
Man kann für die Erfindung auch die hekannte, aus einer Reihenschaltung von Drossel und Kondensator bestehende Keinathschaltung benutzen, hei der sekundärseitig der Drosselspannung eine vom Kondensator abgegriffene Spannung gegengeschaltet wird. Während hei der erstgenannten Anordnung der Zusammenhang zwischen de rFrequenz und dem angezeigten Wert linerar ist, ergibt sich bei der Keinathschaltung eine quadratische Abhängigkeit.
In den beigegebenen Fig. 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Fig. 1 liegt die Netzspannung UN über einem Widerstand Rv an einem Widerstand W1 und W2 und der Primärwicklung des Transformators T*1. Der Spannungsabfall an W2 ist gegen die Spannung der Sekundärwicklung von T1 geschaltet. Dadurch ergibt sich schon eine erhebliche Spannungskonstanz, da die gesättigte Drossel T, an sich Spannungsänderungen ausgleicht und durch die Gegeneinanderschaltung infolge der gekrümmten Kennlinie der Drossel eine weitere Kompensation der Spannungsschwankungen eintritt. Diese Wirkung wird noch verstärkt durch den Vorwiderstand Rv, der im Verhältnis zum Blindewiderstand der Drossel t1 sehr groß ist. Bei disesr Anordnung ändert sich nämlich die Aufteilung der Spannungsabfälle an Vorwiderstand und Drossel bei Änderungen der Netzspannung selbsttätig stets im Sinne einer Konstanthaltung der sekundären Spannung. Der Grund dafür liegt in den mit der Netzspannung variierenden, induktiven Widerstand der Eisendrossel.
Der Kondensator C hat nur die Aufgabe, die erforderliche Phasengleichheit zu erzeugen. Das Instrument J ist ein Drehspulgerät, und zwar ein Spannungsmesser, dem selbstverständlich zur Messung der Wechselströme ein Gleichrichter vorgeschaltet sein muß. Infolge der sehr weitgehenden Kompensation von Spannungsänderungen ist nun die Schaltung nur noch abhängig von Änderungen der Frequenz, so daß die Spannungsänderungen, die durch das Instrument J angezeigt werden, nur auf Frequenzänderungen zurückgehen. Die Schaltung hat linearen Zusammenhang zwischen der von dem Instrument J gemessenen Spannung und der Netzfrequenz.
Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 nur dadurch, daß an Stelle der Widerstände W, und W2 eine Drossel T2 verwendet wird. Die Drossel T ist wie in Fig. 1 gesättigt und die Drossel ungesättigt. Die Sekundärwicklungen sind gegeneinandergeschaltet, und der Widerstand Rv dient wie oben beschrieben zum Betrieb mit sogenanntem eingeprägtem Strom, d. h. der Strom ist annähernd nur von dem großen ohmschen Widerstand abhängig und ändert sich daher auch annähernd proportional der Netzspannung. Bei dieser Schaltung ergibt sich auch eine lineare Abhängigkeit der im Instrument J gemessenen Spannung von der Netzfrequenz.
Die Fig. 3 zeigt die bekannte Keinathsche Kompensationsschaltung, Eine stark gesättigte Drossel L ist mit einem Kondensator C in Reihe geschaltet, an dem die Spannung in gleicher Weise wie bei einem Voru-iderstand wesentlich stärker zunimmt als an der Drossel L. Parallel zum Kondensator liegt ein Transformator T, der einen Bruchteil der Kondensatorspannung sekundärseitig der Spannung an L entgetgenschaltet. Auch diese Schaltung läßt sich in der beschriebenen Weise zur Frequenzmessung verwenden, wenn man ein Drehspulinstrument an ihre Ausgangsklemmen legt, wie dies dargestellt ist.
Bei kleineren Meßbereichen verwendet man zwcckmäßig bei den dargestellten Schaltungen Instrumente mit Federvorspannung, um den Nullpunkt zu unterdrücken, Bei dieser Schaltung ergibt sich eine quadratische Abhängigkeit des im Instrument gemessenen Wertes von der Netzfrequenz.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E I. Sc!laltungsanortllullh zur Frequenzmessung von Wechselströmen dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehspulinstrument zur Anzeige der Frequenz von Wechselströmen über einen Gleichrichter an den Ansgang einer Spannungskompensationsschaltung gelegt ist, die mit Gegeneinanderschaltung von Blindwiderständen arbeitet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Spannungskompensatiunsschaltung in bekannter Weise aus einem Widerstand besteht, der in Reihe mit einem Transformator liegt. dessen Sekundärspannung dem Spannungsabfall am am Widerstand entgegengeschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine gesättigte und ungesättigt Drossel besitzt. die gegeneinander geschaltet sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindwiderstände mit eingeprägtem Strom betrieben werden.
5. Schaltungsanordnung nach Aspruch 4, dadurch gekennzeichnet. daß den Blindwiderständen ein verhältnismäßig großer ohmscher Widerstand vorgeschaltet wi rd.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß als Blindwiderstände drosseln oder Transformatoren verwendet werden, deren Eisenkerne aus einer Legierung, z. B. Nickeleisen. mit möglichst steilem Anstieg dern Induktion bei den Anfangsfeldstärken und einer möglichst dem Rechteck angenäherten Form der Hystereseschleife bestehen.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spannungskompensatin die aus Kondensator und Drossel bestehende Reihenschaltung benutzt wird, bei welcher der Drossel sekundärseitig eine vom Kondensator abgegriffene Hilfsspannung gegengeschaltet wird (Keinathschaltung, Fig. 3).