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Einrichtung zur Spannungsversorgung einer Scheinwiderstandsmeßeinrichtung
für elektrische Maschinen mit Wechselstrom von Netzfrequenz
Zur Feststellung eines
Windungsschlusses bei Wicklungen von elektrischen Maschinen ist es bei spielsweise
l) ekannt, den Scheinwiderstand der Wicklung mit Wechselstrom zu prüfen. Bei den
bekannten Anordnungen wird der aus dem Wechselstromnetz entnommene Strom durch Widerstände
auf die gewünschte Stärke begrenzet.
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Da das Meßverfahren häufig eine Erregung der zu prüfenden Wicklung
mit einem verhältnismäßig starken Wechselstrom erfordert, lassen sich die bekannten
Anordnungen nur dort anwenden, wo ein entsprechend bemessener Anschluß an das Wechselstromnetz
vorhanden ist; sie benötigen ferner Regelwiderstände, die für eine entsprechend
hohe Strombelastung und Leistungsaufnahme bemessen sind und besondere Vorkehrungen
für die Wärmeabfuhr erfordern. Die starke Wärmeentwicklung in den Widerständen gestattet
insbesondere nicht, die temperaturempfindlichen Meßinstrumente in ihrer Nähe anzuordnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Spannungsversorgung
einer Scheinwiderstandsmeßeinrichtung o. dgl. mittels Wechselstrom von Netzfrequenz
zu schaffen, welche an jeden normal bemessenen Anschluß des Wechselstromnetzes angeschlossen
werden kann. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß die für den jeweiligen Prüfling
geeigneten Strom- und Spannungswerte durch einen Umspanner mit veränderlichem Ubersetzungsverhältnis
aus Netzwechsel-
strom von Normal frequenz hergestellt werden. Der
Umspanner nach der Erfindung gestattet unter Verwendung geeigneter Schaltmittel
eine vielseitige. Änderung des Übersetzungsverhältnisses in anpassung an den jeweiligen
Bedarfsfall. Der Sekundärstrom wird dem Prüfling zugeführt. Das Verhältnis der an
dem Prüfling wirksamen Spannung zu dem Sekundärstrom ergibt den bei Netzfre (luenz
wirksamen Scheinwiderstand des Prüflings. ISei Messung besonderer Wicklungen, z.
B. der Feld- und Wendepolspulen von Gleichstrommaschinen größerer Leistung, wie
Bahnmotoren und ähnlichem, ist die Anwendung einer hohen Aleßstromstärke erforderlich,
damit zwischen den einzelnen Windungen eine hinreichend hohe Prüfspannung entwickelt
wird, die einen Windungsschluß mit Sicherheit in Erscheinung treten läßt.
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Die hierbei erforderlichen Stromstärken zwischen 20 und 100 A vermag
die Einwirkung nach der Erfindung der üblichen Lichtnetzinstallation dadurch zu
entnehmen, daß durch den Umspanner mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis die
Netzspan-Ilung unter Erhöhung der Stromstärke entsprechend herabgesetzt wird. Der
Umspanner wird vorzugsweise als Spartransformator ausgebildet, damit trotz möglichst
hoher Leistung das Gewicht iii solchen Grenzen gehalten werden kann, welche die
Ausbildung der Meßeinrichtung als tragbares Gerät ermöglichen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. I das Schaltungsschema der Meßeinrichtung, Fig. 2 bis 4 verschiedene
Schaltungen des Spartransformators, Fig. 5 eine Ansicht der Meßeinrichtung, Fig.
6 eine Schaltung des Spannungsmessers.
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Der Transformator T R (Fig. 1 bis 4) besitzt im Beispiel vier gesonderte
Spulen Pi, P2, P3 und P4, welche eine Veränderung des Ubersetzungsverhältnisses
in weiten Grenzen gestatten. Die Spule P4 ist mit mehreren Anzapfungen versehen,
die zu einem Stufenschalter St führen. Mittels des Stufenschalters können feinstufig
verschiedene Spannungen an die Klemmen PK 1 und PK2 gelegt werden; die Klemme PK
1 ist ständig mit der Klemme b verbunden, an welcher auch das Ende der Transformatorwicklung
liegt. An die Klemmen PK I und PK2 wird der Prüfling angeschlossen. An den Klemmen
a und b liegt die Netzspannung.
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ISei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Spulen PI bis P4 kann
an den Klemmen PK r und PK2 eine Spannung erzeugt werden, welche zwischen o und
etwa I/4 der Netzspannung veränderbar ist, die zwischen den Klemmen a und b liegt.
Der Drahtquerschnitt der Wicklung P4 ist so bemessen, daß bei den unteren Stufen
etwa der zehnfache und bei den oberen Stufen noch etwa der vierfache Stromwert über
die Klemmen PKI und PK2 entnommen werden kann, als aus dem an die Klemmen NI und
N2 angeschlossenen Wechselstromnetz über die Klemmen a und b Strom dem Transformator
TR zugeführt wird. Bei einem Anschluß des Lichtnetzes, der üblicherweise für 10
A bemessen und abgesichert ist, können somit mittels der Einrichtung nach der Erfindung
Prüfströme bis zu 100 A über die Klemmen FK I und ?K2 2 bei kleinen Spannungen entnommen
werden. Der aus dem Wechselstromnetz, welches an die Klemmen N I und V 2 angeschlossen
wird, entnommene Strom wird durch einen Strommesser 4 1 überwacht. Dieser Primärstrom
kann durch einen regelbaren Widerstand W1 in einem kleinen Bereich verändert werden.
Der über den Stufenschalter ST und die Klemmen PKI und PK2 dem Prüfling zugeführte
Sekundärstrom wird durch einen Strommesser A2 gemessen. Durch Änderung des Widerstandes
W1 W wird der Sekundärstrom im gleichen Verhältnis wie der Primärstrom feinstufig
geregelt. Im Kreis des Sekundärstromes liegen Klemmen ZK, die für gewöhnlich überbrückt
sind und welche die Einschaltung eines zusätzlichen Strommessers o. dgl. gestatten.
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Die Schaltung der Spulen P1 bis P 4 des Transformators TR, wie sie
in Fig. 2 dargestellt ist, wird benutzt, wenn für die Prüfung höhere Spannungen
gewünscht werden. als sie mit der Schaltung nach Fig. I einstellbar sind. 13ei dieser
Schaltung liegen die Wicklungen P 2 und P 3 zueinander parallel; sie sind mit gleicher
Windungszahl ausgeführt und durch die IaralIelsclialtung- mit höherer Stromstärke
belastbar als die Einzelspulen in der Hintereinanderschaltung nach Fig. r. In der
Schaltung nach Fig. 2 regelt der Stufenschalter ST die Prüfspannung zwischen Werteii
voll etwa 1/3 und 2/3 der Netzspannung, bei einer Xetzspannung von 220 V also zwischen
etwa 70 und 140 V. Hierbei kann maximal der dreifache Strom dem Prüfling zugeführt
werden.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung liegen lediglich die Spulen
P 4, 4, P 2 uiid P 3 in Reihe, während die Wicklung I> I nicht benutzt wird.
Die Prüfspannung kann hierbei durch den Stufenschalter ST zwischen 2/3 und der vollen
Netzspannung geregelt werden.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltung liegt die Wicklung P 4
in Reihe mit den Wicklungen P1, P 2 und P 3. Die Xetzspannung wird über die Klemme
an einer Anzapfung der Wicklung P 4 zugeführt; wenn an den Klemmen a und h eine
Primärspannung von 220 V liegt, dann kann jetzt durch den Schalter ST eine Sekundärspannung
mit höheren Werten als die Xetzspannung abgegriffen werden. Die höchste Spannungsstufe
liegt bei etwa 280 V, d. h. bis etwa 35 </o über der Netzspannung.
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Die Umschaltung der vier Wicklungsspulen P I, P 2, P 3 und P 4 des
Transformators TR in die verschiedenen Anordnungen der Fig. I bis 4 wird durch einen
vierstufigen Umschalter UT (Fig. 5) vorgenommen, welcher in bekannter Weise als
Walzen- oder Paketschalter mit einer entsprechenden Kontaktanordnung ausgeführt
sein kann.
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Die Netzanschlußklemmen N1 und N2 (Fig. 1) sind nicht unmittelbar
mit den Klemmen a, b des Stufentransformators TR verbunden, sondern werden erst
durch einen Schalter PPH in dessen Stel-
lung 3 durchgeschaltet,
während in den nicht gezeichneten Stellungen I und 2 Kontrolleinrichzungen I,etätigt
werden.
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Ein Spannungsmesser V kann mittels eines Meßumschalters MS (Fig.
6) wahlweise an das Wechselstromnetz ?\, an die Prüfklemmen Po und an besondere
Meßklemmen MK angelegt werden. Diese Meßklemmen MK gestatten den Anschluß von Teilwicklungen
des Prüflings, so daß aus mehreren in Reihe geschalteten Spulen eine herausgegriffen
werden kanti und durch Messung ihrer Teilspannung durch Windungsschlüsse hervorgerufene
Fehler eingegrenzt werden können.
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Die einzelnen Meßinstrumente, Anzeigelampen L 1 und L 2 und Schalter,
sind auf einer Schalttafel (Fig. 5) angeordnet, welche in einen tragbaren Koffer
eingebaut werden kann. Hinter einem Gitter, welches Luftumlauf gestattet, sitzt
der Transformator TR. Der Strommesser A I, der für gewöhnlich den Netzstrom mißt
und daher nur mit einem verhältnismäßig kleinen Meßbereich ausgerüstet ist, kann
mittels eines Schalters R an Stelle des Strommessers A2 in den Sekundärkreis eingeschaltet
werden, wenn bei einer der Schaltungen nach Fig. 3 und Fig. 4 bei großen Prüfspannungen
nur kleine Prüfströme entnommen werden, die von dem für einen großen Meßbereich
ausgelegten Strommesser A 2 nicht genau genug angezeigt werden.
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Der Spannungsmesser V ist mit verschiedenen Meßbereichen ausgerüstet,
welche nach Art der in Fig. 6 dargestellten Schaltung durch den Meßschalter MS umgeschaltet
werden, so daß durch den gleichen Umschalter der Anschluß an die jeweils gewünschten
Klemmen wie die Einstellung des Meßbereiches vorgenommen wird.
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Das Gerät trägt schließlic'h noch zwei Klemmen H, L (Fig. I und 5),
welche unmittelbar mit den Klemmen I und N 2 für den Anschluß des Wechselstromnetzes
verbunden sind und beispielsweise den Anschluß einer Handlampe ermöglichen, die
in schlecht beleuchteten Räumen die Durchführung der Messung erleichtert.
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PATENTANSPRCHE: I. Einrichtung zur Spannungsversorgung einer Scheinwiderstandsmeßeinrichtung
für elektrische Maschinen mittels Wechselstrom von Netzfrequenz, dadurch gekennzeichnet,
daß die für den jeweiligen Prüfling geeigneten Strom-und Spannungswerte durch Umspanner
mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis aus Netzwechsd strom von Normal frequenz
hergestellt werden.