DE858855C

DE858855C - Elektrische Messeinrichtung zur Untersuchung von Wechselstromgroessen nach Phase und Groesse

Info

Publication number: DE858855C
Application number: DEP14318A
Authority: DE
Inventors: Floris Dipl-Ing Dr- Koppelmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-12-11

Description

Elektrische Meß einrichtung zur Untersuchung von Wechs elstromgröß en nach Phase und Größe Zusatz zum Patent 853 476 Das Patent 853 476 betrifft eine elektrische Meßeinrichtung, bestehend aus einem mechanischen, durch einen Synchronmotor angetriebenen und als Gleichrichter vor ein Gleichstrominstrument geschalteten Druckkontakt. Diese Einrichtung dient zum genauen Messen von Wechselstromgrößen nach Phase und Größe, indem durch Verdrehen des Kontaktes gegenüber der Phasenlage des Synchronmotors die Phasenlage der Wechselstromgrößen zueinander und durch das Instrument die Wechselstromgrößen selbst gemessen werden. Das durch den Synchron,motor angetriebene Kontaktgerät, das cine genau definierte Kontaktschließzeit besitzt, deren Phasenlage außerdem gegenüber der Kurve der angelegten NVechselspannung einstellbar ist, sowie das zur Messung dienende Drehspulinstrument werden im folgenden kurz als Vektormesser bezeichnet.
Die vorliegende Zusatzerfindung betrifft nun die Anwendung einer solchen elektrischen Meßeinrichtung zur Messung von ÄVechselstromwiderständen unter Benutzung von Vergleichswirk- oder -blindwiderständen.
In den Fig. I bis 3 sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen die Fig. I und 2 eine Scha-ltung zur NIessung des Phasenwinkels bzw. des Leistungsbedarfs eines Wechselstromwiderstandes. Fig. 3 zeigt eine Brückenschaltung zur Messung von Fehlwinkeln.
In Fig. I ist ein Wechselstromverbraucher X dargestellt, der an einer Wechselspannung liegt und dessen Phasenwinkel gemessen werden soll. Er ist an diese Wechselspanung in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand rn geschaltet. Der Widerstand rn bildet einen Nehenschlub zu der Reihenschaltung aus dem Kontaktgerät K und dem Drehspulinstrument D, die beide als Vektormesser bezeichnet werden und mittels eines Umschalters S entweder parallel zu dem Widerstand s; oder parallel zu dem Verbraucher Ä und einem konstanten Hilfswiderstand 1V gelegt werden können. Der Vektormesser wird demnach in der Stellung 1 des Schalters S auf dem Nebenschlußwiderstand rn und in der Stellung 2 über einen Widerstand W auf die Spannung am Verbraucher X geschaltet. Das Kontaktgerät wird so eingestellt, daß es in beiden Umschaltstellunten den Instrumentenausschlag Null ergibt. Der an der Skala des Geräts abgelesene Unterschied der beiden Einstellungen ist der gesuchte Phasenwinkel.
Die Möglichkeit, mit dem Vektormesser Phasenwinkel von Wechselstromwinkelständen genau zu messen, ist deshalb von besonderem Interesse, da es kein Instrument gibt, das die gleichen Messung gen mit gleicher Bequemlichkeit und Genauigkeit auszuführen gestattet.
ÄVird in heiden Stellungen des Schalters S auch die Größe von Spannung und Strom dadurch gemessen, daß das Gerät auf das Maximum des Instrumentenausschlags eingestellt wird, so ergibt sich daraus der Leistungsbedarf des Wechselstromverbrauchers X unter der Voraussetzung, daß die Oberwellen gering- sind.
Um die Wattkomponente der Spannung an einem Verbraucher X direkt zu messen, wird der Ohmsche Widerstand rn durch eine Gegeninduktivität M ersetzt. Man erhält dadurch die Schaltung Fig. 2.
Die Bestandteile der Schaltung sind his auf die Gegenindulitivitätll dieselben wie bisher. Die Messung erfolgt in der Weise, daß zunächst in der Schalterstellung I das Kontaktgerät K so lange verstellt wird, bis das Drehspulinstrument D keinen Ausschlag zeigt. Dann wird der Schalter S bei unveränderter Einstellung des Kontaktgeräts, d. h. bei unveränderter Kontaktschließzeit und unverändertem Zeitpunkt der Kontaktschließung, auf die Stellung 2 umgelegt. In dieser Stellung mißt das Drehspulinstrument D die Wirkkomponente der Spannung am Verbraucher X. Bei Drehstrom ist dementsprechend eine Zweiwattmeterschaltung und bei großem Strom und hohen Spannungen die Vorschaltung votl ÄVan dlern notwendig.
Bei der Messung sehr kleiner bzw. sehr großer Phasenwinkel (Fehlwinkel) und hohen Anforderungen an die Genauigkeit werden Brückenschaltungen verwendet, wobei der Vektormesser das sonst übliche Nullinstrument, z. B. ein Telefon oder Vibrationsgalvanometer, ersetzen kann. Dies hat den Vorteil, daß die Anschaffung eines Spezialinstruments, wie des Vibrationsgalvanometers, vermieden wird. Außerdem kann durch Verwerdung empfindlicher Drehspulinstrumente ein sehr hohe Empfindlichkeit erreicht werden. Schließlich hat das Verfahren noch den Vorteil, daß mit unvollkommenem Abgleich der Brücke gearbeitet werden kann, d. h. daß aus der Restspannung am Drehspulinstrument die unbekannte Meßgröße ermittelt werden kann. Das bedeutet zwar praktisch einen Verlust an Genauigkeit, andererseits aher die Möglichkeit der Einsparung der sonst notwendigen Feinregelbarkeit der Präzisionswiderstände, Kapazitäten oder Induktivitäten, wie sie etwa in der Scheringbrücke vcrwendet werden.
Fig. 3 zeigt das Beispiel einer solchen Messung eines Ohmschen Widerstandes rx mit geringer Induktivität L. Die unbekannten Größen liegen mit grobstufig einstellbaren Ohmschen Widerständen r1, r2 und rn in einer Brückenschaltung. Im Mittelzweig der Brücke liegt das Kontaktgerät K und das Drehspulinstrument D, d. h. der Vektormesser.
Die Ohmschen Widerstände r1, r2 und rn werden grobstufig so eingestellt, daß der Instrumentenausschlag so gering wird wie nur möglich, d. h. daß am Mittelzweig nur eine auf die Grobstufigkeit der Widerstände zurückzuführende und nicht zu beseitigende Restspannung verbleibt. Danach wird die Größe und Phasenlage dieser Restspannung gegenüber der an die Brücke angelegten Wechselspannung U durch Veränderung von Kontalitschließzeit und Zeitpunkt der Kontaktschließung gemessen.
Liegen alle diese Bestimmungsgrößen der Restspannung vor, so kann das Diagramm der Brücke schaltung gezeichnet und berechnet werden. Daraus läßt sich dann Größe und Phasenwinkel des unbekannten Widerstandes ermitteln.

Claims

PATENTANSPPOCHF: 1. Elektrische Meßeinrichtung zur Untersuchung von Wechselstromgrößen nach Phase und Größe mit Sq-nchrongleichrichtern gemäß Patent 853 476, gekennzeichnet durch die Anwendung zur Messung von Wechselstromwiderständen unter Benutzung von Vergleichswirk-oder -blindwiderständen.
2. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Phasenwinkels eines Wechselstromwiderstandes der Synchrongleichrichter nebst Drehspulinstrument (Vektormesser) mit einem Umschalter abwechselnd auf einem Ohmschen Widerstand (rr,), der einen Nebenschluß zum Meßkreis (Vektormesser) bildet, und auf die Spannung am Wechselstromwiderstan d (X) geschaltet wird (Fig. I).
3. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Ohmschen Widerstandes eine Gegenindulçtivität (M) verwendet wird (Fig. 2).
4. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung sehr kleiner und sehr großer Phasenwinkel (Fehlwinkel) eines Wechselstromwiderstandes der Synelirongleichrichter in Verbindung mit einem Drehspulinstrument im Diagonalzweig von Wechselstrombrücken verwendet wird (Fig. 3).
5. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei unvollkommenem Abgleich der Brücke die Restspannung am Instrument gemessen wird und als Maß für den gesuchten Meßwert dient.