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Anordnung zur Erzeugung eines mit Wediseistrom überlagerten Gleichstromes
als Hitfsstromquelle für einen phasenabhängigen Nullstromindikator Zusatz zum Patent
887 841
Im Hauptpatent ist ein phasenabhängiger Null-- stromindikator für Wechselstrom
behandelt, der mit temperaturabhängigen Widerständen in einer Brückenschaltung arbeitet.
Die Brückenschaltung muß mit einem Hilfsstrom beschickt werden, der sich aus zwei
Strömen verschiedener Frequenz zusammensetzt. Die eine Frequenz soll gleich 4erwenigen
des Nulistromes sein, während sich die andere nach der Art des benutzten Anzeigeinstrumentes
richtet, das auf diese Frequenz ansprechen soll. In vielen Fällen wird man diese
zweite Frequenz gleich Null setzen, 4. h. man wird Gleichstrom wählen, denn dann
kann das Anzeigeinstrument ein einfaches Nullgalvanometer sein.
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Eine Anordnung zur Erzeugung des benötigten Wechselstrom-Gleichstrom-Gemisches
ist bereits im Hauptpatent beschrieben, jedoch ist sie verhältnismäßig kompliziert
und umfangreich. Für die praktische Anwendung des Nullindikators nach dem Hauptpatent
ist es aber wesentlich, daß eine einfache und billige Stromquelle für den aus Wechsel-
und Gleichstrom zusammengesetzten Hilfsstrom vorhanden ist. Eine solche zu schaffen
ist Zweck der vorliegenden Erfindung. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß
bei der Einwfeggleichrichtung bereits ein Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom
entsteht. Es treten dann aber außer der Grundwelle des gleichgerichteten Wechsel-
stromes
zahlreiche und starke Oberwellen auf, welche in einer Schaltung nach dem Hauptpatent
zu Störungen Anlaß geben können. Nur in den Fällen, .in denen der Nullstrom selbst
vollkommen frei von Oberwellen ist, könnte ein solcher mit Oberwellen behafteter
Hilfsstrom benutzt werden.
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Nach der Zusatzerfindung wird auch der durch einelEinweggleichrichtung
gewonnene, mitWechselstrom überlagerte Gleichstrom als Betriebsstrom ausgenutzt.
Es ist aber weiter ein zweiter Gleichrichter vorgesehen, welcher die zweite Halbwelle
durchläßt. Beide Halbwellen werden einem Netzwerk aus elektrischen -Schaltelementen,
wie Widerständen, Spulen oder Kondensatoren, zugeführt. In diesem Netzwerk lassen
sich dann Punkte finden bzw. leicht herstellen, zwischen denen Spannungsdifferenzen
entstehen, welche einen verschwindenden Anteil der Grundwellen enthalten, also praktisch
nur aus der Gleichspannungskomponente und der Oberwelle bestehen. Zwei solche Punkte
erhalten eine Kurzschlußverbindung, deren Widerstand für die Oberwellen gegenüber
demjenigen des übrigen Netzwerkes klein ist. In diesem restlichen Teil des Netzwerkes
liegt der Verbraucher an einer Stelle, welche von dem verbleibenden Gemisch von
Gleichstrom' und Grundwelle ,durchflossen wird.
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Durch diese Anordnung wird also erreicht, daß die Oberwellen über
eine vom Verbraucher getrennte Verbindung abgeleitet werden. Verbindet man die Punkte,
zwischen denen die Ku rzschluß verbindung für die Oberwellen liegt, durch einen
Ohmschen Widerstand, so kann man auch einen Teil der Gleichstromkomponente vom Verbraucher
getrennt ableiten und dadurch den Anteil der Gleichstromkomponente im Verhältnis
zur Grundwelle für den Verbraucher ändern. Besonders einfach gestaltet sich die
erfindungsgemäße Anordnung, wenn symmetrisch aufgebaute Netzwerke benutzt werden.
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In Abb. I ist ein Beispiel für die Erfindung dargestellt. Der Wechselstrom
1 wird bei A durch die beiden in umgekehrter Richtung wirkenden Gleichrichter G1
und G2 in seine beiden Halbwellen i und J2 zerlegt, Idie sich in Punkt B wieder
zum ursprünglichen Wechselstrom J vereinigen. Die in den beiden Teilströmen J1 und
J2 weiter eingeschalteten Widerstände R1 und R2 würden also, wenn allein die vorstehend
angegebenen Schaltmittel vorhanden sind, von je einem Gleichstrom durchflossen,
der von einem starken mit Oberwellen behafteten Wechselstrom überlagert ist. Da
die Grundwellen in beiden Zweigen dieselbe Phase besitzen, haben die symmetriscben
Punkte der Zweige für die Grundwelleedie Spannungsdifferenz Null. Die Oberwellen
können, da sie nicht von außen zugeführt werden (es soll nur sinusförmiger Wechselstrom
in den Zuleitungen fließen), sich nur im Gleichrichterkreis schließen. An den entgegengesetzt
gerichteten Enden der Belastungswiderstände R3 und R2 werden sie daher eine besonders
hohle Spannungsdifferenz aufweisen, und diese beiden Punkte werden daher erfindungsgemäß
durch eine Verbindung mit geringem Widerstan.d für die Oberwellen praktisch für
diese kurzgeschlossen. Dies geschieht durch Einschalten des Kondensators C. Dadurch
werden die Widerstände Rt und R2 von den Oberwellen freigehalten, und einer von
ihnen kann ganz oder teilweise durch den Verbfaucher ersetzt werden.
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Die Grunldwelle wired sich über den Kondensator nicht ausgleichen,
da, wie schon gesagt, die an seinen beiden Belegungen entstehende Spannungs-;differenz
keinen Anteil der Grundwelle aufweist.
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Für die Gleichspannung ist der Kondensator ein unendlich großer Widerstand.
Wird ihm ein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet, so kann man auch einen Teil
der Gleichstromkomponente ableiten.
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Abb. 21 zeigt eine weitere Schaltung, die ähnlich wie diejenige in
Abb. I zwei Zweige mit entgegengesetzt geschaltetem Gleichrichter und festen Widerständen
R1 und R2 enthält. Der Kurzschluß für ,dile Oberwellen erfolgt in diesem Fall über
die beiden festen Widerstände R1 und R2, die entsprechend klein gehalten sind.
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Weiterhin ist eine Drossel mit Mittelanzapfung vorgesehen, deren
beide Hälften Dt und D2 parallel z-u den beiden festen Wilderständen Rt und R2 liegen.
Diese Drossel stellt für die Oberwellen, die sie ganz durchlaufen müssen, einen
hohen Wechselstromwiderstand dar, während für die Grundwelle, die in der Mittelanzapfung
abgenommen wird, Idie beiden Drosselhälften gegensinnig wirken, so daß für sie wie
für den Gleichstromanteil nur der Ohmsche Widerstand wider Drossel wirksam wird.
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Der Stromverbraucher, der Nullstromindikator N, wird vor eine Drosselhälfte
gelegt. Aus Symmetriegründen wird ein entsprechender Verbraucher, zweckmäßig ein
Strommesser M, vor die andere Drosselhälfte eingeschaltet. Es ist auch möglich,
zusätzlich noch einen Kondensator gemäß Abb. I zur Erhöhung der Wirkung einzuschalten.
Will man das Verhältnis Gleichstromkomponente zur Grundwelle im Verbraucher ändern,
so kann dies durch einen Ohmschen Widerstand, welcher die beiden entgegengesetzten
Endpunkte der Widerstände Rt und R2 verbindet, erreicht werden.
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PATENTANSPRj) CHE: I. Anordnung zur Erzeugung eines mit Wechselstrom
überlagerten Gleichstromes als Hilfsstromquelle für einen phasenabhängigen Nullstromindikator
nach Patent 887 84I mit folgenden Merkmalen: In zwei Einweggleichrichtern werden
die beiden Halbwellen eines, Wechselstromes getrennt erzeugt und einem Netzwerk
aus elektrischen Elementen, wie Widerständen, Spulen,Kondensatoren, zugeführt.
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Zwei Punkte diesles Netzwerkes, deren Spannungs differenz einen verhältnismäßig
großen Anteil an Oberwellen, jedoch einen verschwindenden Anteil der Grundwelle
hat, werden durch einen Widerstand verbunden, der in bezug auf die Oblerwellen klein
ist gegenüber dem Widerstand des übrigen Teiles des Netzwerkes.