Fehlwinkelfreier Stromwandler Auf verschiedenen Gebieten der Meßtechnik
wird an Stromwandler gelegentlich die Forderung gestellt, daß sie den Sekundärstrom
in erster Linie fehlwinkelfres übertragen müssen, während die betriebsmäßige Einhaltung
einer gewünschten Übersetzung nicht von so entscheidender Bedeutung ist. Diese Forderung
tritt in allen Fällen auf, wenn es sich um phasenregelnde oder -steuernde Maßnahmen
handelt. Sie ist besonders kritisch, wenn das auf Phasenabweichungen reagierende
Gerät sehr empfindlich ist oder wenn die Gesamtanordnung auf ganzen Frequenzbereichen
arbeiten soll, über die der Fehlwinkel des Wandlers 'Mull oder zumindest angenähert
Null und in diesem Fall recht konstant sein soll. Besonders bedeutungsvoll sind
derartige Wandler in Verbindung mit Elektronenstrahlröhren, da üblicherweise der
niedrigohmige Stromkreis an sich schon relativ ungeeignet zur Anpassung an das hochohmige
Meßplattenpaar des Oszillographen ist. Da der Elektronenstrahloszillograph in vielen
Fällen nur als Anzeigeinstrument, weniger aber als Meßinstrument, dient, ist häufig
bei diesen Anordnungen der Übersetzungsfehler des Wandlers ohne Belang, während.
der Phasenfehler gerade bei Nullmethoden von entscheidendem Einfluß ist. Diese Gesichtspunkte
gelten besonders für das folgend als Beispiel erwähnte Verfahren der Resonanzabstimmung
von Schwingkreisen mit Hilfe des Elektronenstrahloszillographen. Die von einem Generator
i insbesondere für Mittel- oder Hochfrequenz gemäß der Schaltung Fig. i gelieferte
elektrische Energie soll in einem Verbraucher :2 umgesetzt werden.. Dieser soll
außer dem Wirkverbrauch einen erheblichen induktiven Blindverbrauch besitzen, der
sich durch den technologischen Prozeß auch noch in erheblichen Grenzen
ändert.
Zur modellmäßigen Ausnutzung des Generators wird die Blindlast im Verbraucher a
durch einen veränderbaren Kondensator 3 kompensiert. Zur Anzeige des Abstimmungszustandes
dient die von den Plattenpaaren q. und 5 eines Braunschen Rohres geschriebene Lissajousfigur
aus Strom und Spannung, die bei einwandfreier Abstimmung und winkelfreier Übertragung
der Strom- und Spannungswerte auf die Plattenpaare zu einer glatten Geraden wird.
Hierzu wird die Spannung des Generators i direkt oder über einen Spannungsteiler
dem Plattenpaar q. zugeleitet, wobei sich meist ohne allzu große Schwierigkeiten
Winkelfehler vermeiden lassen. Für die dem Plattenpaar 5 zuzuleitende Stromkomponente
bedarf es dagegen eines Stromwandlers 6 mit einem gegenüber den üblichen Ausführungen
der Starkstromtechnik ungewöhnlich hohen Übersetzungsverhältnis, damit an der Ohmschen
sekundären Bürde 7 bei erträglich kleinem Leistungsumsatz die zur Auslenkung des
Strahles erforderliche Spannung entsteht.Current transformer free of misalignment in various areas of measurement technology
the demand is occasionally made on current transformers that they supply the secondary current
First and foremost, mis-angles must be transferred while operational compliance
a desired translation is not so crucial. This requirement
occurs in all cases when it comes to phase-regulating or phase-controlling measures
acts. It is particularly critical when the one reacts to phase deviations
Device is very sensitive or if the overall arrangement covers entire frequency ranges
should work, over which the misalignment of the transducer 'Mull or at least approximated
Should be zero and in this case quite constant. Are particularly meaningful
Such transducers in connection with cathode ray tubes, as usually the
The low-resistance circuit in itself is relatively unsuitable for adapting to the high-resistance one
The measuring plate pair of the oscilloscope is. Since the electron beam oscilloscope in many
Cases only used as a display instrument, but less as a measuring instrument, is common
in these arrangements the translation error of the converter is irrelevant, while.
the phase error is of decisive influence, especially in the case of zero methods. These points of view
apply in particular to the method of resonance tuning mentioned below as an example
of oscillating circuits with the help of the electron beam oscillograph. The one from a generator
i delivered in particular for medium or high frequency according to the circuit of FIG
electrical energy should be implemented in a consumer: 2 .. This should
in addition to the active consumption have a considerable inductive reactive consumption, the
due to the technological process also still within considerable limits
changes.
For the model utilization of the generator, the reactive load in the consumer a
compensated by a variable capacitor 3. To display the voting status
is used by the plate pairs q. and 5 Lissajous figure written on a Braun tube
from current and voltage, with perfect coordination and angular transmission
the current and voltage values on the plate pairs become a smooth straight line.
For this purpose, the voltage of the generator i is used directly or via a voltage divider
the pair of plates q. forwarded, being mostly without too much difficulty
Avoid angle errors. For the current component to be fed to the pair of plates 5
what is required, however, is a current transformer 6 with an opposite of the usual designs
the power engineering unusually high transmission ratio, thus at the ohmic
secondary burden 7 with tolerable low power consumption, the deflection of the
The voltage required by the beam arises.
Die Erfindung gibt einen Weg an, den erheblichen, besonders bei höheren
Frequenzen und ganzen Strombereichen auftretenden Schwierigkeiten beim Bau eines
geeigneten Wandlers für eine stromproportionale Ablenkung am Elektronenstrahloszillographen
zu begegnen. Die Erfindung betrifft einen Stromwandler zur winkelfehlerfreien Übertragung
einer Wechselstromgröße auf eine vorzugsweise Ohmsche Bürde, insbesondere für mittlere
und hohe Frequenzen, unter Verwendung eines geeigneten magnetischen Kernmaterials.
Erfindungsgemäß wird durch eine der eigentl.ichenHauptbürde parallel liegende Zusatzbürde
für den Sekundärkreis des Ersatzschaltbildes der gleiche Phasenwinkel der Summe
aller Wechselstromwiderstände geschaffen wie für den Magnetisierungspfad.The invention gives a way to the considerable, especially at higher
Frequencies and entire current ranges encountered difficulties in building a
suitable converter for a current-proportional deflection on the electron beam oscillograph
to meet. The invention relates to a current transformer for angular error-free transmission
an alternating current magnitude to a preferably ohmic burden, especially for medium
and high frequencies, using a suitable magnetic core material.
According to the invention, an additional burden lying parallel to the actual main burden
the same phase angle of the sum for the secondary circuit of the equivalent circuit diagram
of all alternating current resistances created as for the magnetization path.
Aus dem bekannten Ersatzschaltbild des Stromwandlers (Fig. z) läßt
sich für die beiden Ströme, die einerseits als Sekundärstrom 12 über dieBürde 7
und andererseits als Magnetisierungsstrom J" über den Magneti.sierungspfad fließen,
an Hand des einfachen Stromdreiecks sagen, daß, abgesehen von Übersetzungsfehlern
für denWinkelfehler zwischen Primärstrom JI und Sekundärstrom J2, in erster Linie
die Phasenlage von 1m maßgebend ist. Ist die Bürde 7 des Wandlers z. B. bei Anschlu,ß
eines Elektronenstrahloszillographen rein oder praktisch rein ohmisch gewählt, dann
wird ein Phasenfehler nur vermieden, wenn der Gesamtwiderstand des sekundären Kreises,
bestehend aus Streuung der Wicklung 8 und den Ohmschen Widerständen von Wicklung
9 und Bürde 7, praktisch den gleichen Phasenwinkel besitzt wie der Magnetisierungspfad
io, über den der Magnetisierungsstrom J" fließt. In der Praxis zeigt sich nun bei
Versuchen und insbesondere bei Modellanordnungen, daß einerseits die Verlustkomponente
im Magnetisierungspfad sehr groß und gegenüber dem reinen Magnetisierungsstrom sehr
bedeutungsvoll wird, während gleichzeitig der Sekundärkreis durch den stark gestiegenen
Einfluß der Streuung einen stark induktiven Charakter erhält. Bei kleinen Frequenzen
kann der entstehende Fehlwinkel bei großem Magnetisierungsstrom des Kernes das umgekehrte
Vorzeichen haben wie bei höheren Frequenzwerten, d. h. es bestehen Frequenzgebiete,
wo der resultierende Winkelfehler durch Null geht. Durch die Erfindung werden diese
Gebiete für den praktischen Gebrauch verbreitert bzw. nach Wunsch festgelegt. Dazu
werden im Hinblick auf die angestrebte Winkelfreiheit des Wandlers der Bürde Stromkreise
induktiver oder kapazitiver Art parallel geschaltet, die für den Sekundärkreis insgesamt
den gleichen Phasenwinkel des Widerstandes herstellen wie für den Magnetisierungskreis.
Im Gebiete kleiner Frequenzen werden hierzu Kapazitäten, im Gebiete hoher Frequenzen
Induktivitäten verwendet. Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung werden
diese Elemente mit zusätzlichen Ohmschen Widerständen in Reihe geschaltet, um die
Schärfe des Abgleichs hinsichtlich der Frequenz herunterzusetzen, d. h. einen kleinen
und annähernd konstanten Winkelfehler über größere Frequenzbereiche zu erzielen.From the known equivalent circuit diagram of the current transformer (Fig. Z)
for the two currents, on the one hand as secondary current 12 via the burden 7
and on the other hand flow as magnetizing current J "via the magnetizing path,
using the simple current triangle to say that, apart from translation errors
for the angular error between primary current JI and secondary current J2, primarily
the phase position of 1m is decisive. Is the burden 7 of the converter z. B. at connection, ß
of an electron beam oscilloscope selected purely or practically purely ohmic, then
a phase error is only avoided if the total resistance of the secondary circuit,
consisting of the scatter of winding 8 and the ohmic resistances of winding
9 and burden 7, has practically the same phase angle as the magnetization path
io, through which the magnetizing current J "flows. In practice, it now appears at
Try and especially with model arrangements that on the one hand the loss component
very large in the magnetization path and very large compared to the pure magnetization current
becomes meaningful, while at the same time the secondary circuit through the sharply increased
The influence of the scattering has a strong inductive character. At low frequencies
In the case of a large magnetizing current of the core, the resulting error angle can do the opposite
As with higher frequency values, i. H. there are frequency ranges
where the resulting angle error goes through zero. With the invention, these
Areas for practical use widened or defined as desired. In addition
are with regard to the desired angular freedom of the converter of the burden circuits
inductive or capacitive type connected in parallel for the secondary circuit as a whole
Establish the same phase angle of the resistor as for the magnetizing circuit.
In the area of low frequencies, capacities are required for this purpose, in the areas of high frequencies
Inductors used. According to a further development of the invention
these elements are connected in series with additional ohmic resistances to generate the
Reduce the sharpness of the adjustment with regard to the frequency, d. H. a small
and to achieve approximately constant angle errors over larger frequency ranges.
Die Fig. 3 stellt eine Schaltung nur des Stromwandlers 6 dar, der
sekundärseitig einer Ohmschen Bürde 7 eine dem Strom proportionale Spannung zuführt.
Der Übertrager ist dabei durch die Zusatzelemente ii, bestehend aus dem Ohmschen
Widerstand und der Induktivität, so belastet, daß er in dem Frequenzbereich, den
der speisende Generator bei Wechsel der Last und der Speisefrequenz überstreicht,
winkelgerecht abgeglichen ist. Der Eisenkern ist zweckmäßig derart aufgebaut und
dimensioniert, daß in dem benutzten Frequenzbereich, insbesondere bei rein Ohmscher
Bürde des Wandlers, der Phasenwinkel des Magnetisierungspfades kleiner ist als der
des Sekundärkreises. Zum Ausgleich des Winkelfehlers wird der Ohmschen Bürde ein
induktiver Widerstand parallel geschaltet. Die Zusatzbürde wird durch Zufügung einer
Ohmschen Komponente so gedämpft, daß über einen größeren Frequenzbereich eine Phasengleichheit
der Winkel für den Magnetisierungspfad und den Sekundärkreis erreicht wird, so daß
damit die Winkelfreiheit des Wandlers gewährleistet ist. Die Zusatzbürde kann auch
so bemessen sein, daß über sie auch Winkelfehler vorgeschalteter Wandler ausgeglichen
werden.Fig. 3 shows a circuit only of the power converter 6, the
on the secondary side of an ohmic load 7 supplies a voltage proportional to the current.
The transformer is through the additional elements ii, consisting of the ohmic
Resistance and the inductance, so loaded that it is in the frequency range, the
the supplying generator sweeps over when the load and supply frequency change,
is aligned at the correct angle. The iron core is expediently constructed and
dimensioned that in the frequency range used, especially with purely ohmic
Burden of the transducer, the phase angle of the magnetization path is smaller than the
of the secondary circuit. The ohmic burden is used to compensate for the angular error
inductive resistor connected in parallel. The additional burden is increased by adding a
Ohmic component attenuated in such a way that phase equality over a larger frequency range
the angle for the magnetization path and the secondary circuit is achieved so that
so that the angular freedom of the converter is guaranteed. The additional burden can also
be dimensioned so that angle errors upstream transducers are also compensated for via them
will.