DE968261C

DE968261C - Kapazitiver Spannungswandler mit Phasenkorrektur, insbesondere fuer Messzwecke

Info

Publication number: DE968261C
Application number: DEM24992A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Freitag
Original assignee: Messwandler Bau GmbH
Current assignee: Messwandler Bau GmbH
Priority date: 1954-10-28
Filing date: 1954-10-28
Publication date: 1958-02-13

Description

Bei kapazitiven Spannungswandlern mit Phasenkorrektur, insbesondere für Meßzwecke mit kapazitivem Teiler, an dessen Niederspannungskondensator ein Zwischenwandler mit vorgeschalteter Induktivität zur Abstimmung auf Resonanz mit der Netzfrequenz angeschlossen ist, müssen bei der Verwendung als Meßwandler die an der Sekundärseite des Zwischenwandlers abgenommenen Spannungen mit der an dem kapazitiven Teiler anliegenden Gesamtspannung, d. h. mit der Primärspannung für eine mittlere Belastung in Phase sein (Fehlwinkelausgleich).

Es ist bekannt, diese Phasengleichheit zwischen Primär- und Sekundärspannung dadurch zu erzeugen, daß die Verluste des Hochspannungskondensators künstlich vergrößert werden, indem ihm ein passend bemessener Reihen- oder Parallelwiderstand zugeschaltet wird. Hierdurch eilt die am Hochspannungskondensator und diesem Widerstand liegende Spannung vor, so daß die Spannung am Unterkondensator sowie an der Belastung auf der Sekundärseite des Zwischenwandlers gegenüber der Gesamt- oder Primärspannung in erstrebter Weise nacheilend verdreht wird. Indessen ist es

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hierbei von Nachteil, daß der dem Hochspannungskondensator zugeschaltete Widerstand hochohmig und für hohe Spannung ausgeführt sein muß.

Dieser Nachteil wird nun bei einem kapazitiven Spannungswandler mit Phasenkorrektur, der aus einem kapazitiven Teiler mit an dessen Niederspannungskondensator angeschlossenem Zwischenwandler mit vorgeschalteter, auf Netzfrequenz abgestimmter Induktivität besteht, dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß der Niederspannungskondensator in zwei parallel geschaltete einander zumindest annähernd gleiche Teilkapazitäten aufgeteilt ist, denen über Kreuz je ein .ohmscher Widerstand vorgeschaltet ist und daß die Primäranschlüsse des Zwischenwandlers mit vorgeschalteter Induktivität an den beiden Verbindungen zwischen Teilkapazität und vorgeschaltetem Widerstand liegen.

Die Widerstände brauchen hierbei nur verhältao nismäßig niederohmig und für eine niedere Spannung ausgeführt zu sein. Vorzugsweise sind auch die Widerstände einander zumindest annähernd gleich. Ferner kann, wodurch die Einrichtung weiter vereinfacht wird, einer der beiden as Widerstände weggelassen oder kurzgeschlossen und der andere Widerstand entsprechend anders bemessen werden. Vorteilhafterweise werden mindestens einer der Widerstände kurzschließbar und mindestens der andere entsprechend änderbar ausgeführt.

Zum Schutz der Widerstände gegen Stoßüberspannungen sowie zugleich zum Zweck der Verwendung der Einrichtung auch als Kopplungskondensator, z. B. für die Hochfrequenztelefonie, ist es zweckmäßig, vorzugsweise zu- und abschaltbare Kondensatoren vorzusehen, mittels deren die Widerstände überbrückt werden können.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Darstellungen einer Schaltung und dem zugehörigen Vektordiagramm sowie aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt

Fig. ι die Schaltung mit zwei Vorschaltwiderständen und

Fig. 2 das Vektordiagramm, das für Leerlauf, verlustlose Kondensatoren und Vernachlässigung des Magnetisierungsbedarfs des Zwischenwandlers gilt.

Am Hochspannungsanschluß ι liegt der Hochspannungskondensator 2, an dessen anderer Seite die untereinander parallel geschalteten Unterkondensatoren 3, 4 als aufgeteilte Kapazitäten liegen, dem Kondensator 3 ist der ohmsche Widerstands, dem Kondensator 4 der ohmsche Widerstand 6 vor- bzw. nachgeschaltet. Der Kondensator 3 und der Widerstand 6 liegen gemeinsam unmittelbar an der Erde 7. Dem Widerstand 5 kann der Überbrückungskondensator 8, dem Widerstand 6 der Überbrückungskondensator 9 parallel geschaltet werden.

An die Verbindung des Widerstandes 5 mit dem Kondensator 3 ist die abgestimmte Induktivität, z. B. eine Streudrossel io, angeschlossen, deren anderer Anschluß zur Primärseite 11 des Zwischenwandlers führt, dessen Sekundärseite 12 mit der Belastung 13 verbunden ist. Der andere Anschluß der Primärseite 11 liegt an der Verbindung des Kondensators 4 mit dem Widerstand 6.

Im Vektordiagramm bedeuten: U₁ die Spannung am Hochspannungskondensator 2, U_p die Spannung am Schaltungszug Kondensator 2 — Parallelkreis aus den Kondensatoren 3, 4 und Widerständen 5, — Erde, U₃ die Spannung am Kondensator 3. (J₄ die Spannung am Kondensator 4, U₅ die Spannung am Widerstand 5, U₆ die Spannung am Widerstand 6, C/_10>
u die Spannung an der Reihe aus Induktivität 10 und Zwischenwandler 11, δ den Verdrehungswinkel, mittels. dessen die Gleichheit der Phasen der Sekundärspannung des Zwischenwandlers und der am kapazitiven Teiler anliegenden Gesamtspannung erzielt wird (Fehlwinkelausgleich), Ic (^lklc) der Kondensatorstrom.

Die an den Kapazitäten 2, 3, 4 liegenden Teilspannungen U_z, U_z, U_i sind in Phase; die Teilspannungen U₃, U₁ werden mit den an den Widerständen 5 und 6 entstehenden Spannungen U₅ bzw. U_e zu Vektoren zusammengesetzt, welche die an der Parallelschaltung liegende Spannung darstellt, die nach Größe der an der Reihenschaltung 10, 11 liegenden Spannung entspricht, wobei der Verdrehungswinkel δ den Ausgleich des sonst bestehenden Fehlwinkels zwischen der Spannung an der Sekundärseite des Zwischenwandlers und der Gesamtspannung am Teiler bewirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Kapazitiver Spannungswandler mit Phasenkorrektur, insbesondere für Meßzwecke mit kapazitivem Teiler, an dessen Niederspannungskondensator ein Zwischenwandler mit vorge- schalteter Induktivität zur Abstimmung auf Resonanz mit der Netzfrequenz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederspannungskondensator in zwei parallel geschaltete einander zumindest annähernd gleiche Teilkapazitäten (3, 4) aufgeteilt ist, denen über Kreuz je ein ohmscher Widerstand (5) bzw. 6) vorgeschaltet ist und daß die Primäranschlüsse des Zwischenwandlers mit vorgeschalteter Induktivität an den beiden Verbin¹ düngen (3 bis 5 bzw. 4 bis 6) zwischen Teilkapazität und vorgeschaltetem Widerstand liegen.
2. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände ng (5,6) einander zumindest annähernd gleich sind.
3. Spannungswandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Widerstände (5, 6) bei entsprechender Änderbarkeit des anderen Widerstandes kurzschließbar oder nur ein Widerstand vorgesehen und der andere Widerstand entsprechend geändert ist.
4. Spannungswandler nach Anspruch 1 bis 3. insbesondere zur Anwendung bei Hochfrequenz-

übertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Widerstände (5, 6) durch Kondensatoren
(8 bzw. 9) überbrückbar sind.

; In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung H 1057 VIIIc/21 e
(bekanntgemacht am 30. 4. 1952);

Prospekt v. Haefely: »Kapazitive Spannungswandler« (BD. 563), Aufsatz von G. Martin, Ingenieur ä la Societe Anonyme Emilie Haefely, Bale, erschienen in Conference Internationale des Grands Reseaux Electriques a Haute Tension, 112, Boulevard Haussman, Paris. »Diviseur Capacitif Pour La Mesure Des Tres Hautes Tensions Alternatives«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

S 509 657/152 1.56
(709 881/13 2. 58)