Stromwandler. An gute Stromwandler, welche für Mess- zwecke Verwendung finden sollen, muss die Forderung gestellt werden, dass der Sekun därstrom sich im ganzen Messbereich mög lichst genau proportional mit dem Primär strom ändert, und dass der Sekundärstrom möglichst genau phasengleich mit dem Pri märstrom ist.
Beide Forderungen können im allgemeinen nicht streng erfüllt werden, es ist vielmehr das Verhältnis des Primär stromes zum Sekundärstrom bei veränder lichem Primärstrom nicht ganz konstant, und es tritt auch im allgemeinen eine kleine Phasenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärstrom auf, die ebenfalls bei ver schiedenen Primärströmen verschieden ist.
Die Ursache für die Veränderlichkeit des Übersetzungsverhältnisses bei variablem Pri märstrom ist die bei Eisen auftretende Nicht proportionalität zwischen Magnetisierungs- strom und magnetischem Sättigungsgrad. Unter "magnetischem Sättigungsgrad" ist die auf einen Quadratzentimeter Querschnitt entfallende Anzahl der magnetischen Kraft linien zu verstehen.
Bei Stromwandlern für Messzwecke der bisher üblichen Bauart ist bei Änderung des Primärstromes von Null bis zum Nennstrom der vom Hauptkraftf luss herrührende Sätti gungsgrad so gering, dass von der die Ab hängigkeit des magnetischen Sättigungsgra des vom Magnetisierungsstrom darstellenden Magnetisierungskurven hauptsächlich nur der untere, gegen die Abszissenachse konvexe Teil zur Wirkung kommt.
Infolgedessen ist die Kurve, die das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit vom Primärstrom vom Werte Nulle bis zum Nennstrom ,darstellt, bei wachsendem Primärstrom stets fallend.
Diesen Verlauf des Übersetzungsverhält nisses kann man nach vorliegender Erfin dung dadurch günstig beeinflussen, dass man auf mindestens einem dreischenkligen Eisen kern auf einem Schenkel die primäre und die sekundäre Wicklung gemeinschaftlich anordnet, während mindestens ein anderer Schienkel mit wenigstens einer mit einer der genannten Wicklungen in Reihe geschalteten Zusatzwicklung versehen ist, deren Windun gen einen solchen Wicklungssinn haben, dass in dem die Ilauptwicklungen tragenden Schenkel ein Feld von kleinerem Sättigungs grad, in mindestens einem der andern Schen hel dagegen ein Feld von höherem Sätti gungsgrad auftritt.
Bei richtiger Verteilung der Wicklungen auf die verschiedenen Schen kel wird die Kurve des Übersetzungsverhält nisses in dem kleinen Primärströmen ent sprechenden '.feil gesenkt und in dem grossen Primärströmen entsprechenden Teil gehoben und schmiegt sich dadurch mehr einer zur Abszissenachse parallelen Geraden an.
Die Abbildungen 1, 2a, 2b, 2e und 3 ge ben verschiedene Ausführungsformen de Erfindungsgegenstandes. Die den Primä r strom führenden Wicklungen sind reit p und die den Sekundärstrom führenden mit s be zeichnet.
Im Falle Abb. 1 ist der Schenkel b der gemeinschaftlich Primär- und Sehun- därwicllungen tragende; der Schenkel c -wird dagegen nur von einer Zusa.tzwichlung um schlossen, die in Reihe mit der Primärwiclz- lung geschaltet ist.
Das von dem in der Zu satzwicklung fliessenden Strom erzeugte Feld verläuft teilweise über den mittleren Schenkel, teilweise über den Schenkel a. Diese über den Schenkel ca verlaufenden Kraftlinien wirken nicht induzierend auf die auf dem Schenkel b befindlichen Haupt- wichlungen, wohl aber auf die auf dem Schenkel c befindlichen Zusatzwicklungen.
Im Falle der Abb. 2a, 2b und 2c ist ein zweischenkliges lamelliertes Eisen dadurch, dass der mit b bezeichnete Schemel in zwei Teile bi und b2 gespalten ist, in ein drei schenkliges verwandelt worden.
Der unge- spaltene Schenkel a trägt gemeinschaftlich die primäre und die sekundäre Wicklung, der Spaltschenkel b1 dagegen nur eine .mit der Sekundärwicklung in Reihe geschaltete Zu satzwicklung. Hier wirkt die auf dem Sehen kel b1 befindliche Zusatzwicklung drosselnd, weil sich ein Teil der in ihr erzeugten Kraftlinien direld über b2 schliesst.
Abb. 3 stellt den Fall dar, bei dem die Primär- und Sekundärwicklungen auf dem mittleren Schenkel b, Zusatzwicklungen; die in Reihe mit der Primär- und der Sekundär- wicklung geschaltet -sind, dagegen auf dem Schenkel c liegen.
Die von den in den Zusatzwicklungen fliessenden Strömen erzeugten Felder verlau fen nur teilweise über den Schenkel b, teil weise über den Schenkel a. Die über den Schenkel ca verlaufenden Kraftlinien der Zusatzwicklungen wirken nicht induzierend auf die auf dem Schenkel b befindlichen Hauptwicklungen.
In den Abb. 4, 5 und 6 sind an einem Wandler von gleichem Lisen nach der von Schering und Albert- ausgebildeten Kom pensationsmethode aufgenommene Kurven so wohl des Übersetzungsverhältnisses bei ver schiedenen Belastungen, als auch des Fehl- winkels in Abhängigkeit des Primärstromes dargestellt.
Zunächst war ein dreischenkliges Eisen, wie es durch die Abb. 1 und. 3 veranschau licht ist, in der bisher üblichen Weise nur auf dem mittleren Sch( nhel mit primären und sekundären Wicklungen versehen. Dieser Stromwandler hatte bei. einem Übersetzungs verhältnis 1Ü : 5 Ampere primär 120 Win dungen und sekundär 2:3;f Windungen.
Die an dieser Anordnung aufgenommenen Kur ven sind in den drei Abb. 4, 5 und 6 zum Vergleich mit den andern Kurven gestrichelt eingezeichnet und mit a', <I>b', c'</I> und a' be zeichnet.
Es geben a' bei einer kleinen in- duktionsfreien Belastung, b' bei einer grö sseren induktionsfreien Belastung und c' bei einer grösseren, mit einer Phasenverschiebung von 60 Grad behafteten Belastung die Über setzungsverhältnisse und ()' den Fehlwinkel bei der grösseren induktionsfreien Belastung.
Die Kurven<I>a.</I> (2,5 V A und cos cp <I>= 1),</I> b (15 VA und cos (j= 1), c (15 VA und cos <B>99</B> - 0,5) und 8 (1.5 VA und cos cp=1) der Abb. 4 geben die entsprechenden Über setzungsverhältnisse und den Fehlwinkel bei den angeführten Belastungen nach der An ordnung der Abb. 1.
Dabei hatte die Sekun- dä.rwicklung 239 Windungen, die Primär wicklung<B>117</B> Windungen und die mit der Primärwicklung in additivem Sinne in Reihe geschaltete Zusatzwicklung sechs Windun- e11.
Die Kurven a, b, c und b der Abb. 5 ge hen entsprechende Kurven, bei den oben er- wälinten Belastungen nach den Anordnun gen der Abb. 2a, 2b und 2e. Dabei hatte die Primärwicklung 120 Windungen, die Se kundärwicklung 245 Windungen und die finit der Sekundärwicklung in subtraktivem Sinne geschaltete Zusatzwicklung 12 Win dungen.
Die Kurven<I>a, b,</I> c und 8 der Abb. 6 ge ben entsprechende Kurven, ebenfalls bei den angeführten Belastungen nach der Anord nung der Abb. 3. Dabei hatte die Primär wicklung 118 Windungen, die Sekundärwick lung 229 -Windungen, die mit der Primär wicklung in additivem Sinne in Reihe ge schaltete Zusatzwicklung vier Windungen und die mit der Sekundärwicklung in addi tivem Sinne in Reihe geschaltete Zusatz wicklung 20 Windungen. Man sieht aus diesen drei Abbildungen deutlich, dass die Kurven<I>a, b,</I> c und a einen andern Verlauf als die Kurven a', b', c' und 8' haben.
Im allgemeinen sind die Abwei chungen bei den Kurven<I>a, b,</I> c und Ö gerin ger als bei den Kurven<I>a', b',</I> c' und b'.