Kapazitiver Spannungswandler In kapazitiven Spannungswandlern, die
bekanntlich aus einem kapazitiven Spannungsteiler und einem an diesen angeschlossenen
induktiven Meßkreis als Reihenschaltung einer Resonanzdrossel und eines induktiven
Zwischenspannungswandlers bestehen, können sogenannte Ferroresonanzschwingungen
auftreten, weil die Glieder des induktiven Meßkreises im allgemeinen keine lineare
Stromspannungscharakteristik aufweisen. Die genannten Schwingungen werden in dem
Augenblick angeregt, in dem die Induktion eines der beiden induktiven Glieder infolge
einer Schalthandlung die sogenannte Knickinduktion überschreitet. Die Knickinduktion
sei gemäß Fig. 1 als der Punkt a auf der 2/5-Kennlinie gekennzeichnet, von dem ab
die Kennlinie von dem annähernd geradlinigen in den gekrümmten Teil übergeht.Capacitive voltage converter In capacitive voltage converters that
known from a capacitive voltage divider and one connected to this
inductive measuring circuit as series connection of a resonance choke and an inductive one
Intermediate voltage converters exist, so-called ferroresonance oscillations
occur because the members of the inductive measuring circuit are generally not linear
Have voltage characteristics. The vibrations mentioned are in the
The moment excited in which the induction of one of the two inductive terms results
a switching operation exceeds the so-called kink induction. The buckling induction
1 is identified as point a on the 2/5 characteristic curve from which
the characteristic curve changes from the approximately straight to the curved part.
Bekannte Schaltungsanordnungen sehen zwecks Bekämpfung der ferroresonanten
Schwingungen beim Auftreten dieser Schwingungen in die Sättigung gehende Drosseln
vor, die entweder transformatorisch an die Resonanzdrossel im Primärkreis des Zwischenspannungswandlers
angeschlossen oder parallel zum Zwischenspannungswandler angeordnet sind. Dabei
kann als Kernmaterial für die Sättigungsdrosseln auch ein solches aus hoch nickelhaltigen
Blechen mit scharfer Knickinduktion Verwendung finden. Dies wird im Falle der letztgenannten
Anordnung der Sättigungsdrossel deswegen verwendet, weil diese Drossel nur beim
Auftreten unterfrequenter Schwingungen in die Sättigung gehen soll.See known circuit arrangements for the purpose of combating the ferroresonants
Vibrations when these vibrations occur, chokes that are saturated
before, which either transforms to the resonance choke in the primary circuit of the intermediate voltage converter
connected or arranged in parallel to the intermediate voltage converter. Included
A core material made of high nickel content can also be used as the core material for the saturation chokes
Find sheets with sharp buckling induction use. This will be the case with the latter
Arrangement of the saturable choke used because this choke is only used when
Occurrence of underfrequent vibrations should go into saturation.
Die genannten bekannten Anordnungen bewirken praktisch eine Bekämpfung
bereits aufgetretener Ferroresonanzschwingungen durch zusätzliche Schaltungsmittel.The known arrangements mentioned have a practical effect on control
Ferroresonance oscillations that have already occurred due to additional switching means.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, schon das Auftreten
von Ferroresonanzschwingungen zu verhindern.In contrast, the invention is based on the task of the occurrence
to prevent ferroresonance oscillations.
Es ist bekannt, bei kapazitiven Spannungswandlern die doppelte Nenninduktion
kleiner als die Knickinduktion des Kerns des Zwischenspannungswandlers zu wählen.
Hierdurch wird das Auftreten von Kippschwingungen aber nicht mit Sicherheit verhindert.It is known that capacitive voltage converters double the nominal induction
to be smaller than the buckling induction of the core of the intermediate voltage transformer.
However, this does not definitely prevent the occurrence of breakdown vibrations.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Eisenkern des Zwischenspannungswandlers
zwecks Vermeidung seines zu Ferroresonanzschwingungen Anlaß gebenden Sättigungszustandes
mit einem die Remanenzinduktion des Eisenkernes auf einen solchen Wert herabdrückenden
Luftspalt versehen ist, daß die Summe aus Remanenzinduktion und doppelter Nenninduktion
höchstens gleich der die Grenze des sättigungsfreien Zustandes kennzeichnenden Knickinduktion
des Eisenkernes ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine maßgebliche Rolle für
den Kippschwingungseinsatz unter anderem die Größe der Remanenzinduktion (Punkt
b) des für den induktiven Zwischenspannungswandler verwendeten Eisens spielt. Es
muß für einen kippschwingungsfreien kapazitiven Wandler die Bedingung erfüllt sein:
2 - Nenninduktion (Arbeitsinduktion des induktiven Zwischenspannungswandlers) +
Remanenzinduktion _< Knickinduktion, da im ungünstigsten Einschaltaugenblick
die Nenninduktion auf den doppelten Wert steigen kann und auch in diesem Augenblick
unter Berücksichtigung der Remanenzinduktion die Knickinduktion nicht überschritten
werden darf. Da eine möglichst hohe Nenninduktion im induktiven Zwischenspannungswandler
mit Rücksicht auf ein gutes Meßverhalten des kapazitiven Wandlers erwünscht ist,
ist die Verwendung bekannter Eisensorten mit hoher Knickinduktion und steiler Magnetisierungskurve
anzustreben. Derartige Eisensorten haben aber auch eine hohe Remanenz bei verhältnismäßig
kleiner Koerzitivkraft. Es ist also, wie Fig. 1 erkennen läßt, nur ein kleiner Induktionsbereich
B ausnutzbar.The problem posed is achieved in that the iron core of the intermediate voltage converter
in order to avoid its saturation state giving rise to ferroresonance oscillations
with one that depresses the remanent induction of the iron core to such a value
Air gap is provided that the sum of remanent induction and double the nominal induction
at most equal to the kink induction characterizing the limit of the saturation-free state
of the iron core is. It has been shown that a decisive role for
the tilting oscillation, among other things, the size of the remanent induction (point
b) the iron used for the inductive intermediate voltage converter plays. It
the condition must be fulfilled for a capacitive converter free of tilting vibrations:
2 - nominal induction (working induction of the inductive intermediate voltage converter) +
Remanence induction _ <buckling induction, as it is at the most unfavorable switch-on instant
the nominal induction can rise to double its value and also at this moment
taking into account the remanence induction, the buckling induction is not exceeded
may be. Because the highest possible nominal induction in the inductive intermediate voltage converter
with regard to a good measuring behavior of the capacitive transducer is desired,
is the use of well-known types of iron with high buckling induction and steep magnetization curve
to strive for. Such types of iron also have a high remanence with relatively
small coercive force. As can be seen from FIG. 1, it is only a small induction area
B exploitable.
In der Fig. 2 ist die sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines
Luftspaltes zum Herabdrücken der Remanenzinduktion ergebende Kennlinie gezeigt.
Die Remanenzinduktion (Punkt b) liegt derart tief zu der Knickinduktion (Punkt a),
daß sich ein großer ausnutzbarer Induktionsbereich B ergibt. Daß ein Luftspalt die
Remanenz verringert, ist an sich bekannt.In Fig. 2 is the use of a according to the invention
Air gap for pressing down the remanent induction resulting characteristic curve is shown.
The remanent induction (point b) is so low to the buckling induction (point a),
that a large usable induction area B results. That an air gap the
Reduced remanence is known per se.
Durch die Scherung kann zwar eine unerwünschte Erhöhung des Leerlaufstromes
eintreten, die aber kompensiert werden kann.
Dies kann, wie der
Fig. 3 zu entnehmen ist, dadurch geschehen, daß dem an den kapazitiven Spannungsteiler
I. über die Drosselspule 2 mit Luftspalt angeschlossenen induktiven Zwischenspannungswandler
3 mit geschertem Eisenkern 4 in an sich bekannter Weise ein Kondensator 5 parallel
geschaltet und dieser so bemessen ist, daß die Leerlaufinduktivität des induktiven
Zwischenspannungswandlers 3 mit der parallel geschalteten Kapazität 5 einen auf
die Arbeitsfrequenz des kapazitiven Spannungswandlers abgestimmten Sperrkreis bildet.The shear can cause an undesirable increase in the no-load current
occur, but which can be compensated.
This can, like the
Fig. 3 can be seen, done by the fact that the capacitive voltage divider
I. Inductive intermediate voltage converter connected via the choke coil 2 with an air gap
3 with a sheared iron core 4 in a manner known per se, a capacitor 5 in parallel
switched and this is dimensioned so that the no-load inductance of the inductive
Intermediate voltage converter 3 with the capacitance 5 connected in parallel
the working frequency of the capacitive voltage converter forms a tuned blocking circuit.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen mit dem Eisenkern
nach -der Erfindung ausgestatteten kapazitiven Spannungswandler. Der kapazitive
Spannungsteiler ist als Kondensatorsäule in dem Isolator 10 untergebracht,
während der induktive Zwischenspannungswandler in dem den Isolator 10 tragenden
Kessel 11 angeordnet ist. Die Wicklungen 12 und 13 des induktiven Zwischenspannungswandlers
sind auf den gescherten Eisenkern 14 aufgebracht. In dem Kessel
11 ist auch gegebenenfalls der Parallelkondensator=untergebracht.4 shows a schematic representation of a capacitive voltage converter equipped with the iron core according to the invention. The capacitive voltage divider is accommodated as a capacitor column in the insulator 10 , while the inductive intermediate voltage converter is arranged in the tank 11 carrying the insulator 10. The windings 12 and 13 of the inductive intermediate voltage converter are applied to the sheared iron core 14 . In the boiler 11 , the parallel capacitor = is also accommodated if necessary.