DE621300C - Stromwandler mit zwei Eisenkernen - Google Patents

Description

• Stromwandler mit zwei Eisenkernen Es ist bereits vorgeschlagen, zur Erhöhung der Meßgenauigkeit der Stromwandler zwei Eisenkerne vorzusehen, deren primäre und sekundäre Wicklungen hintereinandergeschaltet sind und bei denen das Verhältnis zwischen primären und sekundären Windungen um so viel von dem mittleren Verhältnis, das das Übersetzungsverhältnis bedingt, abweicht, daß in jeder der beiden Sekundärwicklungen eine Spannung von mehrfachem Betrage der Spannung an der Bürde induziert wird. Durch diese Maßnahmen läßt sich die Meßgenauigkeit der Stromwandler wesentlich erhöhen bzw. ein Einleiterstromwandler für niedrige Primärstromstärken mit ausreichender Genauigkeit bauen. Die beiden Eisenkerne werden. in den meisten Fällen annähernd oder vollständig gleich ausgebildet.
• Ferner ist @es an und für sich bekannt, bei Meßwandlern Kurzschlußwindungen anzubringen. Je nach dem Widerstand fließt durch diese Kurzschlußwindungen ein mehr oder weniger hoher Strom, der je nach der Zahl der Windungen' von den primären Amperewindungen einen bestimmten Betrag abzieht, der für die Transformation für die Sekundärwicklung nicht mehr in Betracht kommt. Bei Änderung des Widerstandes der Kurzschlußwindung kann also der Sekundäxstrom in gewissem Grade reguliert werden, allerdings nur im Sinne seiner Verkleinerung. Da einerseits der Strom in der Kurzschlußwindung proportional dem Fluß ist, andererseits auch der Fluß proportional der Sekundärbürde ist, ergibt sich hierbei ein weiterer Nachteil, der darin besteht, daß die Änderung des übersetzungsverhältnisses des Wandlers bürdenabhängig wird.
• Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile im wesentlichen dadurch beseitigt, daß jeder Teilkern des Stromwandlers mit Kurzschlußwindungen versehen wird.
• In der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Primärleiter g-L durchdringt die beiden Eisenkerne ä und -b. Die Sekiuidäxivicklung besteht aus den Teilen c und d. Die Windungszahl der Wicklung c, die den Kern a umschlingt, ist kleiner, als dem Übersetzungsverhältnis entspricht, und die Windungszahl der Wicklung d um den Kern b ist größer, wodurch sowohl in. der Wicklung c als auch in der Wicklung d eine Spannung von mehrfachem Betrage der an den Klemmen k, L auftretenden Spannungen induziert wird.
• Entsprechend sind auch die Flußdichten in den beiden Kernen a und b beträchtlich.
• Bei Änderungen des Primärflusses ändern sich nun de induzierten Spannungen in den beiden Wicklungen c und d und die Flüsse ixz den Kernen a und b nicht mehr proportional mit dem Primärstrom, sondern so, daß die Magnetisierungsströme der beiden Kerne annähernd proportional dem Primärstrom werden. Dadurch wird auch der Sekundäastrom proportional dem Primärstrom Diese gewünschte Proportionalität zwischen Primär-und Sekundärstrom und damit Fehlerfreiheit des Stromwandlers bedingt jedoch ganz bestimmte Charakteristiken des Eisens, die in der laufenden Fabrikation mit Sicherheit nicht zu erreichen sind.
• Um nun die Charakteristiken des Eisens in dem oben angedeuteten Sinn zu beeinfLussen und zu verbessern, sind sowohl um den Kern a als auch um den Kern b zusätzliebe Kurzschlußwindungene bzw. t angeordnet, die über Widerstände g bzw. h kurzgeschlossen sind. Die Größe des Widerstandes läßt sich in bequemer Weise durch Schieber l bzw. ni,einstellen. Hierdurch lassen sich die in der laufenden Fäbrikation durch Unregelmäßigkeiten in den magnetischen Charakteristiken der Bleche" auftretenden Verschiedenheiten ausgleichen. Darüber hinaus läßt sich auch bei Stromwandlern mit geringen Aniperewindungen leine allgemeine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit erzielen. Sind nämlich nur wenige Sekundärwindungen vorhanden,. so wird durch die Änderung der Sekundärwicklung auf einem der beiden Kerne um nur eine Windung die Induktion in dem Kern bereits um so beträchtliche Werte geändert, daß man nicht mehr in dem günstigsten Induktionsbereich arbeitet, so daß die oben geforderte Proportionalität zwischen Leerlaüfstrom und Primär- bzw. Sekundärstrom nicht mehrerreicht wird. Durch die Anbringung dieser Kurzschlußwindungen kann man ' jedoch ;gewissermaßen Bruchteile von Sekundärwindungen einstellen, insofern, als mal. die Wirkungsweise einer hinzu- oder abgewickelten Sekundärwindung stetig durch die Einstellung des Widerstandes g bzw. h der Kurzschlußwindungen verändern kann.
• Eine weitere wesentliche Verbesserung ergibt .sich dann, wenn man diese Anordnung auf Stromwandler mit Kernen aus Nickel-Eisen-Legierungeu anwendet. Diese Nickel-Eisen-Legierungen haben bekanntlich eine wesentlich höhere Permeabilität als die gewöhnlichen Transformatorbleche. Bei diesen Nickel-Eisen-Legierungen kann es vorkommen, daß eine Differenz von einer einzigen Windlang in den beiden Wendungszahlen c bzw. d oder, was dasselbe sagt, zwischen den primären Amperewindungen bzw. sekundären Amperewindungen bereits eine so hohe -Induktion in den Eisenkernen erzeugt, daß sie über dem Knie der Magnetisierungskurve liegt. Hierdurch würde die gewünschte Proportionalität zwischen Primärstrom und Sekundärstrom reicht mehr erzielt. Die Wirkung dieser eineu Differenzwindung kann man in bequemer Weise durch die Kurzschlußwindungen zum Teil ,aufheben, so daß man durch entsprechende Einstellung des Widerstandes an einer oder allen beiden Kurzschlußwindungen in den günstigsten Induktionsbereich hineinkommen kann.
• Auch bei der laufenden Fabrikation, nämlich der Massenherstellung, wirken sich diese Kurzschlußwindungen äußerst günstig aus. Es zeigt sich nämlich, daß man durch Veränderung des Widerstandes der Kurzschlußwicklung um den Kern b, die ja eine größere Zahl von S:ekundärivindungen enthält, den Stromfehler nach der positiven Seite verändern kann, während man mit den bisher bekannten Kurzschlußwindungen bei Stromwandlern immer nur eine Veränderung des Sekundärstromes. nach der negativen Seite erreicht. Dadurch, daß auch auf dem Kern a eine Kurzschlußwindung angebracht ist, ist auf diese Weise der Regulierbereich durch die Kurzschlußwindung nach der positiven und negativen Seite erweitert worden.
• " Auch der Nachteil der Bürdenabhängigkeit der Regulierung des Sekundärstromes bei den bisher bekannten Kurzschlußwindungen wird bei der neuen Anordnung vermieden. Wie bereits erwähnt, ist in jedem der beiden Kerne eine solche Induktion vorhanden, daß die Spannung an jeder Wicklung ein Mehrfaches der Spannung an den Sekundärklemmen k, L beträgt. Selbst beim Kurzschluß der Sekundärklemmen ist die Induktion in den Eisenkernen nur wenig geringer als beim Anschluß der Nennbürde. Das bedeutet aber, daß die Induktion im Eisen und damit die Regulierwirkung der Kurzschlußwindungen praktisch unabhängig von der Bürde wird. Besonders zweckmaßig ist es, wenn man die Kurzschlußwicklungen selbst oder die Widerstände g und h, aus spannungs- bzw. stromabhängigem Material, z. B. Eisendraht, herstellt. Hierdurch lassen sich weitere Verbesserungen der Fehlerkurve erzielen.
• - Wenn der Wandler m einem großen Frequenzbereich arbeiten soll, so ist es vorteilhaft, den Widerstand der Kurzschlußwicklungen frequenzabhängig zu machen, z. B. durch Vorschalten einer eisenhaltigen Drosselspule.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Stromwandler mit zwei Eisenkernen, deren Primär- und Sekundärwicklungen hintereinandergeschaltet sind und bei denen das Verhältnis zwischen Primar-und 'S:ekundäramperewindungen um so viel von !einem mittleren Verhältnis; .das das Übersetzungsverhältnis- bedingt, abweicht, daß in jeder der beiden Sekundärwicklungen eine Spannung von mehrfachem Beträge der Spannung an der Bürde induziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilkern Kurzschlu.ßwindungen besitzt. z. Stromwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Kurzschlußwindungen regelbar ist. 3. Stromwandler ,nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Kurzschlußwicklungen stromabhängig bzw. spannungsabhängig ist. q.. Stromwandler nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Kurzschlußwicklungen frequenzabhängig ist. 5. Stromwandler nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Eisenkerne ganz oder teilweise aus Nickel-Eisen-Legierungen bestehen.