DE868183C - Stromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung - Google Patents

Description

• Stromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Genauigkeit von Stromwandlern ist es bereits bekannt,, auf den Eisenkern des Stromwandlers eine Vormagnetisierungs«ZCklung aufzubringen, die den Zweck halt, das magnetische Potential des Stromwandlerkernes zu heben, damit der Nullpunkt der Erregung durch den Primärstrom nicht mit dem Nullpunkt der Magnetisierungskurve zusammenfällt, sondern auf einem geradlinigen Teil dieser Kurve liegt. Die durch die Vormagnetisi:erungswicklung erzeugten zusätzlichen magnetischen Flüsse müssen sich natürlich, bezogen auf die Primär- und Sekundärwicklung, aufheben. Man teilt daher den Stromwandlerkern in zwei Teile und läßt diese beiden Teile von der Vormagnetisierungswicklung in einander entgegengesetztem Sinn umfassen. Bei einigen bekannten, mit einer solchen ILunstschaltunlr versehenen Stromwandlern ist die Vormagnetisierungsm-cklung an eine besondere Hilfsspannungsquelle angeschlossen, die eine konstante Wechselspannung liefert. Dies hat -den Vorteil, daß der Hilfsfluß in dem Stromwandlerkern immer die gleiche Größe aufweist; nachteilig ist jedoch, äaß eine besondere Hilfsspannungsquelle benötigt wird, die in vielen Fällen nicht zur Verfügung steht. Aus diesem Grunde wird bei anderen bekannten Strorüwandlern,die Vormagnetisierungswicklung von einer Hilfswicklung gespeist, die ,auf ,einem von der Strom-#vandlerprimär«Rcklung erregten Hilfseisenkern aufgebracht ist. Nachteilig ist hier jedoch,

  daß- der die Vormagnetiserungswicklung durch-

  fließende Strom mehr oder weniger abhängig vom

  Primärstrom des Stromwandlers ist. Ist der Hilfs-

  kern reichlich bemessen, so ist der !die Vormagne-

  tisierungswicklung durchfließende Strom praktisch

  proportional dem Primärstrom, so daß ,die Vor-

  magnetisierung des Stromwandlerlhauptkernes bei-

  spielsweise bei i 2o % des Nennstromes 12mal so

  groß sein. wird wie bei io% :des Nennstromes. Er-

  fahrungsgemäß, ist aber die Vormagnetisierung be-

  sonders bei geringen Strömen in der Größen-

  ordnung von i o % (des Nennstromes besonders not-

  wendig, Üa hier der Fehler des. Stromwandlers

  (ohne Anwendung einer Kunstschaltung) besonders

  groß zu sein. pflegt. Es ergibt sich .daher häufig

  biet höheren Strömen in der Größenordnung von

  12o% des Nennstno@mes leine üb:ersättigung des

  Hauptieisenkernes durch die Erregung der Vor-

  m:agnütisierungswicddung. Bemißt man den Hilfs-

  eisenkern schwächer, so kann man zwar erreichen,

  daß die Übersättigung des Hauptkernes bei hohen

  Strömen geringer wird, jedoch kann dies leicht

  ehre zu geringe Vormagnetisiexung bei geringeren,

  Stromwerten, z. B. bei i o % des Nennstromes, zur

  Folge haben, da der von der Hilfswicklung des

  Hilfseisenkernes gelieferte Strom selbst bei i o o/o

  des Nennstromes leine beträchtliche Abweichung

  vom Windungsühersetzungsverhältnis aufweisen

  wird.

  Es ist auch schon bei Stromwandlern mit reinem

  Querloch isolierkörper und Manteleisenkern bekannt,

  die aus zwei, Teilen bestehende Vermagnetisierungs-

  wicklung aluf den Außensichenkeln des Hauptkernes

  anzuordnen und von zwei Hilfswicldungen speisen

  zu lassen, die auf den Außenschenkeln des Hilfs-

  kernes aufgebracht sind; die Mittelschenkel der

  beiden Teste des Stromwandlerhauptkernes werden

  von -der Primär- und Sekundärwicklung, der Mittel-

  schenkel des Hilfskernes lediglich von der Primär-

  wicklung dies, Stromwandlers (erregt. Bei dieser

  einem Streutransformator .ähnlichen Ausbildung des

  Hilfskernes ist der Vormagnetisierungsstrom von

  der Größe des Primärstromes weniger abhängig,

  d. h. ier liegt sowohl bei i o % wie bei 1200/0 des

  Nienlstromies in der gleichen Größenordnung. Be-

  friedigend ist diese Lösung jedoch immer noch

  nicht, insbesondere nicht bei Stromwandlern mit

  größeren Eisenkernwegen, weil rerfahrungsgemäß

  die zur Vormagnetisirerung des Hauptkernes er-

  forderliche Energie durch den wie ein Stneutrans:-

  formator wirkenden Hilfskern nur wer mifga-

  bracht werden kann, ges sei denn, -der Hilfskern wind

  stärker bemessen; dann treten aber wieder die oben

  geschilderten Mängel auf. Außerdem Irracht sich

  bei @dies(er Anordnung noch (unangenehm bemerkbar,

  daß. biet der im Nennstromber_ eich des Strom-

  wandlers, eintnefienden Sättigung des Hauptkernes

  dieser @durcli aus dein 1=Elfskern austretende Streu-

  kraftlinien beeinflußt wird.

  Dia die verhältnismäßig große Eisenmenge des

  Hilfskernes im Nennstrombiereich hoch gesättigt

  wird, hat der Stromwandler reinen ziemlich hohen

  Bedarf an Oherwelllen zur Magnetisierung seines

  Hilfskernes. Dieser hohe Oberwellenbedarf macht sich insofern bemerkbar, als beim Prüfen des Stromwandlers in den üblichen Prüfeinrichtungen, die zum Erzeugen -des Primärstromes einen verhältnismäßig schwachen Hochstromtransfornator aufweisen, die Kurvenform !des Primär- und Sekundärstromies verzierrt wird, während beim Betrieb am Einbauort, wenn eine Beeinflussung der Kurvenform des Stromes durch, den Stromwandler nicht möglich ist, -der Spannungsabfall des Stromwandlers eine Verzerrung erfährt. Dp:e Folge davon ist, @daß die Kurvenfon des Primärstromes bei der Prüfung und am Einbauort in den meisten Fällen eine verschiedene sein wind. Da aber die Fehlergrößten von Stromwandlern von der Kurvenform des Primärstromes abhängen, kann in seinem solchen Fall -der Wandler am Einbauort Wandere Fehlergrößen aufweisen, Aals hei der Prüfung festgestellt wurde. Schließlich ist noch als Nachteil der oben beschriebenen bekannten Stnomwandleranordnung zu. erwähnen, daß (der insgesamt hochgesättigte Hilfskern leicht lein störendes Brummgeräusch verursachen kann.
• Erfindungsgemäß können alle -diese Nachteile bei reinem Stromwandler mit einer Vorma..gnetisierungsivicldung, die von reiner Hilfswicklung gespieist wird, welche auf einem von der Stromwandlerwicklung erregten Hilfseisenkern aufgebracht ist, dladurch vermieden werden, daß der Hilfseisenkern ,auf einem Teil seiner Eisenweglänge eine Querschnittsverringerung aufweist. Durch diese isthmusartige Verengung des Kernquerschnittes wird lein verhältnismäßig konstanter Fluß im Hilfskern bei verschiedenen Größen (des Primärstromes erzwungen, iadsio eine Varmaggnetisierung erreicht, die in. der Wirkung ähnlich der bei Anschluß der Vormagnetisiezungswicklung an reine konstante Hilfsspannungsquellle ist. Ein weiterer Vorteil *der Erfindung besteht darin, daß die Induktion am größten Teil des Hilfskernes geringer als bei den bekannten Stromwandlern mit Hilfskern ist, so daß, unliebsame Streuerscheinungen, die :den Hauptkern beeinflussen können, (und auch unangenehme Brummgeräusche vermieden sind. Auch der Oberwellenb,edarf im 2Niagnetisierungsstrom des Stromwandlers wird geringer, da hauptsächlich das an der isthmusartigen Verengung des Hilfskernes befindliche Eisem hochgesättigt wird und dies ein wesentlich kleineres Gewicht hat Tals bei den bekannten Anordnungen. Diie die Vormagnetisieroungswicklung des Hauptkernes speisende Wicklung des Hilfskernes kann konzientrisch zur Primärwicklung angeordnet -sein. Wenn der Hauptkern als Mantelkern ausgebildet ist, kann die Vormagnetisierung!swicklung in an sich bekannter Weise aus zwei Teilen bestehen, die auf den Außenschenkeln. des Hauptkernes ranggeordnet sind (und vorn zwei Hilfswicklungen, gespeist werden, die auf den Außenschenkeln -des ebenfalls als Mantelkern ausgebildeten Hilfskernes aufgebracht sind; in diesem Fall weist diann der mittlere von der Stromwandlerpr;imärwicklung umfaßte Schenkel des Hilfskernes die QuerschnittsverrIngerung rauf. In der Abbildung ist schaltungsmäßig ein Ausführungsbeispiel für (einen Stromw andler gemäß -der Erfindung dargestellt. Dier Eisenkern des Stromwandlers besteht aus zwei Teilen i ia und I ib, Ideren mittlere Schenkel sowohl von der Primärwicklung 12 als auch von der Sekundärwicklung 13 umfaßt sind. Auf den beiden Außenschenkeln :des Hauptkernes i i ist die aus zwei Teilen 14 und 15 bestehende Vormagnetisierungswicklung derart aufgebracht, diaß die durch die Wicklungen 14 und 15 erzeugten zusätzlichen magnetischen Flüsse sich, bezogen auf die Primär- und Sekundärwicklung, aufheben. Dile beiden Wicklungen i q. und 15 werden. von den beiden Hilfswicklungen i 6 ,und 17 gespeist, die auf den Außenschenkeln des als Mantelkern ausgebildeten Hilfskernes 18 angeordnet sind. Der mittlere Schenkel 19 des Hilfskernes 18, der lediglich von der Strom-vandlerprimänvicklung 12 erregt wird, weist eine isthmusartige Querschnittsverringerung auf, durch die ein verhältnismäßig konstanter Fluß im Hilfskern 18 bei verschiedenen Größen des die Primärwicklung 17, durchfließenden Stromes erzwungen wird. Die isthmusartige Querschnittsverringerung des mittleren Schenkels i g des Hilfskernes 18 kann auch statt durch Wegnahme von Eisen an den Seiten des "Schenkels einfach durch Ausstanzen seines kreisförmigen oder rechteckigen Loches in der Mitte des Schenkels i g erzielt werden.

Claims (2)

1. PATEN TANSPRÜGHE: i. Stromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung, die von einer Hilfswicklung gespeist wird, -welche auf einen von der Stromwandlerprimärwicklung erregten Hilfseisenkern aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfseisenkern ,auf einem Teil seiner Eis,enweglängeeine Querschnittsverringerung aufweist.
2. 2. Stromwandler nach Anspruch i mit einem als Mantelkern ausgebildeten Hiaupteisenkern, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisüerungswicklung in an sich bekannter Weise aus zwei Teilen besteht, die auf :den Außenschenkeln des Hauptkernes angeordnet simd und von zwei: Hilfswicklungen gespeist -werden, die auf den Außenschenkeln des ebenfalls als Mantelkern ausgebildeten Hilfskernes aufgebracht sind, und daß der mittlere Schenkel des Hilfskernes die Qwersc'hnittsverringerung aufweist.