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Stromwandler.
In dem Patente Nr. 110187 ist ein Stromwandler beschrieben, dessen innerer Scheinwiderstand ein Vielfaches der sekundären Bürde beträgt und dessen innerer Widerstandswinkel praktisch gleich dem
Phasen-Verschiebungswinkel zwischen dem zur Erzeugung des magnetischen Flusses dienenden Leer- laufstrom und der induzierten Spannung ist. Dieser Stromwandler besitzt bei verschiedenen sekundären
Bürden aussergewöhnlich kleine Unterschiede in Stromfehlern und Fehlwinkeln. Da jedoch bei verschiedenen primären bzw. sekundären Strömen die Streuung praktisch konstant ist, und auch die Leerlaufströme nicht proportional der induzierten Spannung sind, treten doch noch bei Veränderung der Primärströme
Stromfehler auf.
Um diese zu vermeiden, wird der innere Scheinwiderstand des Wandlers, der bei den bisher bekannten Einrichtungen konstant ist, in Abhängigkeit von der Primärstromstärke derart ver- änderlich gemacht, dass der Magnetisierungsstrom proportional dem Primärstrom ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. a ist der Primärleiter, b und c sind zwei vollständig getrennte, annähernd oder vollständig gleich ausgebildete Eisenkerne, d ist die auf dem Kern c angeordnete, e die auf dem Kern b angeordnete Sekundärwicklung, welche einige Windungen mehr enthält als die Wicklung d. Die Wicklungen d und e sind untereinander und mit der an die Klemmen 11 und 12 angeschlossenen äusseren Belastung in Hinteieinanderschaltung verbunden.
Zweckmässig wird die Induktion in dem Eisenkern so gewählt, dass die Magnetisierungs-Amperewindungen langsamer fallen als die induzierte Spannung. Der Eisenquerschnitt der Kerne ist wie beim Hauptpatent so gross, dass in der Sekundärwicklung eine Spannung vom mehrfachen Betrage der an den
Klemmen Ji, bestehenden Nennsekundärspannung induziert wird.
Da in den Wicklungen beider Kerne derselbe Primär-und Sekundärstrom fliessen muss, wird sich ein den mittleren Sekundärwindungen entsprechender Sekundärstrom einstellen, d. h. im Kern c, der weniger Sekundärwindungen enthält als der Kern b, werden die Primär-Amperewindungen grösser sein als die sekundären, während sie im Kern b kleiner sind als die sekundären. Es wird also der Kern c von den primären Amperewindungen induziert und der Kern b von den sekundären, oder mit andern Worten, der Kern b ist als induktive Belastung des Kernes c aufzufassen, deren Scheinwiderstand wegen der Krümmung der Magnetisierungskurve vom Primärstrom abhängig ist.
Betrachtet man nun die Magnetisierungskurve (Fig. 2) eines der beiden Kerne, so sieht man, dass innerhalb des in Betracht kommenden Bereiches, also zwischen Induktionen von ungefähr 5000 Linien und o die Magnetisierungs-Amperewindungen langsamer fallen als die induzierte Spannung. Ebenso wird in dem Kern b (Drosselkern) die induzierte Spannung schneller fallen als die resultierenden Amperewindungen und als der Primärstrom.
Infolgedessen muss auch in dem Kern c die induzierte Spannung schneller fallen als der Primärstrom, da ja die Klemmenspannung zwischen 11 und 12 klein gegenüber den induzierten Spannungen in den Wicklungen e und cl ist. Für eine bestimmte Klemmenspannung des Wandlers werden also die induzierten Spannungen in den Wicklungen d und e schneller fallen als der Primärstrom, und wenn die Verhältnisse in den beiden Kernen entsprechend gewählt sind, wird der Magnetisierungsstrom mit grosser Annäherung proportional dem Primärstrom sein. Das bedingt jedoch, dass die Fehler konstant sind, und wenn sie für verschiedene Primärströme konstant sind, kann man sie durch entsprechende Windungsabgleichung beliebig klein machen.
Da, wie bereits oben gesagt, di, Spannung an den Klemmen 11 und 12 klein ist
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gegenüber der induzierten Spannung des Kernes c, wird eine Änderung der Bürde nur eine kleine Änderung der Spannung in dem Kern c bewirken, d. h. also, die Fehler bleiben bei verschiedenen Bürden ziemlich konstant. Da ferner die beiden Kerne bund c gleich dimensioniert sind, Kern b als Belastung für den Kern c aufgefasst werden kann, wird der innere Widerstandswinkel von Kern b mit grosser Annäherung gleich dem Phasenverschiebungswinkel zwischen dem zur Erzeugung des Flusses dienenden Magnetisierungsstrom und der induzierten Spannung in Kern c sein, was einen kleinen Fehlwinkel zur Folge hat.
Die Erfindung ist naturgemäss nicht auf Einleiterstromwandler beschränkt, sondern kann ebenso auf Wandler mit konzentrischen Wicklungen angewendet werden. In diesem Falle können auch die sekundären Wicklungszahlen beider Eisenkerne gleich gross und die primären Wicklungszahlen verschieden gross gemacht werden. Wesentlich ist nur, dass das Verhältnis von der primären zur sekundären Amperewindungszahl um soviel von dem mittleren Verhältnis abweicht, dass in jedem der beiden Kerne eine
Spannung von mehrfachem Betrage der Nennsekundärspannung induziert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stromwandler nach Patent 110187, dadurch gekennzeichnet, dass der Seheinwiderstand der Zusatzdrossel bzw. der innere Scheinwiderstand des Wandlers mit der Stromstärke veränderlich ist.