Verfahren zur Kompensierung in Wechselstromkreisen. Messung oder Abgleichung nach der Kom pensationsmethode begegnen bei der Anwen dung in @Vechselstramkreisen der Schwierig keit, dass der Phasenunterschied der beiden zu vergleichenden. Grössen störend; wirkt. In den verschiedenen Schaltungen, die für Wech- seistromkompensation angegeben sind, ist da her immer eine Kompensation der Phase für sich allein vor der Kompensation der zu prü fenden Grössen vorgesehen. Die zweimalige Kompensation bedeutet nicht nur eine Ver grösserung des erforderlichen Apparatesatzes, sondern besonders auch einen erhöhten Ar beitsaufwand.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, das wichtige Kompensationsverfahren in Wechselstromkreisen mit einer einzigen Ein stellung durchzuführen. Der Einfluss der Phasenverschiebung der beiden Vergleichs grössen gegeneinander wird dadurch ,ausge merzt, dass als Anzeigegerät ein solches nach Art der Leistungsmesser benutzt. wird, in dem die geometrische Differenz .der Vergleichs grössen. deren arithmetische Differenz gleich 0 werden soll, auf die geometrische Summe wirkt.
Die Erfindung benutzt. dabei den Umstand, dass; wenn die Grössen zweier Ströme gleich sind, wenn also die arithmeti sche Differenz der Ströme gleich 0 ist, die Phasenverschiebung der geometrischen Diffe renz gegen die geometrische Summe<B>90'</B> be trägt, die Wirkung der geometrischen Diffe renz auf die geometrische Summe in einem Gerät nach Art eines Leistungszeigers, also gleich - 0 ist. Die Abb. 1 zeigt die Phasen verschiebung der geometrischen Summe J,
-f- J2 und .der geometrischen Differenz J1 -J= mit einer Pha.senverschiebluig von 90 ; bei der Annahme, dass J, und J2 gleich gross sind. Es. wird also, wie gewünscht, sobald die Grössen der zu vergleichenden Ströme oder Spannungen gleich sind, das Messgerät auf 0 stehen, obwohl es unter dem Einfluss, der im allgemeinen nicht verschwindenden .geometri schen Differenz der Vergleichsgrössen steht.
Die Worte ,geometrische Summe" und, "Dif- ferenz" bedeuten im Vorstehenden natürlich nur, dass bei der einen Zusammensetzung -der beiden Grössen die Richtung von einer dersel ben umgekehrt sein soll, .als bei der andern, denn es ist ja. von vornherein beliebig, in wel chem Sinne man einen gegebenen Wechsel arom rechnen, und ob, mann demnach die Re snltierende zweier Ströme als ihre Summe oder Differenz bezeichnen will.
Als Messgerät kann grundsätzlich jede der Leistungsmessung dienende Art von Wech- se2stromgeräten benutzt werden. In erster Linie kommen dynamometrische Geräte ohne und mit Eisen in Frage, doch sind andere L-istiingsmesser, darunter auch elektrometri- sehe, nicht ausgeschlossen. Es kann dabei, ,je nach Art der Schaltung, auch angebracht sein, Messwandler zu verwenden, um die Ver- (),leichcurössen in dem einen oder andern Sinne zusammenzusetzen.
Die in den Messgeräten @-orhandenen Phasenverschiebungen zwischen einem Strom und der ihn erzeugenden Span nung einerseits, oder zwischen einem Feld und dem es erzeugenden Strom anderseits sind: in vielen Geräten praktisch zu vernach lässigen, können aber auch erforderlichenfalls mit bekannten Mitteln ausgegliohen werden, so rlass der Zweck der Erfindung, die Einstel lung der Phase bei der Einzelmessung zu vermeiden, völlig gewahrt bleibt.
Der Ein fluss der Phasenversehieljung zwischen. den beiden Vergleichsgrössen auf die Empfind- liehkeit der Anzeige ist nur ein geringer. Ain ungünstigsten ist eine Phasenverschiebung z an<B>90'.</B> Denkt:
man sich bei dieser Vell- s e -hie bung von den beiden zunächst gleichge- n dachten Vergleichsströmen oder -Spannungen den Betrag der einen ein -wenig verändert, so erkennt man, dass zur Anzeige im Instrument eine Komponente dieser Änderung kommt, deren Grösse das 1 :V2fache = - 0,707 fache der ganzen Änderung ist.
Die Abb. 2 bis .4 zeigen Ausführungs beispiele von Schaltungen gemäss der Erfin dung, bei denen als Anzeigegerät ein Dc- namometer angenommen ist.
Abb. 2 zeigt das Schema einer Strom messung durch Kompensation gemäss der Er findung. Der bekannte regelbare Strom J1 wird den Klemmen 1, 2 entnommen, der uri bekannte zu messende, J--, den Klemmen 11, 12. Die Stärkedes regelbaren bekannten, Stro ines wird angegeben durch den Stromzeiger 3, der zur Regelung dienende Widerstand ist iriit 4 bezeichnet.
Das Dynamometer enthält unter sich gleiche Feldspulen 5 und 15, deren jede von einem der beiden Vergleichsströme in demselben Sinne durchflossen wird, so dass das Feld von der Summe beider Ströme er regt wird. In dem Felde ist beweglich eine Doppelspule angeordnet., deren beide Hälften G und 16 von den Vergleichsströmen in ent gegengesetzter Richtung durchflossen wer den, so da.ss die Doppelspule wirkt wie eine einzige Spule, die von der Differenz beider Ströme durchflossen wird.
In der Abb. 2 hängen die beiden Stromkreise in der als widerstandslos anzunehmenden VerbindÜngs- leitung 7, die zu einem gemeinsamen. Pol der beiden Spulen 6 und 1_6 führt, zusammen. Die Wirkun-, bleibt dabei dieselbe, als ob die beiden Stromkreise -etrennt wären.
In Abb. :3 ist Mine Spannungskompensa tion dargestellt. An den Klemmen <B>1</B> und 2 liegt eine bekannte Spannung, deren Grösse durch den Spannungsmesser 3 angegeben -wird. An diese anges^hlossen ist ein Span nungsteiler 4.
Zwischen dein einen Pol 4' desselben und dem beweglichen Kontakt 4" ist die eine Feldspule 5 eines dynamometri- schen Gerätes angeschlossen, während die an dere Feldspule 15 an der zu messenden Span nung liegt, die zwischen den Klemmen 11 und 12 herrscht. Im Feld ist eine bewt @,- liche Spule 6 angeordnet, die von einem Strom durchflossen wird,
der der Differenz der beiden Vergleichsspannungen entspricht. Um dieses zu gewinnen, ist der eine Pol des Spannungsteilers, nämlich 4', mit dem einen der Pole, zwischen denen die Prüfspannung herrscht, durch die Leitung 7 kurzgeschlos sen, und die Spule 6 ist. zwischen den Gleit kontakt 4" und den andern Pol 11 der Prüf spannung gelegt.
In gleicher Weise, wie eine Spannung durch Kompensation gemes sen wird, kann bekannter-weise auch ein Strom gemessen werden, indem man zur Mes- sung den Spannungsabfall benutzt, den der Prüfstrom in einem bekannten Widerstande hervorruft.
Mit den Kompensationsschaltungen eng verwandt ist ein grosser Teil der 0-Schaltun- gen, bei denen das Messgerät in einer Quer verbindung zwischen zwei Stromzweigen liegt, wie zum Beispiel in einer Wh catstone- schen Brücke.
Die Abb. 4 zeigt die Anwendung des Kompensationsverfahrens gemäss der Erfin dung auf eine bekannte brückenähnliche An ordnung (D. R. P. Nr. 349099), die zur Mes- ,#ung von Erdungs- und Ausbreitungswider tänden dient. Von dem Induktor 1 wird ein Strom il durch die Primärwicklung 2 eines Stromwandlers über den Prüfwiderstand, in diesem Falle den Ausbreitungswiderstand einer Erdplatte 3 und zurück durch die Hilfserde 4 geschickt.
An die Sekundär- spule i; des Stromwandlers ist ein Wider stand 6 angeschlossen mit einem Gleitkontakt 7 zur Abnahme einer regelbaren Spannung zwischen dem Gleitkontakt und, .dem einen Ende 8 des Widerstandes 6, das mit. der Erdplatte kurzgeschlossen ist.
Der Schleif kontakt 7 ist über das Anzeigegerät 9 mit einer in den Erdboden gesteckten Sonde 10 verbunden, und es soll der Schleifkontakt so weit verschoben werden, dass die Spannung zwischen den Punkten 8 und 7 gleich der zwischen den Punkten 3 und 10 ist, dass also das Anzeigegerät den Strom 0 zeigt.
Diese Absicht war bisher nicht völlig ausführbar, wenn man als Anzeigegerät ein empfind liches We.chselstromgerät in gebräuchlicher Weise, Telephon oder Vibrationsgalv ano- meter, von denen praktisch in .dem vorlie genden Falle nur das erstere in Frage kommt, verwendete. Dies rührt daher, dass infolge des Phasenfehlers des Stromwandlers die Spannung zwischen den Punkten 8 und 7 nicht genau phasengleich ist mit der zwischen den Punkten 3 und 10.
Gemäss der Erfin dung wird als Anzeigerät ein Gerät nach Art eines Leistungsmessers verwendet, dessen Feld von der Summe der beiden Ströme J1 und J" proportional der Summe der beiden Ströme J3 zwischen den Punkten 3 und 10 und J3 zwischen den Punkten 8 und 7 erregt wird. Die bewegliche Spule liegt zwischen dem Gleitkontakt 7 und der Sonde 10,
also an der Differenz der Spannungen an den Widerständen zwischen 8 un.d 7 und zwi schen 3 und 10. Der Strome, in der beweg lichen Spule ist. nicht nur der Differenz der Spannungen an den Widerständen, sondern, wenn man im Messwandler ein Übersetzungs verhältnis 1 :1 und die Widerstände als praktisch induktionsfrei voraussetzt, auch der Differenz der Ströme J3 und J4 in en bei den Widerständen proportional.
Das An zeigegerät reagiert also gemäss der Erfindung nicht auf die Phasenunterschiede in dem Messwiderstand 6 und dem Erdungswider- stand, sondern lediglich auf den Unterschied der Grösse der Spannungen an diesen Wider ständen.
Die Verwendung eines Leistungszeigers, also eines Messigerätes mit doppelseitigem Ausschlag, bietet in dieser Schaltung vor der Verwendung des Telephons oder Vibra- ticnsgalvano-meters einen, weiteren Vorteil. Sobald die Schaltung zusammengebaut ist, ist jedem Regelungssinn ein bestimmter Dre hungssinn .des Zeigers zugeordnet, so, dass man aus der Stellung des Zeigers auf den ersten Blick erkennen kann, in welchem Sinne die Regelung erfolgen muss, während man beim Telephon und Vibrationsgaivano- meter die einzuschlagende Richtung erst aus probieren muss.
In der praktischen: Ausführung des Ge rätes gemäss der Erfindung lä.sst sich unter Umständen noch insofern eine Vereinfachung herbeiführen, dass .das M.essgerät mit andern Geräten, die die beiden für ihm wirksamen Ströme führen, konstruktiv vereinigt. wird.