Prüfeinrichtung für Messwandler mit einem Gleichstromgerät als Messgerät. Es ist bekannt, die Messung schwacher Wechselströme in der Weise zu bewerkstelli gen, dass man sie gleichrichtet, was am ein fachsten durch halbperiodische Unterbrechung des Stromes geschieht, und mit einem Gleich stromgerät misst. Es ist naheliegend, diese Methode auch für die Prüfung von Strom wandlern in der Schaltung nach Fig. 1 an zuwenden. Es bedeutet in dieser Schaltung x den zu prüfenden Wandler, n einen Normal- wandler gleicher Art.
Die Primärwicklungen p", p$ der beiden Wandler werden von dem selben Strom ü durchflossen. Die Sekundär wicklungen s., s" sind an einen Widerstand R gelegt, indem die Differenz d i2 der Se kundärströme fliesst. Diese Differenz lässt sich nach Fig. 2 zerlegen in eine Komponente f, die in Phase mit dem Sekundärstrom i2n des Normalwandlers n ist, und in eine Kompo nente 8, die in bezug auf den Strom i2" um <B>900</B> in der Phase verschoben ist.
Die Kom ponente f gibt den Unterschied des Über- setzungsverhältnisses beider Wandler, die Komponente 8 den Unterschied des Phasen fehlers. Man kann die beiden Ströme f und ö mit Hilfe eines wattmetrischen Gerätes be stimmen, dessen eine Spule von dem Strom <I>d</I> i2 durchflossen wird, während die andere Spule bei der Bestimmung des Stromes f einen Strom in Phase mit dem Strome i2" führt, oder bei der Bestimmung des Stromes einen Strom, welcher in der Phase um 90 gegen den Strom i2n verschoben ist.
Um zwecks Durchführung dieser Messweise den Wechselstrom durch halbperiodische Unter brechung in Gleichstrom zu verwandeln und so die beiden Komponenten f und d zu ge winnen, verwendet man zum Beispiel Gleich richter. Zu dem Zweck leitet man den Strom ö i2 über den Kontakt eines mechanischen Gleichrichters, der den Strom abwechselnd für die Dauer einer halben Periode schliesst und wieder unterbricht.
Erfolgen die Schlie ssungen und Unterbrechungen in denjenigen Augenblicken, in denen der Strom z2n gerade gleichNullist, soentsprichtderTeildesStromes <I>die,</I> der über den geschlossenen Kontakt des Gleichrichters fliesst, der Komponente f; wenn dagegen die Schaltphasen des Gleichrichters um<B>900</B> gegenüber der Phase des Stromes & 2n versetzt sind, entspricht der über den Gleichrichterkontakt fliessende Strom der Komponenten d des Differenzstromes d i2.
Die an sich bekannten Kommutatoren eignen sich jedoch nicht für die Gleichrichtung; denn sie haben den Nachteil, dass bei der Reibung der Bürsten Thermokräfte entstehen, die bei Verwendung sehr empfindlicher Gleichstrom geräte störend wirken. Auch lässt sich der Zeitpunkt der Schliessungen und Unter brechungen bei diesen Kommutatoren nicht sehr genau einstellen.
Gemäss der Erfindung werden nun mecha nische Gleichrichter mit schwingendem Kon takt verwendet. Dazu eignen sich beispiels weise die sogenannten Membrangleichrichter. Diese haben Ähnlichkeit mit einem Telephon und besitzen eine Membran, die unter dem Einfluss einer Erregerspule steht. Die schwin gende Membran macht mit einem ihrer Mitte gegenüberstehenden Stift je für eine halbe Periode Kontakt, wenn die Erregerspule mit Wechselstrom gespeist wird.
Ein über den Gleichrichterkontakt geleiteter Strom wird dann halbperiodisch unterbrochen, wobei die Phasenlage der Schliessungen und Öffnungen des Gleichrichterkontaktes gegenüber dem gleichzurichtenden Strome von der Phasenlage des Erregerstromes abhängt. Durch die Ver wendung eines Drehtransformators zur Spei sung das EiTegerstromkreises des Gleichrichters kann also die Lage der Kontaktschliessungen und Kontaktöffnungen beeinflusst werden.
Das Anzeigegerät mit dem Gleichrichter wird zweckmässigerweise nicht in Reihe mit dem Widerstand R (Fig. 1) geschaltet, sondern parallel zu diesem. Der Zweig des Wider standes R wird dann nicht unterbrochen, wenn der Kontakt des Gleichrichters geöffnet wird. Es werden dadurch Einschaltschwin gungen, welche die Messung zu fälschen ver mögen, mit Sicherheit vermieden. Anderseits ist es dann auch möglich, ein elektrisches Anzeigegerät mit hohem Widerstand zu ver wenden, so dass dadurch die Stärke des Stromes in denn Zweig des Widerstandes R praktisch nicht beeinflusst wird.
Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Schaltung, bei der die Prüfeinrichtung nach der Erfin dung angewendet ist. Von dem Endpunkt 1 des Widerstandes R geht eine Leitung 2 zu einem doppelpoligen Umschalter 3. In der punktierten Stellung dieses Schalters führt die Leitung 2 zu einem Membrangleichrichter 4, von diesem zum Anzeigegerät inV, weiter über Vorschaltwiderstände 5, zweiten Pol des Schalters 3 und Leitung 6 zum andern End punkt 7 des Widerstandes Ir? zurück. Der Membrangleichrichter 4 wird durch die Spule 8 erregt, die an einen Drebtransformator 9 angeschlossen ist.
Um den Unterbrecher, wel cher abwechselnd während Zeitintervallen von der Dauer einer halben Periode seinen Kontakt geschlossen und geöffnet hält, so einzustellen, dass das Zeitintervall seines Kontaktschlusses (Schlusszeit) zwischen auf einanderfolgenden Nullstellen des Stromes i2. ist, wird der Schalter 3 in die ausgezogene Stellung gelegt, bei der der Zweig mit dem Gleichrichter 4 und dem Anzeigegerät naV parallel an einen Ohm'schen Widerstand r im Sekundärkreise des Normalwandlers n gelegt wird.
Bei Einstellung des Drehtrans formators auf maximalen Ausschlag des Anzeigegerätes<I>in</I> Y hat man gleiche Phase zwischen dem Erregerstrom in der Spule 8 und dem Sekundärstrom i2". Zweckmässiger weise stellt man aber der grösseren Empfind lichkeit wegen den Drehtransformator so ein, dass das Anzeigegerät auf Null zeigt, dann sind die genannten beiden Ströme in der Phase um<B>90'</B> gegeneinander versetzt. Um phasengleiche Ströme zu erzielen, ändert man darauf die Phase des Erregerstromes des Gleichrichters um 90 . Hat man den Erreger strom des Gleichrichters auf diese Weise auf Phasengleichheit mit dem Sekundärstrom 12.
gestellt, so gibt das Anzeigegerät einen Aus schlag proportional der Stromdifferenz f' (Fig. 2). Hat man den Erregerstrom in der Erregerspule 8 auf<B>900</B> Phasenverschiebung gegen den Sekundärstrom isn eingestellt, so ist der Ausschlag des Anzeigegerätes propor tional dem Phasenfehler d (Fig. 2). Es ist erwünscht, dass man den Übersetzungsfehler in Prozent und den Phasenfehler in Grad beziehungsweise Minuten unmittelbar am Instrument ablesen kann. Zu diesem Zweck kann die Skala des Instrumentes entsprechend geeicht werden.
Diese Eichung gilt jedoch nur für eine Wandlerbelastung, denn bei zu nehmender Wandlerbelastung würde zum Beispiel trotz gleichbleibenden Übersetzungs fehlers die Komponente f anwachsen und der Ausschlag des Instrumentes entsprechend zunehmen. Dadurch, dass man für verschie dene Belastungen den Vorschaltwiderstand 5 des Anzeigegerätes entsprechend ändert, kann man für dieselbe prozentische Grösse der Stromdifferenz f oder dieselbe Winkel grösse des Phasenfehlers d bei allen Be lastungen den gleichen Ausschlag des An zeigegerätes erhalten.
Die Belastungswider stände für die Sekundärspule sg des Prüf- wandlers sind bei 10 angegeben. Des weiteren ist noch ein Stromanzeiger A vorgesehen. Dieser soll nur anzeigen, ob die Sekundär wicklungen hinter- oder gegeneinander ge schaltet sind. In der falschen Schaltung gibt er Ausschlag und warnt so vor dem An schluss der Anzeigegeräte, die bei falscher Schaltung zerstört würden.
Will man eine gleichzeitige Ablesung der Fehler des Übersetzungsverhältnisses und der Phase ermöglichen, so werden zweckmässiger weise zwei Anzeigegeräte in der Schaltung nach Fig. 4 angeordnet. Das Messgerät, das den Übersetzungsfehler anzeigt, kann dann direkt in Prozenten geeicht werden, wenn für die verschiedenen Belastungen die geeigneten Vorschaltwiderstände 5 vorgesehen sind;
das andere Gerät, das den Phasenfehler anzeigt, mit den Vorschaltwiderständen 5', in ent sprechender Weise in Minuten. Um mit dem selben Drehtransformator zwei um<B>900</B> ver schobene Erregerströme in Gleichrichtern 4 und 4' der beiden Anzeigegeräte zu erzeugen, verwendet man zweckmässigerweise einen Drehtransformator 9', dessen Sekundärwick lung dreiphasig in Stern geschaltet ist, wie es Fig. 4 zeigt. Die eine Phase wird dann von einer Nullpunktsspannung, die andere von einer verketteten Spannung abgenommen. Diese Prüfeinrichtung ist zur Bedienung von unkundiger Hand geeignet.
Sie ist auch zur Prüfung von Wandlern am Gebrauchsort, also zur Verwendung auf Reisen, geeignet, da der empfindlichste Teil des vorteilhafter weise als Galvanometer ausgebildeten Mess- gerätes immer noch als Zeigergerät mit Achsenlagerung ausgeführt werden kann.
In gleicher Weise, wie die Prüfung eines Stromwandlers, kann auch die Prüfung eines Spannungswandlers durch Vergleich mit einem Normalwandler mit Hilfe von Membran gleichrichtern und (CTleichstromanzeigegeräten ausgeführt werden, zum Beispiel in einer Schaltung, wie sie Fig. 5 zeigt. Die Spannungs wandler n', x' sind sekundär gegeneinander geschaltet und die Differenzspannung wird am Umschalter 13 abgenommen, an den die Anzeigegeräte für Prozente und Minuten mit den vorgelegten Gleichrichtern 14 und 14' und den Vorschaltwiderständen 15, 15' an geschaltet sind. Der Drehtransformator 9' ist analog wie in der Schaltung nach Fig.4 geschaltet.
Die Benutzung der gezeichneten Schaltungen kann noch dadurch vereinfacht werden, dass man als Normalwandler einen solchen mit zu vernachlässigenden Fehler grössen nimmt. Es erübrigt sich dann eine Umrechnung der von den Anzeigegeräten angegebenen Fehler, die zunächst nur relativ gegen den Normalwandler gemessen sind, auf den absoluten Wert. Beispielsweise wird die Messgenauigkeit für den praktischen Bedarf vielfach ohne Korrektur der Angaben genügen, wenn der Fehler des Normalwandlers im Übersetzungsverhältnis höchstens 0,2 % und in der Phase höchstenz 5 Minuten beträgt.