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Einrichtung zur Kontrolle der Wellenreinheit Die Erfindung bezieht
sich auf eine weitere Verbesserung der in Patent 459 661 beschriebenen Brückenanordnung
zur Prüfung der Wellenreinheit. Von den dort beschriebenen Brückenschaltungen ist
in mehreren Fällen diejenige vorzuziehen, bei der die sekundären Wicklungen des
Stromwandlers nicht in den Schenkeln der Meßbrücke, sondern, wie in Abb. i der erwähnten
Patentschrift dargestellt ist, in der Diagonale des den Nutzstrom messenden Amperemeters
liegen. In diesem Fall ist die Meßbrücke unabhängig von dem jeweiligen Stromwandler.
Man kann sie dann zu einem einheitlichen Apparat zusammenbauen und zur Prüfung verschiedener
Anlagen mit verschiedenen Stromwandlern verwenden. Diese Ausführung hat aber den
Nachteil, daß die auf die Nutzspannung abgestimmten Glieder LC doppelt vorkommen,
und dementsprechend auch zwei Ohmsche Ausgleichswiderstände in beiden anderen Schenkeln
der Brückenschaltung verwendet werden. Nach der vorliegenden Erfindung wird die
Schaltung wesentlich verbessert, indem das die Kontrollspannung liefernde Glied
nur in einem Schenkel verwendet wird, und dementsprechend auch der Ohmsche Ausgleichswiderstand
nur in dem dazu parallelen Schenkel, zwei andere Schenkel aber durch zwei scheinbare
Widerstände, am besten Induktanzen, gebildet sind.
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Diese verbesserte Schaltung ist in Abb. i der beiliegenden Zeichnung
dargestellt, und zwar für Verwendung zur Prüfung der Wellenreinheit eines Antennenstromes.
Hier bedeutet A die Antenne, deren Kreis den Nutzstrom. vom Vorkreise, z. B. über
die Kopplungsspulen I(, erhält. T ist ein Stromwandler, dessen primärer Teil
S1 vom Antennenstrom durchflossen wird, und dessen sekundärer Tei1Sz zur gemeinschaftlichen
Speisung des den Antennenstrom messenden Amperemeters J und der zur Wellenreinheitsprüfung
verwendeten Meßbrückenanordnung dient. Bei der Brückenanordnung bestehen zwei parallele
Schenkel aus zwei scheinbaren Widerständen, am besten Induktanzen L, L1, im dritten
Schenkel befindet sich das auf die zu prüfende Nutzfrequenz abgestinunte, die Kontrollspannung
erzeugende Glied LC und im vierten Schenkel der Ohmsche Ausgleic1iswiderstand f2.
Bei absoluter Reinheit des Nutzstromes ist dann die Spannung des Kontrollgliedes
LC nur durch seinen Ohmschen
Widerstand gegeben, und es fließt bei
der richtigen Einstellung der Meßbrücke kein Strom durch das Kontrollvoltmeter VP.
Kommen noch Ströme anderer Frequenzen hinzu, so bildet das Glied LC für diese parasitären
Ströme nicht nur einen rein Ohmschen, sondern auch einen bedeutenden scheinbaren
Widerstand, so daß für diese schädlichen Frequenzen die Brückenschaltung kein Gleichgeeicht
darstellt, und das Kontrollamperemeter V" das Vorhandensein dieser schädlichen Frequenzen
anzeigt.
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Will man den Anteil jeder einzelnen schädlichen Frequenz bestimmen,
so kann man dies leicht erreichen, wenn man in die Diagonale des Kontrollvoltmeters
ein auf die jeweilige zu untersuchende schädliche Frequenz je abzustimmendes aus
in Reihe geschalteter Selbstinduktion und Kapazität bestehendes Glied einschaltet,
das für die betreffende schädliche Frequenz einen Kurzschluß und für die übrigen
eine Sperre bildet.
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Die beschriebene Schaltung kann man noch weiter verbessern, wenn man
das Kontrollvoltmeter VP durch ein Amperemeter von möglichst kleinem Widerstand
ersetzt, wie dies bei Abb. 1 durch in Klammern stehende Bezeichnung J, angedeutet
ist. Dann wird durch die Ausschläge des Kontrollamperemeters J, und des Antennenstromamperemeters
J der prozentuale Anteil der parasitären Ströme am Gesamtstrom ohne weiteres bestimmt.
Wenn z. B. die beiden Induktanzen L, einander gleich sind, und das Glied IC genügend
scharf abgestimmt ist, um für die schädlichen Frequenzen als Sperre zu wirken, so
verteilen sich die durch ,S2, J und A fließenden parasitären Ströme im gleichen
Maße auf die beiden Induktanzen L, L" so daß das Amperemeter J, nur die Hälfte dieser
Ströme anzeigt. Das Verhältnis des doppelten Ausschlages von J, zum Ausschlag von
J ergibt dann ohne weiteres den Grad der Wellenunreinheit.
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Die obenbeschriebene Brückenschaltung nach der Erfindung hat den weiteren
Vorteil, daß die Induktanzen L, L2 es ermöglichen, . die Anordnung zur Kontrolle
der Wellenprüfung mit der zur Messung der Wirkkomponente der Spannung oder des Stromes
oder der beiden zu vereinigen, -indem man die Induktanzen Li L1 zugleich als einen
Teil des bei der letztgenannten Anordnung benötigten, zur Lieferung der Blindkomponente
der Spannung oder des Stromes dienenden regelbaren Transformators benutzt.
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Die Anordnung zur Messung der Wirkspannungen oder Wirkströme ist im
Patent 45'a ooa und in mehreren Zusatzpatenten beschrieben und besteht in folgendem:
Zur Messung der Wirkspannung wird dem Voltmeter in Reihe mit der IC.eminenspatlnung
der betreffenden Stelle noch eine zusätzliche Spannung zugeführt, die auf dem Anlagestrom
wesentlich senkrecht steht, also die Richtung der Blindspannungskoinponente hat.
Diese zusätzliche Spannung wird von einem geeigneten regelbaren Apparat, z. B. einem
primär von dem Anlagestrom durchflossenen regelbaren Stromwandler, erzeugt und derart
eingestellt, daß sie die ganze Blindkomponente der Klemmenspannung wegkompensiert,
so daß das Voltmeter nur die Wirkspannung zeigt, was daran zu erkennen ist, daß
sein Ausschlag zum Minimum wird. In :ähnlicher Weise wird zur -Bestimmung eines
Wirkstromes dem Amperemeter außer dem Anlagestrom (oder einem diesem pro; portional
und phasengleichen Strom) noch eine zu der Klemmenspannung senkrechte Stromkomponente
zugeführt, die die Blindkomponente des betreffenden Anlagestromes wegkompensiert,
so daß auch hier wiederum der des Amperemeters die allein verbleibende Wirkstromkomponente
anzeigt.
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Abb. z der beiliegenden Zeichnung zeigt die *Vereinigung der Anordnung
zur Wellenreinheitsprüfung reit der zur Messung von Wirkspannungen. Hier ist die
Schaltung zur Wellenreinheitsprüfung dieselbe wie bei der Abb. r. Als Meßinstrument
zur Kontrolle der schädlichen Ströme kann auch hier entweder ein Voltmeter oder
ein Amperemeter verwendet werden. Dieses Instrument ist hier allgemein durch M,
bezeichnet. Dem zur Messung der Wirkspannung dienenden Voltmeter V wird einerseits
galvanisch, oder, wie gezeichnet, durch Vermittlung einer Wicklung l(1 eine Spannung
zugeführt, die dem Antennenkreis von dem Vorkreis zugeführt ist, oder eine dieser
proportionale und mit ihr phasengleiche Spannung. Außerdem ist im Stromkreis des
Voltmeters eine weitere Wicklung N vorgesehen, die dem Voltmeter die zusätzliche
Blindspannung zuführt, und die mit den Induktanzen L., L1 in einem veränderlichen
induktiven Kopplungsverhältnis steht. Die Induktanzen LI L1 stellen somit in bezug
auf den den Nutzstrom repräsentierenden Strom J die Primärwicklung eines Stromtransformators
dar, dessen Sekundärwicklung N daher die nötige Blindkomponente liefert. Man kann
die Wicklung L1 und N zu einem Apparat zusammenbauen, wobei die beiden TeileLi eine
mehr oder weniger große Streuung gegeneinander haben und symmetrisch zur Wicklung
N bei allen Lagen der letzteren angeordnet sind. N kann z. B. innerhalb einer die
beiden Spulen L1 tragenden Trommel drehbar angeordnet werden, so da.ß bei einer
bestimmten Nullage der Wicklung N
in dieser nichts induziert wird,
und bei der Verdrehung in einem oder anderen Sinne eine entsprechend gerichtete
und entsprechend große Blindkomponente.
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Bei. der Messung der Wellenreinheit wird der Voltmeterstromkreis durch
ein- oder zweipolige Schalter g unterbrochen. Bei der Messung der Wirkspannung wird
der Schalter g geschlossen. Es empfiehlt sich dabei, das Meßinstrument MP sicherheitshalber
mittels eines Schalters F abzustellen (obwohl das nicht unbedingt nötig ist, wenn
die Wicklung N in beiden Teilen L1 gleich und gleichgerichtete Spannungen induziert).
Durch Verdrehung der Wicklung N wird dann der Ausschlag des Voltmeters V auf ein
Minimum gebracht, das der zu bestimmenden Wirkspannung entspricht.
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Abb.3 zeigt eine analoge Schaltung zur Vereinigung der Wellenreinheitsprüfanordnung
mit der Einrichtung zur Messung der Wirkströme. Bei der Prüfung der Wellenreinheit
steht der Amperemeterschalter lt am besten in der Lage i, die durch- voll ausgezogene
Linien angedeutet ist. Das Amperemeter J zeigt dabei den ganzen Antennenstrom. Bei
der Messung des Wirkstromes empfiehlt es sich, auch hier das Kontrollinstrument
MP abzuschalten. Nun wird durch Schließung des Schalters g der Stromkreis der Wicklung
N, die ähnlich angeordnet ist wie bei Abb. a, geschlossen. Diese Wicklung kann auch,
wie in Abb.3 dargestellt ist, an die Kopplungsspule K des Antennenkreises direkt
angeschlos. sen werden und führt einen zur Klemmenspannung der Kopplungsspule K
senkrecht stehenden Strom der im Stromkreis des -Amperemeters J über die
Induktanzen L, L2 (die jetzt in bezug auf Wicklung N als Sekundärwicklungen anzusehen
sind) die nötige regelbare Blindkomponente des Stromes J erzeugen. Auch hier wird
das Amperemeter J bei entsprechender Verdrehung der Wicklung N auf einen Minimumausschlag
gebracht, der die Wirkstromkomponente näßt.
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Der Schalter h kann dabei in der Lage i bleiben. Wenn aber der Frequenzwandler
T Eisen -besitzt, so können in diesem (infolge des Umstandes, daß die Sekundärwicklung
S. nicht direkt durch Amperemeter kurzgeschlossen ist, sondern über weitere zusätzliche
Spannung, wobei also sein Feld nicht vollkommen abgedrosselt ist) unzulässig große
Verluste entstehen. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Schalter h bei der Messung
des Wirkstromes in die punktiert gezeichnete Lage umzulegen, so daß die Wicklung
S2 durch das Amperemeter direkt kurzgeschlossen ist: Dann sind die beiden Spannungen,
die der Wicklung S2 und die der Wicklung N, nicht mehr hintereinander, wie bei der
Lage i des Schalters h, sondern parallel in bezug auf das Amperemeter geschaltet.
Im Amperemeter J überlagern sich auch bei der Schalterstellung z die beiden von
den genannten Spannungen herrührenden Stromkomponenten unabhängig voneinander in
ähnlicher Weise, als ob diese Spannungen hintereinander geschaltet wären. Das rührt
daher, daß der Eigenwiderstand des Amperemeters J als vernachlässigbar klein, in
Vergleich zu den Impedanzen S2 und L1, anzusehen ist.
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Es ist schließlich noch zu bemerken, daß man auch bei der Schaltung
nach Abb. a, wenn es erwünscht ist, am Amperemeter J Wirkströme messen kann und
in ähnlicher Weise bei der Schaltung nach Abb.3 die Wirkspannungen, wenn man in.
den Stromkreis der Wicklung N ein entsprechendes Voltmeter einschaltet. In diesen
beiden Fällen muß man zu diesem Zweck die Anordnung so treffen, daß im Stromkreise
des Voltmeters kein Ohmscher Widerstand vorhanden ist, daß also der sonst bei den
Voltmetern übliche Ohmsche Vorschaltwiderstand hier durch einen entsprechend großen
induktiven ersetzt wird. Dann werden, wie nähere Untersuchungen gezeigt haben, das
Voltmeter V oder das Amperemeter J keine gegenseitige unerwünschte Verdrehung ihrer
Ströme hervorbringen.