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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung des Blind-
oder Wirkstromes in einem Wechselstromsystem unter Verwendung von vier Dioden in
Graetz-Schaltung.
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Die Messung des Wirk- und insbesondere des Blindstromes ist häufig
erwünscht. So kann bei fester Spannung des Netzes aus der Messung des Wirk- bzw.
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Blindstromes die entsprechende Leistung ermittelt werden, so daß es
möglich ist, durch geeignete Schaltungsmaßnahmen die Wirk- bzw. Blindleistung auf
einen gewünschten Wert einzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, bei unterschiedlich
belasteten Netzen in Abhängigkeit von der auftretenden Wirk- bzw.
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Blindleistung durch Zu- oder Abschalten von Kondensatoren oder Drosseln
die Blindleistung möglichst gering zu halten.
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Es ist bekannt, die Wirk- oder Blindleistung durch sogenannte @Ferraris
Meßwerke« zu messen. Diese Meßwerke sind jedoch verhältnismäßig aufwendig in ihrem
Aufbau, da sowohl Strom als auch Spannung gemessen werden müssen. Darüber hinaus
ist der von den Meßwerken angezeigte Wert sehr stark von der Umgebungstemperatur
und der Frequenz des Wechselstromnetzes abhängig.
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Um dies zu vermeiden, wurde auch schon verschiedentlich versucht,
die Blindleistung auf elektronischem Wege zu messen.
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So ist beispielsweise eine zur Messung der Last in einem Wechselstromsystem
dienende Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher ein aus vier Dioden bestehender
Gleichrichter-Ringmodulator an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen
ist, dessen Primärwicldung im Wechselstromsystem liegt. Zur Messung der Last ist
bei der bekannten Schaltungsanordnung ein Vergleich zweier Spannungen erforderlich,
der aber mit ausreichend hoher Genauigkeit nur dann möglich ist, wenn die Schaltungsanordnung
einwandfrei abgeglichen ist. Dieses Erfordernis erschwert zweifellos den Aufbau
und die Bedienung der Schaltungsanordnung erheblich. Insbesondere wird der Einsatz
besonders ausgesuchter Bauelemente notwendig. Dabei ist ein weiterer Nachteil der
bekannten Schaltungsanordnung darin zu zu sehen, daß sie nur die Feststellung der
gleichphasigen Komponente des Stromes ermöglicht, nicht jedoch sowohl die Messung
des Wirk- als auch des Blindstrom-Anteils. Außerdem ist es mit der bekannten Schaltungsanordnung
nicht möglich, entsprechende Absolutwerte der Last festzustellen, weshalb im allgemeinen
das Meßinstrument in Anpassung an die jeweils verwendete Schaltungsanordnung geeicht
werden muß.
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Bei einer weiteren bekannten Schaltungsanordnung zur phasenselektiven
Gleichrichtung ist ein Wechselstromkreis aus einer Reihenschaltung einer Wechselspannungsquelle,
eines Lastwiderstandes und eines Brückengleichrichters, in dessen Brückendiagonale
ein Transistor angeordnet ist, gebildet. An die Basis des Transistors ist die Sekundärwicklung
eines Übertragers angeschlossen, dessen Primärwicklung mit der phasenselektiv gleichzurichtenden
Wechselspannung beaufschlagt wird. Diese Schaltungsanordnung hat ebenfalls eine
Reihe von Nachteilen. Zum einen wird der Transistor im normalen Verstärkungsbereich
betrieben.
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Es machen sich somit Veränderungen der Kennlinie, wie sie beim normalen
Betrieb des Transistors unvermeidbar sind, in einer Verfälschung der Meßergebnisse
bemerkbar. Infolgedessen läßt sich mit dieser bekannten Schaltungsanordnung nur
eine begrenzte Genauig-
keit erreichen. Dies macht sich besonders dann störend bemerkbar,
wenn die bekannte Schaltungsanordnung in einer für die Vollwellengleichrichtung
unbedingt erforderlichen Gegentaktschaltung betrieben wird, da dann nur ausgesuchte
Transistorpaare Verwendung finden können und im Falle der Beschädigung eines Transistors
auch der zweite ausgewechselt werden muß. Weiterhin bereitet es bei der bekannten
Schaltungsanordnung Schwierigkeiten, eine genaue Messung der unsymmetrischen Wechselspannung,
die am Lastwiderstand auftritt, vorzunehmen.
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Wohl der schwerwiegenste Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung
ist jedoch darin zu sehen, daß bei der zur Vollwellengleichrichtung erforderlichen
Gegentaktschaltung ein Wandler mit einer mittenangezapften Sekundärwicklung Verwendung
finden muß. Die Herstellung von Wandlern mit einer Mittelanzapfung gestaltet sich
jedoch unverhältnismäßig kompliziert, wodurch der Aufwand vergrößert wird.
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Insbesondere ist durch die ungünstige Wickelraumausnutzung eine größere
Ausführung notwendig.
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Außerdem bereitet der Abgleich der Teilwicklungen Schwierigkeiten.
Dies gilt selbstverständlich auch für Schaltungsanordnungen, bei denen ein Wandler
mit mehreren, meist vier Sekundärwicklungen Verwendung findet.
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Die Notwendigkeit der Verwendung eines Transformators mit einer Mittelanzapfung
der Sekundärwicklung ist schließlich auch bei einer weiteren bekannten Schaltungsanordnung
gegeben, bei welcher die Enden der Sekundärwicklung des Transformators über zwei
gleichsinnig geschaltete Dioden zusa nmengeschaltet sind. Dabei ist weiterhin als
nachteilig anzuführen, daß bei dieser bekannten Schaltungsanordnung lediglich eine
Halbwelle zur Messung herangezogen wird, also eine einwandfreie Messung nur dann
möglich ist, wenn der Laststrom gleichmäßig auf die positve und negative Halbwelle
verteilt ist. Dieser Idealfall liegt aber praktisch nie vor, so daß die Messung
stets mit einer großen Ungenauigkeit behaftet ist. Sie kann insbesondere beispielsweise
nicht für Thyristorsteuerungen eingesetzt werden.
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Es wäre zwar theoretisch möglich, die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
eines Transformators durch Anschluß einer entsprechenden Widerstandsschaltung an
die Sekundärwicklung des Transformators zu umgehen und dadurch einen künstlichen
Mittelpunkt zu schaffen. In diesem Fall müßten jedoch die zur Sekundärwicklung parallelliegenden
Widerstände verhältnismäßig niederohmig sein, so daß sich ein erheblicher Leistungsverlust
in den Widerständen ergäbe. Im Falle der Leistungsanpassung (maximale Leistung am
Arbeitswiderstand) ergäbe sich beispielsweise nur ein Wirkungsgrad von etwa 16 bis
17%.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zu schaffen,
welche unter Vermeidung der oben erläuterten Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen,
insbesondere ohne Verwendung eines Wandlers mit Mittelanzapfung und bei ausreichendem
Wirkungsgrad, die Messung des Blind- oder Wirkstromes in einem Wechselstromsystem
mit hoher Genauigkeit gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eingänge
der Graetz-Schaltung einerseits direkt mit der Sekundärwicklung eines Meßwandlers,
dessen Primärwicklung im Wechselstromsystem liegt und mit der Meßgröße beaufschlagt
ist, und andererseits durch zwei in Reihe liegende und mit der Netzfrequenz
abwechselnd
jeweils eine halbe Periode öffnende bzw. schließende Synchronschalter verbunden
sind und daß die den Ausgang bildenden beiden anderen Anschlüsse der Graetz-Schaltung
kurzgeschlossen und über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand an die Verbindungsleitung
zwischen den beiden Synchronschaltern angeschlossen sind, wobei die durch den Arbeitswiderstand
verursachte und an der bei geschlossenem Schalter dem Widerstand parallelliegenden
Diode in Durchlaßrichtung anstehende Spannung kleiner ist als die die Diode in den
leitenden Zustand steuernde Spannung (sogenannte Schwellenspannung).
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Durch diese Schaltungsanordnung wird erreicht, daß jeweils während
einer halben Periode der Ausgangsstrom des Wandlers mit richtiger Polarität, während
der anderen Periode mit umgekehrter Polarität am Arbeitswiderstand anliegt. Die
am Arbeitswiderstand auftretende Spannung kann gemessen werden und ist je nach der
Phasenverschiebung zwischen dem Nulldurchgang der Spannung im Wechselstromsystem
und dem Ein- bzw. Ausschaltezeitpunkt der Synchronschalter dem Blind- oder Wirkstrom
direkt proportional. Es werden also bei der Messung sowohl die positiven als auch
die negativen Halbwellen erfaßt, so daß eine Messung mit hoher Genauigkeit gewährleistet
ist. Dabei hängt der angezeigte Meßwert lediglich von der im allgemeinen bekannten
Charakteristik des verwendeten Meßinstrumentes ab. Dabei macht sich weiterhin vorteilhaft
bemerkbar, daß sich Veränderungen der Amplitude der zum Betrieb der Synchronschalter
dienenden Wechselspannung im allgemeinen nicht störend bemerkbar machen, so daß
die Schaltungsanordnung weitgehend von Störungen im Hilfssystem unabhängig ist.
Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen,
daß sich ein Wirkungsgrad von etwa 50% erreichen läßt, weshalb für die Messung nur
eine sehr geringe Leistung erforderlich ist. Ein besonders wesentlicher Vorzug des
Erfindungsgegenstandes ist schließlich darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung mit eingeprägtem Strom arbeitet. Dadurch können sich Differenzen
in den Durchlaßspannungen bzw. Innenwiderständen der Schalter, falls diese aus Halbleitern
gebildet sind, nicht verfälschend auf das Meßergebnis auswirken. Es ist somit nicht
erforderlich, die Bauelemente der Schalter besonders auszusuchen, wodurch sich Herstellung
und etwaige Reparaturen erheblich vereinfachen.
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Ist der Ausgang der Graetz-Schaltung kurzgeschlossen, so kann die
Spannung am Arbeitswiderstand, falls keine Verfälschung des Meßergebnisses auftreten
soll, höchstens gleich der Schwellenspannung der dem Arbeitswiderstand bei geschlossenem
Schalter parallelliegenden Diode sein. Diese Spannung in der Größenordnung von 0,4
bis 0,6 Volt ist häufig nicht ausreichend. Um die Möglichkeit zu bieten, daß am
Arbeitswiderstand auch höhere Spannungen auftreten, ist nach einer Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den nicht kurzgeschlossenen Ausgangsanschlüssen
der Graetz-Schaltung in Reihe zwei in Sperrichtung beanspruchte Zenerdioden liegen,
deren Verbindungspunkt über den Arbeitswiderstand an die beiden Synchronschalter
gelegt ist. In diesem Fall erhöht sich die höchste am Arbeitswiderstand ohne Verfälschung
des Meßergebnisses zulässige Spannung um die Zenerspannung. Außerdem kann bei Verwendung
der Zenerdioden im Umschaltzeitpunkt, in dem gegebenenfalls beide Schalter geöffnet
sind, keine schädliche Überspannung am Sekundärkreis des Wandlers auftreten, da
die maximal auftretende Spannung durch die Reihenschaltung der beiden Zenerdioden
begrenzt sind.
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Es ist an und für sich möglich, für die beiden Synchronschalter mechanische,
beispielsweise durch einen Synchronmotor angetriebene, Schalter zu verwenden. Als
besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn die Synchronschalter aus
kontaktlosen Bauelementen aufgebaut sind, da in diesem Fall keine zusätzliche Leistung
zum Antrieb des Motors erforderlich und außerdem ein wesentlich saubereres und zeitlich
genaueres Schalten gewährleistet ist.
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Die Synchronschalter sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
so aufgebaut, daß sie jeweils einen Brückengleichrichter aufweisen, in dessen Brückendiagonale
ein Schalttransistor liegt. Dadurch wird erreicht, daß durch den Schalter Strom
beider Richtungen fließen kann, solange der Schalttransistor geöffnet ist, obwohl
der Transistor selbst nur für Strom einer Polarität durchlässig ist.
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Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Schalttransistoren
abwechselnd über je eine eigene Sekundärwicklung eines gemeinsamen Wandlers angesteuert
werden, da in diesem Fall das synchrone Schalten beider Schalter sicher gewährleistet
ist.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß als
Schalttransistoren npn-Transistoren dienen und Basis- und Emitteranschluß jedes
Transistors über eine Diode verbunden sind. Die Dioden zwischen Emitter und Basis
dienen zur Begrenzung der Basis-Emitter-Spannung am gesperrten Transistor, so daß
dessen Beschädigung ausgeschlossen ist.
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Soll die Schaltungsanordnung zur Messung des Blindstromes dienen,
so ist vorgesehen, daß die Synchronschalter mit einer Phasenverschiebung von 90
bzw. 270° gegenüber dem Nulldurchgang der Spannung im Wechselstromsystem öffnen
bzw. schließen. Soll dagegen der Wirkstrom gemessen werden, so werden die Synchronschalter
mit einer Phasenverschiebung von 0 bzw. 1800 gegenüber dem Nulldurchgang der Spannung
im Wechselstromsystem öffnen bzw. schließen.
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Eine besonders günstige Schaltung ergibt sich dann, wenn der Bildstrom
in einer Phase eines dreiphasigen Drehstromsystems gemessen werden soll, wobei die
Primärwicklung des Meßwandlers des Wechselstromsystems in dieser Phase liegt. In
diesem Fall ist nach einer Fortbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Primärwicklung
des zur Ansteuerung der Schalttransistoren dienenden Wandlers an die beiden anderen
Phasen angeschlossen ist. Durch den Anschluß der Primärwicklung des die Transistoren
beaufschlagenden Wandlers an die beiden anderen Phasen des Drehstrom netzes erhält
man eine Phasenverschiebung von 90° gegenüber der Spannung in der die Primärwicklung
des Meßwandlers aufweisenden Phase.
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Soll jedoch der Wirkstrom gemessen werden, so genügt ein einphasiges
Wechselstromnetz. In diesem Fall wird die Primärwicklung des zur Ansteuerung der
Transistoren dienenden Wandlers mit der Speisespannung des Wechselstromsystems beaufschlagt.
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Dadurch wird erreicht, daß die Schalter konphas mit der Spannung des
Wechselstromsystems arbeiten.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung
der prinzipiellen Wirkungsweise
der Schaltung und bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an Hand der Zeichnung.
Hierbei zeigt F i g. 1 den Verlauf des Stromes über eine Periode, F i g. 2 den Verlauf
des Stromes über eine halbe Periode, wobei nach einer Viertelperiode umgepolt wird,
Fig. 3 den Verlauf des Stromes, wenn die Umpolung zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt,
Fig. 4 das Prinzipschaltbild einer Anordnung gemäß der Erfindung, F i g. 5 eine
Abwandlung der Anordnung nach Fig. 4 und Fig. 6 eine Abwandlung der Schaltung nach
Fig. 5.
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Zuerst sei theoretisch die Wirkungsweise der Schaltung dargelegt.
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In F i g. 1 ist der Verlauf eines Wechselstromes über eine Zeitdauer
von einer Periode aufgezeichnet. Dabei wird angenommen, daß es sich um reinen Wirkstrom
handelt.
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In F i g. 2 wird dagegen davon ausgegangen, daß durch beliebige,
an sich bekannte Einrichtungen der Strom so umgepolt wird, daß die der Fläche F2
entsprechende zweite Hälfte der Halbwelle verkehrt gepolt auftritt und z. B. so
gemessen wird.
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Es ist aus F i g. 2 leicht ersichtlich, daß der Absolutwert des Flächeninhalts
der Fläche @1 gleich ist dem Absolutwert des Flächeninhalts der Fläche F2. Es gilt
also: F1 = - F2 Daraus folgt: Fges = F1 + F2 0.
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Bei dem Stromverlauf nach F i g. 3 sei nunmehr angenommen, daß die
Umschaltung um einen Winkel # vor 90° erfolgt. Es ist nun die Summe des Flächeninhalts
der durch die ausgezogene Linie umrissenen Flächen F3 und F4 zu bestimmen. Dabei
ergibt sich folgende Berechnung: F3 = F1 - F5 ; F1 = F2 + F6 Daraus folgt: Fgs =
Fs + F4 = F1 - F5 + F2 + F5 Da die zu F i g. 2 angestellte Berechnung ergeben hat,
daß F2 + F2 - 0, so folgt: F3 + F4 = F6 - F5 Die Absolutwerte der Flächen F2 und
F6 sind gleich.
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Daraus ergibt sich: F6 = FR-F6, somit F3 + F4 = -2F5.
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Die Fläche F5 läßt sich folgendermaßen berechnen:
somit F3 + F4 = -2 sin #.
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Wird nun der Effektivwert des Stromes mit
eingesetzt, so ergibt sich
Die Summe der beiden Teilflächen F3 und F4 ist also direkt proportional dem Blindstrom
JB.
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Für die obige theoretische Erörterung wurde angenommen, daß der Strom
zeitlich feststeht, während sich der Umschaltzeitpunkt und somit der Winkel # verändert.
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Die Erfindung geht jedoch davon aus, daß der Umschaltwinkel gegenüber
dem Nulldurchgang der Spannung feststeht, während sich die Phasenlage des Stromes
infolge unterschiedlicher Belastung mit Blindwiderständen ändert. Dadurch ergeben
sich jedoch keine Veränderungen in den oben angeführten Beziehungen.
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Wird in den Berechnungen der Umschaltzeitpunkt um 90° verschoben,
so ergibt sich an Stelle der Größe sin e die Größe sin (# + 90°) = cos #. In diesem
Fall ist es also möglich, den Wirkstrom zu messen.
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In F i g. 4 ist die einfachste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung dargestellt. Es ist aus den vier Dioden 1, 2, 3, 4 eine Graetz-Schaltung
5 aufgebaut. Ihre Eingänge 6 und 7 sind einerseits mit der Sekundärwicldung 8 eines
Meßwandlers 9 verbunden, dessen Primärwicklung 10 in einem Wechselstromsystem 11
liegt. Andererseits sind die Eingänge 6 und 7 der Graetz-Schaltung 5 über zwei abwechselnd
eine halbe Periode öffnende bzw. schließende, in Reihe liegende Schalter 12 und
13 miteinander verbunden. Die Schalter 12 und 13 arbeiten dabei synchron mit der
Netzfrequenz des Wechselstromsystems 11, jedoch unter einer gew issen Phasenverschiebung.
Diese Phasenverschiebung beträgt bei Messung des Blindstromes 90° gegenüber dem
Nulldurchgang der Spannung im Wechselstromsystem 11, während sie bei Messung des
Wirkstromes im Wechselstromsystem sich auf 0° beläuft. Die den Ausgang 14 bildenden
beiden anderen Anschlüsse 15 und 16 der Graetz-Schaltung 5 sind über einen gemeinsamen
Arbeitswiderstand 17 an die Verbindungsleitung 18 zwischen den beiden Synchronschaltern
12 und 13 angeschlossen.
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Am Arbeitswiderstand 17 kann eine dem Strom durch den Arbeitswiderstand
17 proportionale Spannung abgenommen und zu Meßzwecken verwendet werden. Es ist
jedoch auch möglich, statt des Arbeitswiderstandes 17 ein Strommeßgerät einzuschalten.
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Die Stromrichtung im Arbeitswiderstand 17 ist abhängig von der Richtung
des Stromes in der Sekundärwicklung 8 des Wandlers 9 und davon, welcher der Schalter
12 bzw. 13 gerade geschlossen ist.
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Der Strom fließt im Arbeitswiderstand in Richtung des Pfeiles 19,
wenn in der Sekundärwicklung ein Strom in Richtung des Pfeiles 20 fließt und der
Schalter 13 geschlossen ist oder bei Stromrichtung entsprechend dem Pfeil 21, falls
der Schalter 12 geschlossen ist. In den anderen Fällen, d. h. Stromrichtung 20 und
Schalter 12 geschlossen oder Stromrichtung 21 und Schalter 14 geschlossen, fließt
der Strom im Arbeitswiderstand 17 in Richtung des Pfeiles 22.
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Durch die Verwendung der Graetz-Schaltung 5 ergibt sich jeweils parallel
zum Arbeitswiderstand 17 ein weiterer Strompfad über eine der Dioden 1 bis 4.
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Aus diesem Grunde kann der Spannungsabfall am Arbeitswiderstand 17,
falls keine Verfälschungen der Meßergebnisse auftreten sollen, maximal der Schwellenspannung
der Dioden 1 bis 4 entsprechen, d. h.
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der in Durchlaßrichtung anliegenden Spannung, bei der die Dioden in
den leitenden Zustand gesteuert werden.
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Um hier Abhilfe zu schaffen, ist bei der Schaltungsanordnung nach
F i g. 5 der Arbeitswiderstand 17 nicht direkt an den Ausgang 14 angeschlossen.
Es liegen vielmehr zwischen den Ausgangsanschlüssen 15, 16 in Reihe zwei in Sperrichtung
beanspruchte Zenerdioden 23 und 24, an deren Verbindungspunkt 25 der Arbeitswiderstand
17 angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß an dem Arbeitswiderstand 17 eine
Spannung auftreten kann, die der Summe aus der Zenerspannung einer der Zenerdioden
23 und 24 und der Schwellenspannung einer der Dioden 1 bis 4 entspricht. Dies hat
natürlich zur Folge, daß die Sekundärwicklung 8 des Meßwandlers 9 für eine höhere
Ausgangsspannung ausgelegt werden muß, da eine der Zenerdioden 23, 24 im Sekundärkreis
des Wandlers 9 liegt. Es können dafür aber keine Überspannungen am Sekundärkreis
des Wandlers 9 auftreten, da die maximal auftretende Spannung durch die Summe der
Spannungen der beiden Zenerdioden 23, 24 bestimmt ist.
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Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 sind die beiden mechanischen
Schalter 12 und 13 durch aus kontaktlosen Bauelementen aufgebaute Schalter 26 und
27 ersetzt.
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Jeder der beiden Schalter weist einen npn-Transistor 28 auf. Die
Kollektor-Emitter-Strecke dieses Schalttransistors 28 liegt in der Brückendiagonale
29 eines Brückengleichrichters 30. Die beiden anderen Anschlüsse der Brückengleichrichter
30 sind mit der Sekundärwicklung 8 des Wandlers 9 und untereinander über die Verbindungsleitung
18 verbunden.
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Zur Ansteuerung der Schalttransistoren 28 dient je eine eigene Sekundärwicklung
31 eines Wandlers 32.
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Dabei ist das eine Ende 33 der Sekundärwicklungen 31 über einen Widerstand
34 mit dem Emitter 35 des jeweiligen Schalttransistors 28 verbunden, während das
andere Ende 36 der Sekundärwicklungen 31 an die Basis 37 gelegt ist. Zwischen Emitter
35 und Basis 37 jedes Schalttransistors 28 ist eine Diode 38 eingeschaltet, die
zur Begrenzung der Basis-Emitter-Spannung am jeweils gesperrten Transistor 28 dient.
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Die Sekundärwicklungen 31 des Wandlers 32 sind gegenphasig gewickelt,
so daß jeweils nur einer der Transistoren 28 geöffnet ist, während der andere sperrt.
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Zur Messung von Wirkstrom ist nur ein einphasiger Wechselstrom erforderlich.
In diesem Fall liegt die Primärwicklung 10 des Meßwandlers 9 im Wechselstromkreis
11, während die Primärwicklung 39 des Meßwandlers 32 mit der Spannung des Wechselstromsystems
beaufschlagt ist.
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Soll mit der Meßeinrichtung jedoch Blindstrom gemessen werden, so
ergibt sich eine besonders einfache Schaltung dann, wenn dreiphasiger Drehstrom
zur Verfügung steht. In diesem Fall liegt die Primärwicklung 10 des Meßwandlers
9 im Kreis 11 einer Phase, während die Primärwicklung 39 des Wandlers 32 an die
zwischen den beiden anderen Phasen auftretende Spannung gelegt ist.
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Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Messung des Blind-oder
Wirkstromes in einem Wechselstromsystem unter Verwendung von vier Dioden in Graetz-Schaltung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (6, 7) der Graetz-Schaltung(5) einerseits
direkt mit der Sekundärwicklung (8) eines Meßwandlers (9), dessen Primärwicklung
(10) im Wechselstromsystem (11) liegt und mit der Meßgröße beaufschlagt ist, und
andererseits durch zwei in Reihe liegende und mit der Netzfrequenz abwechselnd jeweils
eine halbe Periode öffnende bzw. schließende Synchronschalter (12, 13) verbunden
sind und daß die den Ausgang (14) bildenden beiden anderen Anschlüsse (15, 16) der
Graetz-Schaltung kurzgeschlossen und über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand (17)
an die Verbindungsleitung (18) zwischen den beiden Synchronschaltern angeschlossen
sind, wobei die durch den Arbeitswiderstand verursachte und an der bei geschlossenem
Schalter dem Widerstand parallelliegenden Diode (1, 2, 3, 4) in Durchlaßrichtung
anstehende Spannung kleiner ist als die die Diode in den leitenden Zustand steuernde
Spannung.
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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den nicht kurzgeschlossenen Ausgangsanschlüssen (15, 16) der Graetz-Schaltung
(5) in Reihe zwei in Sperrichtung beanspruchte Zenerdioden (23, 24) liegen, deren
Verbindungspunkt (25) über den Arbeitswiderstand (17) an die beiden Synchronschalter
(12, 13) gelegt ist.
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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Synchronschalter (26, 27) aus kontaktlosen Bauelementen (28, 30) aufgebaut
sind.
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4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Synchronschalter (26, 27) einen Brückengleichrichter (30) aufweist, in dessen
Brückendiagonale (29) ein Schalttransistor (28) liegt.
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5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalttransistoren (28) abwechselnd über je eine eigene Sekundärwicklung
(31) eines gemeinsamen Wandlers (32) angesteuert werden.
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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schalttransistoren (28) npn-Transistoren dienen und Basis- (37) und Emitteranschluß
(35) jedes Transistors über eine Diode (38) verbunden sind.
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7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Messung des Blindstromes die Synchronschalter (12, 13; 26,
27) mit einer Phasenverschiebung von 90 bzw. 2700 gegenüber dem Nulldurchgang der
Spannung im Wechselstromsystem (11) öffnen bzw.
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schließen.
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8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Messung des Wirkstromes die Synchronschalter (12, 13; 26,
27) mit einer Phasenverschiebung von O bzw. 180° gegenüber dem Nulldurchgang der
Spannung im Wechselstromsystem (11) öffnen bzw.
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schließen.