DE1258976B

DE1258976B - Arrangement for measuring inrush current peaks

Info

Publication number: DE1258976B
Application number: DE1964S0092319
Authority: DE
Inventors: Peter Koth; Dipl-Ing Joseph Preis
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-07-29
Filing date: 1964-07-29
Publication date: 1968-01-18

Description

Anordnung zur Messung von Einschaltstromspitzen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Mes-Sung von Einschaltstromspitzen beim Einschalten von Wechselspannungen an elektrische Geräte, insbesondere an Transformatoren, unter Verwendung von mindestens einem Stromtor in einer Zuführungsleitung.Arrangement for measuring inrush current peaks The invention relates to an arrangement for measuring inrush current peaks when switching on alternating voltages to electrical devices, especially transformers, using at least a power gate in a supply line.

Beim Einschalten von elektrischen Geräten, insbesondere von Transformatoren, treten bekanntlich Einschaltstromstöße auf, die je nach Höhe der Amplitude eine Gefährdung für das entsprechende Gerät darstellen. Insbesondere bei Transformatoren tritt die höchste Einschaltstromspitze dann auf, wenn der Transformator im Nulldurchgang der Netzspannung eingeschaltet wird. Es sind Rechenverfahren bekannt, die eine annäherungsweise Vorausberechnung der Einschaltstromspitzen und eine vorteilhafte Bemessung des Transformators in dieser Hinsicht erlauben. When switching on electrical devices, especially transformers, As is well known, inrush currents occur which, depending on the magnitude of the amplitude, a Represent a hazard to the corresponding device. Especially with transformers the highest inrush current peak occurs when the transformer crosses zero the mains voltage is switched on. There are calculation methods known that an approximate Pre-calculation of the inrush current peaks and an advantageous dimensioning of the transformer allow in this regard.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die es gestattet, die beim Anschalten einer Wechselspannung an elektrische Geräte, insbesondere an Transformatoren, auftretenden Stromstöße in einfacher Weise zu messen. The object of the invention is to create an arrangement that allowed when switching on an AC voltage to electrical devices, in particular on transformers to measure occurring current surges in a simple way.

Die Anordnung zur Messung von Einschaltstromspitzen wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß durch den Ladestromstoß eines in an sich bekannter Weise über ein Ventil an der anzuschaltenden Wechselspannung liegenden Kondensators, dessen Ladezeit kürzer als eine Halbwelle der Wechselspannung ist, eine Steuerschaltung eingeschaltet ist, deren einer Pol derart mit der Steuerelektrode des zugehörigen Stromtores verbunden ist, daß ein zeitlich durch die Steuerschaltung begrenzter Steuerstrom an die Steuerelektrode gelangt, und daß das Ventil so gepolt ist, daß es während der jeweiligen Halbwelle der Wechselspannung, für die das zuerst durchschaltende Stromtor in Sperrichtung geschaltet ist, geöffnet ist, und daß das Anzeigeinstrument parallel zu einem in der Zuleitung des zu untersuchenden Gerätes angeordneten Nebenwiderstand liegt. The arrangement for measuring inrush current peaks is according to FIG Invention designed such that a known per se by the charging current surge Way via a valve on the capacitor to be connected to the alternating voltage, whose charging time is shorter than a half cycle of the alternating voltage, a control circuit is switched on, one pole of which is connected to the control electrode of the associated Stromtores is connected that a time limited by the control circuit Control current reaches the control electrode, and that the valve is polarized so that it during the respective half-wave of the alternating voltage, for which the first through-switching Stromtor is switched in the reverse direction, is open, and that the display instrument parallel to a shunt resistor arranged in the feed line of the device to be examined lies.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß Einschaltstromstöße, die beim Anschalten einer Wechselspannung an elektrischen Geräten auftreten, bei definierter Phasenlage, insbesondere beim Nulldurchgang der Wechselspannung, gemessen werden können. Mit dieser Anordnung ist es daher möglich, die im voraus rechnerisch ermittelten Werte durch eine Messung nachzuprüfen, da praktisch keine Phasenwinkeltoleranz auftritt. Die Anordnung ist in einfacher Weise mit wenig Aufwand aufgebaut und leicht bedienbar. By these measures it is achieved that inrush currents that when switching on an alternating voltage on electrical devices occur at defined Phase position, in particular at the zero crossing of the alternating voltage, can be measured can. With this arrangement it is therefore possible to calculate the calculated in advance Check values by means of a measurement, since there is practically no phase angle tolerance. The arrangement is set up in a simple manner with little effort and is easy to operate.

Je nach der weiteren Ausgestaltung dieser Anordnung lassen sich sowohl die erste Einschaltstromspitze oder mehrere Einschaltstromspitzen einer oder auch mehrerer Halbwellen messen. Als Meßgerät kann hierbei ein an die Anordnung anschließbarer Oszillograph verwendet werden. Die Anordnung bewirkt, daß bei der Messung von Einschaltströmen bei Transformatoren der jeweilige Transformator stets vor dem Einschalten in die ungünstigste Remanenzlage gebracht wird, ohne daß eine Vormagnetisierung mit Gleichstrom notwendig ist. Da bei dieser Anordnung keine mechanischen Schaltkontakte verwendet werden, wird die Schaltgenauigkeit sehr hoch.Depending on the further configuration of this arrangement, both the first inrush current peak or several inrush current peaks one or also measure several half-waves. A measuring device that can be connected to the arrangement can be used as a measuring device Oscillograph can be used. The arrangement has the effect that when measuring inrush currents In the case of transformers, always check the respective transformer before switching on the The most unfavorable remanence position is brought without a premagnetization with direct current necessary is. Since no mechanical switch contacts are used in this arrangement the switching accuracy becomes very high.

Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich auch so ausgestalten, daß nur ein Stromtor vorhanden ist, dessen Steuerschaltung aus einer Drossel, einem ohmschen Widerstand und einem Gleichrichter besteht und daß die Steuerschaltung so dimensioniert ist, daß an der Steuerelektrode des Stromtores so lange ein Steuerstrom aufrechterhalten wird, bis das Stromtor durchgeschaltet ist. The arrangement according to the invention can also be designed so that only one current gate is present, the control circuit of which consists of a choke, a ohmic resistance and a rectifier and that the control circuit is dimensioned in such a way that a control current is supplied to the control electrode of the current gate for so long is maintained until the power gate is switched through.

Ferner kann die Steuerschaltung eine monostabile Kippschaltung sein, deren Kippzeit einstellbar ist. Dadurch erhält man eine Anordnung, die zur Messung von Einschaltstromstößen über mehrere Halbwellen geeignet ist. Furthermore, the control circuit can be a monostable multivibrator, whose tilting time is adjustable. This gives an arrangement that can be used for measurement is suitable for inrush currents over several half-waves.

Sollen die Einschaltstromstöße für beide Wechselspannungshalbwellen gemessen werden, so läßt sich die Anordnung auch in der Weise aufbauen, daß ein Brückengleichrichter mit seiner einen Diagonale im Zuge einer Zuführungsleitung liegt und daß die Anoden-Kathoden-Strecke des Stromtores in der zweiten Brückendiagonale liegt. Should the inrush currents for both AC voltage half-waves are measured, the arrangement can also be constructed in such a way that a Bridge rectifier with its one diagonal in the course of a supply line and that the anode-cathode section of the current gate is in the second bridge diagonal lies.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem einen Stromtor ein weiteres Stromtor antiparallel zu schal- ten und diesem weiteren Stromtor nach Offnen des ersten Stromtores über eine aus Widerstand, Drossel, Gleichrichter und Transformator bestehende Steuerschaltung einen Steuerstrom zuzuführen, wobei die Steuerschaltung so dimensioniert ist, daß der Steuerstrom an der Steuerelektrode des weiteren Stromtores so lange aufrechterhalten wird, bis dieses Stromtor durchgeschaltet ist. Das erste Stromtor kann dabei eine Steuerschaltung enthalten, die entweder eine bereits vorstehend beschriebene Drosseischaltung oder eine monostabile Kippschaltung ist. Another possibility is to add another power gate to the one Power gate antiparallel to switch- ten and this other power gate after opening the first power gate via a resistor, choke, rectifier and transformer to supply a control current to existing control circuit, wherein the control circuit is dimensioned so that the control current is applied to the control electrode the further current gate is maintained until this current gate is switched through is. The first Stromtor can contain a control circuit that either a throttle circuit already described above or a monostable multivibrator is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Anordnung auch so ausbilden, daß ein Brückengleichrichter mit seiner einen Diagonale im Zuge einer Zuführungsleitung liegt, daß die Anoden-Kathoden-Strecke des Stromtores in der zweiten Brückendiagonale liegt und daß als Steuerschaltung eine bistabile Kippstufe verwendet ist. In a further embodiment of the invention, the arrangement can also so train that a bridge rectifier with its one diagonal in the course of a Supply line is that the anode-cathode section of the power gate in the second Bridge diagonal lies and that a bistable multivibrator is used as a control circuit is.

Außerdem kann die Anordnung auch so ausgestaltet sein, daß dem einen Stromtor ein weiteres Stromtor antiparallel geschaltet ist, daß dieses weitere Stromtor nach Öffnen des ersten Stromtores über eine aus Drossel, ohmschem Widerstand, Gleichrichter und Transformator bestehende Steuerschaltung einen Steuerstrom erhält und daß die Steuerschaltung für das eine Stromtor eine bistabile Kippstufe ist. In addition, the arrangement can also be designed so that the one Stromtor a further Stromtor is connected in antiparallel that this further Stromtor after opening the first power gate via a choke, ohmic resistance, rectifier and transformer existing control circuit receives a control current and that the Control circuit for a current gate is a bistable multivibrator.

Weiterhin kann das eine Stromtor auch eine weitere Steuerschaltung erhalten, die aus Drossel, ohmschem Widerstand, Gleichrichter und Transformator besteht und die so dimensioniert ist, daß sie nach Abschalten dieses Stromtores so lange einen Steuerstrom an der Steuerelektrode aufrechterhält, bis durch die nachfolgende Halbwelle geeigneter Polarität das Stromtor wieder geöffnet ist. Eine weitere Ausgestaltung nach der Erfindung besteht darin, daß zwischen Steuerschaltung und dem einen Stromtor eine weitere Steuerschaltung geschaltet ist, die so dimensioniert ist, daß sie den Steuerstrom erst dann liefert, wenn die erste Steuerschaltung eingeschaltet ist und die auf diesen Einschaltzeitpunkt folgende Halbwelle der Wechselspannung einsetzt. Furthermore, a power gate can also be used by a further control circuit obtained from choke, ohmic resistor, rectifier and transformer exists and which is dimensioned so that it can after switching off this power gate as long as a control current is maintained at the control electrode until through the subsequent half-wave of suitable polarity the current gate is opened again. One Another embodiment of the invention is that between the control circuit and the one power gate is connected to a further control circuit which is dimensioned in this way is that it only supplies the control current when the first control circuit is switched on and the half-wave of the alternating voltage following this switch-on time begins.

Durch die Ausgestaltung dieser Anordnungen in der vorstehend beschriebenen Form bleibt die Wechselspannung dauernd eingeschaltet, so daß sich über jede beliebig gewünschte Zeitspanne die Einschaltung der Stromstöße beider Halbwellen messen lassen. By designing these arrangements in that described above Form, the alternating voltage remains permanently switched on, so that it can be used as desired Measure the switch-on of the current surges of both half-waves for the desired period of time.

An Hand des Prinzipstrornlaufs nach F i g. 1 und der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 2 bis 9 wird die Erfindung näher erläutert. Using the principle flow according to FIG. 1 and the exemplary embodiments according to the F i g. 2 to 9 the invention is explained in more detail.

In F i g. 1 ist der Prinzipstromlauf der Anordnung schematisch dargestellt. Am Eingang der zweipoligen Leitung liegt die Wechselspannungsquelle, und am Ausgang derselben Leitung wird das elektrische Gerät angeschlossen. In den Leitungszug der einen Zuleitung ist das Stromtor 1 eingeschaltet. Über den Transformator 6, dessen Primärwicklung 7 parallel zur Wechselspannungsquelle liegt, wird die Wechselspannung abgegriffen und dem Gleichrichter 3 zugeführt. Dem Gleichrichter 3 ist eine Parallelschaltung, bestehend aus Kapazität 4 und ohmschem Widerstand, nachgeschaltet. Weiter folgt in Reihe der Schalter 5 mit einem ohmschen Widerstand 8 und schließlich die Steuerschaltung 2, die als Blockschaltung dargestellt ist. Der eine Pol dieser Steuerschaltung führt an die Steuerelektrode des Stromtores 1. In Fig. 1 the principle current flow of the arrangement is shown schematically. The AC voltage source is at the input of the two-pole line and at the output The electrical device is connected to the same line. In the cable run of the The power gate 1 is switched on via a supply line. About the transformer 6, whose Primary winding 7 is parallel to the AC voltage source, the AC voltage tapped and fed to the rectifier 3. The rectifier 3 is a parallel circuit, consisting of capacitance 4 and ohmic resistance, connected downstream. Next follows in series the switch 5 with an ohmic resistor 8 and finally the control circuit 2, which is shown as a block diagram. One pole of this control circuit leads to the control electrode of the current gate 1.

Nach Schließen des Schalters 5 wird der Kondenstator 4 in der einen Halbwelle aufgeladen. Dieser Ladestromstoß bewirkt die Einschaltung des Steuer- gliedes 2, das nunmehr einen Steuerstrom an die Steuerelektrode des Stromtores 1 abgibt, und in der darauffolgenden Halbwelle wird das Stromtor durchlässig und schaltet das elektrische Gerät an die Wechselstromquelle an. Der Gleichrichter 3 ist dabei entgegengesetzt dem Stromtor geschaltet, so daß bereits eine Halbwelle vor dem Öffnen des Stromtores ein Steuerstrom im Stromtor ansteht. Die Steuerschaltung bewirkt, daß auch über diese Halbwelle hinaus ein Steuerstrom an der Steuerelektrode des Stromtores zu fließen kommt, so daß garantiert ist, daß beim Nulldurchgang der Wechselspannungsamplitude das Stromtor eingeschaltet und damit die Messung der Stromstöße vorgenommen werden kann.After closing the switch 5, the capacitor 4 is in one Half-wave charged. This charging current surge causes the activation of the control limb 2, which now delivers a control current to the control electrode of the current gate 1, and in the following half-wave the current gate becomes permeable and switches the electrical device to the AC power source. The rectifier 3 is included switched opposite to the current gate, so that already a half-wave before opening of the power gate there is a control current in the power gate. The control circuit causes that a control current at the control electrode of the Current gate comes to flow, so that it is guaranteed that at the zero crossing of the AC voltage amplitude the current gate is switched on and the current surges can be measured can.

Das Anzeigeinstrument liegt hierbei parallel zu einem Nebenwiderstand, der in der Zuleitung des zu untersuchenden elektrischen Gerätes angeschaltet ist. Will man nicht im Nulldurchgang, sondern bei einer beliebigen Phasenlage schalten, so ist eine Verzögerungsschaltung vorzusehen.The display instrument is parallel to a shunt resistance, which is switched on in the supply line of the electrical device to be examined. If you don't want to switch in the zero crossing, but in any phase position, a delay circuit is to be provided.

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Steuerschaltung dargestellt. In dieser Ausführungsform eignet sich die Steuerschaltung besonders zur Messung des ersten Einschaltstromstoßes nur einer Halbwelle. Über den Kondensator 4 wird nach Einschaltung des Schalters 9 wieder ein Ladestromstoß sowohl an die Steuerschaltung als auch an die Steuerelektrode des Stromtores 1 geführt. Durch den Ladestromstoß des Kondensators 4 wird die Drossel 9 über den Widerstand 10 aufgeladen. Der Gleichrichter 3 ist bei der negativen Halbwelle durchlässig. Am Stromtor 1 liegt während der negativen Halbwelle, in der der Gleichrichter 3 durchlässig ist, zwar eine Steuerspannung, jedoch ist die Anoden-Kathoden-Strecke in Sperrichtung gepolt, so daß das Stromtor 1 gesperrt ist. Beim Nulldurchgang der Wechselspannung kehrt sich die Spannung am Stromtor um, so daß sich die Ladedrossel 9 über den ohmschen Widerstand 10 und den Gleichrichter 11 entlädt. Dadurch wird der Steuerelektrode des Stromtores 1 weiterhin ein Steuerstrom zugeführt, so daß nunmehr die Zündung des Stromtores erfolgen kann. Bei der nächstfolgenden negativen Halbwelle wird das Stromtor wieder gelöscht, und der Anfangszustand ist wiederhergestellt. Eine neuerliche Zündung kann nun nicht mehr erfolgen, da die Kapazität 4 nun bereits aufgeladen ist. Erst nach Entladung der Kapazität 4 kann eine neue Messung vorgenommen werden. In Fig. 2 is an embodiment of such a control circuit shown. In this embodiment, the control circuit is particularly suitable for measuring the first inrush current of only one half-wave. About the capacitor 4 is after switching on the switch 9 again a charging current surge to both Control circuit as well as to the control electrode of the current gate 1. By the charging current surge of the capacitor 4, the choke 9 is charged via the resistor 10. The rectifier 3 is permeable in the negative half-wave. Located at Stromtor 1 during the negative half-wave, in which the rectifier 3 is permeable, although a control voltage, but the anode-cathode path is polarized in the reverse direction, so that the current gate 1 is blocked. When the AC voltage crosses zero, it returns the voltage at the current gate so that the charging choke 9 via the ohmic Resistor 10 and the rectifier 11 discharges. This becomes the control electrode of the power gate 1 continues to be supplied with a control current, so that now the ignition the power gate can take place. With the next negative half-wave that will be The power gate is deleted again and the initial state is restored. Another one Ignition can no longer take place because the capacity 4 is already charged is. A new measurement can only be carried out after capacitance 4 has been discharged.

Ein anderes Ausführungsbeispiel, das ebenfalls für die Messung nur des ersten Einschaltstromstoßes einer Halbwelle geeignet ist, zeigt die F i g. 3. Hierbei wird als Steuerschaltung die monostabile Kippschaltung 12 verwendet, die in F i g. 3 innerhalb der strichlierten Linie liegt. Die Kippzeit dieser Kippschaltung kann jedoch so ausgelegt werden, daß sie größer als die Zeitdauer mehrerer Halbperioden ist, so daß mehrere Schaltstromstöße hintereinander mit dieser Schaltung ebenfalls gemessen werden können. Es lassen sich hierbei die Einschaltstromstöße jeweils gleichpoliger Halbwellen erfassen. Nach Einschalten des Schalters 5 wird durch den Ladestromstoß im Kondensator 4 ein Einschaltimpuls an die Kippschaltung gegeben, und durch die Bemessung der Kippzeit ist es möglich, daß auch noch ein Steuerstrom am Stromtor 1 liegt, wenn die negative Halbwelle durch Null gegangen ist, so daß das Stromtorl durchgeschaltet wird, sobald die positive Halbwelle am Stromtor 1 anliegt. Another embodiment that is also for measurement only of the first inrush current of a half-wave is suitable, FIG. 3. Here, the monostable multivibrator 12 is used as the control circuit, which in Fig. 3 lies within the dashed line. The trigger time of this trigger circuit however, it can be designed so that it is greater than the duration of several half-periods is, so that several switching current surges one after the other with this circuit as well can be measured. The inrush currents can each be homopolar Capture half waves. After switching on the switch 5, the charging current surge in the capacitor 4 a switch-on pulse is given to the flip-flop, and by the Dimensioning of the breakover time, it is possible that a control current is also applied to the current gate 1 is when the negative half-wave has passed through zero, so that the Stromtorl is switched through as soon as the positive half-wave is applied to power gate 1.

Sollen die Einschaltstromstöße von beiden Halbwellen der Wechselspannung gemessen werden, so kann eine Anordnung, wie sie in der F i g. 4 schematisch dargestellt ist, verwendet werden. Bei dieser Anordnung liegt das Stromtor, das in den meisten Anwendungsfällen ein Siliziumstromtor ist, mit seiner Anoden-Kathoden-Strecke in der Brückendiagonale einer aus vier Halbleitern aufgebauten Brückenschaltung. Die zweite Diagonale dieser Brückenschaltung ist in den Leitungszug einer der beiden Zuleitungen von der Wechselspannungsquelle zum elektrischen Gerät eingeschaltet. Die Steuerschaltung 2 kann sowohl eine Steuerschaltung sein, wie sie in F i g. 2 oder 3 erläutert wurde. Bei beiden Halbwellen fließt in der Brückendiagonale, in die das Stromtor eingeschaltet ist, jeweils der Strom in der gleichen Richtung, so daß das Stromtor in beiden Halbwellen durchgeschaltet ist. Die Eingangsspannung am elektrischen Gerät ist dann allerdings um den Spannungsabfall von jeweils zwei Gleichrichtern vermindert. Shall the inrush currents from both half-waves of the alternating voltage be measured, an arrangement as shown in FIG. 4 shown schematically is to be used. With this arrangement, the electricity gate is located in most of the Applications is a silicon current gate, with its anode-cathode route in the bridge diagonal of a bridge circuit made up of four semiconductors. the The second diagonal of this bridge circuit is in the cable run of one of the two Leads from the AC voltage source to the electrical device switched on. The control circuit 2 can be a control circuit as shown in FIG. 2 or 3 has been explained. In both half-waves, the bridge diagonal, in the current gate is switched on, the current in the same direction, so that the current gate is switched through in both half-waves. The input voltage on the electrical device, however, there is a voltage drop of two Rectifiers decreased.

Die Steuerschaltung ist so bemessen, daß während der zweiten Halbwelle der Steuerstrom am Stromtor abreißt, so daß dann keine weitere Messung mehr erfolgt.The control circuit is dimensioned so that during the second half-wave the control current is cut off at the power gate, so that no further measurements are made.

Ein anderes Ausführungsbeispiel, das ebenfalls zur Messung der Stromstöße in beiden Halbwellen der Wechselspannung geeignet ist, ist in F i g. 5 gezeigt. Another embodiment, which is also used to measure the current surges is suitable in both half-waves of the alternating voltage is shown in FIG. 5 shown.

Hier wird dem Stromtor l das Stromtor 2 antiparallel geschaltet.Here, the current gate 2 is connected in antiparallel to the current gate 1.

Nach den beiden antiparallelgeschalteten Stromtoren 1 und 21 ist parallel zum Eingang des elektrischen Gerätes der Transformator 14 geschaltet. Die Kathode des Stromtores 21 ist mit dem einen Pol der Sekundärwicklung 19 des Übertragers 14 über den Gleich richter 15, die Drossel 16 und den ohmschen Widerstand verbunden, und der zweite Pol des Gleichrichters 19 ist an die Steuerelektrode des Stromtores 21 geführt. Nach Einschalten der Wechselspannung und Durchschalten des Stromtores 1 gelangt somit an die Steuerelektrode des Stromtores 21 ein Steuerstrom. Die Steuerschaltung ist dabei so bemessen, daß auch beim Nulldurchgang der Wechselspannung ein Steuerstrom an der Steuerelektrode des Stromtores 21 fließt, wodurch das Stromtor 21 nunmehr stromdurchlässig wird, während das Stromtor 1, an dem nun die Sperrspannung liegt, geschlossen ist. After the two power gates 1 and 21 connected in anti-parallel The transformer 14 is connected in parallel to the input of the electrical device. the The cathode of the current gate 21 is connected to one pole of the secondary winding 19 of the transformer 14 connected via the rectifier 15, the throttle 16 and the ohmic resistor, and the second pole of the rectifier 19 is connected to the control electrode of the current gate 21 led. After switching on the AC voltage and switching through the power gate 1 thus reaches the control electrode of the current gate 21, a control current. The control circuit is dimensioned in such a way that a control current is also generated when the alternating voltage crosses zero flows to the control electrode of the current gate 21, whereby the current gate 21 is now becomes current-permeable, while the current gate 1, to which the reverse voltage is now applied, closed is.

In der ersten Halbwelle, die auf die Halbwelle folgt, in der die Wechselspannung eingeschaltet wird, ist also das Stromtor 1 und in der nächstfolgenden Halbwelle das Stromtor 21 durchlässig, danach sind beide Stromtore gesperrt, da kein Steuerstrom mehr an ihre Steuerelektroden gelangt.In the first half-wave, which follows the half-wave, the alternating voltage is switched on, so the current gate is 1 and in the next half-wave the stream gate 21 is permeable, then both stream gates are blocked because there is no control current more reaches their control electrodes.

Sollen beliebig viele Halbwellen positiver und/oder negativer Art eingeschaltet bleiben, so kann eine Ausführungsform verwendet werden, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Hierbei wird als Steuerschaltung an Stelle einer monostabilen eine bistabile Kippschaltung verwendet. Ist nur ein Stromtor vorhanden, so wird jeweils bei der entsprechenden Halbwelle die Messung der Einschaltstromstöße erfolgen. Wendet man eine Brückenschaltung, wie sie in F i g. 4 beschrieben wurde, an und verwendet man als Steuerschaltung eine bistabile Kippstufe 20, so lassen sich die Einschaltstromstöße sowohl positiver als auch negativer Halbwellen in beliebig langer Zeit messen. Eine zweite Möglichkeit zur Messung der Einschaltstromstöße von positiven und negativen Halbwellen beliebiger Anzahl ergibt sich bei Verwendung einer Anordnung, wie sie in F i g. 5 gezeigt ist, wenn man für die Steuerschaltung 2 eine bistabile Kippstufe verwendet. Should any number of half-waves of a positive and / or negative type remain on, an embodiment as shown in FIG Fig. 6 is shown. This is used as a control circuit instead of a monostable a bistable flip-flop is used. If there is only one power gate, then The inrush currents are measured at the corresponding half-wave. If one applies a bridge circuit as shown in FIG. 4, an and if a bistable multivibrator 20 is used as the control circuit, the Inrush currents, both positive and negative half-waves, of any length Measure time. A second way to measure the inrush currents of positive ones and negative half-waves of any number results when using a Arrangement, as shown in FIG. 5 is shown if a bistable is used for the control circuit 2 Flip-flop used.

Ein weiteres für Dauereinschaltung geeignetes Ausführungsbeispiel ist in Fig.7 schematisch dargestellt. Diese Anordnung entspricht im wesentlichen der Anordnung nach Fig. 5, jedoch ist die Steuerelektrode des Stromtores 1 zusätzlich mit einer zweiten Steuerschaltung verbunden, die ähnlich aufgebaut ist wie die Steuerschaltung für das Stromtor 21. Another exemplary embodiment suitable for permanent activation is shown schematically in Fig.7. This arrangement is essentially the same the arrangement according to FIG. 5, but the control electrode of the current gate 1 is additional connected to a second control circuit, which is constructed similarly to the control circuit for the power gate 21.

Nach dem Durchschalten des Stromtores 1 durch die Steuerschaltung 2 und die in der darauffolgenden Halbwelle eintretende Durchschaltung des Stromtores 21 übernimmt nun die zusätzliche Steuerschaltung am Stromtor 1 die Wiedereinschaltung des Stromtores 1 in der dritten Halbwelle, die die gleiche Polarität aufweist wie die erste Halbwelle. Die zusätzliche Steuerschaltung 22 für das Stromtor 21 ist so bemessen, daß der Steuerstrom des Stromtores 1 über den Spannungsnulldurchgang hinaus aufrechterhalten wird.After the power gate 1 has been switched through by the control circuit 2 and the through-connection of the current gate occurring in the following half-wave 21 now takes over the additional control circuit at power gate 1, the restart of the current gate 1 in the third half-wave, which has the same polarity as the first half-wave. The additional control circuit 22 for the power gate 21 is dimensioned so that the control current of the current gate 1 over the voltage zero crossing is maintained beyond.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 8 gezeigt. Hierbei erfolgt die Anschaltung des elektrischen Gerätes so, daß in Reihe zur Steuerschaltung 2 die weitere Steuerschaltung 23 geschaltet ist. Der Steuerstrom des Halbleiterstromtores 1 wird von der Steuerschaltung 23 eingeschaltet, und zwar dann, wenn die erste Steuerschaltung bereits eingeschaltet ist. Another embodiment is shown in FIG. 8 shown. Here the connection of the electrical device takes place in such a way that in series with the control circuit 2 the further control circuit 23 is connected. The control current of the semiconductor current gate 1 is turned on by the control circuit 23 when the first control circuit is already switched on.

Eine praktisch ausgeführte Schaltung, die zur Messung eines oder mehrerer Einschaltstromstöße von nur einer Halbwelle geeignet ist, ist in Fig. 9 dargestellt. Die Netzspannung wird an die Klemmen 24, 25 und der zu prüfende Transformator an die Klemmen 26 und 27 angeschlossen. Als Anzeigeinstrument dient ein Kathodenstrahloszillograph, der an die Klemmen E, 1 und Synch angeschlossen wird. Kann der Oszillograph eine zweite Spur schreiben, so läßt er sich auch noch zur Verfolgung der Spannung an die Klemme U anschließen. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 9 ist eine monostabile Kippschaltung verwendet, an die eine stabilisierte Spannung über den Übertrager 28, den Gleichrichter 29, den Kondensator 30, den ohmschen Widerstand 31 und die Zenerdiode 32 geführt ist. Im Ruhezustand ist der Transistor 33 leitend. Das Siliziumstromtor 1 ist gesperrt und der Kondensator 34 geladen. Schaltet man den Schalter 35 ein, so wird über die Klemme Synch der Oszillograph gestartet. Eine negative Netzspannungsquelle macht durch den Ladeimpuls des Kondensators 36 den Transistor 37 leitend. Beim Einsetzen der positiven Halbwelle wird auch das Stromtor 1 leitend. Das Stromtor 1 sperrt wieder, wenn der Strom seine Richtung ändert. Bei ohmscher Last geschieht das im Spannungsnulldurchgang, bei induktiver Last etwas später. Soll auch bei induktiver Last im Spannungsnulldurchgang abgeschaltet werden, so ist der Gleichrichter 38 einzufügen. Die Kapazität 39 und der ohmsche Widerstand 40 der monostabilen Kippschaltung sind so bemessen, daß die Kippschaltung sicher in ihre Ruhelage zurückfällt, bevor die zweite negative Netzspannungshalbwelle auftritt. Der Kondensator 36 wird durch den hochohmigen Widerstand 41 entladen. Damit ist das Schaltgerät frühestens nach einer Sekunde wieder einsatzbereit, und das Stromtor ist auch bei mehrfachen, schnell aufeinanderfolgenden Einschaltungen vor Überlastung geschützt. Die Dioden im Gleichrichter 42 sollen einen sehr kleinen Sperrstrom haben, damit der Kondensator 36 während der positiven Halbwelle nicht entladen wird. Ist der Sperrstrom zu groß, so können mehrere Dioden in Reihe geschaltet werden. A practical circuit that is used to measure an or several inrush currents of only one half-wave are suitable, is shown in FIG. 9 shown. The mains voltage is applied to terminals 24, 25 and the transformer under test connected to terminals 26 and 27. A cathode ray oscillograph is used as a display instrument, which is connected to terminals E, 1 and Synch. Can the oscilloscope have a write the second track, so he can also be used to pursue the tension connect the U terminal. In the circuit arrangement according to FIG. 9 is a monostable Flip-flop used to provide a stabilized voltage across the transformer 28, the rectifier 29, the capacitor 30, the ohmic resistor 31 and the Zener diode 32 is performed. In the idle state, the transistor 33 is conductive. The silicon power gate 1 is blocked and the capacitor 34 is charged. If you turn on switch 35, the oscilloscope is started via the Synch terminal. A negative line voltage source makes the transistor 37 conductive by the charging pulse of the capacitor 36. When inserting The current gate 1 is also conductive after the positive half-wave. The power gate 1 blocks again when the current changes direction. With an ohmic load, this happens in the Voltage zero crossing, a little later with inductive load. Should also with inductive Load are switched off in the voltage zero crossing, the rectifier 38 is to insert. The capacitance 39 and the ohmic resistance 40 of the monostable multivibrator are dimensioned so that the toggle switch safely falls back into its rest position before the second negative mains voltage half-wave occurs. The capacitor 36 is through discharge the high resistance 41. This means that the switching device is at the earliest after ready for use again in a second, and the power gate is quick, even with multiple successive switch-ons protected from overload. The diodes in the rectifier 42 should have a very small reverse current, so the capacitor 36 is not discharged during the positive half-wave. If the reverse current is too high, several diodes can be connected in series.

Um den prüfenden Transformator in die ungünstige Remanenzlage zu bringen, genügt eine kurze Betätigung des Schalters 35. Bei der zweiten Einschaltung dieses Schalters kann der ungünstigste Scheitelwert des Stromes am Oszillographenschirm abgelesen werden. To put the testing transformer in the unfavorable remanence position bring, a brief actuation of the switch 35 is sufficient. When switching on the second time this switch can switch the most unfavorable peak value of the current on the oscilloscope screen can be read.

Fügt man ein weiteres Siliziumstromtor 21, die strichliert eingetragenen Bauteile und den Schalter 43 hinzu, so kann mit dieser Anordnung sowohl der Einschaltstromstoß einer Halbwelle als auch ein Schaltstromstoß mehrerer, verschiedener positiver und negativer Halbwellen hintereinander gemessen werden. If one adds another silicon current gate 21, the one shown in dashed lines Components and the switch 43 are added, so with this arrangement both the inrush current a half-wave as well as a switching current surge of several, different positive and negative half-waves can be measured one after the other.

Durch Hinzufügen einer Verzögerungsschaltung mit einstellbarer Verzögerungszeit wird die Einschaltung zu jeder gewünschten Phasenlage (z. B. bei Spannungsmaximum) ermöglicht. Damit läßt sich auch die höchste Einschaltstromspitze von Netzanschlußgeräten mit sehr großen Ladekondensatoren leicht ermitteln. By adding a delay circuit with an adjustable delay time the switch-on at any desired phase position (e.g. at maximum voltage) enables. This also allows the highest inrush current peak from power supply units easy to determine with very large charging capacitors.

Claims

Claims: 1. Arrangement for measuring inrush current peaks when connecting alternating voltages to electrical devices, especially transformers, using at least one power gate in a feed line, thereby characterized in that by the charging current surge one in a known manner over a valve on the AC voltage to be connected capacitor, whose Charging time is shorter than a half cycle of the AC voltage, a control circuit is switched on, one pole of which is connected to the control electrode of the associated Stromtores is connected that a time limited by the control circuit Control current reaches the control electrode and the valve is polarized so that it during the respective half-wave of the alternating voltage for which the first through-switching Stromtor is switched in the blocking direction, is open, and that the display instrument parallel to a shunt resistor arranged in the feed line of the device to be examined lies.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a current gate is present, the control circuit of which consists of a choke, an ohmic resistor and a rectifier, and that the control circuit is dimensioned so that a control current is maintained at the control electrode of the current gate for so long until the power gate is switched through.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a single Stromtor is available, the control circuit of which is a monostable multivibrator, whose tilting time is adjustable.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a bridge rectifier with its one diagonal in the course of a supply line and that the anode-cathode section of the current gate is in the second bridge diagonal lies.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the one current gate another current gate is connected in antiparallel and that this further electricity gate after opening the first electricity gate via a throttle, ohmic resistor, rectifier and transformer existing control circuit receives a control current and that the control circuit is dimensioned so that the Maintain control current at the control electrode of the further current gate for so long until this power gate is switched through.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that a bridge rectifier with its one diagonal in the course of a supply line lies that the anode-cathode route of the current gate is in the second bridge diagonal and that as a control circuit a bistable multivibrator is used.

7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the one Stromtor a further Stromtor is connected in antiparallel that this further Stromtor after opening the first power gate via a choke, ohmic resistance, rectifier and transformer existing control circuit receives a control current and that the Control circuit for a current gate is a bistable multivibrator.

8. Arrangement according to one of claims 1 or 5, characterized in that that the one Stromtor a further control circuit is assigned, which consists of a Choke, an ohmic resistor, a rectifier and a transformer exists and which is dimensioned so that it can after switching off this power gate as long as a control current is maintained at the control electrode until through the subsequent half-wave of suitable polarity the current gate is opened again.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that between the control circuit and the one current gate another control circuit is connected, which is dimensioned so that it only supplies the control current when the first control circuit is switched on and the one at this switch-on time the following half-wave of the alternating voltage has started.

Publications considered: Elektrotechnische Zeitschrift, Edition A, 1953, no. 23, pp. 676 to 681.