H E T R E C T I S T R E K E N VAN POI^AH^E DIACxRAINEMEN VAN HARMONISCHE OROOTHEDEN MET BItHUEP VAN
ELEC-TRONENSTKAALOS( ILLOOKAAJ- KN CAMERA S P E C I A A L yWi'V B E T K E K K I N C TOT DI{ O l ' N A M l ' \ ' A N P O L A I R E
HET REGISTREREN VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
VAN HARMONISCHE GROOTHEDEN MET BEHULP
VAN ELECTRONENSTRAALOSCILLOGRAAF
EN CAMERA
SPECIAAL MET BETREKKING TOT DE OPNAME VAN POLAIRE STROOMFIGUREN AAN ASYNCHRONE
DRAAISTROOMMACHINES
PROEFSCHRIFT
TKR VKKKUIJGING VAN DE GRAAD VAN DOCTOR IN DR TECHNISCHE WETENSCHAP AAN DI<: TECHNISCHE HOGESCHOOL T E DICLI'T, OP GEZAG VAN DE RECTOR MAG-NII'ICl'S DK IR C. B. BIEZENO, HOOGL 1 : : R A A R I N DE AFDEHOOGLING D E R W E R K -T U I ( ; H 0 U W K 1 1 N D E , SCHEEPSBOI-TWKIINDE KN VLIECrrLIGBOL'WKLTNDE, VOOR EEN COMMISSIE VVV DE SENAAT TE V E R D E
-DIGEN OP WOICNSDAG 13 A P R I L 1949. V)V.S NAMIDDAGS TE VIER VVli
D O O R
JOHANNES GERARDUS NIESTEN
I C L I C C I K O T H C H N I S C I I I N G K X I K U RF
DIT PROEl"SCHRII-T IS (;()EDGEKErRD DOOR DE PROMOTOR PROl'. IR M. DE LANGE
De Hengelosche Electrische En Mechanische Apparaten l''abriek N.V. in het algemeen en de heer W. W ij n t e r p in het bijzonder wil ik op deze plaats gaarne mijn dank betuigen voor de medewerking
vn belangstelling, welke ik bij de totstandkoming van dit
AAN MIJN OUDERS AAN MIJN VROUIV
INHOUD
Samenvatting' 1
H ü 0 1 T ) S r r K I
Dl-: ,\pPARAirrK riCR KEGisrK.x rii-; VAN POLAIKIO orxc.kAMMK.v
1.1. Principe 5 1.11. Phasedraaischakelingen 7
1.111. Driephasenschakeiing 7
1.1 12. Phasebrug 9 1.12. Straalniodulatie 12
1.121. De roosterspanniiig bestaat uit de superpositie \ a n een negatie\e gelijkspanning en een wisselspanning; zichtbaarmaking ten tijde van de [Jositieve
span-ningsma.xima 12 1.122. lü'ii synchrone contactschijf veroorzaakt éénmaal
|)er onnventeling een sluiting tussen de uitvocr-klemmen van het rooster; zichtbaarmaking ten
tijde van deze sluiting 14 ' 1.123. De roosterspanning bestaat uit tie superpositie
\an een negatieve gelijkspanning, een gelijkge-riclite en een niet-gelijkgerichte wisselspanning; ziclitbaarmaking tijdens de even (c.q. oneven)
inildoorgangen \an de gelijkgerichte wisselspanning 15
1.13. F'f)tografische registratie 19 1.2. Heschrijsing \ a n tie apparatuur 22
1.21. Het vcorzettfjcstel 22 1.21 1. I'ha.sebrug 22 1.212. Straalniodulatie 25 1.22. De elet;tronenstraalt)scillograaf 26 1.23. De fotografische camera 29 1.3. Illustraties 30 1.31. Het vt>t)rzettoestel 30 1.32. De electronenstraaloscillo.graaf 32 1.33. De fotografische camera 34
HOOEDSTl K II
Ol'XAME \'AX' H I ' ; T l'OI.AIKE X E F S r KOO M I) 1 At', R AM EXICK .\s^• X C11 RfJN E .MAt:llIXi; MET K O R T S r i l T A X K E K Oh' MEI' I) RIKPH ASIG-SVMM KTRISCH
HI'.WlKKELDi; ROroK 2.1. Inleitling 35 2.2. H e t r e g i s t r e r e n 36 2.3. V e r v o r m i n g s o o r z a k e n 3 8 2 . 3 1 . Invloetl \ a n a s v i n m j t r i e é n in h e t r o t o r c i r c u i t ener a s \ n -c h r o n e m a -c h i n e o p d e \ t ) r m x a n h e t H e v 1 a n d - d i a g r a m . 3 8 2.32. \ ' e r \ t ) r n i i n g \ a n tie s t r o o m c i r k e l 38 2.33. \'ervf)rming \ a n h e t H e v 1 a n d d i a g r a m bij een t e l a n g
-z a m e r e s p . t e snelle a a n l o o p \ a n d e p r o e f m a c h i n e . . . 39 2.34. Invloetl v a n tie v e r z a d i g i n g d e r l e k \ e l d e n o p tie v o r m \-an
h e t H c v 1 a n d - d i a g r a m 4 0 2.4. ICxperimentele r e s u l t a t e n 40
2.4 1. H e v 1 a 11 t l t l i a g r a m m e n \'an a s \ n c h r o n e m o t o r e n niet k o r t
-s l n i t a n k e r 41 2.42. H e v 1 a 11 d - d i a g r a m m e n Aan a s y n c h r o n e m o t o r e n niet
drie-p h a s i g - s y m m e t r i s c h b e w i k k e l d e r o t o r 46 H O O E D S T l ' K i n
0 P X . \ M I - ; \ ' - \ X Hi:r P O L A I R E X]:TSTROf)MI)IAGR.\M E.XER CASCADE-SCHAKELING VAX IWEl; ASA-XCHROXI-; MACHINES MET
DRIEPHASIG-S^'MMl;rRISCH BlCWIKKEl.OE ROTOR
3.1. I n l e i d i n g 48 3.2. Be|)aling v a n tie formules voor tie slip 49
3.3. H e t \'ervangiiigsscliema 52 3.4. .-\fleiding \ a n tie formule \ ' o o r het polaire t l i a g r a m \ a n d e
netstrof)in 54 3.5. Rekenvoorlieeltl 62 3.6. E x p e r i m e n t e l e r e s u l t a t e n 70
H O O E D S T L K I \ '
ÜPXAMI-; \'AX HET POL.MRE XETSTROOM Ol AGK AM EXER ASYXCHRONE MACHIXE MET A S \ M .M ET RISC H-I )RI i:PH ASIG ROTORCIRCCIT
4.1. Inleiding 7 3 4.2. Sjilitsing v a n het rotorstrtionistelsel in s v m i n e t r i s c h e c o m
-lionenten 74 4.3. H e t v c r \ a n g i n g s s c l i e m a 75
4.4. De effectiexe r o t o r w e e r s t a n d 89 4.5. ICnkele speciale gevallen 92
4 . 5 1 . R o t o r w e e r s t a i i t l e n in K a h 1 e n b e r g-schakeling . . . . 92
4.52. E é n rtrtorpliase open 95 4.53. D r i e p h a s i g - s y n i m e t r i s c h r o t o r c i r c u i t 98
4.6. R e k e i u (loi'ln'clden 99 4.61. Rolorv.'eerstantleii in 1\ a li 1 e ii b e r g - sc ha ke lin g . . . . 100 4.62. l'x'-ii r o t o r p l i a s e o])en 104 4.63. Driephasig-sx'innietrisch r o t o r c i r c u i t 106 4.7. l-'.xperimeiitele r e s u l t a t e n 110 4.71. K o l o r w e e r s t a n t l e n in K a li 1 e u b e r g-schakeling . . . . 117 4.72. I'"(''ii r o t o r p l i a s e open 119 4.73. l ) r i e | i h a s i g - s \ ' i n i n e l r i s c h r o t o r c i r c u i t 121 4.8. . \ s \ ' m i n e t r i e ( ' n in k o r t s l i i i t r o t o r e n 122 4.81. S t a a f b r e u k ' i n tie b u i t e n k o o i \ a i i een t l u b b f i k o o i r o t o r . . . 124
4.82. S t a a f b ' e u k in tie b i n n e n k o o i \'.Tii een tliibbelktjoirotor . 125 4.83. K i n g b i e u k in de b u i t e n k o o i \ a i i een tlublielkt)oirotoi' 128 4.84. R i n g b r e i i k in de b i n n e n k o o i \ a i i een tlubbelkotiirotor . 128
SAMENXATTINC;
Zoals bekend, kan men bij de mathematische interpretatie van verschijnselen, welke cnkelvoudig-harmonisch als functie \-an de tijd \'ariëren, gel:)riiik maken van de schrijfwijze met complexe getallen of vectoren.
Bij de eerstgenoemde voorstellingswijze is de harmonische tijd-functie op te vatten als het reële deel \'aii een complex getal, waar-van de mtidulus met de amplitude \'an de genoemde functie over-eenkomt en her argument evenredig met de tijd verandert.
De vectorvoorstelling levert de harniDnische functie als projectie van een met constante snelheid roterende \-ectf)r op de tijdlijn, welke verondersteld wordt een vaste ptisitie in het platte vlak in te nemen; de lengte van de vector is een maat \-oor de amplitude \-an de te beschrijven functie, terwijl de jihasehoek e\-enredig met de tijd zal aangroi'ien.
Beide methoden van voorstelling bezitten een grote mate van overeenstemming: het met het ctimple.xe getal corresponderende punt in het complexe vlak kan immers te allen tijde met het eind-punt van de vecttn' geïdentificeerd worden.
Varieerde bij de voorstelling \'aii één enkeh'oudig-harmoniscli als functie \'an de tijd verlopend \-erschijnsel de plaats \'an het punt in het comjilexe vlak — c.q. het eindpunt \'an de vector — nog met de tijd, bij beschrijving van fiet quotient van twee met dezelfde frequentie veranderende harmonische tijdfuncties is deze positie nog slechts afhankelijk van het phase\-erschil tussen de twee genoemde functies, alsmede de verhouding hunner amplitu-dines. Bij beschouwing van (]tiasi-stationnaire verschijnselen zullen deze beide grootheden — en daarmede de ligging van het punt in het complexe vlak (c.q. het eindpunt \-an de vector) — onverander-lijk zijn. Varieert evenwel één der parameters, welke het te onder-zoeken tpiotient — bijvoorbeeld de harmonische functie in de teller — beïn\doLxlen, dan zal de plaats \ a n het punt in lu t complexe \'lak 1
SAMENVATTING
(c.q. het vectoreindpunt) zich dienoA-ereenkomstig wijzigen en wordt het zg. polaire diagram beschreven.
Het registreren \-an een dergelijke polaire figuur langs oscillo-grafische weg wordt eerst mogelijk, indien we instaat zijn, het eind-punt van de meergenoemde cpiotientA'ector op het fluorescerende scherm \'an een electronenstraalbuis af te beelden. In principe zou-den we de bedoelde vector hiertoe in twee onderling loodrechte componenten moeten ontbinden, welke — in wisselspaimingen omgezet — na gclijkrichting aan de beide platenparen van de electronenstraalbuis kunnen worden toegevoerd. De electronen-straal ondergaat dan een afbuiging en de ]:)laat.s, waar hij het scherm treft, komt overeen met het eintlpunt \'an de tpiotientvector.
Een tindere manier \aii tifbeeltling is gebaseerd o]) een zeer ATUchtbaar gebleken suggestie \'an \\' ij n t e r p met betrekking tot de oscillfigrafische opname \ a n H e \' 1 a n d-diagrammen aan asynchrone machines. Indien de beide spanningen votir de af-buiging van de electronenstraal respectievelijk ontleend worden aan een spanning welke ewnredig met het te onderzoeken \-er-schijnsel varieert, benevens een tweede — e\-en grote - - spanning, welke t.o.\'. eerstgeiioemtle oA'er " in phase is \"erscho\'en, dan
2
zal de electronenstraal de mantel \-an een cirkelkegel beschrij\-en, terwijl de lichtstip op het fluorescerende scherm de punten \-an zijn grondcirkel doorloopt; de straal hier\an komt oA'ereen met de top-waartfe \-an de te onderzoeken harmonisclie functie (c.tp het tpio-tient der harmonische functies). X'an deze cirkel mtiet vervolgens slechts dat punt, hetwelk met de jihasehoek \-an de betrokken quotientvector — resp. het argument van het complexe getal — corresj^ondeert, worden zichtbaar gemaakt.
Enkele methoden, waarmede de genoemde phaseverschui\-ing ()\er " , alsmetle tie zichtbaarmaking \'an de licht\dek op het iuiste
2
tijdstip kunnen worden bewerkstelligd, zijn in hoofdstuk I aan een nader onderzoek onderworpen. Een beschrijving van de definitieve uitvoering' van het toestel, hetvxflk in het laboratorium der N.V. H e e m a f te Hengelo (O) vervaartligd en door mij bij de opname van jxilaire figuren gebezigd werd, is met enkele foto's geïllustreerd, teneinde op deze wijze de samenwerking met de electronenstraal-oscillograaf en de opstelling van de complete apparatuur bij de
S.\MEN VATTING
registratie x'an een polair diagram naar behoren te kunnen \'er-duidelijken.
Was de bespreking van de tmder hoofdstuk I gerangschikte materie zo algemeen mogelijk gehouden — zulks om te demonstre-ren. hoe \'er het toe]>assingsgebied \'an de registratieapparatuur zich bij oorde:'lkundig gebruik wel kan uitstrekken — bij de be-handeling der practische resultaten heb ik mij uiteraard sterk moeten beperken. Zo is in de hoofdstukken II, III en IV uitsluitend de registratie \ a n polaire stroom- of admittantiediagrammen \aii asvnchroiie machines ter sprake gebracht.
Hoofdstuk II behandelt de opname van H e y 1 a n tl-fliagram-men \'an asvnchroiie draaistroommachines met kortsluit- of sleep-ringanker. Waar de berekening dezer diagrammen reeds het onder-werp \'an \-ele publicaties heeft gevormd, wordt met betrekking tot deze materie naar de desbetreffende literatuur verwezen. X'oor de \'ersehillen in x'orm en grootte tussen de gemeten polaire figuren en de berekeride H e v 1 a n d-diagrammen zijn di\-erse oorztiken aan te wijzen; zij zijn aan een nader onderzoek 'inderworpen en dtxir oscillogrammen toegelicht.
Het polaire diagram van de strtiom, welke de cascadeschakeling \'an tv\-ee as\nchrone machines met sleepringanker aan het \'oedeiuIe net tmtleeiit. l'czit een vierdegraadskarakter. Ofschoon zulks in de literatuur bekt'ud is, leek mij een afleiding \-an de theoretische A'orm van dit diagram in hoofdstuk III gerechtvaardigd, aangezien ik op deze wijze de belangrijkste — dikwijls minder bekende — eigenschappen \aii de langs oscillografische weg opgenomen jiolaire figuren direct aan de theorie kon toetsen. Met name is hierbij aan-dacht geschonken aan de in\'loed, welke de weerstand in het ro-torcircuit van de achterste der beide cascademotoren op de gedaante \'an het polaire netstroomdiagram uitoefent.
Hoofdstuk I \ ' tenslfitte is gewijd aan de polaire stroomfiguur van een asvnchrone machine met asymmetrisch-driejAasig rotor-circtiit. Een betrekkelijk uitvoerige behandeling van dit onderwerp kwam mij geoorloofd voor, aangezien vele draaistroommotoren met sleepringanker aanlopen onder gebruikmaking van een rotoraanzet-ter met ongelijke weerstanden in de drie phasen.
Na splitsing van het rotorstroomstelscl in symmetrische com-ponenten wordt het éénphasige vervangingsschema van een asyn-chrone draaistroommachine met asvmmetrisch-driephasig
rotor-SAMENVATTING
circuit afgeleid; dit schema bezit algemene geldigheid en vormt het uitgangspunt bij de behandeling der rekenvoorbeelden, welke be-trekking hebben oj) de draaistroommotor met rotoraanzetter in K a h 1 e n b e r g-schakeling, de asvnchrone motor met één onder-broken rotorpliase, bene\'ens — dit ter vergelijking — de draai-stroommachine met driephasig-symmetrisch rotorcircuit. It\'enals in hoofdstuk III is de berekening der polaire figuren aan het ex-periment getoetst.
Tenslotte gebruiken we de ervaring, welke we in het voorgaande t.a.v. de \-orm der polaire stroomfiguren \-an slecpringankermachi-nes met asymmetrisch-driephasig rotorcircuit hebben verkregen, bij de opstelling van een criterium voor de aanwezigheid ener onder-breking in staaf of ring van een kortsluitanker. Enkele oscillogram men verduidelijken ook in dit geval de tekst.
H O O F D S T I K I
DE APPARATUUR T E R REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
I.l. Principe
In de navolgende beschouwingen zullen twee enkeh-oudig-har-monische grootheden .v en v, welke met dezelfde frequentie to naar de tijd variëren, het uitgangspunt X'ormen; bij een onderlinge }ihase\'erschuiA-ing 9 kunnen zij op bekende wijze worden \'oorge-steld door
-v =- .V cos (.;/ = Re X . e"''' - Re (x) (1)
y = V cos ((0/ — o) = Re v e'""' •^' = Re (y) (2)
waarin dus
x= X . e'"'" (3)
y = y . 6'""' -W (4)
Deling \'an de leden \ a n (4) dotir de ox'ereeiikomstige leden \-an (3) levert
V V . V
- = A • ^ "^ = \ (c"^ 'f — ƒ ^iii 9) (5)
X X X
h'ormule 5 is de mathematische \'ertolking \-an fiet vectordiagram der complexe grootheid "_ overeenkomstig fig. 1.
X
Aangezien het in de l)edoeling ligt, liet eindpunt \'aii de \-ector V .V Of) het scherm \'an een electronenstratiloscillograaf zichtbaar te maken, is het duidelijk dat de spanningen, welke we in dat ge-val aan de beide platenparen toevoeren, evenredig moeten zijn met de bedragen y .v cos rp resp. v/.r sin 9. X'eelal is één der amplitutlines,
1.1 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE \ A X POLAIRE DI.AGRAMMEX
b.v. X, constant, zodat de bovenbedoelde spanningen voor het verkrijgen van de gewenste afbeelding dan ox-ereenkomen met y cos o resp. v sin cp.
Aangezien de grootheid y ctis 9 de waarde van \' ten tijde co/ =
2k-{k geheel, positief of negatief) vertegenwoordigt, is hij eenvoudig te
reahseren; het bedrag \' sin ^^ d.e.t. is niet direct beschikbaar, doch zou gevonden kunnen worden tloor de waarde van v sin (w/ — 9) ten tijde (0/ — 2kn te fixeren.
0
ycoscp
X
X \ .
F i g . 1. X'dorstelling v a n th- g r o o t h e i d v x in het c o m p l e x e \'lak.
Indien de functie v cos (to/ — 9) in een spanning kan worden om-gezet, stelt een eenvoudige schakeling — punt 1.11 — ons in staat de phase van tleze spanning met behoud van haar grootte over een hoek van 90 te draaien, waarmetfe de grootheid v sin (isA — 9) geschapen is.
We kiezen vervolgens de afbuigspanningen e\'enredig met y cos (to/ — 9) resp. y sin(oj/ — 9) en onderdrukken de electronenstraal voor waarden van tu' = 2kT.. De op het scherm zichtbare lichtvlek komt overeen met een })unt \'an het polaire diagram van y (resp. y/.v) en haar tifstand tot de oorsprong — gegeven door de plaats van de stij) voor v — O — is een directe maat v'oor v. Bij \'ariatie van één der jiarameters van het te onderzoeken sx'steem beschrijft de stip dan de gewenste polaire figuur; men bedenke echter, dat de frequentie in de navolgende beschouwingen constant \'erondersteld wordt, dus niet als parameter zal optreden.
DE APPARATUUR TER REGISTR.ATIE VAN POLAIRE DIAGRA.MMEN 1.111
1.11. Phasedraaischakelingen
1.111. I) r i e p 11 a s e n s c h a k e 1 i n g
Staan behalve de enkelvoudig-harmonische grootheden
X = Re ix) en y = Re (y) eveneens de functies . -'T x' = Re {x') = Re{x e ' ••) (6) alsmede en y' = Re{y') = Re{y e ' V) (7) x" = Re (,v") = Re{x e ' - ) (8) v" = Re (y") = Reiy e ' :••') (9)
ter beschikking, dan kunnen we met vrucht gebruik maken \'an de eigenschap, dat tussen de vectoren ( y ' — y " ) en y een phasever-schil \-an Tr/2 bestaat.
Uit (7) en (9) immers \'olgt na een\'oudige herleiding, dat
y' — y " = y V'3 ^ '"'''^ (10> Waar Re (y) overeenkomstig relatie (2) evenredig met cos (tu/ — 9)
\-erandert, zal Re {y — y " ) evenredig met sin (to/—9) moeten verlopen; ,:/f//i'.s' i^^eldt voor iedere waarde van de jreqnenlie co.
.\an de in het voorgaande gestelde v'oorwaarde — t.w. de aan-wezigheid van de functies x' en x", resp. y' en \'" naast de verander-lijken ,v en V — is bij vele problemen in de electrotechnische sterk-stroompractijk zonder meer \-oldaan. Men deiike slechts aan die gevallen, waarbij de grootheden .Y, .Y' en .r", resp. y, y' en \'" met spanningen of strtimen geïdentificeerd kunnen worden; zij \-orineii in dat gevtü de elementen van een symmetrisch draaispannings- of draaistroomstcdsel. Een dergelijk systeem bezit — zoals bekend — de eigenschap, dat de spanning (c.cp stroom) van één phase Tr/2 in phase verstdioven is t.o.v. het verscliil van de spanningen (c.([.
1.111 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DI.AGRAMMEN stromen) der beide andere phasen; zulks werd reeds door relatie (10) symbolisch voorgesteld.
Zijn de functies y, y' en y" te identificeren met — resp. over te zetten in evenredig hiermede \-eranderende — stromen, dan kunnen onder toepassing van de schakeling met stroomtrans-formatoreii overeenkomstig fig. 2 twee over TZ 2 in phase ver-schoven spanningen — ity^ en ii^ orden opgewekt en vervolgens
onüerdrukK'-^g van ae e!ec!r sfi'aal
m.
•m\s 'm\i' ^ L™IJJ /.y big. 2. D r i e p h a s e n s c h a k e i i n g m e t s t r o o i n t r a n s f o r m a t o r e i i ter x e r k r i j -;-iiig \ a n een p h a s e v e r s c h u i v i n g \ a n - 2 tussen d e s p a n n i n g e n ;/,;, en u.^^.I I onderdrukking van de elecfr straal •OU / o-fe me f en •O t' / O objec! OW
ZO-H h
l"ig. 3. D r i e p h a s e n s c h a k e i i n g m e t s p a n n i n g s t r a n s f o r m a t o r e n t e r v e r k r i j -ging \ a n een p h a s e v e r s c h u i v i n g v a n TT, 2 tussen tie sjjanningen ;/,., en n^^.DE APPAR.A.TUIIR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN 1.112
t o e g e v o e r d aan de p l a t e n voor de h o r i z o n t a l e en verticale afbuiging v a n de e l e c t r o n e n s t r a a l .
Doen de g r o o t h e d e n y, y' en v" zich in het te o n d e r z o e k e n p r o -bleem voor als spanningen, of zijn zij op e e n v o u d i g e wijze in s])an-n i s])an-n g e s])an-n om te z e t t e s])an-n , d a s])an-n k u s])an-n s])an-n e s])an-n we de a f b u i g s p a s])an-n s])an-n i s])an-n g e s])an-n iiy-^ es])an-n «24 o n t l e n e n aan de s c h a k e l i n g met s p a n n i n g s t r a n s f o r m a t o r e n volgens tig. 3.
Door een juiste keuze \'an de o\'erzet\'erhoiidingen d e r g e n o e m d e t r a n s f o r m a t o r e n k u n n e n de a m p l i t u d i n e s der s p a n n i n g e n /7,., en «24 in b e i d e gevallen even g r o o t g e m a a k t w o r d e n . 1.112. P h a s e b r u g Zijn u i t s l u i t e n d de grotitheden .V =. Re (.r) en \' =- Re (v)
b e s c h i k b a a r — m e n d e n k e o.a. a a n v r a a g s t u k k e n , welke op wissel-stroomverschijnselen b e t r e k k i n g hebben - - d a n gaan we ter vt rkrijging van de g e w e n s t e })hase\'ei'sehiiiving tussen de a f b u i g s p a n -ningen uit \-an het p h a s e d r a a i e i i d n e t w e r k o v e r e e n k o m s t i g fig. 4 ;
I o 'V o 1 „
b'ig. 4. P h a s e b r u g met liijb(4ioren(l \ c e t o r d i a g r a i n .
dit s c h e m a mei bijbehorend v e c t o r d i a g r a m is g e b a s e e r d oj) de ver-onderstelling, d a t de beide afbuigende s y s t e m e n \-aii de oscillograaf door dezelfde gevoeligheid g e k e n m e r k t zijn.
H e t n e t w e r k w o r d t in de k l e m m e n 1 en 3 gev'oed door een sj)an-ning, welke e v e n r e d i g m e t de g r o o t h e i d v v a r i e e r t ; deze s p a n n i n g
1.112 DE APPARATUUR TER RKGTSTR.VriE VAN POLAIRf: DIAGR.AMMEN
v e r o o r z a a k t de h o r i z o n t a l e afbuiging v a n de e l e c t r o n e n s t r a a l :
f, V cos (co/ — 9) (11)
Aangezien «,.j X "14 en ü.,.^ ; ü^,, zal liij gelijkheid dezer s p a n -n i -n g s a m p l i t u d i -n e s " 1 3 L »24 en " 1 3 1 = I " 2 4 z o d a t de v e r t i c a l e afbuiging van de e l e c t r o n e n s t r a a l Cj V sin ((0/ — 9) (12) a a n de s p a n n i n g ll.,^ k;in worden o n t l e e n d . O m e c h t e r a a n b.g. v o o r w t t a r d e n «4;; ^ \ «,4 ' en '. fi.^s \ = ! »i2 t e v o l d o e n , m o e t
gemaakt worden, dus
Kiezen we tenslotte of coA ^ A'„ 1 resp. --: A', Co(
J: = A^. • /v,4
A , , - . A,2 ^. A ^^ ,.> --R-c
d a n \-erkrijgt de s c h a k e l i n g tussen de jiunten 1 en 3 het k a r a k t e r v a n een O h m s e w e e r s t a n d ; zij geniet liekeiidheid in de rtidiotech-nick o n d e r de ntiam B o u c h e r o t-schakeling , 1 . Ij ' ) . I n d i e n de t e m e t e n g r o o t h e i d v e\-enredig met de v o e d e n d e stroom i ver-a n d e r t , b e s t ver-a ver-a t t u s s e n deze s t r o o m en de sjiver-anning »,.( voor iedere
fretpientie een c o n s t a n t e \'erlioiiding -). Terzijde zij o p g e m e r k t
d a t de fretpientieonafhankelijkheid van de im})ecfantie Z,^ geen
' ) H e t tc'Z.ijiwn I d r I c l l r r I. luss[Mi \ i ( ' r k a i i t e h a k ii ci|it;i-iiiiincn cijfer \ - c r \ v i j s t s U ' c d s n a a r d e n\aa'r!ad<(Miisi i^ ^ i - i i i i i n i u r r d c I i I c r a U i n r n p n . i v i . o p l i l / . 129 \ - a n d e z e d i s s e r t , i t i c .
-) Vtitir h e l n i e t e n \ a i i s l r o i n c n m o e t h e t [ l o l c n t i a a K ' c r s c I n l t u s s e n d r u i t e i n d e n v a n e c u i i i e e t s l i u n t w o r d e n \ e r s l ( r l \ l . w a a r b i j iedei-e p l i . i s c \ e r s e l i n i v i i i i ; / . o r ^ v n l d i ^ \ - e r n i e d e n d i e n t t e w o r d e n .
DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN 1.112
aanleiding mag geven tot de onjuiste conclusie, dat de phasever-schuiving van 90° tussen de spanningen ii^^ en ii^^ nu óók onafhan-kelijk van de fretjuentie zou zijn. Stijging van de jrequentie doet deze
phaseverschuiving toenemen, terwijl een daling van de frequentie be-neden de nominale waarde gepaard gaat met een afnemende phasever-schuiving.
I <^N<!> 1
" I Kb
I — T J i m i j i n m i — '
I-'ig. 5. De b r u g t a k A'—L v a n fig. 4 is d o o r h e t c l e m e n t C—/v" v e r v a n g e n . De w e e r s t a n t l /\'j, r e d u c e e r t d e p h a s e v e r s c h u i v i n g t n s s e n tie strt)om i en de
s p a n n i n g M,.,.
De brugtak A—L kan desgewenst door een element C—A worden vervangen, terwijl ook het omgekeerde mogelijk is (fig. 5). r3e stroom welke aan de brugpunten 1 en 3 wordt toegevoerd, is hierbij t.o.v. de spanning «,., in phase verschoven. Dat zulks ongewenst kan zijn wordt begrijpelijk, als men bedenkt dat deze spanning bij bepaalde toepassingen een amplitude- en phasegetrouwe weergave van de stroom i (resp. de te meten grootheid y) moet vormen. De storende phaseverschuiving tussen de stroom en de spanning zi^g kan worden gereduceerd door het aanbrengen van een parallelweerstand A,,, welke klein moet zijn t.o.v. impedantie van het phasedraaiende net.
Bij de definitieve uitvoering van de apparatuur ter registratie van polaire diagrammen is van de phasebrug overeenkomstig' fig. 5 gebruik gemaakt. De opname van de polaire figuur kan dienover-eenkomstig uitsluitend geschieden bij constante frequentie der harmonische grootheden, doch het is anderzijds van groot belang, dat het toepassingsgebied der apparatuur thans niel uitsluitend tot de registratie van verschijnselen in draaistroomstelsels beperkt blijft.
1.12 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
1.12. Straalmodulatie
Indien de beide 90° phaseverschoven spanningen «,3 en z/24 ^^a-U de onderling loodrecht staande platenparen van de oscillograaf worden toegevoerd — daarmede verkrijgen ze naast een tijdelijke tevens een ruimtelijke verschuiving over 90° — dan beschrijft de electronenstraal de mantel van een cirkelkegel en de lichtvlek op het fluorescerende scherm dus de punten van zijn grondcirkel; de straal hiervan komt overeen met de topwaarde van de groot-heid y. Het is tfians de bedoeling, slechts dat punt van de cirkel zichtbaar te maken, hetwelk correspondeert met de phasehoek, behorende bij de betreffende modulus van de te onderzoeken vector; het overige gedeelte moet volledig worden onderdrukt. Om dit te bewerkstelligen kunnen we gebruik maken van het feit, dat om de kathode van de electronenstraalbuis een rooster is aange-bracht, waarmede de hoeveelheid passerende electronen, en daar-mede de intensiteit van de fluorescerende lichtvlek, kan worden gevarieerd. Bij een negatieve roosterspanning van ca -30 volt ver-schijnt een heldere lichtpunt op het scherm, terwijl bij negatieve spanningen, waarvan de absolute waarde groter is dan 40 volt, de electronenstraal volledig onderdrukt wordt. [L 21
Gedurende het grootste gedeelte van de periode waarmede het te registreren verschijnsel fluctueert, zorgen we ervoor dat de rooster-potentiaal ten hoogste -40 volt bedraagt, terwijl op het gewenste — door de grootte van de phasehoek van de te oscillograferen groot-heid te bepalen — ogenblik (co/ ^ 2/^7^) de roosterspanning ver-hoogd moet worden. Éénmaal per ,,omwenteling" van de lichtvlek op het scherm neemt de electronenstraal de juiste stand voor registratie in en we stellen ons als doel, op dat moment de stip op het scherm zichtbaar te maken.
1.121. D e r o o s t e r s p a n n i n g b e s t a a t u i t d e s u p e r p o s i t i e v a n e e n n e g a t i e v e g e 1 ij k-s p a n n i n g e n e e n w i k-s k-s e l k-s p a n n i n g ; z i e ht-b a a r m a k i n g t e n t ij d e \- a n d e p o s i t i e v e s p a n n i n g s m a X i m a
Het in het voorgaande gestelde doel is o.m. te bereiken, indien de grootheid x — .r cos oi/ de gedaante van een spanning heeft, welke
DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN 1 . 1 2 1
na superpositie op een constitute negatieve voorspanning voor de roostermodulatie kan worden toegepast, h'ig. 6 licht aan de hand van de in het voorgaande genoemde cirkel deze methode van
gedeel-y sm(aii-ip)
ycosfwt-<ej
roosterspanning ~ito -t20 -8o -40 o voJf
b i g . 6. H e t e i n t l p u n t van de vecttir v doorlo(i|)t bij gelijkblijvende a n i -plitufle V een c i r k e l ; s l e c h t s een klein getleelte van tie o m t r e k w o r d t tlotir
s t r a a l m o f l u l a t i e z i c h t b a a r g e m a a k t . n \.
31 1 1
I E ~ -fe meten object -TJUlrHh
^ h
-nsuh-l ^ ö ö ^l'ig. 7. P r i n c i p e s c h e m a van de m e e t s c h a k e l i n g , waarbij de ro()ster-s p a n n i n g w o r d t v e r k r e g e n tltxir ro()ster-superptjro()ster-sitie \ a n een gelijk- en een wiro()ster-sro()ster-sel-
wissel-s p a n n i n g .
tclijke zichtbaarmaking nader toe. Het kortstondige o{)lichten van de electronenstraal \'indt bij het doorlopen van de positieve span-ningsmaxima plaats, h'ig. 7 geeft de principeschakeling. In fig. 8 ziet men de heldere lichtvlek op de half onderdrukte cirkel voor
1.121 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POL.AIRE DIAGRAMMEN
9 = 4 , terwijl in fig. 9 a c h t e r e e n v o l g e n s 2 cirkels m e t s t r a a h e r -h o u d i n g 1 : 2 en z i c -h t b t i a r m a k i n g bij dezelfde p -h a s e -h o e k zijn geoscillogra f eertf. i , "
V
^-\ ^\-" i
y
0 \ X•.y
l'"ig. 8. (Iscillugrafische o p n a m e van l'ig. 9. Z i c l i t b a a r m a k i n g \'an de fig. 6. De a f s t a n d van (Ie sti]i op de lieht\'lek .ip t w e e cirktds met v e r t i c a l e as t o t de oors])r(ing k o m t s t r a a b ' e r l i o m l i n g 1 : 2 ; 9 = - 4. fivereen m e t vsiii 9, terwijl t u s s e n
lie l i c h t v l e k o p de horizoiit.'ile as en de o o r s p r o n g .het b e d r a g v Cf)s 9
g e m e t e n w o r d t : 9 — 4.
H e t nadeel v a n de op fig. 6 g e b a s e e r d e m e t h o d e v a n s t r t i a l m o d u -latie ligt in het ftnt, d a t de lichtvdek op het scherm betrekkelijk lang gerekt gesclircAen w o r d t , atmgezien de tifgeleide van de func-tie .V in de nabijheid van de w a a r d e n co/ =- 2A'- u i t e r m a t e .gering is. B o v e n d i e n b e s t a a t het ge\-aar, d a t bij een kleine tijdelijke a f n a m e v a n de amjilitude x de e l e c t r o n e n s t r a a l ook ten tijde co/ ^ 21<-o n d e r d r u k t w 21<-o r d t . 1.122. E e n s y n c h r o n e c o n t a c t s c h ij f v e r o o r-z a a k t é é n m a a l ]) e r o m w e n t e 1 i n g e e n s l u i t i n g t u s s e n d e u i t \' o e r k 1 e m m e n V ;i n h e t r o o s t e r ; z i c h t b a ;i r m a k i n g t e n t ij d e \' a n d e z e s 1 u i t i n g
Het g e b r u i k \-an een contactschijf, welke s y n c h r o o n en in p h a s e m e t de d r a a i e n d e \'ector ,v . e ' " ' r o t e e r t en é é n m a a l per o m w e n t e -ling een k o r t s t t m d i g e sluiting tussen de u i t v o e r k l e m m e n v a n de r o o s t e r s p a n n i n g b e w e r k s t e l l i g t , leverde a a n m e r k e l i j k b e t e r e resul-t a resul-t e n .
De s t a t o r van de s y n c h r o n e m o t o r uit fig. 10. welke de a a n d r i j v i n g v a n de contactschijf v e r z o r g t , w o r d t gevoed door een s p a n n i n g , die e v e n r e d i g is m e t (resj). gelijk is aan) h e t b e d r a g x cos co/. H e t is
DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN 1 . 1 2 3
duidelijk dat kleine variaties in de amplitude x geen nadelige gevolgen zullen hebben, doch bij grotere dalingen van de voedende spanning blijft de rotor achter bij het draaiveld en ondergaat het polaire diagram een verdraaiing. In beginsel zou de spanning van de syn-chrone motor door toepassing van een sj:ianningstransformator aan iedere willekeurige waarde van x kunnen worden aangepast; het door de machme opgenomen vermogen vormt echter een beletsel.
l'"ig. 10. De s\'nchrone motor met contaetschijf, welke ééiimaai per om-wenreling gedurentle korte tijd een geleidentle verbintling tussen de
rf)t:ister-en k'thofleaansluitingrf)t:ister-en der electronrf)t:ister-enstraalbuis ttit stantl brrf)t:ister-engt.
1.123. D e r o o s t e r s p a n n i n g b e s t a a t u i t d e s u p e r p o s i t i e v a n e e n n e g a t i e v e g e 1 ij k-s p a n n i n g , e e n g e I ij k g e r i c h t e e n e e n n i e t-g e 1 ij k g e r i c h t e w i s s e l s p a n n i n g ; z i c h t b a a r m a k i n g t ij d e n s d e e v e n (c.q. o n e \' e n) n u 1 d o o r g a n g e n v a n d e g e l ij k-g e r i c h t e w i s s e l s p a n n i n k-g
Teneinde de onder 1.122 genoemde bezwaren te ontgaan, werd bij de definitieve uitvoering van roostermodulatie d.m.v. pulserende gelijksi)anning gebruik gemaakt. De nuldoorgangen van een in Graetzschakeling gelijkgerichte wisselspanning zijn bij nullast of weerstandsbelasting gekenmerkt door scherpe pieken, aangezien de afgeleide functie ter plaatse een maximum l)ereikt (fig. 11a).
1.123 DE APPAR.A.TUUR TER REGISTR.ATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
Indien nu de .superpositie van deze gelijkgerichte wisselspanning en een constante negatieve spanning van bijna 40 volt (fig. 11/;) tussen rooster en kathode van de electronenstraalbuis wordt aange-legd, zal de roosterspanning tweemaal per periode kortstondig beneden de ,,blokkeringswaarde" dalen: op het scherm van de buis verschijnen dienovereenkomstig per periode twee lichtvlekjes.
D b f
big. 1 1 Beginsel van tie roostermotlulatie tl.ni.v. pulserende gelijk-spanning
a. Dubbelzijdig-gelijkgerichte wisselspanning.
b. Superpcjsitie van een dubbelzijtiig-gelijkgerichte wis.selspanning en een negatieve gelijkspanning.
c. Superpositie van een dubbelzijdig-gelijkgericlite wisselspanning, een t.o.v. deze over — in phase verschoven niet-gelijkgerichte wissel-spanning, alsmede een negatieve gelijkspanning.
P2én ervan kan onderdrukt worden, door op de gelijkgerichte
TZ
spanning een evenredig met sin co/- - dus over - radialen t.o.v. cos cü/ verschoven — veranderend potentiaalverschil te super-poneren. (fig. lic).
Terzijde zij hier opgemerkt, dat de ophchtduur — en daarmede de afmeting — van de stip op het scherm geheel afhankelijk is van de tijd, gedurende welke de negatieve roosterspanning in absolute waarde kleiner is dan 40 volt. Aangezien deze tijd in eerste bena-dering omgekeerd evenredig met de eerste afgeleide van de spannings-functie in de nuldoorgang van de gelijkgerichte wisselspanning
(fig. 1 Ib) gesteld kan worden, is het ter verkrijging van een scherp lichtpunt ov> het scherm gewenst, deze eerste afgeleide — en daar-mede de topwaarde van de wisselspanning — zo groot mogelijk te kiezen.
Fig. 12 geeft een idee van de schakeling', waarmede de in het voorgaande beschreven spanningscombinatie verkregen kan wor-den. Zoals men ziet, is parallel aan de Graetzschakeling van droge gelijkrichters een neon-stabilisatiebuis aangebracht, welke de
DE APPAR.ATUUR TER RECUSTRATIE VAN POLAIRE DI.AGRAMMEN 1 . 1 2 3
maximumwaarde \-an de aan de gelijkrichtschakeling toege\-oerde wisselspanning begrenst tot de grootte van het spannings\-erlies in de neonbuis na doorslag. De isolatie der apparatuur behoeft thans niet in overeenstemming met de — hoge — topwaarde ^•;lll de voe-dende wisselspanning gedimensioneerd te worden, terwijl de goede werking der schakeling in genen dele beïnvloed wordt; de vorm van de gelijkgerichte spanning is immers uitsluitend in de nabijheid van de nuldoorgangen van belang'.
b i g . 12. I ' r i n c i p e s c h e m a v a n tie i n e e t s c l i a k e l i n g . waarbij ile r o o s t e r -s p a n n i n g w o r d t v e r k r e g e n tltior -s u p e r p o -s i t i e van een g e l i j k -s p a n n i n g , een
.gelijkgerichte en een n i e t - g e l i j k g e r i c h t e w i s s e l s p a n n i n g .
I'"ig. 13. Het v e r l o o p van tie r o o s t e r s p a n n i n g , o p g e w e k t in de s c h a k e l i n g o v e r e e n k f i m s t i g fig. 12, als functie \'an tic tijtl.
a. H e t p h a s e v e r s c h i l t u s s e n tie gelijkgerichte en de n i e t - g e l i j k g e r i c h t e wis.selspanning is gelijk a a n - 2.
l>. H e t p h a s e v e r s c h i l t u s s e n de gelijkgerichte en de niet-gelijkgerichte wis.selspanning is kleiner d a n r 2.
(. O s c i l l o g r a m van de r o o s t e r s i i a n n i n g .
Bij een phaseverschuiving wan 90 tussen de \-oor de straalmo-dulatie gebruikte gelijkgerichte en niet-gelijkgerichte wisstdspan-ningen zal het potentiaah'erschil tussen rooster en kathode van de electronenstraalbuis overeenkomstig' fig. 13(( als functie van de tijd verlo])en. Onder in\d(ied \-an weerstand en zelfinductie zal het 17
1 . 1 2 3 DE APPAR.ATUUR TICR REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
v o o r n o e m d e p h t i s e \ e r s c h i l e \ e n w e l steeds kleiner tkin 90 zijn; d e in d a t geval af te leiden \ ' o n u \'an de m o d u l e r e n d e r o o s t e r s j i a n n i n g , afgebeeld in fig. 13/), w o r d t d o o r h e t oscillogram v a n fig. 13cbe\'estigd.
X'oor de v o e d i n g \';in de h u l p s c h a k e l i n g w e r d de g r o o t h e i d X cos co/ g e t r a n s f o r m e e r d t o t een siianning \-an 1500 v o l t : de hier-voor g e b r u i k t e s p a n n i n g s t r a n s f o r m t i t o r m o e t atingepast k u n n e n w o r d e n atiii de meest x-oorkomende w a a r d e n \ a n .r en is d a a r o m u i t g e v o e r d m e t l a a g s p a n n i n g s a a n s l u i t k l e m m e i i x'oor 120 - 220 — 320 — 420 \-olt. De s p a n n i n g s o \ ' e r b e l a s t b a a r h e i d is 1,7-\'oudig, hetgeen bij de legistrtttie \ a n jxijaire s p a n n i n g s d i a g r a m m e n een \'oiirdeel b e t e k e n t . H e t \'oor de s t r t i a l o n d e r d r u k k i n g b e n o d i g d e \ e r m o g e n c;i 20 w a t t — is bij toepassingen in de s t e r k s t r o o m t e c l i niek p r a c t i s e h s t e e d s b e s c h i k b a a r ; in de radio en \ ' e r b i n d i n g s t e c h -iiii'k d.e.t. z;il het g e b r u i k \'an een \ ' e r s t e r k e r \'eelal ntiodzakelijk zijn.
*J v,yccsip 0 c,ysir.ip / 1" /o.ye-'T f / /^ c,ycos^ l'i.g. 14. H e e l t h e r d r a a i i n g van d e \ e c t o r y d o o r z i c h t b a a r m a k i n g t e n tijde Cd/ rr 2 • 2A'7T. T e r vergelijking is h e t r e s u l t a a t \an d e z i c h t b a a r
-m a k i n g ten tijtle <o/ 2li- niet stippellijn i n g e t e k e n d .
Door t o e p a s s i n g \ a i i dit s y s t e e m is de m a r k e r i n g b i n n e n wijde g r e n z e n ontifhankelijk v a n d e a m p l i t u d e der s y n c h r o n i s e r e n d e g r o o t -heid .V cos co/; m e n b e d e n k e echter, d a t h e t z i c h t b a a r m a k e n \ ' a n de electronenstrtitd t h a n s p h i a t s v i n d t t e n tijde co/ ^ 7T;2 r 2k!i. \ ' o l -gens r e l a t i e (11) k o m t de hierbij b e h o r e n d e h o r i z o n t a l e afbuiging overeen m e t Cj \' sin 9, terwijl de xiTticale afbuiging — formule (12) — gelijk is a a n r, v cos 9 ; het o p deze wijze v e r k r e g e n beeld (fig. 14) is met b e t r e k k i n g t o t fig. 1 ()\-er een hoek \-an 90° g e d r a a i d .
DE .APPARATUUR TER REGISTRATIE \'AN POL.AIRE DLAGRAM.MEN 1.13
Deze b e e l d v e r d r a a i i n g kan op e e n v o u d i g e wijze geëlimineertl w o r d e n d o o r verwisseling v a n de a a n s l u i t i n g e n v a n de vertictde met tlie v a n de liorizontale afbuigplaten ; de s p a n n i n g voor de horizontale affiuiging \ ; i n de electronenstr;i;i] w o r d t dan ;i;in y sin (co/-- 9), die \'oor de vertictile afbuiging ;ian v cos (co/ — 9) o n t l e e n d . XX'eiist men - ntidat tleze verwisseling heeft platits g e v o n d e n - het beeld toch op de wijze als in lig. 14 is a a n g e g e v e n , op het scherm vtm tie oscillograaf \ a s t te leggen, d a n ligt - indien mogelijk — het g e b r u i k \'aii de grotitheid .v sin c-/ liij de sxaichronisatie \'oor de h a n d ')•
H e t is t e n s l o t t e d e n k b a a r d a t , ;ils ge\'ol,g v a n do r o o s t e r m o d u l a t i e , een s n e l h e i d s v a r i a t i e \'an de electronen tussen de afbuigplaten zou k u n n e n C'jitreden. Een \'ersntdling' dezer electronen zou zich thm m o e t e n uiten in een a f n a m e \'aii de s t r a a l \';in de oj) het scherm l)eschre\'en cirkel, w a a r d o o r de z i c h t b a r e lichtxlek b i n n e n de cirkel-t i m cirkel-t r e k zou \'allen -). l ' i cirkel-t de afbeeldingen 8 en 9 blijkcirkel-t e\'enwel. dat z u l k s niet het gex'al is.
1.13. /''otografische registratie
.Xangezien bij stimmige toepassingen de tijd, g e d u r e n d e welke men de polaire figuur o p het s c h e r m ziet \ e r s c h i j n e n — zelfs bij g e b r u i k \'an een buis m e t n a l i c h t e n d scherm — te kort is om er een juist oordeel o\'er te k u n n e n \'ormeii, m o e t het fototoestel als een onniisbtire schttkel bij de r e g i s t r a t i e b e s c h o u w d w o r d e n . H e t a a n -b r e n g e n \'an een a s s e n k r u i s \'oor of n a de o p n a m e d e r polaire figuur is d a n te\'ens z o n d e r bez\\'aar mogelijk.
Het is \'eela] niet noodzakelijk, d a t de o o r s p r o n g \'an h e t assen-stelsel sameii\'alt met het mitkleii \'aii het s c h e r m ; bij v e r p l a a t s i n g \'an de o o r s p r o n g n a a r een g u n s t i g e — excentrisch gelegen — p l a a t s k a n h e t d i a g r a m met b e t r e k k i n g tot d e centrische projectie bijiui
'1 I Ie wij/.e \ a n ; fluM-hiii!!.; o \ - e r e e n k o n i s t i ; ^ f iii. 14 w o r d t o . a . bij h e t l e k e n e n \-an j i o l a i r e s t r o o n i d k i i ^ r a n i i n e i \ a n <li".i;n'stroo]nnia( l i i n e s of \".-in r o n i b i n a l i e s ( k i a r \ ' a n a . ' u i i ^ f h o u d e n . t o i a - e s p o n t l e e r t ile i j r o o t j i e i d x e o ^ oi/ in d a t .i;e\al m e t d e s|).ininn;.t o p èóu p h a s e \ ' a n liet d r a a i s t r o o i n n e t , d a n / a l In-t m e t s n i co/ e t c m - e d i i ^ \ e r . i i i i i e i - e n d e [ i o t e n t i a a [ \ ' e r s ( d i i l in d e \ o r n i \ a n d e i^i i \ o p p e l d e s p a n i i i n i ; , welk<' l u s s e n d e b e i t i e a n d e r e p l i a s e k l t o i i n i e l t ^<'-t n e l e n w o r d ^<'-t . aan\\(v.iL; / i j r n (N'er^^<'-tdiji^ j i n n l l . I 1 1 ) .
') O . a . D o r u e l o , I. 3_, b l z 2 4 .
l ' i t f o r i n u l i ' (10) \ o | ^ t . d.it d e a f t n i i ^ i n ^ bij < o n s t a n t e w a a r d e \aii liet p o t e n t i a . a h ' c r x l i i l t n s s i il d e ))laieii om,i;el<ei'rd e \ " e n r e d i ; i is m e t liet k w a d r . i a l \ a n d e e l e c t r o n e n s n e l
1.13 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIACIRAMMEN
tweem;i;il \ergroot en daarmede de nauwkeurigheid ojigex'oerd \\'orden, zonder dat aan het princijie \ a n de meting afbreuk wordt gedtuui.
Bij hel fottigraferen \'an tiscillogrammen speelt de mtite \ a n beeldhelderheid naast de grotitte van de belichtingstijd een belang-rijke rol. Dit geldt met name in het besclire\'eii geval, waar terwille van een scherp diagram naar een zo kort mogelijke oplicht- (film-belichtings-) tijd wordt gestreefd.
Doorloopt de electronenstraal een cirkel (straal A) met een hoeksnelheid co, dan is tie schrijfsnelheid bepaald door
V = coA
Indien het middelpunt van deze cirkel naar de rand van het scherm \-erscht)\-en wordt, komt de grootste waarde \-an de straal o\'ereen met de ditimeter \'an het scherm. (Bij de door mij gebruikte Idiilips-electronenstraalbuis I)(i 9 is deze 9 cm).
Indien de frequentie \';in het geoscillografeerde verschijnsel 50 Hz bedratigt, zal de bij deze waarde van A behorende schrijfsnelheid overeenkomen met
2 - . 50 . 0,09 ^ 28 m sec.
Deze snelheid ligt belangrijk lager dtiii de \oor Phili])s-electro-nenstratilbuizen geldende optimale schrijfsnelheid. L 4
Fig. 15. De lengte \ a n de l i c h t x l e k bij x'erschillende g r o o t t e n \ a n tie \ ' o e r s t r a a l V en c o n s t a n t e w a a r d e coA/.
Indien de tijd, gedurende welke de licht\'lek op het scherm zicht-baar is, A/ genoemd wordt, zal de lengte \'an de lichtstreej) \-olgens fig. 15 oN'ereenkomen met A/ = v . coA/ -,- d; d stelt de diameter van tie licht\lek in de oorsprong voor. De lengte A/ neemt dus bij
D E . A P P A R A T U U R T E R R E G I S T R A T I E VAN P O L A I R E DIAC^R.V.M.MEN 1.13 stijgende wttarde \'an de \()erstraal v toe, en wel des te sterker naar-mate A/ groter is. \^oor het verkrijgen \-an een gelijkmatige oplicht-tluur en een scherp oscillogram is het daarom gewenst, de tijd \';in zichtbaarmakitig (A/) zó klein te houtlen, als met het oog op de \'()or fotografische registratie vereiste minimale beeldheldcrheid toelaatbaar is ' ) ; het negatief wordt in dat ge\-al regelmatig ge-zwart. Ter illustratie is in fig. 16 een oscillografische ()])name \"an enkele licht\'lekken bij \-erschiIlende grootten \'an de \-oerstraal en constante wtiarde coA/ afgebeeld; de overeenstemming met fig. 15 is duidelijk waarneembaar.
l-'ig. 16. Oscillografische ojinanie \'aii l'ig. 15 (ware g r o o t t e ) .
Blijkt de lichthoeveelheid \-an de \-lek \-oor een goede registratie te gering, thm kan men een duidelijk beeld ,,forceren" door de ])o-laire figuur - althans indien zulks mogelijk is — in langzaam tempo te doorlopen; meerdere opnamen, achtereenvolgens oj) dezelfde plaat vervaardigd, hebben een stjortgelijk effect -). Tenslotte kan
') In ons ne\ al ! - w A / A f w / ) 1 2 0 ; de tijil A/ b.'dr.i.ii;! d.an bij een Ireipieatii- \',iii 50 Hz onKe\'eer 1 -^OOO see.
-( In de sterkstrodinteeliniek is de (Hi\"erniijdelijl\e \erw arnnnL; \-,m liet te onderzoi'i^en objeet \{'elal oor/: .ik \'an een veiMndiaan.t; \'aii di\'ei"Se paranu-ters f;e(lureiide de proef: liet a a n t a l opnaiiii n - direct aiditer (dka.ar genomen is in \'ei"baiid (laarmetle gelimi-teerd.
1.13 DE APPARATUUR TER RfltdSTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
men zijn toe\'liicht zoeken in de z.g. ,,n;i\'ersnelling'" \'an de elec-tronen, alvorens deze het fluorescerende scherm \-an de electronen-straalbuis treffen; zulks is natuurlijk slechts mogelijk, indien de buis van een naversnellingselectrode is voorzien, en tevens een hoge gelijkspanning \'oor de opwekking \-aii het \-ersnellende \'eld ter beschikking statit.
1.2. Beschrijving van de apparatuur 1.21. Het vo()r:ett()estet
Het \'t)orzettoestel, hetgeen tezamen met electronenstraaloscil-lograaf en fotografische camera de apparatuur ter registratie van ])ol;iirt^ diagrammen x'ornit, biedt ti.a. plaats ;i;in de in het voor-gaande besproken phasebrug en de modukitieschakeling. Deze beide essentiële elementen van de apparatuur zijn in het principe-schemti van het \doi-zett(iestel <>\'ereenkomstig fig. 17 gemtikkelijk terug te \-inden.
Phasecorreche
l'ig. 17. I ' r i n c i p e s c h e m a \'aii liet v'dorzettoestel. 1.211. P h a s e b r u g
Het phasedraaieiid netwerk, bestaande uit de weerstanden R^ en A,,, alsmede de capaciteiten C^, corresptmdeert met het schema van
DE Al'l'AR.ATUU K TER REGISTRATIE VAN POLAIRf; DLAGRAM.MEN 1.211
fig. 5 u'tiarin o \ ' e r e e n k o m s t i g het b e h a n d t d d c o n d e r p u n t 1.123 de a a n s l u i t i n g e n natir de p l a t e n p a r e n \f)<)r de h o r i z o n t a l e en de vertictde a f b u i g i r g \';in de e l e c t r o n e n s t r a a l o n d e r l i n g \'erwisseld m o e -t e n Worden ; de w e -t T s -t a n d A;, is r e g e l b a a r iii-tge\'oerd, -t e n e i n d e de
phase\'erscliiii\'ing v a n t u s s e n de siiaimingen //,.j en u.,^ zui\-er
te k u n n e n instellen, resp. corrigeren. De w e e r s t a n d , welke in het schemti \ a i i fig. 5 m e t R,, is a a n g e d u i d , correspoiufeert hier m e t de p a r a l l e l s c h a k e l i n g v a n A^, A^, A- en e\'eiitueel 2 A,,,; het electrische m i d d e n \'an de w e e r s t a n d A- is geleidend m e t het h u i s v a n het voor-z e t t o e s t e l en d;it \'an de oscillograaf v e r b o n d e n .
De \'oeding \-;in de j)hasebrug w o r d t meesttil o n t l e e n d aan de grootheitl \' v cos (c.j/--• 9). K a n tleze met een spanning worden geïdentifieeert , c.q. in een s p a n n i n g w o n l e n omgevtirmd, d;in voeren we deze s p a n n i n g - - hetzij tlirect (tot m a x . 1000 v o l t ) , hetzij \ia een s p a n n i n g s t r a n s f o r m a t o r (20 \ ' . \ ) of een v o o r s c h a k e l -w e e r s t a n d aan de m e t , , m e e t s p a n n i n g " g e m i T k t e k l e m m e n van het \-oorzettot'sttd toe. De d u b b e l p o l i g e onisch;ik<daar .S'., w o r d t in de o n d e r s t e sttuul ( , , m e e t s p a n n i n g " ) gcjikiatst, d e k e u z e s c h a k e l a a r S'i^ — in afhankelijkheid v a n de grtiotte d e r t o e g e v o e r d e n e t s p a n ning in ('rn der s t a n d e n 120, 220, 320 of 420 volt '), en de d u b b e l -l)()lige o m s t d i a k e l a a r ,S'.j in de b o v e n s t e of ,,s));tnniiigs"-stand. Met de p o t e n t i o m e t e r A- is h e t mogelijk, de g r o o t t e \ a n de a a n de l)rug-p i m t e n 1 en 3 t o e g e v o e r d e s l)rug-p a n n i n g b i n n e n r u i m e grenzen c o n t i n u te regelen.
Indien de functie i' - v cos (to/ -y) e\-en\st'l bis stroom t e r b e s c h i k k i n g sttiat - c.q. in een s t r o o m kan wortlen omgezet -- , d a n \-oeren wc deze strtiom \'ot)r w a a r d e n kleiner d a n 7A direct — \ï)or g r o t e r e s t r o o m s t e r k t e n o n d e r t u s s e n s c h a k e l i n g van een s t r o o m -t r a n s f o r m a -t o r \'ia de gelijknamige k l e m m e n \'an he-t a p p a r a a -t n a a r de jirimtiire w i k k e l i n g v a n de s t r o o m t r a n s f o r m a t o r 7\. H e t atiii de s e c u n d a i r e zijde v a n deze t r a n s f o r m t i t o r o\-er de w e e r s t a n d e n A],| o p t r e d e n d e ' s p a n n i n g s v e r s c h i l verloopt e v e n r e d i g m e t de s t r o o m (dus m e t de g r o o t h e i d y) en w o r d t via de d u b b e l p o l i g e o m s c h a k e l a a r .^'.j — d i t m a a l in de o n d e r s t e of , , s t r o o m " s t ; i n d — en de p o t e n -t i o m e -t e r A-, aan de k l e m m e n 1 en 3 \-an de p h a s e b r u g -toege\-oerd.
' I Mi'ii \ e r g e l i j k e liet b t d i a n d e l d e oiidei 1.21:1. M i t . . i i e l s p a i i n i i i i ; " w o r d t liiir e e n e \ e i i -r e d i g n i e t d e u -r o o t l e i d x c o s oi/ i<-.<\. x s i n co/) \ f -r a i i d t a i a i d p o t i a i t i - i a l v e i M d d l a a ü g e f l u u l .
1.211 DE APPAR.ATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
De neonbuizen L., dienen ter be\'eiligiiig \'an de stroomtransforma-tor tegen overbelasting.
Ook kan het phasedraaiende net — direct of onder tussenschake-ling \'an een spanningstransformator — door de spanning, welke aan de grootheid x cos co/ (c.tp ,v sin o/) ontleend is — de zg. ,,net-spanning" — gevoed worden '). Hiertoe worden de dubbelpolige timschtikelaars S.^ en -Sg beiden in de boN'cnste stand (,,netspanning", res)). ,,spanning") geplaatst; de nets])aiiiiing staat dan via de voor-schakelweerstand A4 en de ])oteiitiometer A, op de klemmen 1 en 3 \-an de phasebrug. Is de netspanning zui\'er sinusvormig en de fre-(pientie gelijk aan 50 / / ; , dan mtiet de reeds eerder genoemde varia-bele weerstand A,, zodanig worden ingesteld, dat een kromme \'an goerle cirkelvorm op het scherm \';in de oscillograaf zichtbaar wtirdt.
De spanning, welke e\'enredig met y ^ y cos (co/ — 9) verloopt, wordt \'an de brugpunten 1 en 3 afgenomen en via de spannings-deler A'„;A-, de dubbelpolige omschakelaar .S',,, de weerstanden Ajj en een condensator Cj aan de pkiten \-oor de verticale afbuiging van de electronenstraal toegevoerd. Met de spanningsdeler RJR^ kan bij niet-onderdrukte electronenstraal en de schakelaars S^ en .S'.j beiden in de bovenste stand de juiste cirkelvorm worden inge-steld; de netspanning draagt hierbij zorg \'oor de voeding van de phasebrug. De dubbelpolige omschakelaar .S'5 stelt ons instaat, zowel het directe als het spiegelbeeld van een polair diagram op het scherm \ a n de oscillograaf zichtbaar te maken. Dit is \'an belang, omdat het mogelijk moet zijn, de ])ol;iire figuren zowel visueel te bestuderen (.S'j in stand ,,direct beeld"), dan wel langs fotografische weg te registreren (.Sj in stand ,,spiegelbeeld").
De over 7r;2 t.o.w \' in jihase verschown spanning, welke e\'en-redig met y sin (to/ — 9) \'erandert, wordt \'an de brugpunten 2 en 4 \'ia de condensator C^ naar de platen \'oor de horizontale afbuiging \';iii de electronenstraal geleid.
De condensatoren C\^ zijn ;iangebr;icht, teneinde met de lietref-fende knoppen oj) het frontpaneel van de oscillograaf de horizontale en verticale verschuiving van de stip op het scherm op de gebruike-lijke wijze mogelijk te maken.
') lii d i t g e \ a l iiia,:;' h e t h u i s \ a i i (Ie a i i i i a r . i t n n i niit g e a . i r i l w o i ' d e a . t i a . i r d e n i d s p a n -üiiigsbi-o:] d o o i - g a a n s re-eds e ^ n z i j d i i ^ g e laia! is en éi'-n i\ry p u n t e n 1 of 3 \'aii d e p h a s e l i i u i g d i e i t t e i i L ; e \ o l g e d e a a r d p o t e n t i a a l a a n n e e m t .
DE APPAR.ATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN 1.212
De drukknoppen DK,, en DKr^ dienen ter onderdrukking van de horizontale, resp. verticale afbuiging van de electronenstraal en openen de mogelijkheid tot registratie \'aii de verticale, resp. hori-zontale cot'irdinatenas. Door gelijktijdig indrukken \'an beide knop-pen wf)rdt de plaats van de oorsprong' \"astg'elegd.
1.212. S t 1' a ;i 1 m o d u 1 a t i e
Van de reeds onder 1.123 beschreven schakeling ter verkrijging van een roosterspanning', welke één maal per periode 2r: de elec-tronenstraal gedurende zeer korte tijd doorlaat, is het beginsel in fig. 12 afgebeeld. We \'inden dit principe in zijn geheel terug in het bovenste gedeelte van het schema overeenkomstig' fig. 17.
Het aantal windingen aan de primaire (laagspannings-) zijde van de spanningstransformator T, kan gekozen worden in afhanke-lijkheid van de grootte van de netspanning; de keuzeschakelaar .S'„ is hiertoe met 4 standen, t.w. voor 120 — 220 — 320 en 420 \-olt uitgerust. Met de enkelpolige schakelaar .S, (standen ,,in" en ,,uit") kan de x'oeding \'an de spanningstransformator worden onder-broken.
De dubbelpt)lige omschakelaar .S"^ tipent de mogelijkheid tot wijziging \'an de polariteit der niet-gelijkgerichte wisselspanning (vergelijk punt 1.123); waar de zichtbaarmaking in de stand ,,0"
Ti
phasedraaiing" ten tijde co/ ^ + 2k- geschiedt, zal deze in de
^ 37L
stand ,,180' phasedraaiing op de tijdstipj^en co/ -^ 2/eTr plaats hebben.
Met behulp \-aii een A-("-lid parallel aan de weerstand A., kan de phase-naijling, welke de met de grootheid .v evenredig verande-rende netspanning in de transformator I\ ondergaat, door een in-stelbare phase-\-oorijling gecompenseerd worden; de op deze wijze \-erkregen phasecorrectie werkt bevredigend, aangezien het grootste gedeelte van de secundaire spanning xan transformator 1\ op de weerstand Aj komt te staan.
Bij de controle \'an de juiste waarde \'aii de \-ariabele weerstand A] wordt de netspanning niet slechts aan de transformator T^, doch eveneens aan de klemmen 1 en 3 van de phasebrug toegevoerd; Sy staat hierbij in de stand ,,in", S.^ in de stand ,,netspanning" en .S'3 in de stand ,,spanning". Het eincljnmt van de wcttir .r moet bij een
1 . 2 1 2 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
juiste phasecorrectie op de horizontale as gelegen zijn, hetgeen op eenvoudige wijze gecontroleerd kan worden door na te gaan, of de plaats van de met dit eindpunt corresponderende lichtvlek op het scherm door onderdrukking van de verticaal-afbuigende spanning (indrukken van de knop DK.^) al dan niet verandert. Na instelling op de juiste waarde van A, kan deze lichtvlek dus mede worden gebruikt, om de stand van de horizontale as gedurende de registratie van het polaire diagram te fi.xeren. Indien de meetspanningsklem-men niet aangesloten zijn, kan de oorsprong van het coördinaten-stelsel hierna op eenvoudige wijze worden vastgelegd door plaat-sing van de schakelaar S., in de stand ,,meetspanning"; .S'g f)lijft hierbij in de ,,spannings"-stand staan.
Bij indrukken van de knop DK^ wordt de condensator T, })arallel aan de Graetzschakeling' geplaatst; de gelijkgerichte wisselspanning wordt thans afgevlakt en de ,,nuldoorgangen" — dus ook de scherpe spanningspieken — zullen verdwijnen. P^en volledige onderdrukking van de electronenstraal is het gevolg. De knop DK^ kan worden ge-bruikt voor het onderdrukken van storende verschijnselen tijdens — c.q, voorafgaande aan — de registratie van een polair diagram, dan wel bij het markeren van belangrijke punten, welke in dat geval als onderbrekingen in de polaire figuur waarneembaar zijn.
1.22. De electronenstraaloscillograaf
Het principeschema van de Philips electronenstraaloscillograaf
CM 2\b6, welke bij de in de hoofdstukken II, I I I en IV be.schreven
proeven gebruikt werd, is afgebeeld in fig. 18 ^) .Voor een doeltreffende samenwerking met het onder 1.21 beschreven voorzettoestel is het evenwel noodzakelijk, in dit schema enkele wijzigingen aan te bren-gen, zoals in fig. 19 is aangegeven.
Aangezien de \'ersterker van de oscillograaf bij het registreren van polaire diagrammen niet gebruikt wordt, is het gewenst d a t de geleidende verbinding tussen de j)laten voor de verticale afbuiging van de electronenstraal en de uitgang van de x-ersterker wordt opge-heven ; hiertoe kunnen de stripjes ,4,, en A^ , aangebracht op het paneel aan de achterzijde van de tiscillograaf, losgenomen worden. Bij het losnemen van de strook .4j, evenwel zou het \'erticaal-af-buigende platenpaar electrisch volkomen gescheiden worden van de
') De;:,' figuur waaal ontleend a a n de in 1 9 4 0 t i o o r d e \ . \ ' . Phiüjis t iloeikiuip.-nfabfie-ktui, Kindhoxen, nitgeg wen beschrijving \ a n de electroneii^traaloseillograaf CiM 31Sb.
DE APP.VRATUl R TER RIZGlSTRATIE \ A N POLAIRE DIAGRAMMEN' 1.22
potentiometerschtikeling A,^, waarmede de \'erticale \'erscluiiving
Y'du het beeld op het scherm kan \\orden bewerkstelligd. Door
\-er-plaatsing \ a n de weerstand — welke in het ongewijzigde principe-schema tussen .l||| en Af, is o})genomen — als aangege\'en in fig. 19. wordt dit bezwaar echter onder\-angen.
1.22 DE APPARATUUR TER REGISTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
\';in de s t r i p p e n . 1 ^ en .-1,, w o r d t s l e c h t s de e e r s t g e n o e m d e losge-nonieii; o\-er de s t r i p .-fjj i m m e r s kan de regelbtire gelijksjianning, welke \ i a de k e u z e s c h a k e l a a r .1, (geplaatst in s t a n d 4 : s x n c h r o n i satie . . i n t e r n " , tijdbasis , , e x t e r n " ) en de w e e r s t a n d A'.,, atiii de p o -t e n -t i o m e -t e r s e h -t i k e l i n g A- w-tird-t o n -t l e e n d , -tie horizon-tale \'erschui-x'ing \'an het beeld op het scherm bewerkstelligen.
•O'YfS
big. 19. baiktde wijzigingen in h e t s c h e m a (A'ereeiikoiiistig fig. 18 zijn xiiiir een goede s.-imenwt-rking \'tiii nscillograaf en \'oiirzettoestid
nootl-zakelijk.
\J
— 1,2 *'.'fi ^ e 4g O Kai
ö iio o K, K,0 o # 9 'a O K,if
B i . O K,2 ^,, .^^^ 1Ö
is O O G f / 3 K,, A-,5l'"ig. 20. S c h e m a t i s c h e t e k e n i n g \ a i i het achter)>aneel \ a n de l'hilips-e l l'hilips-e c t r t m l'hilips-e n s t r a a l o s c i l l o g r a a f GM 3 1 5 6 ; dl'hilips-e stripiil'hilips-en A^. ./,, l'hilips-en .),„ zijn
los-gencimeii en de s c h a k e l a a r .-/. is in de s t a n d ..rootl" g e i i l a a t s t . De beide l i o o g s p a i m i n g s c o n d e n s a t o r e i i in het roostercircuit \ a n de oscillogrtiaf, welke een verschuivirig \'an de \'()oi' de s t r a a l m o d u l a t i e g e b r u i k t e geliikgerichte s p a n n i n g zullen w r o o r z a k e n , m o e t e n v e r -vallen.
De spiinning x'oor de htirizonttile tifbuiging \';in de e l e c t r o n e n -s t r a a l k a n wt)rden t o e g e \ ' o e r d a;in de bu-s-sen A',, en A'.^, die \-oor de verticale afbuiging a a n de A'j, en A',,. S t e k e r h u s A',, is geleidend m e t het huis van de oscillograaf \erbonden. De s p a n n i n g ter o n d e r -d r u k k i n g van -de e l e c t r o n e n s t r a a l wor-dt aangesloten tussen A'jg en A'i-, terwijl de .schakelaar .4,; in de s t a n d . . r o o d " ( ,,in") g e p l a a t s t moet w o r d e n .
DE APPARATUUR TER REGISTR.ATIE VAN POLAIRE DIAC^RAM.MEN 1.23
De bussen K^, A\., A', , A'j,, A',.,, A',., en A',- zijn. e\'enals de strip-{leii .1^, .1,;, . 1 , , en .Ij,, alsmede de schakelaar .1,; op het paneel aan de achterzijde \ a n de tisciUograaf uitge\-oerd. Mg. 20 geeft een schemtitische tekening van dit achterjianeel, waaruit — naast de plaats der bussen — de stand van de stripjien duidelijk waarge-nomen kan worden •). De verbinding \-;in de corresjionderende bus-sen \';tii oscidograaf en voorzettoestel viiitlt jilaats d.m.w een zeventiderig snoer met zevenpohge stekers; deze stekers kunnen slechts op één wijze in de bussen geplaatst wortlen, zodat \-ergis-singeii uitgesloten zijn.
1.23. De f'itografische camera
Bij het registreren van polaire di;igr;immen kings fotografische weg wertl \';in een platencamera met lens I : 3, 5 en hoofdbraiid-jitmtsafstand / -- 15 cm gebruik gemaakt. .Vangezien aan de op-name \aii een oscillogram op ware grootte bepaalde vtiordelen ver-bonden zijn. wcTd de lineaire vergroting gelijk aan de eenheid ge-kozen. Met de hieruit voortvdoeiende gelijkheid \'an beeldsafstand en voorwerpsafstand kan onder inachtneming \'an de lenzenfor-mule gemakkelijk worden afgeleid, dat bij een lens met 15 cm hoofdbraiiilpuntsafstand zowel de beeldsafstand als de \'oorwerps-afstand ox'ereenktimt met 30 cm.
Een beeldsafstand \'an 30 cm bleek door uitschui\'en van de balg \'aii de camera nog juist te bereiken.
De btitin \-aii de lichtstralen, welke \'an het fluorescerende scherm van de electronenstraaloscillograaf naar de lens van de camera ge-richt zijn, moest o\-er een afstand \'an 30 cm — de \-oorwerpsaf-stand — \-olledig lichtdicht \\'orden afgestdiermtl, teneinde het foto-graferen \';iii oscillogrammen ook in een norniiial \-erlichte omgeving mogelijk te maken. Hiertoe werd tussen de lens \-an het fototoestel en het scherm van de oscillograaf een conisch \-tTlopende metalen koker tKingebrticht, welke tevens diende \'otir tie ondersteuning \-an de camera.
Het geheel kan op dezelfde wijze als het normale afschermkapje aan het froiitiitineel \'an de oscillogratif be\t'stigd worden.
I*]nkele onder punt 3 opgenomen foto's zullen de opstelling \er-dtiidelijkeii.
M D e bii~ /\',,;. wi Ike a a n d e l i n k e r z i j d e \ a i i fig. 2 0 is oiigtaioniiMi. s t a a t in \ - e r b i i i d i n g m e t d e n a \ c i ' s i i e ! l i i ] g s < - l e e t i - o d e .
1.3 DE APPAR.ATUUR TER RECWSTRATIE VAN POLAIRE DIAGRAMMEN
1.3. Illustraties 1.31. Het voor'.ettoestel
In fig. 21 is het frontpaneel \'aii het \'oorzetapj)araat afgebeeld. Tussen de knoppen waarmede de gex'oeligheid kan worden inge-steld (et). Aj kan \\'orden geregeld) resp. de ijking van het zicht-batirmakingsmechanisme kan geschietien (c.(|. A, kan wtirden ge-wijzigd) is de netschakelaar .S', atmgebracht. .Aan de linkerzijde treffen we \';ui boven natir ontler de schaktdaars .s'j en .S'j, aan de rechterzijde de schakelaars .S'.^ en .s'.. aan. De drie drukknoppen be-\'iiiden zich — \".l.n.r. in de x'olgonle DK.,. DK^ en DK., — a;ui de onderzijtle \';in het ptineel.
l-"ig. 2 1 . b r t i n t p a n e e l \ a i i lud N ' o u r z e t a p p a r a a t .
Het achteraanzicfit van het voorzetapparaat (fig. 22) toont mid-den bo\en de keuzeschakelaar .s',;. .\;in de linkerzijde zijn de steker-bussen met opschriften ,,netspanning", ,,meetspanning" en ,,stroom" alsmede de aardklem duidelijk zichtbaar. Onder deze aardklem heeft de \-eiligheid, welke we e\'eneens in het netspanningscircuit \'an fig. 17 aantreffen, een ])la;its gevonden. De oscillograaf-aan-sluitingen zijn, evenals zulks in het schema \'an fig. 17 is aangegeven, onder elkaar aan de rechter zijde \';in het achterpaneel aangebracht. .\fmetingeii en gewicht (bijna 22 kg) dragen ertoe bij, dat het \'oorzetttiestel tot de draagbare instrumenten gerekend mag worden.
DE APPARATUUR TER RECTSTR.ATIE VAN POLAIRE ÜIAGRAM.M I;N 1.31
T e r \-ereen\-oudigiiig \'an h e t t r a n s p o r t is h e t a p p a r a a t a a n tie bo-x'enzijde x'tui ei'ii leileren h;ind\';it \'oorzien, zulks n a a r het \-oorbeeltl \'an tie Phili]is-electrontiistr;t;iloscillograaf GM 3156.
l'ig. 22. .\ehtei'aaiizi('lit \';iii het \'< lorzettoestel.
ri.g. 23. Het interieui' \ a n het x ' o o r z e t a p p a r a a t . b e s c h o u w d xaiiaf de linkerzijde.
1.31 DE APP.VRATUUR TER REGISTRATIE \'AN POLAIRE DIAGRAMMEN
Door x-entilatieojieningeii in zijwanden en bo\'enzijde zal de in de di\-erse weerstanden ontwikkelde warmte met de circulerende lucht worden afge\'oerd.
b'ig. 24. Het i n t e r i e u r \'an h e t \ ' o o r z e t t o e s t e l . b e s c h o u w d \ a n a f de r e c h t e r z i j d e .
De tweemaal rechthoekig omgezette plaatstalen kap kan bij inspecties tif rejitiraties in zijn geheel worden afgenomen; front-paneel, tichterwand en bodem vormen één geheel. Het interieur, in de figuren 23 en 24 afgebeeld, wordt op deze wijze een\-oiidig toeganktdijk.
1.32. De electronenstraaloscillograaf
lien fotore]iortage met betrekking tot de Philii)s-tdectr(nieii-straaloscillograaf GM 3156 is o.a. te \'inden in een door de N.V. Philips uitgege\'en brochure, waarin deze oscillogrtiaf uitxaierig beschre\'eii is. Ik moge daarom op deze plaats \'olst;ian met het pkiatsen \-;in de foto o\-ereenkomstig fig. 25, welke een idee geeft omtrent de samenwerking \-an de oscillograaf en het hier b<)\-eno]) geplaatst \-(K)rzettoestel. Het afgeschermde zevenaderige snoer, hetgeen in twee ze\'enptilige stekers eindigt, is duidelijk zichtbaar.
DL: APPARATUL R TER REGISTRATIE \'AN POLAIRE DI.AGRAMMEN 1.32
b'ig. 25. Ter b e s p a r i n g \ a n r u i m t e kan het v o o r z e t a p p a r a a t oji de elect r o n o n s elect r a a l o s c i l l i i g r a a f g e p l a a elect s elect w o r d e n . De a r g e s c h e r m d e v e r b i n d i n g s
-k.abel tussen beiile toestellen is duidelijk ziehtbatir.
i.g. 26. < Iverzicht van tie com]ilete o p s t e l l i n g , gereed voor h e t regi-s t r e r e n van een polair diagr.iiii.
1.33 DL: A P P A R . \ I ' 1 ' U K I E R RECdStRATIE \ A X POLAIRE D I A ( ; R A M M E N
1.33. De fulografische camera
l'"ig. 26 t e n s l o t t e t o o n t de opstelling \ a n de \-olledige ap})aratiiiir, gereed vtior h e t o p n e m e n ^•an een polair d i a g r a m . De r e e d s o n d e r 1.23 g e n o e m d e be\'estiging v a n c a m e r a en l i c h t d i c h t e k o k e r a a n h e t s c h a r n i e r bo^'en het s c h e r m v;in de oscillogratif Nvordt a a n d e h a n d \'aii tleze figuur goed geïllustreerd.
HOOFDSTUK II
OPNAME VAN H E T POLAIRE NETSTROOMDIAGRAM E N E R ASYNCHRONE M . M H I N E MET KORTSLUITANKER Ol' MET
DRIEPHASIG-SYMMETRISCH BICWIKKELDE ROTOR
2.1. Inleiding
Indien een as\Ticlirone motor met een willekeurig, constant blij-\-eiid kfippel belast wordt, zal de phtisestrtiom I over een hoek qs naijlen t.o.w de spaiming op diezelfde phase. Het vectordiagram, aaiigege\-en in fig. 27, is karakteristiek voor deze belastingstoestand. Zoals men weet is het gebruikelijk, om de s|)aimings\-ector in dit ge-\';il \'erticaal naar bo\-en gericht te tekenen, terwijl \-oor de grootte \'an de stroom\'ect(ir de effectieve (resj). maximale) \\-aarde \-an de stroom gekozen \\'ordt.
f /1
l-'ig. 27. X'ectordiagram van spanningen strtjoni, behtiren-ile bij een bepaalde betlrijfs-tiiestand van een asvnchrone
machine.
l'ig. 28. X'ectortliagrani van spanning en stromen, behorentle bij verschillentle be-drijfstfiestanden van een asynchrtme ma-chine inetjflrie])hasig-symmetrisch
liewik-kelde rutor.
HatI de xectorfigimr \';in fig. 27 betrekking' op één belastingstoe-staiid, het diagram in fig. 28 toont het resultaat van de meting bij di\-erse andere belastingsge\'allen; de verschillende stroomwaarden zijn na omrekening o]) dezelfde nominale spanning onder
