<Desc/Clms Page number 1>
Selbsttätige Ladeeinrichtung für Sammlerbatterien.
Bei der selbsttätigen Ladung von Sammlern mittels Gleichrichtergeräten sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten gegeben. 1. Ladung mittels ständig parallel angeschlossenen Dauerladern, 2. periodische Aufladung des Sammlers durch einen selbsttätig eingeschalteten Ladegleichrichter.
Die Ladung mittels Dauerladern ist anwendbar, solange die mittlere Belastung des Sammlers annähernd gleichbleibend ist.
Bei stark schwankender Entnahme ist für die selbsttätige Ladung eine periodische, den Belastungsschwankungen angepasste Aufladung des Sammlers erforderlich.
Die Beurteilung des Ladezustandes der Batterie kann grundsätzlich erfolgen : 1. Durch Messung der Säure dichter der Batterie. 2. Durch Zählung der zu-und abgeführten Energie. 3. Durch Messung der Batteriespannung.
Die Verwendung der ersten zwei Messgrössen zur selbsttätigen Steuerung des Ladevorganges bedingt kostspielige Einrichtungen und ist daher nur bei grösseren Anlagen wirtschaftlich tragbar.
Auch arbeiten Steuerungen dieser Art unverlässlich.
Die Ein-bzw. Ausschaltung des Ladeaggregates mittels Spannungsüberwachungsrelais bedingt bei Sammlern kleiner Leistung eine unverhältnismässig hohe Entnahme an Energie aus der Batterie zum Betriebe der Automatik.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
kurve A, B, C, D nicht gerecht. Eine gute Anpassung der Ladekurve an den Idealfall, bei gleichzeitig selbsttätiger Überwachung und Regelung des Ladezustandes des Sammlers, kann man durch Verwendung von zwei Gleichrichtern mit voneinander verschiedener Stromspannungseharakteristik erreichen, deren Zusammenschaltung gemäss Prinzipschaltbild Fig. 2 erfolgt.
Gleichrichter 7 arbeitet als Puffergleichrichter und ist so bemessen, dass die von ihm gelieferten Amperestunden gleich oder kleiner sind als die kleinste mittlere Entnahme aus der Batterie. Die Charakteristik dieses Gleichrichters ist in Fig. 1 durch die Gerade e gegeben. In den Betriebsperioden grossen Stromverbrauches kann Gleichrichter 7 für die volle Deckung des Verbrauches nicht aufkommen und der Sammler wird allmählich entladen, die Batteriespannung sinkt, der Ladestrom des Puffergleichrichters steigt. Die Grösse des Ladestromes des Puffergleichrichters 7 ist daher ein gut brauchbares Mass für den Ladezustand der Batterie.
Der Ladestrom des Puffergleichrichters 7 wird über die Erregerwicklung. ? eines Mess-und Schaltrelais geführt und steuert mit Kontaktpaar 14, 15 den Gleichrichter 8, der für die rasche Aufladung des Sammlers im Bedarfsfalle vorgesehen ist. Die Kennlinie dieses Gleichrichters ist in Fig. 1 durch die Gerade t dargestellt und bei möglichst starker Neigung so gewählt, dass sein Strom OG'bei der Ladeanfangsspannung von 2-00 Volt gleich ist der Differenz des grössten zulässigen Ladestromes OAt und des Ladestromes. des Puffergleichrichters OH'. Bei Parallelschaltung der Gleichrichter 7 und 8 verläuft der Ladestrom des Gerätes nach der Kennlinie g, deren Abscissen sich durch Addition der Abseissen von e und t ergeben.
Ein voller Zyklus des Ladebetriebes spielt sich wie folgt ab : Die Batterie 10 ist am Anfang als voll geladen angenommen. Gleichrichter 7 puffert allein. Bei starker Inanspruchnahme der Batterie wird der Sammler entladen, die Batteriespannung sinkt und der Ladestrom steigt auf den Wert OH'.
Bei diesem Stromwert spricht das Messrelais an und schaltet Gleichrichter 8 über die Kontakte 14, 15 an die Batterie. Die Ladung erfolgt nunmehr mit dem Ladestrom OA'. Bei Erreichung der Zellenspannung von 2-4 Volt beträgt der Ladestrom des Gerätes OJ'. Die Stromabgabe des Puffergleich- richters 7 ist wegen der Spannungserhohung der Batterie auf den Wert 00'gesunken. Bei diesem Stromwert schaltet das Messrelais den Ladegleichrichter 8 ab und der gewöhnliche Pufferbetrieb mit Gleichrichter 7 allein ist wieder hergestellt.
Die Beurteilung des Ladezustandes der Batterie und die Steuerung des Gerätes durch das Relais 12, 14, 15 beruht somit bei der beschriebenen Anordnung auf der Messung des Ausgleiehstromes, der sich bei fortlaufendem Vergleich der gleichgerichteten Netzspannung und der Batteriespannung ergibt. Bei Netzen, deren Spannung stark schwankt, versagt diese Art der Messung und Steuerung, solange man nicht Einrichtungen vorsieht, die die Netzspannungsschwankungen ausgleichen.
In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, die selbst bei Netzen mit stark schwankender Spannung angewendet werden kann. Der von Gleichrichter 7 gelieferte Gleichstrom wird durch eine Stromreglerröhre 18 selbsttätig gleichgehalten. Der Strom geht nun einerseits über Widerstand 19 und erzeugt an diesem Widerstand eine Vergleichsspannung und anderseits über die Wicklung 12 des Mess-und Steuerrelais und den Sammler 10 zum Gleichrichter 7 zurück.
Bezeichnet J den vom Reglerrohr durchgelassenen konstanten Strom, J1 Strom der über das Messrelais und den Sammler fliesst, also den Dauerladestrom, J2 Strom im Widerstand 19, Rr Widerstand der Erregerspule 12 des Messrelais, R2 Grösse des Widerstandes 19, B Spannung des Sammlers 10, so ergibt sich für den Strom J folgende Beziehung
EMI2.1
Da in der Formel nur der Wert der Batteriespannung E veränderlich ist, so folgt, dass die Grösse von J1 ein Mass für die Batteriespannung und damit auch für den Ladezustand des Sammlers 10 ist und daher genau so wie bei Schaltung nach Fig. 2 für die Steuerung des Sehnelladers verwendet werden kann.
Der Verlauf des Stromspannungsdiagrammes für den Strom J1 lässt sich durch geeignete Wahl der Werte J, und R2 so beeinflussen, dass er dem Verlauf der Charakteristik e in Fig. 1 des Pufferladegleiehrichters entspricht.
Bei Schaltung nach Fig. 3 muss der Gleichrichter 7 neben der Lade-und Steuerleistung auch die Verlustleistung des Regelrohres liefern und muss daher entsprechend bemessen werden. Bei Schaltung nach Fig. 4 wird das Regelrohr 18 in die Wechselstromspeiseleitung des Gleichrichters 7 geschaltet und kann daher Gleichrichter 7 entsprechend kleiner bemessen werden.
Bei Schaltung nach Fig. 5 wird sowohl das Regelrohr 18 als auch der Widerstand 19 in den Wechselstromkreis des Gleichrichters 7 geschaltet, so dass der Gleichrichter 7 nur für die Pufferladeleistung zu bemessen werden braucht. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise der Schaltungen nach Fig. 4 und 5 grundsätzlich vollkommen derjenigen nach Fig. 3.
Als Regelrohr können beliebige Stromreglerröhren, wie Eisenwiderstandsröhren, Uranoxydwiderstände usw. verwendet werden. Für die Gleichrichtung des Wechselstromes können alle bekannten Gleichrichter, wie z. B. Kupferoxydul, Selenzellentrockengleichrichter, Glühkathoden-, Argonal-, Quecksilberdampfgleichrichter usw. verwendet werden.