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Einrichtung zur Regelung des Stromes in Verbraucheranlagen, insbesondere für Zugs- beleuchtung
Für gewisse Zwecke, beispielsweise für Zugbeleuchtung, verwendet man zweckmässigerweise Gleichrichter, die von einem Wechselstromnetz oder von besonderen Wechselstromerzeugem gespeist werden und die durch Transduktoren (gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen) gesteuert werden und mit Sammlerbatterien zusammenarbeiten, die abwechselnd geladen und entladen werden. Hiebei ist es bekannt, den Steuertransduktor für den Gleichrichter durch eine Gleichstromamperewindungszahl zu magnetisieren, die dem Verbraucherstrom im wesentlichen entspricht.
Gemäss vorliegender Erfindung lässt man hiebei einen Steuertransduktor für einen mit der Batterie parallel arbeitenden Gleichrichter auch durch einen mit dem Belastungsstrom nicht steigenden Strom in positiver Richtung vormagnetisiert werden, um einen entsprechenden Ladestrom an die Batterie abzugeben. Ein gemeinsamer Gleichrichter und gegebenenfalls ein gemeinsamer Steuertransduktor können hiebei für beide Aufgaben benutzt werden, aber öfters kann es zweckmässig sein, verschiedene Gleichrichter oder wenigstens verschiedene Steuertransduktören für die Belastung-und für die Ladestromkomponente zu verwenden.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1-4 Schaltbilder für vier verschiedene Ausführungsformen der
Erfindung
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Trockengleichrichter und 2 eine Batterie. Der Gleichrichter wird von zwei Wechselstrompolen 15 durch einen
Transduktor 7 und einen Transformator 3 ge- speist. Der Gleichrichter und die Batterie sind parallel an eine Belastung 12 angeschlossen, die durch Glühlampen dargestellt ist. Die Spannung über die Belastung wird durch einen Kohlensäule- regler 8 im wesentlichen konstant gehalten und der Strom des Gleichrichters wird durch eine
Drosselspule 14 geglättet. Der Transduktor 7 hat drei in üblicher Weise angedeutete Gleich- stromwicklungen 4, 5, 6, deren Wicklung 5 vom
Belastungsstrom durchflossen wird und der.
Trarsduktorstrom so steuert, dass der Gleich richter immer eine Stromkomponente abgibt, die dem Belastungsstrom im wesentlichen gleich ist.
Damit der Gleichrichter ausserdem einen haupt- sächlich konstanten Ladestrom an die Batterie abgeben soll, führt man durch die Wicklung 4, die in demselben Sinne wie die Wicklung 5 wirkt, eine hauptsächlich konstante, jedoch von Hand einstellbare Amperewindungszahl zu, indem die Wicklung 4 an die durch den Regler 8 konstant gehaltene Belastungsspannung durch einen von Hand verstellbaren Widerstand 10 angeschlossen sind. Die dritte Wicklung 6 hat zur Aufgabe,
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Zweck wirkt sie den beiden übrigen Wicklungen entgegen und ist parallel zum Kohlenregler 8 geschaltet, der eine immer steigende Spannung aufnimmt, je nachdem die Spannung der Batterie bei voller Ladung ansteigt. Hiedurch wird der vom Gleichrichter abgegebene Strom entsprechend herabgesetzt.
Die Batterie kann auch einen Amperestundenzähler oder sogenannten Sangamometer 13 besitzen, um ihren Ladezustand festzustellen. Wenn dieser Zähler zeigt, dass die Batterie vollgeladen ist, kann er einen Kontakt 9 im Stromkreis der Wicklung 4 unterbrechen, so dass die von der genannten Wicklung bedingte, zur Ladung dienende Stromkomponente auf Null herabgesetzt wird.
Die Belastung kann durch einen Schalter 11 abgeschaltet werden, der vorzugsweise einen Hilfskontakt hat, der bei der Abschaltung den Widerstand 10 kurzschliesst. Hiedurch wird der Ladestrom der Batterie erhöht, so dass man für ihre Ladung die Zeitabschnitte wirksam ausnutzt, wenn die Belastung abgeschaltet ist.
In Fig. 2 entsprechen die Teile 1-3 und 8-14 den mit den entsprechenden Zahlen bezeichneten Teilen in Fig. 1. 1 bezeichnet also einen. Gleichrichter, 2 die Batterie, 3 einen Transformator,
12 eine Lampenbelastung, 8 einen Lampenspannungsregler, 13 einen Ladungszähler (z. B. einen sogenannten Sangamometer), 9 einen vom letzteren betätigten Kontakt, 14 eine Glättung- drossel, 11 einen Belastungsschalter mit Hilfskontakt und 10 inen verstellbaren Widerstand.
Anstatt eines einzigen Transduktors für die
Steuerung des Gleichrichtern 1 verwendet man hier zwei parallelgeschaltete Transduktoren 7, 17,
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von denen der Transduktör 7 zwei Gleichstromwicklungen 5, 6 und der Transduktor 1'1 eine Gleichstromwicklung 4 hat.
Diese Wicklungen sind in derselben Weise wie die entsprechenden Wicklungen in Fig. l eingeschaltet und wirken in entsprechender Weise, das heisst, die Wicklung 5 wird vom Belastungsstrom durchflossen, die Wicklung 6, die der ersteren entgegenwirkt, wird von der Spannung über den Widerstand des Lampenreglers 8 gespeist und die Wicklung 4 des Transduktors 17 wird von einer konstanten Spannung über den verstellbaren Widerstand 10 gespeist. Dieser Widerstand kann wie in Fig. 1 durch einen Hilfskontakt des Schalters 11 bei Abschaltung der Belastung kurzgeschlossen werden und anderseits kann der ganze Stromkreis durch die Wicklung 4 durch den Kontakt 9 unter dem Einfluss des Sangamometers 13 unterbrochen werden, wenn die Batterie voll geladen ist.
Da der Gleichrichter 1 hier für beide Transduktoren gemeinsam ist, kann auch der Transformator 3 gemeinsam sein.
In Fig. 3 werden getrennte Gleichrichter 1, 22 verwendet, um den Belastungsstrom und den wesentlichen Ladestrom der Batterie zu liefern. Ausserdem ist die hievon im wesentlichen unabhängige Vereinfachung vorgenommen, dass der den Ladungsstrom liefernde Gleichrichter durch eine einfache Drossel 18 anstatt eines Transduktors gesteuert wird. In diesem Falle werden, falls der Transduktor 7 und die Drossel 18 primärseitig angeschlossen sind, wie es dargestellt wurde, zwei getrennte Transformatoren 3, 16 für die beiden Gleichrichter erforderlich.
Die Möglichkeit der Regelung des Ladestromes der Batterie in einfacher Weise fällt weg und die Unterbrechung der Ladung erfolgt am besten durch die Unterbrechung des ganzen Kreises durch die Drossel 18 mittels eines Kontaktes 19, der unmittelbar oder mittelbar durch den Sangamometerkontakt gesteuert wird. Der Transduktor 7 hat zwei Gleichstromwicklungen 5, 6, die in derselben Weise wie die entsprechenden Wicklungen der Fig. 2 angeschlossen sind.
In Fig. 4 verwendet man wieder einen gemeinsamen Gleichrichter 1 mit Transformator 3, aber zwei getrennte Transduktoren für dessen
Steuerung. Diese beiden Transduktoren stellen in Fig. 4 jedoch nur Vortransduktoren dar, die ihrerseits auf einen gemeinsamen Haupttrans- duktor wirken. Die Vortransduktoren, die von der sogenannten sparselbstmagnetisierten Type sind, sind mit 20 und 30 bezeichnet, während der Haupttransduktor die Bezeichnung 40 trägt.
Der Transduktor 20 hat eine Gleichstromwick- lung 25, die vom Be ! astungsstrom durchflossen wird und eine dieser Wicklung entgegenwirkende
Wicklung 26, die von der Spannung über den
Widerstand des Lampenspannungsreglers 8 be- einflusst wird. Ausserdem hat er eine in übliche :
Weise bezeichnete Se1bstmagnetisier-ung. Der
Transduktor 30 kann nur eine einzige stromwicldung 34 besitzen, die zur Erzeugung einer von den Schwankungen der Belastung un- abhängigen, von Hand einstellbaren Magneti- Störung dient, aber er kann gegebenenfalls auch eine der Wicklung 34 entgegenwirkende, von einem Zweig des Be1astungsstromes durchflpssene Wicklung 24 besitzen) die dazu dient, den Transduktorstrom bei steigendem Belastungsstrom etwas herabzusetzen.
Der Haupttransduktor 40, der über Gleichrichter 21, 31 gespeist wird, ist spargeschaltet, aber nicht selbstmagnetisiert, da er einen den beeinflussenden Gleichstromamperewindungen im wesentlichen proportionalen Strom liefern soll.
Die Teile -J, -J entsprechen im wesentlichen den Teilen in Fig. 1. Die beiden Trans- duktoren 20 und 30 sind hier an die Wechsel- spannung auf der Niederspannungsseite des
Transformators 3 angeschlossen.
Falls man in einer der beschriebenen Weisen den Ladestrom für die Batterie durch einen be- sonderen Transduktor steuert, kann man auf diesen eine gegenmagnetisierende Komponente einführen, die dem Belastungsstrom im wesentlichen entspricht, wodurch der Ladestrom etwas abnimmt, wenn die Belastung steigt und der gesamte Gleichrichterstrom also annähernd kon- stant gehalten wird. Eine derartige Komponente wird in Fig. 4 durch die Wicklung 24 geschaffen, die parallel zur Wicklung 25 liegt, aber eine kleinere Amperewindungszahl als die letztere vertritt. Eine entsprechende Wirkung kann bei einer Schaltung nach Fig. 1 dadurch erhalten werden, dass der Transduktor so bemessen wird, dass die vom Belastungsstrom abhängige Strom- komponente im Gleichrichter etwas kleiner als der Belastungsstrom selbst wird.
Falls der mit der Batterie zusammenwirkende
Gleichrichter von einem Wechselstromerzeuger gespeist wird, was besonders in Zugbeleuchtungs- systemen vorkommen kann, wo der Wechsel- stromerzeuger durch eine Wagenachse ange- trieben werden kann, ist es gegebenenfalls zweck- mässig, den oder die transduktorgesteuerten
Gleichrichter im Erregerkreis des Wechselstrom- erzeugers anzubringen, wobei die Erregung von den Klemmen des Stromerzeugers selbst gespeist werden kann.
PATENTANSPRÜCHE : l. Einrichtung zur Regelung des Stromes in
Verbraucheranlagen, die über Gleichrichter ge- speist sind, zu denen eine : 3atterie paralle liegt und die an die Speisewechselspannung über eine oder mehrere Drosselspule geschaltet wird, von denen mindestens eine vom Verbrauchergleich- strom oder einem diesem proportionalen Strom vormagnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Gleichrichter vorgeschaltete
Drosselspule durch einen bei Zunahme des Be- lastungsstromes gleichbleibenden oder ab- nehmenden Strom vormagnetisiert wird, welche
Vormagnetisierung beim Ersatz der zwei Drossel- spulen durch eine einzige im selben Sinne, wie die erstgenannte Vormagnetisierung wirkt.