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Selbsttätige elektronische Differenzspannungsregeleinrichtung für Bereitschaftsgleichrichteranlagen
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Beim zweiten in Anwendung stehenden Verfahren werden an Stelle der Gegenzellen Zusatzzellen benützt, die als Teile der Batterie betrachtet und meist in Gruppen zusammengefasst werden, so dass sich die Batterie aus den Stammzellen und den Zusatzzellengruppen zusammensetzt. Die Zellenzahl der Stammzellen wird dabei so gross gewählt, dass während des Normalbetriebes die Batteriespannung bei einer Zellenspannung von zirka 2, 2 V mit der Verbraucherspannung übereinstimmt. Bei Netzausfall werden die Stammzellen mit sinkender Batteriespannung schrittweise um eine Zusatzzellengruppe vergrössert. Bei Schnelladung müssen nach wie vor Gegenzellen verwendet werden.
Für die Einschaltung der Zusatzzellen ist neben einer unterbrechungslos schaltenden Umschalteeinrichtung eine Relaissteuerung erforderlich, die nur mit relativ grossem Aufwand ausreichend betriebssicher arbeitet. Auch hier erleidet die Verbraucherspannung bei jedem Umschaltschritt Sprungstellen von mindestens 2 V, meistens aber mehr, da normalerweise je 3 Zellen zu einer Zusatzzellengruppe zusammengeschalte werden. Bei Wiederkehr der Netzspannung erfolgt der umgekehrte Vorgang, wobei jede der einzelnen Zusatzzellengruppen durch einen eigenen kleinen Puffergleichrichter vollgeladen werden muss. Je feiner die Unterteilung, d. h. je mehr Zusatzzellengruppen verwendet werden, desto mehr Zusatzzellengleichrichter muss die Anlage besitzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren arbeitet im Gegensatz dazu stufenlos mit wesentlich engeren Toleranzen und vermeidet die Verwendung elektromechanischer Relais an Stellen, von denen die Betriebssicherheit der Anlage in erster Linie abhängt.
Die Wirkungsweise'ist folgende : Ein hier nicht näher beschriebener, in Fig. 1 dargestellter Bereitschaftsgleichrichter 1 hält mittels einer präzisen Regeleinrichtung die Spannung der Batterie 2 praktisch toleranzfrei konstant, so dass der Verbraucherstrom nicht von der Batterie, sondern ausschliesslich vom Bereitschaftsgleichrichter gedeckt wird. Im Normalbetrieb ist Schütz 3 abgefallen, wodurch der die Differenzspannung liefernde Ausgang des stillstehenden Generators 4 kurzgeschlossen und somit die Verbraucherspannung gleich der Batteriespannung ist. Der Generator 4 ist mit dem Motor 5 direkt gekuppelt, welcher im Bedarfsfälle über Schütz ss seine Betriebsspannung aus der Batterie erhält.
Die Regeleinrichtung 7 misst die Batteriespannung und schaltet ausserhalb eines einstellbaren Schwankungsbereïches mittels des Schützes 6 das Umformeraggregat ein, bringt Schütz 3 zum Ansprechen und regelt die Erregerwicklung des Generators derart, dass die Verbraucherspannung sowohl bei zu kleiner als auch bei zu grosser Batteriespannung konstant bleibt. Bei Übereinstimmung von Batterie- und Verbraucherspannung schaltet die Regeleinrichtung 7 das Umformeraggregat wieder ab. Die Zellenzahl der Batterie muss so gross gewählt werden, dass im Normalbetrieb eine Zellenspannung von etwa 2, V erhalten wird.
Die Arbeitsweise kann im einzelnen aus den Fig. 2 und 3 erklärt werden. Der Einfachheit halber wurden Vorwiderstände, Spannungsteiler, Motorschutzschalter, Sicherungen, Meldekontakte sowie der Trennschalter für das Umformeraggregat weggelassen. Die speisende Wechselspannung liegt an den Klemmen 1- 2, während die Pufferbatterie an die Klemmen 3 - 4 angeschlossen ist. Der Verbrauch wird von den Klemmen 7-8 abgenommen.
Bei Netzausfall (Schaltzustand n) öffnet der Spannungswächter 8 wegen des Rückgangs der Batteriespannung auf die untere Grenze der Normalspannung einen der beiden zwischen den Klemmen 2-7 in Serie geschalteten Kontakte, so dass das Gleichspannungsrelais 15, welches bisher über den Gleichrichter 13 und einen im Startgerät 9 befindlichen und an dessen Klemmen 5 - 6 liegenden geschlossenen Kontakt gespeist wurde, nach einer Zeit von etwa 2 Sekunden (Schaltzustand III), die durch den parallelliegenden Abfallverzögerungskondensator 14 verursacht wird, abfällt. Dadurch werden die beiden Ruhekontakte des Relais geschlossen. Der Ruhekontakt rz bringt das Schütz 17 zum Ansprechen, welches über-das Start- gerät 9 den Motor 21 des Umformeraggrega1 ; es in Betrieb setzt.
Das Startgerät gewährleistet einen zweistufigen Start des Umformers mittels des Anlasswiderstandes 12, der nach etwa 4 Sekunden von einem im Startgerät befindlichen Kontakt kurzgeschlossen wird. Schütz 19, welches die Differenzspannung kurzschliesst, ist wegen Relais 20 noch abgefallen, da der Generator 22 zum Zeitpunkt des Startes noch keinen Strom abgibt. Im Laufe des Startvorganges spricht Relais 20, welches durch eine Kurzschlusswindung abfallverzögert ist, infolge des nun fliessenden Generatorstromes an und bringt mit seinem Arbeitskontakt Schütz 19 zum Ansprechen, welches sich mittels eines Selbsthaltekontaktes in angezogener Stellung hält, so dass der Differenzspannungskreis geöffnet ist (Schaltzustand IV).
Der Nebenschlussschnellregler 10, der die Verbraucherspannung misst, regelt durch seine an den Klemmen 5 - 6 auftretende Ausgangsspannung
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zuheben. Bei Überspannung, wie noch gezeigt werden wird, tritt eine starke Erhöhung des Gegenfeldes ein, wodurch sich die Differenzspannung umpolt. Relais 18, dessen Spule von der Netzspannung gespeist
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wird, ist in den Schaltzuständen II-IV abgefallen, so dass der Nebenschlussschnellregler seine Betriebs- wechselspannung aus der Hilfswicklung u-v des Motors 21 erhält.
Der Schaltzustand I unterscheidet sich vom Schaltzustand II dadurch, dass bei I wohl die Netzspannung vorhanden, aber die Batteriespannung z. B. durch fehlerhaftes Arbeiten des Bereitschaftsgleichrichters abgesunken ist. Die Auswirkungen für das Umformeraggregat sind jedoch die gleichen wie bei II, da lediglich das Relais 18 in angezogener Stellung verbleibt und somit der Nebenschlussregler aus dem Netz gespeist wird.
Da die Unterspannung durch einen Netzausfall erfolgt war, tritt bei Netzwiederkehr der Schaltzustand V ein. Relais 18 spricht an und schaltet die Stromversorgung des Nebenschlussreglers auf das
Netz um. Steigt, nun durch die Ladung die Batteriespannung auf den Wert der unteren Grenze der Normalspannung, so ändert sich dadurch noch nichts. Erst wenn die Normalspannung fast ganz erreicht ist, schliesst der Spannungswächter seine Klemmen 2-7 kurz und bringt dadurch Relais 15 zum Ansprechen, welches den normalen Betriebszustand durch Abschalten des Umformers wieder herstellt.
Bei Batterieüberspannung, Schaltzustand VIII, treten für den Start des Umformeraggregates, Schalt- zustände IX und X, dieselben Ursachen und Zeiten auf wie bei Netzausfall bzw. Batterieunterspannung.
Für den Generator hingegen tritt insofern eine Änderung ein, als das Hilfsfeld I'-K'durch Kurzschliessen der Klemmen 5-6 des Spannungswächters durch einen darin befindlichen Kontakt wegen der dadurch erfolgten Überbrückung des Vorwiderstandes 11 voll eingeschaltet wird.
Das Hilfsfeld I'-K'wirkt dem vom Nebenschlussregler gesteuerten Feld 1-K entgegen. Mit stei- gender Batterieüberspannung wird daher I - K durch die regelnde Wirkung des Nebenschlussreglers immer kleiner werden, bis es bei der höchsten Batterieüberspannung (2, 7 V pro Zelle) ganz verschwindet und . daher nur mehr das Hilfsfeld I'-K* alleine wirksam ist.
Nach Behebung der Überspannungsursache'geht die Batteriespannung langsam auf die obere Grenze der Normalspannung zurück, worauf der Spannungswächter knapp vor dem Erreichen der Normalspannung das Hilfsfeld vermindert und den normalen Betriebszustand einleitet.
Die Arbeitsweise des elektronischen Spannungswächters geht aus Fig. 4 hervor. Die zu überwachende Batteriespannung wird den Klemmen 3 - 4 zugeleitet, wobei die zwischen der Klemme 3 und den
Schleifern der Potentiometer 39 und 42 entstehenden'batteriespannungsproportionalen Spannungen mit einem Teil der aus der Stabilisierungsröhre 31 gewonnenen Vergleichsspannung verglichen und die daraus gebildeten Differenzspannungen an je ein Gitter der Doppeltriode 32 geführt werden. Mit den beiden Anoden dieser Röhre sind die Steuergitter der beiden Kleinthyratrons 33 und 34 verbunden. Die Thyratrons, die im gezündeten Zustand als Einweggleichrichter arbeiten, besitzen je zwei Schaltzustände und sind je nach ihrer Gittervorspannung entweder gesperrt oder stromführend.
Die in den Anodenkreisen liegenden Relais 25 und 26 sind daher in Abhängigkeit von der Gitterspannung entweder abgefallen oder angezogen.
Zur Einstellung der unteren Grenze der Normalspannung dient das Potentiometer 39. Die Einstellung der oberen Grenze wird mit dem Potentiometer 42 vorgenommen. Die Regelwiderstände 40 und 43, die von den Arbeitskontakten al der Relais im angezogenen Zustand überbrückt werden, dienen zur Einstellung des erforderlichen Halteverhältnisses für jedes Relais. Die Einstellung der Halteverhältnisse muss so erfolgen, dass die Rückschaltung in den Normalzustand erst knapp vor Erreichung der Normalspannung erfolgt.
Während des Normalbetriebes ist Relais 25 angezogen und Relais 26 abgefallen, so dass die Klemmen 2-7 verbunden sind, während sie in allen andern Betriebszuständen offen sind. Der Arbeitskontakt a2 des Relais 26, welches bei Überspannung anspricht, verbindet in diesem Betriebszustand die Klemmen 5 - 6, die zur Erhöhung der Gegenerregung bei Batterieüberspannung dienen.
Mit Hilfe des Potentiometers 36 kann in einmaliger Einstellung der Einfluss von Netzspannungsschwankungen auf die Schaltwerte der Relais 25 und 26 eliminiert werden. Bei ganz oben stehendem Schleifer verschieben sich die Schaltwerte mit steigender Netzspannung infolge einer geringfügigen Erhöhung der Brennspannung der Stabilisierungsröhre 31 nach oben, während bei Netzunterspannung das Gegenteil eintritt. Wird jedoch der Schleifer in die untere Stellung gebracht, so tritt bei steigender Netzspannung, vom Gitter der Röhre 32/I aus betrachtet, eine scheinbare Vergrösserung der Batteriespannung, hervorgerufen durch eine Verkleinerung der Vergleichsspannung, ein, wodurch sich die Schaltwerte nach unten verschieben.
Zwischen diesen beiden Grenzstellungen des Schleifers gibt es eine ganz bestimmte, bei der sich die Schwankungen der Netzspannung nicht mehr auf die Schaltwerte auswirken.
Die Schaltung des elektronischen Startgerätes ist aus Fig. 5 ersichtlich. Bei Beginn des Startvorganges, d. h. beim Auftreten der Batteriespannung an den Klemmen 1, 2 (durch Ansprechen des Schützes 17 in Fig. 2), spricht Relais 50 unverzögert an, während das Relais 45 noch abgefallen ist, so dass zwischen
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den Klemmen 1, 3 noch keine Verbindung besteht. Dadurch erhält der Motor 21, Fig. 2, die Batteriespannung über den Anlasswiderstand 12 zugeführt und läuft langsam an. Inzwischen wird der Kondensator 51 in Fig. 5 über die Widerstände 44 und 47 langsam aufgeladen. Seine Spannung liegt am Gitter der Relaisröhre 48 und bringt diese zum Zünden, sobald seine Spannung gross genug geworden ist.
Relais 45 spricht dadurch an und verbindet mit seinem Arbeitskontakt as die Klemmen 1, 3, so dass das Umformeraggregat nun die gesamte Batteriespannung erhält und voll anläuft. Ein weiterer A : bsitskontakt a schliesst die Relaisröhre kurz, die deshalb nur während der Ansprechzeit des Relais 45 gezündet bleibt, während ein dritter Arbeitskontakt al den Kondensator 51 über das Ventil 46 entladet. Mit dem Ansprechen von Relais 45 hat sich auch der Ruhekontakt 45r geöffnet, wodurch der Elektrolytkondensator 52 über die Spule des Relais 50 aufgeladen wird und sich deshalb das Relais noch etwa 3 Sekunden in angezogener Stellung halten kann. Nach Ablauf dieser Zeit fällt Relais 50 ab.
Die Abfallverzögerung von Relais 50 verhindert, dass die Öffnung seines Ruhekontaktes r ein vorzeitiges Ansprechen des Relais 15 in Fig. 2 bewirkt und damit ein vorzeitiges Abschalten des Umformeraggregates, wie es z. B. bei Beginn einer Überspannung eintreten kann, besonders dann, we'nn der Bereitschaftsgleichrichter auf Schnelladung geschaltet ist und die Batteriespannung durch den Einschaltstoss des Umformeraggregates kurzzeitig absinkt.
Bei unverzögertem Relais 50 würde sich das Aggregat ununterbrochen aus-und einschalten.
Der elektronische Nebenschlussregler ist in Fig. 6 dargestellt und ist in der österr. Patentschrift Nr. 185896 "Elektronisches Schnellregelgerät" beschrieben,. Den Klemmen 3,4 wird die Verbraucherspannung zugeführt, von der am Potentiometer 67 ein entsprechender Teil abgenommen und dem Gitter der Röhre 62 zugeleitet wird. Die Stabilisierungsröhre 61 liefert eine konstante Spannung, von der ein aus dem Spannungsteiler 59, 63 gebildeter Teil als Vergleichsspannung (Sollwert) dient. Der positive Pol der Vergleichsspannung ist mit der Klemme3 verbunden, so dass dem Gitter der Röhre 62 die Differenz aus Vergleichsspannung und konstant zu haltender Spannung zugeführt wird. Die Anode der als Gleichspannungsverstärker geschalteten Röhre 62 macht die Potentialverschiebungen des Gitters gegenphasig und verstärkt mit.
Mit dieser Anode sind die Kathoden der Thyratrons 55 und 56 verbunden, deren Steuergitter von der am Potential der Klemme 3 liegenden Gittersteuereinrichtung 66 gesteuert werden. Die Gittersteuereinrichtung erzeugt für jedes Thyratron phasenrichtige Sägezahnspannungen, deren nahezu lineare Anstiegsflanken für den Eintritt der jeweiligen Zündzeitpunkte im Rahmen einer Vertikalsteuerung herangezogen werden. Je kleiner die Verbraucherspannung ist, desto grösser wird die Ausgangsspannung des Regelgerätes, die an den Klemmen 5,6 abgenommen und dem Hauptfeld I-K des Generators zugeleitet wird. Die Regelung ist stetig und, da die zur Bestreichung des ganzen Aussteuerbereiches notwendige Anodenspannungsänderung klein ist, auch sehr steil. So genügt z.
B. eine Verbraucherspannungsschwankung um 0, 2 V, um eine Änderung der Ausgangsspannung um lOO'%o hervorzurufen.
Zu den Anwendungsmöglichkeiten zählen insbesondere alle stationären Batterien für Kraftwerke, Umspannwerke, Gleichrichterwerke usw., aber auch Stromversorgungsanlagen für Telegraphie- und Fern- sprechzentralen bzw.-ämter nach durchgeführter Glättung der Differenzspannung.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel wendet für die Steuerung, den Start und die Regelung des Umformaggregates ausschliesslich elektronische Hilfsmittel wegen der dadurch erzielbaren grösstmöglichen Schalt-und Regelgenauigkeit an.
Darüber hinaus ist es jedoch ohne weiteres möglich, an Stelle der elektronischen Geräte auch magnetische oder mechanische Steuer- und Regeleinrichtungen zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
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dass die positive oder negative Differenzspannung aus der geforderten Verbraucherspannung und der vorhandenen Batteriespannung, die im Normalbetrieb durch die Batteriespannungskonstanthaltung des Bereitschaftsgleichrichters (1) den Wert Null erreicht und daher mittels eines Schützes (3) kurzgeschlossen ist, im Bedarfsfalle aus einem von einem Motor (5) angetriebenen Generator (4) gebildet wird, wobei ein in der Regeleinrichtung (7) enthaltener Spannungswächter die Batteriespannung überwacht und damit das Einschaltschütz (6) steuert, so dass z.
B. bei Batterieunterspannung der Motor (5) zunächst zu laufen beginnt und das Schütz (3) anspriclit, worauf ein in der Regeleinrichtung (7) enthaltener selbsttätiger Nebenschlussregler die Verbraucherspannung misst und diese durch eine stufenlose Regelung der Erregerwicklung des Generators (4) auf den Sollwert bringt, wobei aber bei Batterieüberspannung durch eine vom Spannungs- wächter veranlasste Umpolung des Erregerfeldes die Differenzspannung umgepolt wird, so dass die.
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Automatic electronic differential voltage control device for standby rectifier systems
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In the second method, additional cells are used instead of the counter cells, which are regarded as parts of the battery and are usually combined in groups so that the battery is made up of the stem cells and the additional cell groups. The number of cells in the stem cells is chosen so that, during normal operation, the battery voltage at a cell voltage of around 2.2 V matches the consumer voltage. In the event of a power failure, the stem cells are gradually increased by an additional cell group as the battery voltage drops. In the case of rapid charging, counter cells must still be used.
In order to switch on the additional cells, in addition to an uninterruptible switching device, a relay control is required which only works with a relatively high level of operational reliability. Here, too, the consumer voltage suffers jumps of at least 2 V with each switching step, but mostly more, since normally 3 cells are connected together to form an additional cell group. When the mains voltage returns, the reverse process takes place, with each of the individual additional cell groups having to be fully charged by its own small buffer rectifier. The finer the subdivision, i. H. the more additional cell groups are used, the more additional cell rectifiers the system must have.
In contrast to this, the method according to the invention works continuously with significantly narrower tolerances and avoids the use of electromechanical relays at points on which the operational safety of the system primarily depends.
The mode of operation is as follows: A standby rectifier 1, which is not described in detail here and shown in FIG. 1, uses a precise control device to keep the voltage of the battery 2 constant with practically no tolerances, so that the consumer current is not covered by the battery but exclusively by the standby rectifier. During normal operation, contactor 3 has dropped out, as a result of which the output of the stationary generator 4 which supplies the differential voltage is short-circuited and the consumer voltage is therefore equal to the battery voltage. The generator 4 is directly coupled to the motor 5, which, if necessary, receives its operating voltage from the battery via contactor ss.
The control device 7 measures the battery voltage and uses the contactor 6 to switch on the converter unit outside an adjustable range of fluctuation, causes contactor 3 to respond and controls the excitation winding of the generator in such a way that the load voltage remains constant when the battery voltage is too low or too high. If the battery and consumer voltage match, the control device 7 switches the converter unit off again. The number of cells in the battery must be selected to be large enough that a cell voltage of around 2.5 V is obtained in normal operation.
The operation can be explained in detail from FIGS. 2 and 3. For the sake of simplicity, series resistors, voltage dividers, motor protection switches, fuses, signaling contacts and the isolating switch for the converter unit have been omitted. The feeding AC voltage is applied to terminals 1-2, while the backup battery is connected to terminals 3-4. The consumption is taken from terminals 7-8.
In the event of a power failure (switching state n), the voltage monitor 8 opens one of the two contacts connected in series between terminals 2-7 due to the drop in the battery voltage to the lower limit of normal voltage, so that the DC voltage relay 15, which was previously via the rectifier 13 and an im Start device 9 located and at the terminals 5 - 6 lying closed contact was fed, after a time of about 2 seconds (switching state III), which is caused by the parallel drop-out delay capacitor 14, drops. This closes the two normally closed contacts of the relay. The normally closed contact rz causes the contactor 17 to respond, which via the starting device 9 drives the motor 21 of the converter unit 1; puts it into operation.
The starting device ensures a two-stage start of the converter by means of the starting resistor 12, which is short-circuited after about 4 seconds by a contact located in the starting device. Contactor 19, which short-circuits the differential voltage, has dropped out because of relay 20, since generator 22 is not yet delivering any current at the time of start. In the course of the starting process, relay 20, which is delayed by a short-circuit winding, responds as a result of the generator current now flowing and causes contactor 19 to respond with its working contact, which is held in the attracted position by means of a self-holding contact so that the differential voltage circuit is open (switching state IV ).
The high-speed shunt regulator 10, which measures the consumer voltage, regulates through its output voltage appearing at terminals 5-6
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to lift. In the event of overvoltage, as will be shown later, there is a strong increase in the opposing field, which reverses the polarity of the differential voltage. Relay 18, whose coil is fed by the mains voltage
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is dropped in the switching states II-IV, so that the high-speed shunt regulator receives its operating AC voltage from the auxiliary winding u-v of the motor 21.
Switching state I differs from switching state II in that at I the mains voltage is present, but the battery voltage z. B. has dropped due to incorrect operation of the standby rectifier. However, the effects on the converter unit are the same as in II, since only the relay 18 remains in the pulled position and the shunt regulator is thus fed from the network.
Since the undervoltage was caused by a power failure, switching status V occurs when the power returns. Relay 18 responds and switches the power supply of the shunt regulator to the
Network around. If the battery voltage increases to the value of the lower limit of the normal voltage due to the charge, nothing changes. Only when the normal voltage is almost completely reached does the voltage monitor short-circuit its terminals 2-7 and thereby trigger relay 15, which restores the normal operating state by switching off the converter.
In the event of battery overvoltage, switching status VIII, the same causes and times occur for starting the converter set, switching status IX and X as in the case of a power failure or battery undervoltage.
For the generator, however, there is a change in that the auxiliary field I'-K 'is fully switched on by short-circuiting terminals 5-6 of the voltage monitor through a contact located therein because of the bridging of the series resistor 11.
The auxiliary field I'-K 'counteracts the field 1-K controlled by the shunt regulator. As the battery overvoltage increases, I - K will therefore become smaller and smaller due to the regulating effect of the shunt regulator, until it disappears completely at the highest battery overvoltage (2.7 V per cell) and. therefore only the auxiliary field I'-K * is effective on its own.
After eliminating the cause of the overvoltage, the battery voltage slowly falls back to the upper limit of the normal voltage, whereupon the voltage monitor reduces the auxiliary field just before the normal voltage is reached and initiates the normal operating state.
The mode of operation of the electronic voltage monitor is shown in FIG. The battery voltage to be monitored is fed to terminals 3 - 4, with the voltage between terminal 3 and the
The voltages proportional to the battery voltage produced by the potentiometers 39 and 42 are compared with a part of the comparison voltage obtained from the stabilization tube 31 and the difference voltages formed therefrom are fed to a grid of the double triode 32 each. The control grids of the two small thyratrons 33 and 34 are connected to the two anodes of this tube. The thyratrons, which work as half-wave rectifiers when they are ignited, each have two switching states and are either blocked or live, depending on their grid bias.
The relays 25 and 26 located in the anode circuits are therefore either released or picked up depending on the grid voltage.
The potentiometer 39 is used to set the lower limit of the normal voltage. The upper limit is set with the potentiometer 42. The variable resistors 40 and 43, which are bridged by the normally open contacts al of the relays in the attracted state, are used to set the required holding ratio for each relay. The holding ratios must be set in such a way that switching back to the normal state takes place just before normal voltage is reached.
During normal operation, relay 25 is energized and relay 26 is de-energized, so that terminals 2-7 are connected, while they are open in all other operating states. The normally open contact a2 of relay 26, which responds in the event of overvoltage, connects terminals 5 - 6 in this operating state, which serve to increase the counter-excitation in the event of battery overvoltage.
With the aid of the potentiometer 36, the influence of mains voltage fluctuations on the switching values of the relays 25 and 26 can be eliminated in a single setting. With the wiper at the very top, the switching values shift upwards as the line voltage rises as a result of a slight increase in the operating voltage of the stabilization tube 31, while the opposite occurs when the line voltage rises. If, however, the slider is brought to the lower position, when the mains voltage rises, viewed from the grid of the tube 32 / I, an apparent increase in the battery voltage, caused by a reduction in the reference voltage, occurs, whereby the switching values shift downwards.
Between these two limit positions of the wiper there is a very specific one in which the fluctuations in the mains voltage no longer affect the switching values.
The circuit of the electronic starting device is shown in FIG. At the beginning of the starting process, i. H. when the battery voltage occurs at terminals 1, 2 (when contactor 17 in FIG. 2 responds), relay 50 responds without delay, while relay 45 is still released, so that between
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terminals 1, 3 are not yet connected. As a result, the motor 21, FIG. 2, receives the battery voltage via the starting resistor 12 and slowly starts up. In the meantime, the capacitor 51 in FIG. 5 is slowly charged via the resistors 44 and 47. Its voltage lies on the grid of the relay tube 48 and causes it to ignite as soon as its voltage has become large enough.
Relay 45 responds and connects terminals 1, 3 with its normally open contact as, so that the converter unit now receives the entire battery voltage and starts up fully. Another A: bsitskontakt a short-circuits the relay tube, which therefore remains ignited only during the response time of the relay 45, while a third normally open contact al discharges the capacitor 51 via the valve 46. When relay 45 responds, the normally closed contact 45r has also opened, as a result of which the electrolytic capacitor 52 is charged via the coil of the relay 50 and the relay can therefore hold in the attracted position for about 3 seconds. After this time has elapsed, relay 50 drops out.
The delay in releasing relay 50 prevents the opening of its normally closed contact r from causing premature response of relay 15 in FIG. 2 and thus premature disconnection of the converter unit, as is the case, for. B. can occur at the beginning of an overvoltage, especially when the standby rectifier is switched to fast charging and the battery voltage drops briefly due to the switch-on of the converter unit.
With an instantaneous relay 50, the unit would switch on and off continuously.
The electronic shunt regulator is shown in FIG. 6 and is described in Austrian patent specification No. 185896 "Electronic rapid control device". The consumer voltage is fed to the terminals 3, 4, a corresponding part of which is removed at the potentiometer 67 and fed to the grid of the tube 62. The stabilization tube 61 supplies a constant voltage, of which a part formed from the voltage divider 59, 63 is used as a reference voltage (nominal value). The positive pole of the comparison voltage is connected to terminal 3, so that the difference between the comparison voltage and the voltage to be kept constant is fed to the grid of the tube 62. The anode of the tube 62 connected as a DC voltage amplifier makes the potential shifts of the grid out of phase and amplifies with it.
The cathodes of the thyratron 55 and 56 are connected to this anode, the control grids of which are controlled by the grid control device 66 at the potential of the terminal 3. The grid control device generates in-phase sawtooth voltages for each thyratron, the almost linear rising edges of which are used for the occurrence of the respective ignition times as part of a vertical control. The lower the consumer voltage, the higher the output voltage of the control device, which is taken from terminals 5,6 and fed to the main field I-K of the generator. The regulation is continuous and, since the anode voltage change necessary to sweep the entire control range is small, also very steep. So z.
B. a consumer voltage fluctuation by 0.2 V to cause a change in the output voltage by 100% o.
Possible applications include, in particular, all stationary batteries for power plants, substations, rectifier plants, etc., but also power supply systems for telegraph and telephone centers or offices after the differential voltage has been smoothed out.
The exemplary embodiment described uses exclusively electronic aids for the control, starting and regulation of the forming unit because of the greatest possible switching and regulation accuracy that can be achieved thereby.
In addition, however, it is easily possible to use magnetic or mechanical control and regulating devices instead of the electronic devices.
PATENT CLAIMS:
EMI4.1
that the positive or negative differential voltage from the required consumer voltage and the existing battery voltage, which in normal operation by keeping the battery voltage constant of the standby rectifier (1) reaches the value zero and is therefore short-circuited by means of a contactor (3), if necessary from a motor (5 ) driven generator (4) is formed, wherein a voltage monitor contained in the control device (7) monitors the battery voltage and thus controls the switch-on contactor (6) so that, for.
B. with battery undervoltage the motor (5) starts to run and the contactor (3) is activated, whereupon an automatic shunt regulator contained in the control device (7) measures the consumer voltage and this through a stepless regulation of the excitation winding of the generator (4) on the Brings setpoint, but in the event of a battery overvoltage, the polarity reversal of the exciter field caused by the voltage monitor reverses the polarity of the differential voltage so that the.
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