Gleiehstromlieferungsanordnung. Zur Sicherstellung einer ununterbroelle- nen Gleielistromleistung (z. B. Telephonzen- tralen) sind Akkunlulatorenbatterien notwen dig. Ihren besondern Eigenschaften entspre chend, werden gewöhnlich zwei Batterien ver wendet, wobei die eine im Dienst steht, wäh rend die andere geladen wird.
Diese Lösung ist überall da angezeigt, wo der Aufwand all Arbeitszeit zur U niselialtun.g der Batterie und Ladestromquelle sowie atteli der Wirkungs- grad eine untergeordnete Rolle spielen. In der heutigen Zeit treffen diese Zugeständnisse immer weniger zu.
Es sind aus diesem Grunde mannigfaltige Lösungen vorgeschlagen und ausgeführt wor den, die den erwähnten Nachteilen Rechnung tragen. Nachstehend sind einige dieser Lösun gen skizziert: (t) Zwei-Batteriesystem mit automatischer Umschaltung, durch Ampere-Stundenzähler gesteuert ; b) Zwei-Batteriesystein mit Abbildbetrieb und manueller I-insehaltung (Pufferstrom -- Belastung) ;
c,) l:iri-Batteriesy stem mit fixer Pufferung und periodiselier automatiseller Starkladung (Steuerure- durell Zeitschalter und Kontakt v oltineter ), ; d) F:in-Batteriesvstem mit automatiseh- elastiseher Pufferung und Gegenzellen.;
e) Deiner Netzbetrieb mit automatischer Umschaltung auf Batterie und Lberbrüekung der stromlosen Schaltzeit durch Kondensator. Wenn auch diese erwähnten Betriebsarten: zuverlässig arbeiten, so sind doch gewisse Nachteile bekannt, die verbessert werden kön nen. Diese Nachteile bestellen darin, dass der Wirkungsgrad beim Lade-Entladebetrieb nie ein maximaler sein kann. Ausserdem wird die Lebensdauer durch die immer wiederkehrende Starkladung beeinträchtigt.
Beim Gen enzellenbetrieb sind Verluste und Spannungssprünge in Kauf zu nehmen. Ausserdem können die Gegenzellen nur mit kleineren Stromstärken befriedigend betrie- beii werden.
Der Abbildbetrieb bietet nicht jederzeit volle Reserve, weil die Spannung nicht hoch genug gehalten werden kann. Neuere Unter- sucliuil-en haben gezeigt, dass eine Spannung von etwa 2,3 Volt pro Element, die sogenannte Erhaltungsspannung , nötig wäre, um dies ztt erreichen.
Es bietet daher die Umsellaltung auf eine ständig hochgeladene Batterie alle bisher ver- missten Vorteile, nimmt aber die nielit sehr beliebte Kondensatorbatterie in Kauf. Abge sehen von diesem Schönheitsfehler dürfte die ser Ladungstyp als ideal bezeichnet werden.
Gegenstand des Patentes ist eine Gleich stromlieferungsanordnung mit zwei je eine konstante Nennspannung erzeugenden Gleieli- stromquellen und einer während des Normal betriebes ständig nachgeladenen und auf der Erhaltungsspannung gehaltenen Ersatzhatte-, rie sowie mit einer selbsttätigen Einrichtung, welche bei Störung des Normalbetriebes die Ersatzbatterie auf den Verbraucher schaltet.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Gleichstromweg, welcher bereits zu Be ginn der Umschaltung in den Verbraucher stromkreis geschaltet ist, so dass durch die Umschaltung kein stromloser Zustand ent steht. Ausführungsbeispiele werden an Hand der Fig.1 bis 3 beschrieben. In allen drei Beispie len beziehen die Gleichstromquellen ihre Energie durch Umformung aus dem Wechsel stromnetz.
In der Fig. 1 bedeuten G1 und G2 zwei Gleichstromquellen; B ist die Ersatzbatterie. Der Verbraucher ist an die Leiter a, b an geschlossen. Die Gleichstrommaschine G1 lie fert die Verbraucherspannung, während die Gleichstrommaschine C2 die für die Erhal tungsspannung der Ersatzbatterie B erfor derliche Zusatzspannung produziert. Beträgt die Verbraucherspannung beispielsweise 48 Volt, so umfasst die Ersatzbatterie 24 Zellen zu je 2 Volt. Da die Erhaltungsspannung einer solchen Zelle bei 2,3 Volt liegt, hat die Gleichstrommaschine G2 eine Spannung von 24 X 0,3 = etwa 7 Volt abzugeben. Die Er satzbatterie steht somit bei Normalbetrieb un ter einer Lade- und Erhaltungsspannung von 48 + 7 = 55 Volt.
Bei Ausfall des Wechselstromnetzes wer den - z. B. durch Ansprechen eines Null spannungsrelais - der Kontakt K1 geschlos sen und der Kontakt K2 geöffnet. In der Zwischenzeit, bis die Schliessung des Kontak tes KI vollzogen ist, geht der volle Verbrail- cherstrom, von der Ersatzbatterie geliefert, über die Gleichstrommaschine G2. Diese hat somit entsprechend kräftig bemessen zu sein, damit sie kurzzeitig diesen Strom aushält und keinen störenden Spannungsabfall hervor ruft.
Die beiden Gleichstromquellen G1 und G2 können -unabhängige Umformergruppen sein oder auch eine gemeinsame Umformergruppe bilden. Im letzteren Fall kann die Gleich stromquelle G2 aus einer Sonderwicklung der Maschine G1 bestehen. In den Fig. 2 und 3 ist die Ersatzbatterie in zwei Teilbatterien B1 und B2 unterteilt. Der Gleichstromerzeuger G1 liefert -wiederum, die Verbraucherspannung und hält zugleich den Teil B1 der Ersatzbatterie unter der Er haltungsspannung. Beträgt die Verbraucher spannung beispielsweise 48 Volt, so umfasst die gesamte Ersatzbatterie 24 Zellen zu je 2 Volt.
Während des Normalbetriebes, bei dem die Verbraucherspannung zugleich die Erhaltungsspannung der Teilbatterie B1 ist, umfasst somit die letztere 21 Elemente unter der Erhaltungsspannung von je 2,3 Volt. Die Gleichstrommaschine G2 hält lediglich die Teilbatterie von drei Zellen unter der Erhal tungsspannung und hat somit eine Spannung von etwa 7 Volt abzugeben.
Bei Netzausfall wird im Fall der Fig.2 eine Magnetwicklung K unter Strom gesetzt und betätigt entweder den Umschalter U selbst oder einen diesem zugeordneten Aus lösemechanismus. Der stromlose Zustand wird, wie in Fig.1, durch die Wicklung des Gene- rators G2 überbrückt.
In der Fig.3 sind nicht rotierende Um former, sondern Gleichrichter als Gleich stromquellen vorgesehen. Der Hauptstrom wird über den Schalter - U geleitet. Dieser muss bei Netzausfall augenblicklich umlegen, damit die Gesamtbatterie zur Verfügung steht. Zur Vermeidung eines stromlosen Zu standes bei der Umschaltung ist die Magnet wicklung AI vorgesehen, welche bei Eintritt einer Störung durch einen Kontakt S in den Verbraucherstromkreis geschaltet wird und durch Lösung der Arretierung des Umschal ters die Umschaltung bewirkt.
Trailing current delivery arrangement. Accumulator batteries are necessary to ensure uninterrupted track power (e.g. telephone exchanges). Depending on their particular characteristics, two batteries are usually used, one being in service while the other is being charged.
This solution is indicated wherever the expenditure of all working time for uniselialtun.g the battery and charging current source as well as atteli the efficiency play a subordinate role. Nowadays these concessions are less and less applicable.
For this reason, various solutions have been proposed and implemented that take account of the disadvantages mentioned. Some of these solutions are outlined below: (t) two-battery system with automatic switching, controlled by ampere-hour counter; b) Two-battery system with image operation and manual maintenance (buffer current - load);
c,) l: iri battery system with fixed buffering and periodic automatic boost charging (control durell time switch and contact voltineter),; d) F: in-battery system with automatic elastic buffering and counter cells .;
e) Your network operation with automatic switchover to battery and bridging of the currentless switching time by capacitor. Even if these operating modes mentioned: work reliably, certain disadvantages are known that can be improved. These disadvantages are due to the fact that the efficiency in charge-discharge operation can never be a maximum. In addition, the service life is impaired by the repeated boost charge.
Losses and voltage jumps must be accepted in gene cell operation. In addition, the opposing cells can only be operated satisfactorily with smaller currents.
The imaging mode does not always offer full reserve because the voltage cannot be kept high enough. Recent studies have shown that a voltage of around 2.3 volts per element, the so-called maintenance voltage, would be necessary to achieve this.
Switching to a constantly charged battery offers all the advantages that have been missed so far, but accepts the capacitor battery, which is not very popular. Apart from this blemish, this type of charge can be described as ideal.
The subject of the patent is a direct current supply arrangement with two track power sources each generating a constant nominal voltage and a spare battery that is constantly recharged during normal operation and kept at the maintenance voltage, as well as with an automatic device that transfers the spare battery to the consumer when normal operation is disrupted switches.
The invention is characterized by a direct current path which is already connected to the load circuit at the beginning of the switchover, so that the switchover does not result in a currentless state. Exemplary embodiments are described with reference to FIGS. In all three examples, the direct current sources obtain their energy through conversion from the alternating current network.
In Fig. 1, G1 and G2 represent two direct current sources; B is the spare battery. The consumer is connected to the conductors a, b. The DC machine G1 delivers the load voltage, while the DC machine C2 produces the additional voltage required for the maintenance voltage of the replacement battery B. If the consumer voltage is 48 volts, for example, the replacement battery comprises 24 cells of 2 volts each. Since the maintenance voltage of such a cell is 2.3 volts, the DC machine G2 has to deliver a voltage of 24 X 0.3 = approximately 7 volts. The replacement battery is therefore under a charging and float voltage of 48 + 7 = 55 volts during normal operation.
If the alternating current network fails - z. B. by responding to a zero voltage relay - contact K1 is closed and contact K2 is open. In the meantime, until the KI contact has been closed, the full consumer current, supplied by the replacement battery, goes through the DC machine G2. This must therefore be dimensioned sufficiently strong so that it can withstand this current for a short time and does not cause a disruptive voltage drop.
The two direct current sources G1 and G2 can be -independent converter groups or also form a common converter group. In the latter case, the direct current source G2 can consist of a special winding of the machine G1. In FIGS. 2 and 3, the replacement battery is divided into two sub-batteries B1 and B2. The DC generator G1 supplies - in turn, the consumer voltage and at the same time keeps part B1 of the replacement battery below the maintenance voltage. For example, if the consumer voltage is 48 volts, the entire replacement battery comprises 24 cells of 2 volts each.
During normal operation, in which the consumer voltage is also the maintenance voltage of sub-battery B1, the latter thus comprises 21 elements below the maintenance voltage of 2.3 volts each. The DC machine G2 only keeps the sub-battery of three cells below the maintenance voltage and thus has to deliver a voltage of about 7 volts.
In the event of a power failure, a magnet winding K is energized in the case of FIG. 2 and either actuates the changeover switch U itself or a release mechanism associated therewith. As in FIG. 1, the currentless state is bridged by the winding of the generator G2.
In Figure 3, rotating transformers are not provided, but rectifiers as direct current sources. The main current is conducted via switch - U. In the event of a power failure, this must be switched over immediately so that the entire battery is available. To avoid a currentless state when switching, the magnet winding AI is provided, which is switched when a fault occurs through a contact S in the consumer circuit and causes the switch by releasing the lock of the switch.