CH499905A - Anordnung zur Ueberwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren - Google Patents

Description

  
 



  Anordnung zur Ueberwachung von Gleichströmen, insbesondere für
Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur   Überwa-    chung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren. Sie ist für die   Ober-    wachung von stark variablen Gleichströmen, wie sie z. B. beim Lade- und Entladebetrieb von Akkumulatoren auftreten, geeignet.



   Es sind Anordnungen zur Gleichstrommessung bekannt, bei denen durch Vormagnetisierung die Induktion eines Wechselstromkreises beeinflusst und die im Wechselstromkreis entstehende Änderung an einem Messgerät angezeigt wird. Dazu werden in zwei getrennten Eisenkernen durch den zu messenden, durch eine Gleichstrommesschleife fliessenden Gleichstrom und durch zusätzliche Wechsel- oder pulsierende Gleichströme zueinander entgegengesetzt gerichtete Magnetisierungen erzeugt. Diese Einrichtungen sollen unterhalb des Sättigungsbereiches der   Eisenkeme    arbeiten.

  Den Nachteil des erforderlichen hohen Aufwandes räumlicher Art und an elektrischen und magnetischen Bauelementen sowie der langen Ansprechzeit vermeidet eine bekannte Gleichstromwandlerschaltung unter Verwendung eines Ferritkernes, dessen Hystereseschleife einen möglichst grossen linearen Bereich der steilen Schleifen äste aufweist, der mit einer den zu wandelnden Gleichstrom führenden Eingangswioklung, einer einen dreieckimpulsförmigen Arbeitsstrom führenden und entgegen der Erregung des Kernes durch die Eingangswicklung wirkenden Hilfswicklung sowie einer Ausgangswicklung versehen ist.



   Diese bekannten Anordnungen dienen jedoch als Gleichstromwandler und unterscheiden sich dementsprechend hinsichtlich ihres Gesamtaufbaues und ihrer Funktion von der   Überwachungseinrichtung    nach der Erfindung, die nach Erreichen eines bestimmten Gleichstromwertes in einer Richtung ein schwellenwertartiges Sättigen der Magnetkerne und in der anderen Richtung einen verzögerten Anstieg der Magnetisierung erreichen soll.



   Es sind weiterhin   Überwachungseinrichtungen    bekannt, bei welchen der zu überwachende Strom eine Änderung eines verketteten Magnetflusses hervorruft, wobei ein   Meidestromkreis    an die Sekundärwicklung eines von dem zu überwachenden Strom erregten Magnetkernes angeschlossen ist, der aus einem Material mit scharf geknickter geometrischer Kennlinie hoher Anfangspermeabilität besteht.



   Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der zu überwachende Strom die volle Magnetisierungsenergie aufzubringen hat und trotz höchster Anforderungen an das Kernmaterial auf Grund der stets vorhandenen Knickverschleifung kein präzises Schwellwertverhalten zu erreichen ist.



   Weiterhin ist eine Schaltung bekannt, die zwar ebenfalls Gleichstromgrenzwerte entsprechend den bekannten Anordnungen erfasst und nur durch Reihenschaltung verschieden vormagnetisierter Kerne bei bestimmten zu überwachenden Gleichstromwerten der entsprechend vormagnetisierte Kern seinen Zustand ändert. Dieser Schaltung haften die vorgenannten Nachteile an, während sie keine Vorteile bringt.



   Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren, mit mindestens einem Magnetkern aus ferromagnetischem Material, der eine Eingangswicklung, die vom zu überwachenden Gleichstrom durchflossen wird, eine Magnetisierungswicklung, die über den Wechselspannungseingang einer Gleichrichterbrücke in Graetzschaltung mit dem Aus  gang eines Impulsgenerators verbunden ist, und eine   Rückkopplungswiclrlung,    die über einen einstellbaren Widerstand mit dem Gleichspannungsausgang der Graetz-Gleichrichterbrücke verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgenerator ein Rechteckwellengenerator ist, dass die Rückkopplungswicklung derart geschaltet ist, dass sich im Magnetkern deren Magnetfluss dem des Gleichstromleiters in gleicher Richtung überlagert,

   und dass ein vom Magnetisierungsstrom in der genannten Magnetisierungswicklung abhängiger Spannungsindikator vorgesehen ist, der als Schmitt-Trigger ausgebildet ist.



   Zweck der Erfindung, die sich auf eine Anordnung zur   Überwachung    von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren bezieht, besteht in der   Überwachung    von z. B. stark variablen. Gleichströmen, wie sie z. B. beim Lade- und Entladebetrieb von Akkumulatoren auftreten.



   Die Erfindung ermöglicht eine Anordnung zur   Überwachung    von Gleichströmen, insbesondere für La   deeinrichtungen    von Akkumulatoren zu schaffen, die sich durch ein   Schwellwertverhalten    und eine Stromrichtungserfassung sowie durch geringe Abmessungen und geringen Leistungsbedarf auszeichnet. Sie soll dann wirksam werden, wenn der Gleichstromfluss in dem zu überwachenden Leiter verschwindet oder einen unzulässig kleinen Wert annimmt. Da der   Dauerladestrorn    im Milliampere-Bereich, der Entladestrom jedoch einige Zehnerpotenzen höher liegen kann, wird neben höchster Empfindlichkeit eine hohe   Überlastbarkeit    gefordert.



   Dadurch kann erreicht werden, dass nach Erreichen eines bestimmten Gleichstromwertes in einer Richtung ein schwellwertartiges Sättigen der Magnetkerne und in der anderen Richtung ein verzögerter Anstieg der Magnetisierung erfolgt.



   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel einer Ladestromüberwachungsanordnung näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung.



   Über den zu überwachenden Gleichstromleiter 1 werden zwei Ringkerne 2, 3 aus ferromagnetischem Material geschoben. Die Ringkerne 2, 3 sind mit je einer Magnetisierungswicklung 4, 5 und je einer Rückkopplungswicklung 6, 7 versehen. Die Magnetisierungswicklungen 4, 5 sind derart gegeneinander in Reihe geschaltet, dass   Induktionswirkungen    in ihnen von dem zu übenvachenden Leiter 1 unterdrückt werden. Das freie Ende der Magnetisierungswicklung 5 ist direkt mit dem negativen Ausgang des Rechteckimpulsgenerators 8 verbunden; das freie Ende der Magnetisierungswicklung 4 ist über den Wechselspannungszweig der Gleichrichterbrückenschaltung 9 mit dem positiven Ausgang des Rechteckwellengenerators 8 verbunden.

  Parallel zum Gleichspannungszweig sind Glättungsmittel 10 und zwei in Reihe liegende Spannungsteiler 11, 12 geschaltet. wobei am Spannungsteiler 11 das höhere Potential entnommen werden kann. Der Abgriff des Spannungsteilers 11 ist mit dem Eingang eines Spannungsindikators mit negativem Ausgang verbunden. An dem Abgriff des Spannungsteilers 12 liegen in Reihe geschaltet die   Rückkopplungswicklungen    6, 7.



   Die vorliegende   Ladestromüberwachungs anordnung    arbeitet nach dem bekannten Gesetz, dass der   aufzu-    wendende Magnetisierungsstrom für einen ferromagnetischen Kern von der Höhe der Vormagnetisierung abhängig ist.



   Im normalen Betriebsfall fliesst durch den Gleichstromleiter 1 ein derart hoher Strom (Ladestrom), dass der von den Magnetisierungswicklungen 4, 5 abgegebene   Maguetisierungsstrom    in den Widerständen 11 und 12 einen so hohen Spannungsabfall verursacht, dass der Spannungsindikator 13 anspricht, aber auf Grund seines negierten Ausganges kein Signal an die weiteren Schaltmittel abgibt. Der Magnetisierungsstrom wird durch den Rechteckimpulsgenerator 8 bereitgestellt. Zum Zwecke der Erfassung dieses Magnetisierungsstromes wird dieser einer Gleichrichterbrückenschaltung 9 gleichgerichtet entnommen, nachfolgend geglättet und kann an dem verstellbaren   Abnehmer    des   Spannungsteiler - Wider-    standes 11 zur Indikation entnommen werden. 

  An dem verstellbaren Abnehmer des Widerstandes 12 wird ebenfalls eine von diesem   Magneflsierungsstrom    abhängige Gleichspannung entnommen, welche mittels der Rückkopplungswicklungen 6, 7 die vormagnetisierende Wirkung des Gleichstromleiters 1 unterstützen. Fällt der Strom im Gleichstromleiter 1 aus, so sinkt der genannte   Magnefisierungsstrom    auf Grund der fehlenden Vorma   gnetisierung    ab. Es fällt auch die Spannung am Indikator 13 ab, so dass dieser auf Grund seines negierten Ausganges das Melde- oder Auslösesignal abgibt. Kehrt sich die Stromrichtung im Gleichstromleiter 1 um, so wirken die   Rückkopplungswicldungen    6, 7 der Vormagnetisierung des Stromleiters 1 entgegen und verhindern ein Ansteigen des genannten Magnetisierungsstromes auf den Umschaltwert des Indikators 13. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren, mit mindestens einem Magnetkern aus ferromagnetischem Material, der eine Eingangswicklung, die vom zu überwachenden Gleichstrom durchflossen wird, eine Magnetisierungswicklung, die über den Wechselspannungseingang einer Gleichrichterbrücke in Graetzschaltung mit dem Ausgang eines Impulsgenerators verbunden ist, und eine Rückkopplungswicklung, die über einen einstellbaren Widerstand mit dem Gleichspannungsausgang der Graetz-Gleichrichterbrücke verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgenerator ein Rechteckweflengenerator (8) ist, dass die Rückkopplungswicklung (6;

   7) derart geschaltet ist, dass sich im Magnetkern deren Magnetfluss dem des Gleichstromleiters (1) in gleicher Richtung überlagert, und dass ein vom Magnetisierungsstrom in der genannten Magnetisierungswicklung abhängiger Spannungsindikator (13) vorgesehen ist, der als Schmift-Trigger ausgebildet ist.

   VEB Starkstrom-Anlagenbau Erfurt Vertreter: Walter Fr. Mosen Patent Service S.A.. Geneve