DE1237666B - Selbsttaetige Notstromschaltanordnung - Google Patents

Selbsttaetige Notstromschaltanordnung

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DE1237666B
DE1237666B DEB62206A DEB0062206A DE1237666B DE 1237666 B DE1237666 B DE 1237666B DE B62206 A DEB62206 A DE B62206A DE B0062206 A DEB0062206 A DE B0062206A DE 1237666 B DE1237666 B DE 1237666B
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DE
Germany
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alternating current
current source
emergency
circuit
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB62206A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard Blessing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Blessing Etra Belge S A
Original Assignee
Blessing Etra Belge S A
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Filing date
Publication date
Application filed by Blessing Etra Belge S A filed Critical Blessing Etra Belge S A
Publication of DE1237666B publication Critical patent/DE1237666B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

  • Selbsttätige Notstromschaltanordnung Selbsttätige Notstromschaltanordnungen mit einer einen Verbraucherkreis speisenden Wechselstromquelle und einer über einen Gleichrichter von der Wechselstromquelle aufladbaren Notstrombatterie sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche Notstromschaltanordnungen bekannt, bei welchen parallel zur Wechselstromquelle ein Schütz oder ein Relais vorgesehen ist, dessen Schaltkontakte bei spannungsführender Wechselstromquelle diese an den Verbraucherkreis und über den Gleichrichter an die Notstrombatterie anschließen, bei Ausfall der Wechselstromquelle dagegen diese vom Verbraucherkreis abtrennen und gleichzeitig einen besonderen Notbeleuchtungskreis an die Notstrombatterie anschließen. Die bekannte Notstromschaltanordnung bedarf also in jedem Fall eines besonderen Notstromkreises sowie eines besonderen Wechselrichters, falls im Notstromkreis Verbraucher vorhanden sind, die nur mit Wechselstrom betrieben werden können. Die für den Notstromkreis und gegebenenfalls den Wechselrichter erforderlichen Leitungsführungen und Installationen stellen einen beachtlichen technischen Aufwand dar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notstromschaltanordnung zu entwickeln, bei der ein besonderer Notstromkreis und trotz Einspeisung der Notstrombatterie in den bereits vorhandenen Verbraucherkreis ein Wechselrichter nicht erforderlich ist.
  • Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Notstromschaltanordnung mit einer einen Verbraucherkreis speisenden Wechselstromquelle, einem Schütz und einer über einen Gleichrichter von der Wechselstromquelle aufladbaren Notstrombatterie, wobei gesteuert durch die Schaltkontakte des Schützes bei spannungsführender Wechselstromquelle diese an den Verbraucherkreis und über den Gleichrichter an die Notstrombatterie, bei Ausfall der Wechselstromquelle dagegen die Notstrombatterie an den von der Wechselstromquelle abgetrennten Verbraucherkreis angeschlossen ist. Die Erfindung besteht darin, daß der Gleichrichter als Transistorschaltkreis ausgeführt ist, der bei Ausfall der Wechselstromquelle und Speisung durch die Notstrombatterie als Wechselrichter arbeitet, über welchen gleichzeitig der Verbraucherkreis an die Notstrombatterie angeschlossen ist.
  • Im einzelnen kann die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklicht werden, was insbesondere bezüglich der Ausbildung des Transistorschaltkreises gilt. Unabhängig von dieser Ausbildung im einzelnen wird man in bevorzugter Ausführungsform im Ladestromkreis der Notstrombatterie einen weiteren Gleichrichter vorsehen, der bei Ausfall der Wechselstromquelle durch einen Schaltkontakt des Schützes überbrückt ist. Auf diese Weise vermeidet die Erfindung bei spannungsführender Wechselstromquelle eine gleichzeitige Speisung des Transistorkreises durch die Wechselstromquelle und die Notstrombatterie, so daß bei spannungsführender Wechselstromquelle eine Speisung des Transistorkreises von der Notstrombatterie durch den dann wirksamen weiteren Gleichrichter verhindert, das einwandfreie Arbeiten des Transistorkreises als Gleichrichter also gewährleistet ist, während bei Ausfall der Wechselstromquelle die Notstrombatterie über den den weiteren Gleichrichter überbrückenden Schaltkontakt unmittelbar an den Transistorkreis angeschlossen ist, dieser also als Wechselrichter arbeiten kann.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß die erfindungsgemäße Notstromschaltanordnung keinen besonderen Notstrom-Verbraucherkreis und keinen besonderen Wechselrichter erfordert, so daß durch die erfindungsgemäße Doppelfunktion des Transistorkreises als Gleichrichter und als Wechselrichter im Ergebnis ein nur sehr geringer technischer Aufwand zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Notstromschaltanordnung nötig ist.
  • Im folgenden sei die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schaltbild einer selbsttätigen Notstromschaltanordnung.
  • Bei der in der Figur dargestellten Notstromschaltanordnung ist ein als Wechselstromquelle dienendes Wechselstromnetz 1 mit einem Verbraucherkreis 2 verbunden sowie unter Zwischenschaltung eines allgemein mit 4 bezeichneten Transistorschaltkreises an die Notstrombatterie 3 angeschlossen. Parallel zum Wechselstromnetz 1 ist ein Schütz 5 oder Relais geschaltet, dessen Schaltkontakte mit 6, 7, 8, 9 und 10 bezeichnet und in der Figur in einer Stellung dargestellt sind, die dem Betriebszustand der Notstromschaltanordnung bei Ausfall der Wechselstromquelle 1 entspricht. Im einzelnen sind die Schaltkontakte 6,7 zwischen der Wechselstromquelle 1, genauer der Schützspule 9, und dem Verbraucherkreis 2 angeordnet und bewirken bei Ausfall der Wechselstromquelle 1 deren Abtrennung vom Verbraucherkreis 2. Parallel zum Verbraucherkreis ist über die Schaltkontakte 8, 9 die Wicklung 14 eines Transformators geschaltet, dessen beide anderen Wicklungen 15, 16 an den Transistorkreis 4 angeschlossen sind. Der Transistorkreis 4 ist andererseits mit der Notstrombatterie 3 verbunden, wobei in der Verbindungsleitung der Schaltkontakt 10 angeordnet ist, welchem ein Gleichrichter 13 in Serie mit einem Regelwiderstand 12 und einem Strommesser 11 parallel geschaltet ist.
  • Die Funktionsweise der dargestellten Notstromschaltanordnung läßt sich wie folgt beschreiben: Die Spannung der Wechselstromquelle 1, im vorliegenden Fall also die Netzspannung, die das Schütz 5 erregt, wird im normalen Betriebsfall über die Schaltkontakte 6,7 unmittelbar dem Verbraucherkreis 2 zugeführt. Fällt die Netzspannung aus, so fällt das Schütz 5 ab, wobei durch das öffnen der Kontakte 6 und 7 das Netz 1 vom Verbraucher 2 abgetrennt wird. Gleichzeitig wird der Kontakt 9 geschlossen, wodurch die Spannung der Notstrombatterie 3 über den geschlossenen Schaltkontakt 10 und nach Wechselrichtung im Transistorschaltkreis 4 über den Transformator an den Verbraucherkreis 2 angeschaltet wird. Die Umschaltung von der Weachselstromquelle 1 auf die Notstrombatterie 3 findet also vollautomatisch und in sehr kurzer Zeit statt.
  • Kehrt die Netzspannung zurück, zieht das Schütz 5 wieder an, so daß automatisch die Kontakte 6,7 wieder geschlossen werden, während die Kontakte 9,10 öffnen. Hierdurch wird automatisch der Verbraucherkreis 2 wieder an das Wechselstromnetz 1 angeschaltet, während infolge des weiteren Gleichrichters 13 die Stromlieferung aus der Notstrombatterie 3 verhindert wird.
  • Das Schließen des Kontaktes 8 bei wiederkehrender Netzspannung bewirkt, daß die Transistoren des Transistorschaltkreises 4 als gesteuerte Stromrichter wirksam sind, so daß die Notstrombatterie 3 über den Strommesser 11, den Regelwiderstand 12 und den weiteren Gleichrichter 13 wieder aufgeladen wird. Der nunmehr geöffnete Kontakt 10 verhindert, daß der Transistorschaltkreis 4 zu gleicher Zeit aus dem Netz und aus der Notstrombatterie 3 gespeist wird und also ungestört als Gleichrichter arbeiten kann.
  • Selbstverständlich können besondere Vorkehrungen getroffen werden, damit die beschriebenen Umschaltungen bei vorgegebenen einstellbaren Netzspannungswerten stattfinden. Die Funktionsweise des Transistorschaltkreises 4 läßt sieh im einzelnen folgendermaßen beschreiben: a) Die Betriebsweise als Gleichrichter ergibt sich, wenn das Schütz 5 in Tätigkeit tritt, wobei die Kontakte 6, 7, 8 geschlossen und die Kontakte 9,14 geöffnet werden. Die negative Batteriespannung gelangt direkt an die Kollektoren der Transistoren 17,18. Diese negative Spannung gelangt ebenfalls an die Basis des Transistors 17, und zwar über den Widerstand 22, der durch den Kondensator 23 gebrlicjct ist, und über die Wicklung 16 und den Widerstand 19 sowie an die Basis des Transistors 18 über den gleichen Widerstand 22 und den Widerstand 20. Da der Kontakt 10 geöffnet ist, verhindert die Diode 13 jeglichen Gleichstromfluß im Stromkreis, so daß bei Ausbleiben einer Wechselspannung an den Emittem der Transistoren 17,18 diese blockiert sind. Die Wechselspannung der Stromquelle 1 gelangt jedocb an diese Emitter über die Wicklung 14 (teilweise) und 15, sowie an die Basen der Transistoren 17,18 über die Wicklungen 14 und 16, sowie die Widerstände 19 und 20. Durch die Stromquelle 1 wird die Klemme 27 der Wicklung 15 und daher der Emitter des Transistors 17 abwechselnd positiv und negativ gegenüber der Klemme 29 der gleichen Wicklung und daher gegenüber dem Emitter des Transistors 18. IM ersten Fall wird der Transistor 17 und im zweiten Fall der Transistor 18 leitend. Mit anderen WAxten, die Transistoren 17 und 18 glätten die positiven und negativen Halbperioden der Wellenform der am gelegten Spannung und laden die Batterie über deren negative Klemme auf, da die Kollektoren dieser Transistoren 17,18 direkt an diese Klemme angeschlmen sind. Der Kondensator 2.4 und der Widerstand ?,5 sollen jegliche Verzögerung in den aufeinandearfolgeaden Spannungswechseln an den Memmen 27 und 29 der Wicklung 15 verhindern, welche auf Grund des Selbstinduktionseffektes dieser Wicklung auftreten würde.
  • b) Die Betriebsweise als Wechselrichter ergibt sich, wenn das Schütz 5 abgefallen ist, wobei dang die Kontakte 6, 7, 8 offen und die Kontakte 9,19 ge' schlossen sind. Die negative Spannung der Batterie gelangt an die Basen und die Kollektoren der Transistoren 17,18 in der unter a) beschrieenen Weise. Da der Kontakt 10 geschlossen ist, gelangt die posir tive Spannung der Batterie an die Mittelanzapfurlg 2$ der Wicklung 15, und zwar über den Widerstand 26 und den geschlossenen Kontakt 10. Die Emitter der Transistoren 17,18 sind daher ebenfalls an diese positive Spannung angeschlossen. Zu Anfang reicht jedoch die positive Spannung an dieser Mittel@nzapr fung nicht aus, um die Transistoren 17,18 leitend zg machen. Tatsächlich durchläuft in dem Augenblick, in dem der Kontakt 10 sich schließt, ein relativ starker Strom den Stromkreis, welcher vom positiven Pol der Batterie über den geschlossenen Kontakt 10, den Kondensator 21 zum negativen Pol der Batterie führt. Infolgedessen steht die linke Platte des Ken, densators 21 und daher auch die Mittelanzapfung 23 anfangs unter schwacher Spannung, welche beim Aufladen des Kondensators 21 ansteigt. In einem bestimmten Augenblick dieser Aufladeperiode ist die Spannung hoch genug, um die Transistoren 17,18 leitfähig zu machen. In diesem Moment wird jedoch der Kondensator 21 parallel zu dem Teil der Wicklung 15 zwischen den Klemmen 27 und 28 und dem Teil der Wicklung 15 zwischen den Klemmen 28 u24 29 geschaltet. Dadurch entlädt sich der Kondensator 21, d. h., die Spannung seiner linken Platte und dajzr die der Emitter der Transistoren 17,18 sinkt ab, bis die Transistoren blockiert sind. Daraufhin beginnt der Zyklus von neuem. Da die beiden Transistoren 17,18 abwechselnd leitfähig sind, werden die Klemmen 27 und 29 abwechselnd positiv und negativ. Infolgedessen tritt an den Klemmen 30, 31 der Wicklung 14 und daher an den Klemmen des Verbraucherkreises 2 eine Wechselspannung auf.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Selbsttätige Notstromschaltanordnung mit einer einen Verbraucherkreis speisenden Wechselstromquelle, einem Schütz und einer über einen Gleichrichter von der Wechselstromquelle aufladbaren Notstrombatterie, wobei gesteuert durch die Schaltkontakte des Schützes bei spannungsführender Wechselstromquelle diese an den Verbraucherkreis und über den Gleichrichter an die Notstrombatterie, bei Ausfall der Wechselstromquelle dagegen die Notstrombatterie an den von der Wechselstromquelle abgetrennten Verbraucherkreis angeschlossen ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Gleichrichter als Transistorschaltkreis (4) ausgeführt ist, der bei Ausfall der Wechselstromquelle (1) und Speisung durch die Notstrombatterie (3) als Wechselrichter arbeitet, über welchen gleichzeitig der Verbraucherkreis (2) an die Notstrombatterie (3) angeschlossen ist.
  2. 2. Notstromschaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ladestromkreis der Notstrombatterie (3) ein weiterer Gleichrichter (13) vorgesehen ist, der bei Ausfall der Wechselstromquelle (1) durch einen Schaltkontakt (10) des Schützes (5) überbrückt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: ETZ-B, Jg.10 (1958), S. 59.
DEB62206A 1960-04-22 1961-04-20 Selbsttaetige Notstromschaltanordnung Pending DE1237666B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000702A1 (en) * 1985-07-23 1987-01-29 James Macgregor Stand-by power supply

Non-Patent Citations (1)

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WO1987000702A1 (en) * 1985-07-23 1987-01-29 James Macgregor Stand-by power supply

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