DE124647C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

JVl 124647 KLASSE 21 c.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine neue Schaltung für die Ladung von Accumulatoren in Theilungen, ohne dafs eine Zusatzmaschine zur Erhöhung der Spannung nöthig ist.

Die bisher eingeschlagenen Wege zur Ladung von Accumulatoren sind folgende:

ι. Alle Elemente werden in Serie verbunden und alle zu gleicher Zeit geladen.

2. Die Batterie wird in zwei oder mehr Theile zerlegt und diese in Parallelschaltung gleichzeitig oder abwechselnd geladen.

Um alle Elemente in Serie laden zu können, ist eine Stromquelle erforderlich, deren Spannung sich ungefähr um 30 pCt. über ihre normale Spannung zu erhöhen vermag. Diese Bedingung erheischt Dynamomaschinen von besonderer Bauart, deren Verwendung zu anderen Zwecken sich nicht so gut eignet und die aufserdem bedeutend theurer sind als die normalen.

In den elektrischen Anlagen bedient man sich gewöhnlich zur Erhöhung der Spannung am Ende der Ladung einer Zusatzmaschine, welche diejenige Ueberspannung liefert, die der Hauptmaschine fehlt, um die Ladung der Accumulatoren zu Ende führen zu können.

Der Hauptnachtheil der Verwendung einer Zusatzdynamomaschine — abgesehen von ihren hohen Anschaffungskosten — ist der, dafs man durch die dabei nöthige Umsetzung mechanischer in elektrische Energie zum Mindesten 10 bis 12 pCt. verliert.

Dieser genannte Verlust gilt aber nur unter der Voraussetzung, dafs die Zusatzdynamomaschine direct von der Transmission angetrieben werden kann. Mufs der Antrieb jedoch durch Elektromotoren erfolgen — was in der Praxis vielfach der Fall ist ·—, dann verdoppelt sich der Verlust, d. h. er erhöht sich dann auf 20 bis 24 pCt.

In denjenigen elektrischen Anlagen, in denen aus irgend einem Grunde eine Zusatzdynamomaschine nicht angewendet werden kann und wo die Hauptdynamomaschine derart gebaut ist, dafs sie ihre Spannung nicht entsprechend erhöhen kann, mufs man, um eine Accumulatorenbatterie zu laden, dieselbe in zwei oder mehrere Reihen α b (Fig. 1) theilen und diese in Quantität laden.

Um den Ueberschufs der Spannung der Maschine über die Ladespannung der Batterie zu beseitigen und um gleichzeitig die Stromstärke zu regeln, wird zwischen Maschine und Batterie ein Widerstand eingeschaltet.

Der Nachtheil dieses Systems besteht in dem grofsen Energieverlust durch den Widerstand.

Das folgende Beispiel veranschaulicht es ganz klar:

Betrachten wir eine elektrische Anlage, die aus einer Dynamomaschine und einer Accumulatorenbatterie besteht, welche beide gemeinschaftlich ihren Strom in ein Leitungsnetz abgeben, wobei die Netzspannung 120 V. und somit die Anzahl der Elemente gleich 66 betrage; die Ladestromstärke für die Accumulatoren sei gleich 100 Ampere. Theilen wir nun die Batterie in zwei Reihen, jede zu 33 Elementen, und schalten sie behufs Ladung parallel. Jede der Reihen oder beide gemeinschaftlich erhalten, wie bereits angegeben, einen Widerstand. Die Energie, die zum

Zwecke der Ladung erzeugt werden mufs, beträgt 2 χ ι oo A. X 120 V. = 24 000 Watt.

Vorausgesetzt, dafs die Spannung eines Elementes gegen Ende der Ladung etwa 2,4 V. beträgt, so ergiebt sich die Spannung für 33 Elemente zu 33 X 2,4 = 79,2 V.

Die in den Accumulatoren verbrauchte Energie ist

2 χ 100 A. χ 79,2 V. = 15 840 Watt,

im Widerstände werden also 8160 Watt aufgezehrt. Bei einer Ladezeit von 4 Stunden entspricht .dies einer verlorenen Arbeit von etwa 45 Pferdekraftstunden.

Durch unsere neue Schaltung wird nun der Betrag dieser im Widerstand verloren gegangenen Arbeit bedeutend vermindert. Um dies zu erreichen, theilen wir die Batterie (in unserem Beispiel 66 Elemente) in drei Gruppen abc von je 22 Elementen und verbinden für "den ersten Theil der Ladung die Gruppen α und b parallel und mit diesen zwei Gruppen die Gruppe c in Reihe (Fig. 2). Für den zweiten und letzten Theil der Ladung wird die Gruppe c eliminirt, die bereits geladen ist, weil sie die doppelte Stromstärke der Gruppen a und.b erhalten hatte. Die Gruppen a und b werden nunmehr in Reihe geschaltet und bis zur Beendigung weiter geladen (Fig. 3).

Wenn wir das vorherige Beispiel der Energie-. berechnung auf diese unsere neue Schaltung anwenden, so ergiebt sich Folgendes:

Die Anzahl der in Serie geschalteten Elemente ist in unserem Fall 44 und die Spannung gegen Ende der Ladung wird somit 44X2,4= iO5,₆ V. betragen.

Wenn der Ladestrom 100 A. beträgt, so wird die in den Accumulatoren verbrauchte Energie = 105,6 V. X 100 A. = 10 560 Watt betragen. Die durch diese Maschine total zu entwickelnde Energie wird sein müssen:

100 A. X 120 V. = 12 000 Watt.

Es gehen mithin 1440 Watt im Widerstände verloren.

Die Batterie c wird in 4 Stunden geladen sein; für die volle Ladung der Reihen α und b fehlen noch 2 Stunden (die Hälfte der vorherigen Ladezeit). Die volle Ladung wird somit 6 Stunden dauern und der Gesammtverlust an Energie wird somit etwa 12 Pferdekraftstunden betragen, im ersten Falle 45.

Der Vergleich ergiebt somit, dafs die Verluste in den Widerständen bei Anwendung der neuen Schaltung auf etwa ein Viertel derjenigen der bisher üblichen Schaltungen herabgemindert wird.

Die Anzahl und Gröfse der Elemente be-

verwendete Umschalter kann verschiedene Bauart haben. Der hier verwendete, dessen Bedienung einfach und sicher ist, ist in Fig. 4 angedeutet. Die Handhabung dieses Umschalters ist die folgende:

Auf Stellung 1 werden zwei Theile der Batterie parallel geschaltet und der dritte in Reihe; auf Stellung 2 werden die beiden bisher parallel geschalteten Theile unter Ausschaltung des dritten Theiles in Reihe geschaltet; auf Stellung 3 werden alle drei Theile hinter einander geschaltet. Der Theil 1 des Hebels ist mit dem übrigen Umschalter isolirt verbunden (punktirte Linie).

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Verfahren zur Ladung einer Sammlerbatterie ohne Zusatzmaschine, sondern insbesondere nur mit der bei der Entladung parallel geschalteten Dynamomaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs von der in drei Theile getheilten Batterie im ersten Theil der Ladung zwei Theile parallel und der dritte in Reihe, im zweiten Theile der Ladung aber die beiden bisher parallel geschalteten Theile unter Ausschaltung des dritten Theiles in Reihe geschaltet sind.

   einfiufst in keiner Weise die Schaltung,
   bei dieser Schaltung

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.