DE1513270A1 - Anordnung zum Formieren von Akkumulatoren - Google Patents

Description

• Anordnung zum Formieren von Akkumulatoren ------------------------------------------- Bekanntlich werden sowohl bei der elektrochemischen Umwandlung (Formierung) aklUver Elektroden als auch bei der Inbetriebnahme bereits formierter Elektroden in oloktrischen Akkumulatoren und schließlich anch lür die jeweilige WJederaufladung von Akkumulateren Gleichstromquelloa benötigte Der von der Gleichstromquelle abgegebene Strom wird dabei vorzugsweise konstant gehalten und nach einem bestimmten Prograzu.i geändert (konstantstromverfahren.4.Naa brauche dazu eive in dav Spannung konstante große Gleichstromquelle und Einstellwiderstände zur Anpassung der Ladespannung an die verschiedenen Betriebszustände des Akkumulators. Auf die weitere MÖglichkeit dge Ledensunter atändig konstant gehaltene; Ladespannung soll hier nicht eingegangen werden.

  UrsprUnglich wurde das Pormieren von einem Gleichstromnetz

  besrieben, wobei die erforderliehe Ladestromstärke durch Vbrwi-

  deritände eingestellt wurde; das Inüladen gaschah dann ausachließ-

  Mch auf Widerstände. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades wurden

  als nächster Schritt vorzugswalso Gleichrichte3#geräte, t :i.yisbc--

  sondere geregelte Gleichrichte-#,-Sorä*te, eingeaetzt.

  den Gleichrichter oder auf andere Veise ausgebildete

  #pannung8quellen verden.datl, die Jeweils 3irte der Dif.41%(".renz tron

  Ladespannung und Ruhes]?a=tuig bzw. irou Eiitladespmmung und Ruhe-

  spannung entsprechende Spamiumg liefern, um inebesonder,;# auch

  die bei der Entladung freIwerdende Energie wenigstens teilweise

  ausnutzen zu können und diese Eriergie auf Samme.Iv.,hienen zurück-

  zugeben.

  Als weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeltugende

  Anordnung wird nun ein regelbarer Stromrichter mit Tby#t-is-toren

  vorgeschlagen.

  Die Erfindung betrifft zum 1 0

  elektrischen Akkumulatoren diu-Pli LadeD 1-1-nd ErLt:Iüd(3" !in

  ter Weine, jedoch'mit vorgegebenen oder einstellbaren

  ken und Zeitdauern, mit dem Zerbii,eichen, daä die

  mit steu61.barea Ventilen, insbesonder:# mit Thyrist"srer,

  rüsteten Stromrichter enthält, d:ar 1"gim Laden des

  als geregelter Gleichrichter arbeitet imd nach

  bestimmten in Amperestwiäen meßbaren Ladezustandes des

  tors durch entsprechendes Verstellen ite2.Phasenlage der

  impulas an der& steuer#baren #f"euti-Len vom geregelten

  be'"--t-ieb in den geregelten und netzgeführ-i-,en Wechselrichtarbetrieb

  automatisch umgesteuert wird, wobei gleichzeitig die Spanilungo-#

  polarität den Stromrichters bezüglich der Spanntuigspolarität des

  Akkumulatorn durch Betätigen voxi UmpolschÜtzen vertauscht wird,

  so daß die im Akkunalator enthaltene Energice z).*xu.Lo Zuaatzgleichstromquelle bzw. EineNliwiderstände bzw. audere Hilfsmittel praktisch verlustfrei In das Wechseistromnetz zurÜckgeführt wird, und wobei die HÖhe des Lade- und des Entladostromes mittels Programmverggbe durch Verändern des ZÜndwinkels und durch Spannungsregelung der Thyristoren auf einen bestimmten konstanten Wert eingestellt wird.
• Der Hauptvorteil der erfindungegemäßen Anordnung wird darin gesehen, daß man ohne Zuhilfenahme einer zusätzlich regelbaren Gleichstromluelle die Spannung den Stromrichters auf den Lade-bzw. Entladeagstand, d.h. auf die Spannung und den Innenwiderstand des Akkumulators, abstimmen kann, daß man ohne Einatell-und Belastungs<derstäade auskommt und damit alle durch diese Widerstände bedingten loistungsverluste vermeidet, Mit-der erfindungsgemäßen Anordnung gelingt es daher, eine im wesentlichen verluattreie Ladung bzw. Stladung von AkkumulatoreA ##liarchzuführen. Die nach einem bestimmten Programm vorgegebenen Lede- bzw. Entladezyklen kUnnen somit bei hohem Wirkungsgrad durchfahren werden. Als weiteren Vortell der erfindungegemäßen Anordnung ergibt sich, daß die Lade- bzw. Entladezyklen nach Maßgabe einer bestivummten. Prograzuvorgabe durch eine einfach bedienbare Programmsteuerung durchgeführt werden können.
• Ferner ergeben sich Vorteile bezüglich des durch don Einsatz von Thyristoren bedingten günstigen Leistungsvolumens und des Leistungegewichten.

  Ein AusfÜhzmngsbeiapl.el der erf indungsgeMäßen AC(#r"lau-C-2,1

  wird in ]?ig.1 dargestellte. Dabei JLst ml der an das »rehstrom-

  netz angeschlossene und sekurzdärseitig'in diesem in

  Doppelstern-SauSdrosselschaltung ausgefUrte Ilaupttransforma-

  tör. In dieser Ausführungsform k= das gute Sperrspa=iinUzo--

  verhalt#jn. der Silizium-Thyristoren p hineichtlich der HÖhe der

  Gleichspw*mung un4 des Gleichstromen vorteilhaft ausgenutZt war.

  den. Der auf der Gleichstromseite des Stromrichters angeschlose,

  sene Akkumulator n behält seine Polarität stets bei, WiU-#rend die

  Ppannungspolarität des Pormierstromrichters bc-im 1)ber(rz-u-ig. von

  Gleichrichterbetrieb zum Wech#elrichtorbetrieb und umgekehrt mit

  Eilte der UmpolochÜtze c2 und c3 gewechselt wird.

  Als Führungsgröße beeinflußt der Gleichstrom über den

  Gleichströmwandler fl, die Gleichriqhterbri5,elte n1 i,-nd BUr-

  #denwideretände rl bis r8 den Regelverstärker ul, der seiner-

  seite den Impulageber u2 oteuert. Duech den aus dem R,-,golver-

  stärker ul, dem Impulageber u2, den Tbvristoren p, dem

  stromwandler fl, den Brückengleichrichter n1, den Bürdenwider#-

  ständen rl bis r8 und dem Programmwerk u3 gebildeten 1-.'z.tgel.kreie

  wird eine Regeltätigkeit in der Weise auagetührt, daß der Gleich-

  strom während der Ladung bzw. Entladung durch zeitliches Vor-

  *schieben der Zündizpulse an den Thyristoren auf bestimmten,

  durch dae'Progrwmwerk vorgegebenen HÖhen konstant gehalten

  wird. Zu diesen Zweck wählt das Programmverk entsprechend der

  jeweils gewünschten StromhÖhe eine bestimmte Kombination-von

  Bürdenwiderständen aus und schaltet diese mittels der Bürden-

  schalter ein, wobei das Pro,-:,'rammtvork selbst in beka-liater ileise durch eine auf das gewünsch-e Formierprogramm zugesc-#inittene Programmkarte gesteuert w#A*.rd, di.e außer der Stromhöhe auch die Dauer und Polge der Lade- und Entladezyklen und die dazu erforderlichen Umpolungen des Formierstromrichters vorgibt.
• In Fig.2 wird ein Beispiel einer aolchen Folge, d.h.ein Beispiel eines Forzierprogrammes schematisch dargestellt. Nachstehend soll die Leistunge- und Regelfähigkeit der erfindungegemäß aufgebauten Anordnung durch Angabe von technischen Daten erläutert worden. Dig erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise einen zwei- bis filfii-i"zehn-zeilit>;en #3!r-.-1.akkumulator mit einem Spannungshub von 1,6 V/Zel:.r, bis 3 mit Stromstärken entsprechend der Batteriekapazitä#; laden bzw. entladen. Die am Haupttrensformator benÖtigte X"ischl.ußspcn.-aung beträgt bei der beschriebenen AuafÜhrungsform der Anordning 3 x 380 V Drehstrom. Netzspannungsschwankrungen ± 110 werden mit Hilfe der Regeleinrichtung ausgeregelt und Frequenzänderungen von + 5 % haben keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Stromkennlinien.

Claims (1)

1. P a t a n t a n s p r U c h e Anordnung zum Formieren von elektrischen Akkumu.I.atoren durch laden bzw. Entladen mit vorgegebenen und/oder ein..eitellbaren Stromstärken und Zeitdauern , dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen mit steuerbaren Ventilen, insbesondere Thyristoren, ausgerüßteten Stromrichter enthält, der beim Laden des Akkumulatora als geregelter Gleichrichter arbeitet und nach Erreichen einen bestimmten Ladezustandes des Akkumulators durch entsprechendes Verschieben der Phesenlage der Steuerimpulso an den steuerberen Ventüen vom geregelten Gleichrichterbetrieb in den geregelten und netzgeführten Wechselrichterbetrieb automatisch umgesteuert wird, wobei gleichzeitig die Polarität des Stromrichters vertauscht wird, so daß die im Akkumulator anthaltene Energie ohne weitere Zusatzgleichstromquelle undioder Regelwiderstände und/oder andere Hilfsmittel praktisch verluntfrei an das Wechseletromnetz zurückgeführt wird, und wobei die Höhe des Lade- bzw. Entladestromes mittels Programm-j-örg,-#.ibe durch Verändern des Zündwinkels der Thyristoren auf einen benti=ten konstanten Wert geregelt wird. 2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnot, daß die zum Pormieren von Akkumulatoren gewü#BOhte Folge von Lade-/ Entladezyklen nach Maßgabe einer bestimmten Programavorgabe' durch eine einfach bedienbare Progrommsteuerung-durchgeführt werden kann. 3.) Anordnung noch Anspruch 1, gekennzeichnet durch günsti-SOG Leistungsvolumen und günstigeo Leistungsgewicht.