DE2534165A1

DE2534165A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung eines batteriestromkreises

Info

Publication number: DE2534165A1
Application number: DE19752534165
Authority: DE
Inventors: Dieter Rabe
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2534165B2; DE2534165C3

Description

"Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Batteriestroralrreises't Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Stromkreises, der an einer als ?rsatsstromquelle fur eine Gleichstromquelle verwendeten Batterie ant,eschlossen ist.
Es sind Schaltungen und Einrichtungen zur Überwachung des Betriebszustandes von Batterie- bzw. Ladestromkreisen der eingangs angegebenen Gattung bekannt durch DT-OS 2 052 347, ferner durch XT-AS 1 142 919, DT-OS 1 463 124 und DT-OS 2 033 54g. Bei Stromversorgungsanlagen mit einer Gleichstromquelle und einer in Bereitschaft gestellten Batterie als Ersatzstromquelle soll hauptsächlich überwacht werden, ob der Batterie - bzw. Ladestromkreis - im folgenden stets als Batteriestromkreis bezeichnet - auch im stromfreien Zustand betriebsbereit geschlossen ist. Es soll eine Unterbrechung des Stromkreises, beispielsweise infolge einer defekten Stromsicherung oder eines Bruches in den Batterieverbindern signalisiert werden können.
Den Schaltungen und Einrichtungen des oben angeführten Standes der Technik ist gemeinsam, daß für die Überwachung ein Wechselstrom geringer Amplitude in den Batteriestromkreis eingeprägt wird, sei es durch eine in dem Stromkreis liegende Wechselstromquelle oder aus dem Wechselstromanteil des von der Gleichstromquelle und/oder einem Ladegleichrichter gelieferten Stromes abgeleitet.
In dem Batteriestronkreis liegt oder dem Batteriestromkreis zugeordnet ist ein Wechselstromdetektor mit einem Verstärker, durch welchen das Verschwinden des Wechselstromes signalisiert wird.
Von dieser Überwachungstechnik wendet sich die Erfindung ab. Es liegt der Erfindung die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Stromkreises der eingangs angegebenen Gattung als Aufgabe zugrunde, bei welcher Anordnung der nicht ständig fließende Batteriestrom als Eiriterium für den unterbrechungsfreien Batteriestromlrreis ausgenutzt wird und der Überwachungsvorgng infolge eines Absinens des Batteriestromes ausgelöst wird. Diese Aufgabenstellung ist an sich der einschlägigen, bekannten Überwachungstechnik fremd, denn zumindest die Ausnutzung eines bei ausgefallenem Netz länger fließenden, als Spannungsabfall an einen Strommeßwiderstand in dem Batteriestromlrreis erfaßten Verbraucherstromes verursacht unerwünscht große Verluste im Meßwiderstand. Andererseits erfordert die Ausnutzung eines nur geringen Batteriestromes einen beachtlichen Aufwand für einen nachgeordneten Verstärker wegen der bei dem dann erforderlichen höheren Verstärkungsgrad entsprechend größeren Störanfälligkeit der Überwachung.
Die oben dargelegte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Stromkreis ein an sich bekannter niederohmiger Widerstand liegt, welchem ein unterhalb eines bestimmten Gleichstromes abfallendes bipolares elektronisches Stromrelais zugeordnet ist mit einem beim Abfallen eine Herabsetzung der Spannung der Gleichstromquelle verzögert steuernden Ausgang, welcher beim Wiederanziehen des Stromrelais die Aufhebung der Spannungsherabsetzung unmittelbar steuert, und einem beim Abfallen des Stromrelais die verzögerte Einschaltung eines Störsignalgebers vorbereitenden Ausgang, welcher beim Wiederanziehen des Stromrelais diese Vorbereitung unmittelbar wieder unterbricht.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist ein erster Ausgang des elektronischen Stromrelais mit dem ersten Eingang eines beim Abfallen des Stromrelais die verzögerte Einschaltung des Störsignalgebers vorbereitenden Und-Gliedes verbunden und ein gleichwertiger zweiter Ausgang wirkt über ein Zeitglied und ein hierdurch beim Abfallen des Stromrelais die Spannung der Gleichstromquelle verzögert herabsetzendes Steuerglied auf den zweiten Eingang des Und-Gliedes ein, welcher zweite Ausgang, mit dem Zeitglied und unmittelbar auch mit dem Steuerglied verbunden, beim Wiederanziehen des Stromrelais das Zeitglied zurückstellt und zugleich durch das Steuerglied die Spannungsherabsetzung der Gleichstromquelle wieder aufhebt; und der Ausgang des Und-Gliedes ist mit dem bei abgefallenem Stromrelais und herabgesetzter Spannung der Gleichstromquelle verzögert einschaltenden Störsignalgeber verbunden.
Mit dieser Schaltungsanordnung wird ein Überwachungsvorgang automatisch ausgelöst, wenn z.B. der Ladestrom aus der einen Ladegleichrichter enthaltenden Gleichstromquelle unter einen vorgegebenen Stromwert absinkt, so daß das Stromrelais abfällt. Das Wiederanziehen des Stromrelais am Ende des Überwachungsvorganges ist ein sicheres Kriterium dafür, daß der Batteriestromkreis nicht unterbrochen ist. Andernfalls zieht das Stromrelais nicht wieder an, sondern es wird ein Störsignal erzeugt.
Die Bestandteile und Betriebsmittel der Anordnung gemäß der Erfindung sind rein elektroniscX auszuführen, die Anordnung insgesamt ist auf einer Steckkarte unterzubringen. Es kann das elektronische Stromrelais auf ein Ansprechen bei allen möglichen Werten des Stromes im Batteriestromkreis eingestellt und die Schaltungsanordnung entsprechend eingesetzt werden. Zusätzliche Strom- oder Spannungsquellen wie bei den oben angeführten beliannten Überwachungsanordnungen können gespart werden. Schlie''lich ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch die Störanfällig-eit des Stromrelais geringer als die Detektoren der betzannten Anordnungen.
In der Zeichnung ist eine Anordnung zur t'berwachung eines Batteriestromkreises (Bloc7;schaltbild) als Ausfüllrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend beschrie-7zen wird.
er zu überwachende Batteriestromkreis 1 enthält in einen schattung eine Batterie 11, einen niederohmigen Widerstand 12 und eine Stroml;reissicllerung S. Der Stromkreis i ist einer Gleichstromversorgungsanlage mit einer Gleichstromquelle 2 ur Stromversorgung eines Verbrauchers 3, einem an einem Wechselstromnetz N betriebenen Versorgungs- und Ladegleichrichter, zugeordnet, wobei die Batterie als Ersatzstromquelle zur Notstromversorgung des Verbrauchers in Bereitschaft steht und die Reihenschaltung des Batteriestromkreises wie auch der Verbraucher 3 dem Ausgang der Gleichstromquelle 2 parallel geschaltet sind. Der Widerstand 12 ist zur Messung und Erfassung des Batterie- und Ladestromes vorgesehen. Dem Widerstand 12 ist ein elektronisches Stromrelais 12' mit zwei gleichwertigen Ausgängen I, II zugeordnet. Die Elemente 12, 12' sind Bestandteile der Schaltungsanordnung zur Überwachung des Batteriestromkreises 1.
Weitere Bestandteile der Anordnung sind mit dem Stromrelais 12' an dessen zwei Ausgängen verknüpft. Der erste Ausgang I ist mit dem ersten Eingang 1' eines Und-Gliedes 1Z' und der zweite Ausgang II ist über ein Zeitglied 13 und ein Steuerglied 21 der G'eicslstrorlquel'e 2 mit dem zweiten Eingang 2' des Und-Gliedes 14 verbunden. Der zweite Ausgang des Stromrelais ist ferner mit dem Steuerglied 21 an eine besonderen Eingang unmittelbar verbunden. Der Ausgang des Und-Gliedes 14 ist de Eingang eines verzögert einschaltenden Störsignalgebers 15 verbunden.
Bei Normalstromversorgung erhält der Verbraucher 3 Gleichstrom aus der Gleichstromquelle 2. Die Gleichrichterausgangsspannung der Stromquelle 2 sei dabei auf einen konstantbleibenden Betriebwert (Nennspannung des Verbrauchers) eingeregelt, während die Batterie 11 einen geringen Erhaltungsstrom erhält. Infolge des geringen Ladeerhaltungsstromes ist das elektronische Stromrelais 12' abgefallen.
Beim Abfallen des Stromrelais entstehen und bleiben an den zwei Ausgängen I und Ii Signale bestehen. Das Signal vom Ausgang 1 wird dem ersten Eingang 1' des Und-Gliedes 14 unmittelbar zugeführt. Das Signal vom Ausgang II hingegen wird beispielsweise um 5 min. verzögert (mittels des Zeitgliedes 13) dem Steuerglied 21 und über dieses dem zweiten Eingang 2' des Und-Gliedes 14 zugeführt. Das verzögerte Signal löst beim Eintreffen in 21 einen Steuerungsvorgang aus, bei welchem die Spannung der Gleichstromquelle 2 ein Stück weit herabgesetzt wird, damit im Falle einer Unterbrechung des Batteriestromkreises 1 der Anbruch in der Verbraucherspannung nicht größe wird als bei Ausfall der Gleichstromquelle 2 oder des Netzes N. Gleichzeitig wird beim Eintreffen des verzögerten Signals am zweiten Eingang 2' von 14 ein Signal am Ausgang des Und-Gliedes 14 erzeugt, welches den wiederum verzögert einschaltenden Störsignalgeber 15 zugeführt wird. Infolge der -lerabsetzung der Spannung der Gleichstromquelle 2 wird die Batterie 11 mit einem entsprechenden Anteil des Verbraucfoerstromes belastet, wodurch das Stromrelais 12' wieder angezogen wird und von den zwei Ausgängen l und II ein die Merabsetzung der Spannung der Gleichstromquelle 2 unm.ittelbar aufhebendes und die Zurückstellung des Zeitgliedes 13 bewirkendes Signal sowie des weiteren ein das Ausgangssignal von 14 unterbrechendes Signal erzeugt wird. Dann nimmt die Batterie Ladestrom wieder auf und das Stromrelais fällt bei abnehmendem Ladestrom erneut ab. jun wiederholt sich der beschriebene Voran, ohne daß der Störsignalgeber 15 eingeschaltet wird und ein Störsignal abgibt.
wird der Batteriestrom':reis unterbrochen, so bleibt das Stromrelais 12' abgefallen. Es wird sodann mit einer Ver-~öerung nach dem Herabsetzen der Spannung der Gleichstromquelle 2 ein Störsignal am Ausgang von 15 erzeugt, das zur Auslösung eines optischen oder al;ustischen Warnsignals weiterverarbeitet werden kann TJährend der Stromkreis 1 unterbrochen ist, wird am Verbrauner 3 die Spannung, wie oben angedeutet, gerade nur zulässig weit herabgesetzt. Es muß sichergestellt sein, daß während des Überwachungsvorgangs, wenn der Batteriestromkreis nicht unterbrochen ist, der Batterie ein bestimmter Anteil (z.B. 1 nó) des Verbraucherstromes entnommen wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Stromkreises, welcher an einer als Ersatzstromquelle für eine Gleichstromquelle verwendeten Batterie angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis (1) ein an sich benannter niederohmiger Widerstand (12) liegt, welchem ein unterhalb eines bestimmten Gleichstromes abfallendes bipolares elektronisches Stromrelais (12') zugeordnet ist mit einem beim Abfallen eine Herabsetzung der Spannung der Gleichstromquelle (2) verzögert steuernden Ausgang (II), welcher bei Wiederanziehen des Stromrelais die Aufhebung der Spannungsherabsetzung unr.littelbar steuert, und einem beim Abfallen des Stromrelais die verzögerte Einschaltung eines Störsignalgebers (15) vorbereitenden Ausgang (I), welcher beim Wiederanziehen des Stromrelais diese Vorbereitung unmittelbar wieder unterbricht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Ausgang (I) des elektronischen Stromrelais (12') mit dem ersten Eingang (lot) eines beim Abfallen des Stromrelais die verzögerte Einschaltung des Störsignalgebers (15) vorbereitenden Und-Gliedes (14) verbunden ist und ein gleichwertiger zweiter Ausgang (II) über ein Zeitglied (13) und ein hierdurch beim Abfallen dos des Stromrelais die Spannung der Gleichstromquelle verzögert herabsetzendes Steuerglied (21) auf einen zweiten Eingang (2') des Und-Gliedes einwirkt, welcher Ausgang, mit dem Zeitglied und unmittelbar auch mit dem Steuerglied verbunden, beim Wiederanziehen des Stromrelais das Zeitglied zurückstellt und zugleich durch das Steuerglied die Spannungsherabsetzung der Gleichstromquelle (2) wieder aufhebt, und daß der Ausgang des Und-Gliedes (14) mit dem bei abgefallenem Stromrelais (12') und herabgesetzter Spannung der Gleichstromquelle (2) verzögert einschaltenden Störsignalgeber (15) verbunden ist.