DE293652C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

In der Patentschrift 286611 ist eine Einrichtung zum Laden einer Akkumulatorenbatterie beschrieben, bei der die Ladespannung durch eine Hilfsmaschine geregelt wird, auf deren Feld der Ladestrom einwirkt. Es ist damit bezweckt, die Überwachung des Ladevorganges auf ein Mindestmaß zu beschränken. Bekanntlich ist es nun erwünscht, gegen Ende der Ladung einer Batterie die Lade-Stromstärke etwa auf die Hälfte des normalen Betrages herabzusetzen, und es ist hierzu auch bei der Einrichtung nach Patent 286611 ein besonderes Relais vorgesehen.

Da jedoch ein Relais mit Rücksicht auf die beweglichen Teile einer Abnutzung unterworfen ist und einer Beaufsichtigung bedarf, wird es erfindungsgemäß dadurch entbehrlich gemacht, daß die Erregung der Hilfsmaschine unter Beteiligung einer besonderen Erregermaschine geschieht, deren Spannung durch die der Hilfsmaschine beeinflußt wird.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Ladeschaltung angegeben, bei der der Anker der besonderen Erregermaschine in Reihe mit einer Wicklung der Hilfsmaschine an eine konstante Spannung gelegt ist. Ferner ist in der Schaltung vorgesehen, daß mit der Hilfsmaschine Batterien verschiedener Größe abwechselnd selbsttätig aufgeladen werden.

3, 4 in der Figur sind die Ladesammelschienen, und 5 ist der Anker der Hilfsmaschine, der einerseits über die Hauptstromerregerwicklung 6 an die Sammelschiene 3 und anderseits über die zu ladende Batterie 7 und den Ladeschalter 8 an die Sammelschiene 4 angeschlossen ist. An die Sammelschiene 3 sind ferner über den Schalter 9 die Erregerwicklung 10 und der Anker 25 der besonderen Erregermaschine sowie die Regelwiderstände 26, 27 angeschlossen, deren freie Klemme über den Schalthebel 29 an die Sammelschiene 4 gelegt ist. Die zweite Nebenschlußerregerwicklung 13 der Hilfsmaschine 5 liegt mit der einen Klemme an der linken Ankerklemme der Hilfsmaschine 5 und mit der anderen Klemme an dem Schalter 9, so daß sie durch dessen Schließen dem Anker und der Serienwicklung 6 der Hilfsmaschine 5 parallel geschaltet wird, wobei aber die Mitumfassung der Serienwicklung für die Wirkung der Wicklung 13 ohne Bedeutung ist. An der rechten Ankerklemme der Hilfsmaschine 5 liegen ferner die Erregerwicklung 30 der Erregermaschine 25 und die Regel widerstände 31, 32, deren freie Klemme über den Schalthebel 33 an die linke andere Ankerklemme der Hilfsmaschine 5 gelegt ist. Am Schalter 9 liegt noch die Erregerwicklung 34 der Erregermaschine 25 mit den Regelwiderständen 35, 36, deren freie Klemme über den

Schalthebel 38 an die Sammelschiene 4 angeschlossen ist.

An die Ankerklemmen der Hilfsmaschine 5 ist ferner die Relaisspule 19 angeschlossen, die den Schalter 21 steuert; dieser liegt in dem Stromkreis der Ausschaltspule 24 des Schalters 8. 39, 40 sind schließlich Spulen, die der Starkstromauslösespule des Schalters 8 entgegengeschaltet sind, und die beide unmittelbar oder auch nur die Spule 39 über einen Vorschaltwiderstand 42 durch den Schalthebel 41 an die Sammelschiene 3 angeschlossen sind. Der Schalter 8 wird auch in bekannter Weise durch Rückstrom ausgelöst.

Zum Laden der Batterie werden zuerst die Schalthebel 41, 33, 29, 38 in die der Größe der zu ladenden Batterie entsprechende Stellung, im vorliegenden Falle beispielsweise nach links, gelegt. Die Batterie wird mit der einen Klemme an den freien Pol des Schalters 8 und mit der anderen an die linke Ankerklemme der Hilfsmaschine 5 angeschlossen, und deren Anker sowie der mit ihr auf derselben Achse sitzende Anker 25 der Erregermaschine werden durch einen nicht gezeichneten Motor auf die betriebsmäßig erforderliche Drehzahl gebracht. Hierauf werden die miteinander gekuppelten Schalter 8 und 9 gleichzeitig geschlossen.

Alsdann können folgende Ströme fließen:

i. ein Ladestrom von der Sammelschiene 3 über die Hauptstromwicklung 6, die Hilfsmaschine 5 durch die Batterie 7 über den Schalter 8 zur Sammelschiene 4,

2. ein Erregerstrom von der Sammelschiene 3 über den Schalter 9, Erregerwicklung 34, Widerstände 35, 36, Schalter 38 zur Sammelschiene 4,

3. von der Sammelschiene 3 über den Schalter 9, die Erregerwicklung 10 der Hilfsmaschine, den Anker 25 der Erregermaschine, die Widerstände 26, 27, Schalthebel 29 zur Sammelschiene 4,

4. von der linken Klemme der Hilfsmaschine 5 über die Erregerwicklung 13, Schalter 9, Sammelschiene 3, Hauptstromwicklung 6 zur rechten Klemme der Hilfsmaschine 5,

5. von der linken Klemme der Hilfsmaschine 5 über den Schalthebel 33, Widerstände 32, 31 und die Erregerwicklung 30 der Erregermaschine zur rechten Klemme der Hilfsmaschine 5.

Nimmt man an, daß die Spannung an den Sammelschienen 3 und 4 der Spannung der entladenen Batterie 7 derartig entspricht, daß ein normaler Ladestrom fließt, so erzeugt der Anker 5 keine Spannung, die Spulen 13 und 30 sind stromlos (d. h. die unter 4. und 5. angegebenen Ströme fließen noch nicht) und die Amperewindungen der Wicklung 6 heben die der Wicklung 10 auf, welche unter der Spannung der Sammelschienen 3 und 4 vermehrt um die Spannung des Ankers 25 steht, der seinerseits jetzt nur unter Wirkung des Feldes der Wicklung 34 steht.

Steigt die Spannung der Batterie, so sinkt die Stromstärke in der Wicklung 6. Sofort erzeugen die überschießenden Amperewindungen der Wicklung 10 ein Feld, welches an den Klemmen der Hilfsmaschine 5 eine Spannung induziert; diese wiederum erzeugt einen Erregerstrom in der Wicklung 13, die die Amperewindungen der Wicklung 10 unterstützt und die Spannung an den Klemmen der Hilfsmaschine 5 so weit erhöht, daß der Ladestrom bis nahezu auf den ursprünglichen Betrag vergrößert wird. Gleichzeitig wirken die Amperewindungen der Spule 30 denen der Spule 34 entgegen, die zweckmäßig so bemessen sind, daß nach dem Erreichen der erforderlichen größten Ladespannung die Amperewindungszahl der Wicklung 30 der der Wicklung 34 das Gleichgewicht hält, und daß dann also die Erregermaschine 25 keine Spannung liefert. Da jedoch die Erregermaschine 25 anfangs mit hoher Sättigung läuft, wird durch die soeben beschriebene Verringerung ihrer resultierenden Erregung durch die in der Wicklung 30 auftretenden Amperewindungen die Spannung an den Klemmen des Ankers 25 nur wenig vermindert. Es werden zwar hiermit auch die auf die Wicklung 10 wirkende Spannung und infolgedessen die Amperewindungen der Wicklung 10 vermindert; da die Verminderung jedoch nur klein ist, so wird auch nur eine kleine Verringerung des Ladestromes die Folge sein. Erst wenn die Ladung weiter fortschreitet und die Sättigung der Erregermaschine abnimmt, wird auch eine stärkere Abnahme des Ladestromes stattfinden.

Ist die Ladung der Batterie und die Spannung der Maschine 5 bis auf die gewünschte Höhe gestiegen, so zieht die Wicklung 19 ihren Anker in sich hinein, schließt den Schalter 21, und die nunmehr gespeiste Spule 24 löst den Schalter 8 und damit gleichzeitig den Schalter 9 aus. Mit dem Schalter 9 können ein oder mehrere Schalter gekuppelt sein, die beim öffnen des erster en geschlossen werden und die Erregerwicklungen 10, 13, 30, 34 oder auch den Anker 25 unmittelbar oder über Widerstände kurzschließen.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß je nach der Sättigung der Erregermaschine die Charakteristik der Ladestromkurve bestimmt und durch eine Änderung der Sättigung der Maschine auch geregelt werden kann. Eine Gegenschaltung der Spannung des Ankers 25 gegen die Sammelschienenspannung ist gleichfalls möglich, dürfte sich aber nicht empfehlen, da bei stark gesättigter Maschine zu Be-

ginn der Ladung der Ladestrom stärker und gegen Ende der Ladung langsamer abnehmen würde, was den Ladeerfordernissen der üblichen Akkumulatoren nicht entspricht.

Die beschriebene Schaltung ist auch verwendbar, wenn die Hilfsmaschine 5 zu Beginn der Ladung die Sammelschienenspannung herabsetzt, während für den Hauptteil der Ladung die Hilfsmaschine nahezu spannungslos läuft und diese erst gegen Ende der Ladung eine Zusatzspannnng liefert. Die Wirkungsweise bleibt genau die gleiche, und es werden nur im ersten Teile der Ladezeit die Ampere win düngen der Wicklung 30 im selben Sinne wie die Amperewindungen der Wicklung 34 wirken, und erst während des zweiten Teiles der Ladezeit wird ein Entgegenwirken stattfinden.

Ferner ist es möglich, den Anker 25 anstatt in Reihe mit der Wicklung 10 auf eine besondere Wicklung der Maschine 5 arbeiten zu lassen. Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Spannung der Erregermaschine für die Reihenschaltung eine unbequeme Größe erreichen würde.

Durch die Bemessung der hinter Anker 25 und die Wicklungen 30 und 34 geschalteten Widerstände werden der Anfangsbetrag und der Endbetrag des Ladestromes festgelegt.

Dementsprechend ist es möglich, durch Abschalten je eines Teiles der Widerstände Anfangs- und Endstrom der Ladung zugleich zu erhöhen und so die Einrichtung für die Ladung einer größeren Batterie geeignet zu machen. Damit alsdann der selbsttätige Ausschalter auch erst bei einem entsprechend höheren Strome auslöst, kann bei Vorhandensein von Nebenschlußgegenspulen 39, 40 zur Hauptstromauslösespule beispielsweise durch Abschalten der Spule 40 und Vorschalten des Widerstandes 42 diese Erhöhung bewirkt werden. Anstatt für zwei kann selbstverständlich die Einrichtung auch für drei oder mehr Batterien umschaltbar gemacht werden.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Verwendung der mit einer Erregermaschine verwendeten Hilfsmaschine sowohl für die Aufladung einer Batterie als auch für die Aufladung mehrerer getrennter Batterien gleichzeitig unter Verwendung mehrerer getrennter Aggregate von Hilfsmaschinen und Erregermaschinen in Verbindung mit einer gemeinsamen Lademaschine möglich ist, und daß die Erfindung nicht auf den ersteren Fall beschränkt ist.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Laden einer Akkumulatorenbatterie nach Patent 286611, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Hilfsmaschine (5) unter Beteiligung einer besonderen Erregermaschine (25) geschieht, deren Spannung durch die der Hilfsmaschine beeinflußt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine (25) bei ihren hohen Arbeitsspannungen mit starker magnetischer Sättigung arbeitet, zum Zweck, während des ersten Teiles der Ladezeit eine geringe, und während des zweiten Abschnittes der Ladezeit eine stärkere Abnahme des Ladestromes zu bewirken.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Widerstände (31, 32; 26, 27 und 35, 36), die vor die Ankerund die Erregerwicklungen der Erregermaschine geschaltet sind und gleichzeitig zum Teil abgeschaltet oder kurzgeschlossen werden können, um die Hilfsmaschine für das Laden von Batterien verschiedener Größe arbeitsfähig zu machen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Widerstandsschalthebeln (33, 29, 38) ein weiterer Schalthebel (41) verbunden ist, der den selbsttätigen Ladestromausschalter der Batterie auf eine entsprechend größere Stromstärke einstellt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anker der Hilfsmaschine parallel liegende Erregerwicklung (13) mit der einen Klemme über einen die Erregung (34) der Erregermaschine beherrschenden Schalter (9) an die Sammelschienen angeschlossen wird, zum Zweck, mittels eines einzigen Schalters die Hilfsmaschine und Erregermaschine spannungslos zu machen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Abschalten der Erregung der Hilfsmaschine dienende Schalter (9) durch ein von der Ladespannung überwachtes Relais geöffnet und der Ladestromausschalter durch Rückstrom ausgelöst wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.