DE3317531A1

DE3317531A1 - Verfahren und vorrichtung zur energiesparenden auf- und entladung von akkumulatoren, insbesondere in werkstaetten und betrieben zur herstellung, inbetriebsetzung, aufladung und regenerierung von akkumulatoren

Info

Publication number: DE3317531A1
Application number: DE19833317531
Authority: DE
Inventors: Albert 1221 Budapest Biletzky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1983-11-24
Also published as: HU185528B; DE3317531C2

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ENERGIESPARENDEN AUFI
UND ENTLADUNG VON AKKUMULATOREN, INSBESONDERE IN WERk-STÄTTEN UND BETRIEBEN ZUR HERSELLUNGf INBETRIEBSETZUMGP AUFLADUNG UND REGENERIERUNG VON AKKUMULATOREN Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur energiesparenden Auf- und Entladung von Akkumulatoren, insbesondere in Werkstätten und Betrieben zur Herstellung, Inbetriebsetzung, Aufladung und Regenerierung von Akkumulatoren, -die dazu geeignet sind; die Energie des sich entladenden Akkumulators zum programmierten Aufladen eines weiteren Akkumulstors kontinuierlich zu verwenden Es ist im Zusammenhang mit der Herstellung Inbetriebsetzung, Aufladung und Regenerierung von Akkus mulatoren der Anspruch wohlbekannta wonach die Akkumulatoren entladen und mit einem Strom von vorbestimmter stärke aufgeladen werden müssen, Die Stromstärke ist während der Aufladung und der Entladung mit Grenzt werten beschränkte Im allgemeinen findet die Entladung der Akkumulatoren über Widerstände statt, wobei die in den Akkumulatoren gespeicherte Energie in Wärme umgew wandelt wird und verloren geht. Im Zusammenhang mit der Aufl-adung von Akkumulatoren bestehen gewisse Erwartungen im Laufe des ersten AufladensZ des Form" ladens, des betriebsmäßigen Aufladens, des Dauerladens, sowie in den verschiedenen Phasen des Aufladen, so z.B. in der Phase der intensiven Gasbildung, In dem ungarischen Patent HU-PS 166 090 wurde unter dem Titel "Thyristor-Steuerschaltungsanordnung zu Spannung und Stromreglern@ eine Lösung zur Regelung des Auf ladens beschrieben. Die, hierin offenbarte Lösung ist zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Spannung oder Stromstärke aus einem bestimmten Wert in der Aufladevorrichtung geeignete Das ungarische Patent HU-PS 165 288 betrifft eine Schaltungsanordnung zu Thyristor*Gleichrichternw Die in diesem Patent beschriebene Lösung ist dazu geeignet, die eingestellten Smannungsw oder Stromwerte mit einem guten Wirkungsgrad, aber mit durch kost spielige und voluminöse Magnetverstärker gesteuerten Thyristorene trotz der äusseren und inneren Störsignale mit möglichst hoher Genauigkeit einzuhalten.
Keine der in den obenangeführten Patenten beschriebenen Vorrichtungen kann die Verwendung der Energie der sich entladenden Akkumulstoren sowie eine Rückregelung des @adestroms der aufzuladenden Akkunulatoren in der Phase der intensiven Gasbildung ermöglichenv Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Verwendung der in den zu entladenden Akkumulatoren gespeicherten Energie zur Aufladung anderer Akkumulatoren zu ermöglichenp was insbesondere in den Werkstätten und Betrieben zweckmäßig istr wobei eine höhere Anahl von Akkumulatoren erzeugt, vorbereitet oder regeneriert wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Verfahren erarbeitetr wonach eine Akkumulatorbatterie zwecks Aufladung mit einem Ladestrom gespeist wird, und erfindungsgemäß der aufzuladenden Akkumulatorbatterie mit einer zu entladenden Akkumulatorbatterie in Reihe geschaltet wirdt wobei ein Stromkreis enge wendet wird, der auch gesteuerte Gleichrichter und einen Transformator enthält und der Ladest rom zumindest teilweise aus dem Entladestrom einer zu entladenden Akkumulatorbatterie erzeugt wird, deren Ausyangsspannung einen minimalen Wert überschreitet, Es ist insbesondere vorteilhaft dem Entladestrom insbesondere durch Thyristoren pulsierenden Gleichstrom zu geben, wobei die Ausgangsspannung der zu entladenden Akkumulatorbatterie zweckmäßig beobachtet wird.
Gleichfalls zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde eine Vorrichtung geschaffen, die ein mit einer Strom" quelle und mit einer aufzuladenden Akkumulatorbatterie gekoppeltes Ladegerät enthält worin erfindungsgemäß das Ladegerät mit einem zu einer zu entladenden Akkumulatorbatterie zugeschalteten Ladestronkreis ausgebildet ist, der einen mit der Ausgangsspannung der zu entladenden Akkumulatorbatterie gesteuerten und eine Zündeinheit steuernden Signalgeber und mit den Ausgängen der Zündb einheit über Steuerelektroden verbundene den Strom der Stromquelle nötigenfalls weiterleitende Thyristoren enthältr wobei mit der zu entladenden Akkumulatorbatterie in Reihe ein Relais und eine Zenerdiode geschaltet sind.
Es ist insbesondere vortewlhaftP den Signal geber als ein insbesondere aus einer Reihenschaltung von zwei Widerständen ausgebilcetes Wicerstandselement zu schaffen da derart in betrieblichen Bedingungen die zuverläßige Arbeit und ein einfacher Aufbau des Signalgebere gewährleistet und erreicht wird, Eine die Polarität überwachende Diode schließt die unerwünschte gekehrte Einschaltung der zu entladenden Akkumulatorbatterie aus; diese ist vorteilhaft mit der Zenerdiode in Reihe geschaltet.
Während der Periode der intensiven Gasbildung ist es vorteilhaft ein temperaturabhängiges Element zu verwenden, das den Signalgeber beeinflussen kann, Dieses Element kann zum Beispiel ein Widerstand von positivem Temperaturkoeffizienten sein, der mit einem Relais verw bunden ist. Das Relais soll eisen der Widerstände des Widerstandselements ausschalten und derart die Größe des pulsierenden Gleichstroms regulieren.
Die erfindungegemäße Lösung liefert zur Energie der zu entladenden Akkumule,toren über Thyristoren den jeweils erforderlichen pulsierenden Gleichstronf wobei die beiden Stromquellen gemeinsam und nach erfolgter Filtrierung den Ladestrom ergeben dessen Behalten auf dem gewünschten Wert durch die Regelung des Zündwinkels der Thyristoren erfolgt; in der Phase der intensiven Gasbildung verringert der Temperaturanstieg des aufzug ladenden Akkumulators mit Hilfe eines Thermoelements den Ladestrom; durch die Steuerung des Zündwinkels.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ala ein Regelungesystem gemäß der Erfindung ermöglicht; dap zur abnehmenden Spannung des zu entladenden Akkumulators vgähZ rend der Entladung autonatisch von dem Netz nur ein Spannungsmittelwgert abgenommen wurde was zum Erreichen und zur Aufrechterhaltung des eingestellten Ladestrom erforderlich ist. Auf diese Weise kann die Energie des zu entladenden Akkumulators beinahe in vollem Umfang zurückgewonnen werden wodurch zur Aufladung weniger Erergie aus dem Netz in Anspruch genommen wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösungen besteht darin daß die Entladung einer Akkumulatorbatterie und die Aufladung einer anderen gleicht zeitig vorgenommen werden, wodurch die Durchlässigkeit der Aufladestation sich verdoppelt, ohne daß für die Abfuhr der bei der Entladung frei gewordenen Wärmemenge gesorgt werden müsse.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrms kann die Aufladung auch ohne Aufsicht verwirklicht werden, und zwar durch eine Rückregelung; die aufgrund der während der Phase der intensiven Gasbildung entr stehenden höheren Temperatur vorgenommen wird* Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird weiter anhand einer beispielsweise dargestellten Ausfuehrung mit Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt, eine vorteilhafte Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Vonichtung.
Eine eufzuladende Akkumulatorbatterie 1 ist über eine mit Mittelabzweig ausgebildete Sekundärwicklung eines Transformators 3, Thyristoren 4 und 5. ein Grundsignal erzeugende Widerstände 6 und 15 und einen Stronlw messer 1.0 mit einer zu entladenden Akkumukatorbatterie 2 verbunden, Ein die. Spannung überviachendesRelais 7 - das über eine mit einer Diode 9 in Reihe geschaltete Zenerb diode 8 die Spannung der Akkumulatorbatterie 2 kontrolliert -schützt die zu entladende Akkumulatorbatterie 2 gegen "Tiefentladung", und zwar mit Hilfe von Öffnungs- und Schließ« kontakten 7.1 und 7.2ç Sollte die Spannung der zu entladenden Akkumulatorbatterie 2 unter den zugelassenen Wert fallen oder falls die durch die Diode 9 erfasste Polarität wegen eines fehlerhaften Anschlusses verkehrt ist, fällt das Relais 7 ab, bzw. zieht überhaupt nicht an, und der Stromkreis schliesst sich - unter Ausschaltung der zu entladenden Akkumulatorbatterie > über den Schließkontakt 7.2. Die Spannungen der aufzuladenden Akkumulatorbatterie 1 und der zu entladenden Akkumulatorbatterie 2 können unter Zuhilfnahme von Voltmessern 11 und 12 überwacht werden.
Der auf den Entlade-Gleichstrom superponierte pulsierende Gleichstrom wird in einem Kondensator 14 geglättet. Der aus der zu entladenden Akkumulatorbatterie aufgenommene Ladestrom flieht durch einen Signalceber, der ein Signal für eine Zündeinheit 13 erzeugt. Als Signalgeber kann vorteilhaft ein aus zwei Widerständen 6, 15 bestehendes Widerstandselement angewendet werden. Der hierdurch fließende Ladestrom ruft einen Spannunysabfal] hervor, den man in üblicher Weise zur Steuerung der Zündeinheit 13 verwendet. Die Zündeinheit 13 zündet die Thyristoren 4, 5 symmetrisch, unter einem Winicel, der den auf den das Grundsignal erzeugenden Widerständen 6, 15 eingestellten Ladest rom ergibt. Wenn nun die aufzuladende Akkumulators batterie 1 im Laufe des Aufladens in die Phase der intenw siven Gasbildung gelangt, was einen bedeutenden Temperaturw anstieg mit sich bringt, soll - durch ein temperaturabhängiges Element - eine Regelung des Ladestroms erfolgen.
Das wird durch den Signalgeber gewährleistet, zum Beispiel durch Anwendung eines Widerstands 16 von positivem Temperaturkceffizienten, z, B. eines Thermistors, und eines Relais 17 Das Relais 17 weist einen Schliekontakt 17.1 auf, der den in dem das Grundsignal bildenden Widerstandselement mit dem Widerstand 6 in Reihe geschalteten Widerstand 15 Icurzschließt und jenen aus dem Stromkreis ausschaltet; wodurch eine Verringerung des Grundsignals und folglich eine Rückregelung des Ladestroms erfolgt0 Wie es aus dem Obigen zu entnehmen ist, kann durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung die aufzuladende Akkumulatorbatterie 1 ohne Aufsicht mit einer im voraus eingestellten Stromstärke aufgeladen werden, bis zum vollen Aufladen, mit einer die sogenannte "Tiefladung" des zu entladenden Akkumulators verhindernden Schaltung. Die Zündungswinkelregelung der Zündeinheit 13 ist auch dann wiricsam, wenn die Spannung der zu entladenden Batterie unter die Spannung der aufzuladenden Batterie fällt;aber auch im gegengesetzten Fall wird das Behalten des Wertes des eingestellten Ladestroms gewährleistete

Claims

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ENERGIESPARENDEN AUF-UND ENTLADUNG VON AKKUMULATOREN; INSBESONDERE IN WERKE STATTEN UND BETRIEBEN ZUR HERSTELLUNG. INBETRIEBSETZUNG.

AUFLADUNG UND REGENERIERUNG VON AKKUMULATOREN Patentansprüche: Verfahren zur energiesparenden Auf und Entladung von Akkumulatoren, insbesondere in Werks und Betrieben zur Herstellung. Inbetriebsetzung, Aufladung und Rcgenerierung von Akkumulatoren, @obei eine Akkum@latorbatterie zwecks Aufladung mit einem Ladestrom cJespeist wird dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daP der Ladestron zumindest teilweise aus dem Entladestrom einer zu entladenden Akkumulatorbatterie erzeugt wird, deren Ausgangsspannung einen minimalen Wert überschreitet.
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t w daß der Ladestrom derart erzeugt wird, daß dem Entladestrom pulsierender Gleichstrom addiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgangsspannung der zu entladenden Akkumulatorbatterie überwacht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t . daß der pulsierende Gleich-Strom durch Regulierung des Zündwinkels von Thyristoren eingestellt wird.
So Vorrichtung zur energiesparenden Auf.> und Entladung von Akkumulatorent insbesondere zur Verwirklichung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in Werk statten und Betrieben zur Herstellung, Inbetriebsetzung, Aufladung und Regenerierung von Akkumulatoren, die ein mit einer Stromquelle und mit einer aufzuladenden Akkumuletorbatterie verbundenes Ladegerät enthält, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ladegerät mit einem zu einer zu entladenden Akkumulatorbatterie (2) zugeschalteten Ladestrorikreis ausgebildet is+, der einen mit der Ausgangsspannung der zu entladenden Akkumulator batterie (2) gesteuerten und eine Zündeinheit (13) steuernden Signalgeber und mit den Ausgängen der Zünden" heit (13) über Steuerelektroden verbundenef den Strom der Stromquelle nötigenfalls weiterleitende Thyristoren (4. 5) enthält, wobei mit der zu entladenden Akkunultorc batterie (2) in Reihe ein Relais (7) und eine Zenerdiode (8) geschaltet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t » daß der Signalgeber ein Widerstandselement ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t das das Widerstandselement zwei in Reihe geschaltete Widerstände (6, 15) enthält.
8, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Zenerdiode (8) eine die Polarität der zu entladenden Akkumulatorbatterie (2) überwachende Diode (8) in Reihe geschaltet, ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dag sie ein den Signalgeber beeinflußendes temperaturabhängiges Element enthält.

PO, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einen Widerstand (16) von positivem Temperaturkoeffizienten enthält, der mit einem Relais (17) verbunden ist, wo bei das Relais (17) zur Ausschaltung eines der Wider stände (6, 15) des Widerstandelementes ausgebildet ist.