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Schaltvorrichtung für eine betriebsmäßig am Netz liegende, als Reserve
dienende Sammlerbatterie mit einem Zellenschalter und einer Lademaschine Die Verbindung
einer Sammlerbatterie mit einem Gleichstromnetz verfolgt bekanntlich den Zweck,
daß die Batterie als Betriebsreserve zur Verfügung steht, wenn die auf das Netz
arbeitenden Stromerzeuger ausfallen. Im anderen Falle, d. h. wenn die Stromerzeuger
normal auf das Netz arbeiten, wird häufig die Aufgabe gestellt, daß die Batterie,
trotz ihrer Anschaltung ans Netz, nicht entladen werden soll, weil sonst nach Ausfall
der Stromerzeuger die verminderte Kapazität der Batterie nicht mehr für den Bedarf
des Netzes ausreichen könnte. Die Lösung dieser Aufgabe bereitet Schwierigkeiten
«wegen der Spannungsschwankungen im Netz, die stets auch von der Art sind, daß sie
eine Entladung der Batterie hervorrufen.
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Gelingt es aber tatsächlich, die Batterie vor unerwünschter Entladung
zu schützen, so treten interne Vorgänge in der Batterie ein, die eine starke Abnutzung
der Elemente zur Folge haben. Durch die Einwirkung der Säure findet nämlich stets
eine langsame Bildung von Bleisulfat statt, ebenso durch kleine. praktisch unvermeidbare
Isolationsfehler. Die Sulfatierung vermindert die Kapazität und macht allmählich
die Platten unbrauchbar. Es «wurde nun bereits vorgeschlagen, einer Batterie einen
Gleichrichter parallel zu schalten und ein Steuerorgan vorzusehen, das eine ständig
«wechselnde Stromaufnahme und Stromabgabe zum Glätten der Spannungsschwankungen
des von dem Gleichrichter gelieferten Gleichstromes gestattet, wobei das Steuerorgan
die abwechselnde Stromentnahme und Stromabgabe aus der Batterie an sich nicht beeinflußt,
wohl aber das unzulässige Cberwiegen des einen oder anderen Zustandes verhindert,
damit die Batterie nicht erschöpft oder unzulässig überladen wird. Auf diese Weise
wird zwar auch dort eine ständige Arbeitsbereitschaft der Batterie erzielt. Sie
wird jedoch durch das ständige Laden und Entladen, das in dem besonderen Fall für
den Arbeitszweck der Batterie nicht entbehrt werden kann, stark beansprucht.
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Gemäß der Erfindung wird für eine als Reserve dienende Batterie in
bekannter Weise ein Zellenscbalter und eine Lademaschine vorgesehen. Ferner verstellt
eine selbsttätig wirkende Regelvorrichtung den Zellenschalter während der Bereitschaftszeit
stets derart, daß weder aus dem Netz ein Ladestrom die Batterie durchfließt, noch
aus der Batterie ein Strom ins Netz abgegeben wird. Die Lademaschine ist an die
Endklemmen der
Batterie angeschlossen und schickt ständig einen
sehr geringen Ladestrom durch die Batterie. Es findet eine sogenannte Tröpfelladung
statt. Hierdurch ist der Gefahr einer Sulfatierung vorgebeugt.
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Die Erfindung sei an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.
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In Abb. i bedeutet i das Netz, an das sowohl Stromerzeuger als auch
Verbraucher angeschlossen sind, 2 ist die Batterie, die ebenfalls ständig mit dem
Netz verbunden ist. Die Batterie besteht in der üblichen Weise aus den Stammzellen
3 und den Schaltzellen .I. Der Zellenschalter 5 wird durch ein motorisches Relais
6 gesteuert, und zwar je nach der Stellung eines Hilfsrelais 7, derart, daß der
Zellenschalter in der einen oder in der anderen Richtung bewegt wird. Die Spule
des Relais ; ist an einem Ende an den positiven -Netzpol, mit dem anderen Ende an
den Zellenschalter 5 angeschlossen. Der negative Pol der Batterie ist über die Leitung
8 mit dem negativen Pol des Netzes verbunden. Der Anker des Relais 7 hat zwei Kontakte
g und io, mit Hilfe deren das Motorrelais 6 den Zellenschalter 5 in der einen oder
anderen Richtung verstellen kann. Steht der Anker des Relais 7 oben, so erhält das
Relais 6 Strom über die Zuleitungen ii und 12; im Gegenfalle über die Zuleitungen
i i und 13. Außerdem ist ein Ladeerhaltungsgenerator 1q. vorgesehen,-der parallel
zur gesamten Batterie geschaltet ist. Die Spannung dieses Generators ist so gewählt,
daß die Batterie ständig finit etwa 0,2°1o des Entladestromes geladen wird.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Sinkt die Netzspannung
unter den normalen Betrag, so fließt zunächst ein Entladestroin durch die Batterie
im Sinne der Pfeilrichtung. Dieser Entladestrom hebt den Anker des Relais 7 an und
schließt den oberen Kontakt, so daß das motorische Relais über die Zuleitungen i
i und 12 Strom erhält. In diesem Falle arbeitet das Relais derart auf den Zellenschalter
5, daß dieser sich nach rechts, also im Sinne einer Abschaltung der Zellen bewegt.
Die Abschaltung geht so lange vor sich, bis kein Entladestrom mehr in der Spule
des Relais 7 auftritt. Umgekehrt wird, bei Steigen der Netzspannung und Auftreten
eines Ladestromes vom Netz aus, das Relais 7 seinen unteren Kontakt to schließen
und damit auf eine Zuschaltung der Schaltzellen hinarbeiten.
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Hiervon unberührt ist die Tätigkeit des Ladeerhaltungsgenerators i4.,
der stets auf eine konstante Spannung arbeitet und der Sulfatierung der nicht eingeschalteten
Restzellen sowie des übrigen Teiles der Batterie entgegenwirkt.
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Eine andere Ausführung zeigt Abb. 2. Die Bezeichnungen i bis 1o, sowie
14 bedeuten hier wieder dasselbe wie in der früheren Abbildung. Das Relais 7 ist
jedoch so geschaltet, daß es die Stammzellen 3 der Batterie (oder einen Teil derselben)
überbrückt. Bei dieser Schaltung äußert sich ein Zurückgehen der Spannung des Netzes
i auch gleichzeitig in einer Verringerung der auf das Relais 7 wirkenden Spannung,
weil sich nämlich die Gegen-EMK pro Zelle der aufgedrückten Spannung stets anpaßt.
Bei Rückgang der Spannung der Batterie wird daher das Relais 7 wie vorher seinen
oberen Kontakt schließen und das motorische Relais 6 somit den Zellenschalter 5
ebenfalls im Sinne einer Zellenabschaltung und daher im Sinne einer Verminderung
des Entladestromes bewegen. Der Ladegenerator 14 hat hier die gleiche Wirkung wie
in Abb. i.
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Für den eigentlichen Entladebetrieb müssen natürlicb, unter Ausschaltung
der für den Reservebetrieb vorgesehenen Maßnahmen, besondere Einrichtungen vorhanden
sein, welche die Entladespannung konstant halten.