DE591966C

DE591966C - Arrangement to avoid reverse current in charging devices for any number of portable accumulator batteries, especially for electric carts

Info

Publication number: DE591966C
Application number: DES92305D
Authority: DE
Inventors: Willi Salzenbrodt
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-06-20
Filing date: 1929-06-20
Publication date: 1934-01-30

Description

Anordnung zur Vermeidung von Rückstrom bei Ladeeinrichtungen für eine beliebige Anzahl . von transportablen Akkumulatorenbatterien, insbesondere für Elektrokarren In den Ladeanlagen von stationären Akkumulatorenbatterien wurden bisher zwischen Lademaschine und Batterie zur Vermeidung von Fließen von Rückstrom Unterstromschalter vorgesehen. Diese Schalter schalten zwischen 5 und io°lo der Nennstromstärke aus, d. h. die Verbindung Lademaschine-Batterie wird unterbrochen, sobald der Ladestrom nur 5 bis ioo/o groß ist. Da bei stationären Batterien der Ladestrom zwischen ioo und 30% schwankt (bei Beginn der Ladung ioo°jo, bei Gasung etwa 30°/a), genügen diese Unterstromschalter vollkommen.Arrangement to avoid reverse current in charging devices for a Any number . of portable accumulator batteries, in particular for electric carts In the charging systems of stationary accumulator batteries have been between Charging machine and battery to prevent reverse current from flowing undercurrent switch intended. These switches switch off between 5 and io ° lo of the rated current, d. H. the connection between the charging machine and the battery is interrupted as soon as the charging current is applied is only 5 to 100 per cent. Since the charging current for stationary batteries is between ioo and fluctuates 30% (at the beginning of the charge ioo ° jo, with gassing about 30 ° / a), suffice this undercurrent switch perfectly.

Beim Laden von transportablen Batterien, z. B. Elektrokarrenbatterien, sind die Unterschiede zwischen Ladestrom und Gasungsstrom erheblich größer. Es kann vorkommen, daß bei Ladung von mehreren Batterien der. Gasungsstrom nur etwa 10/0 vom Nennstrom beträgt. Bei Verwendung von Unterstromschaltern würde es deshalb zeitweilig nicht möglich sein, das Laden zu beenden, weil vorher schon .der Unterstromschalter ausschalten würde. Aus diesem Grunde werden bisher beim Laden von transportablen Batterien als Schutzschalter zur Begrenzung des Rückstromes Überstrom- und Rückstromschalter vorgesehen. Wenn es bei stationären Ladeanlagen durch den Einbau von Unterstromschaltern zum Fließen von Rückstrom überhaupt nicht gekommen ist, so konnte bei Ladeanlagen zum Laden von transportablen Batterien der Rückstrom nicht verhindert werden, da Nullstromschalter zum sicheren Abschalten von etwa 1(4°1o Nennstrom wegen ihrer zu großen Trägheit nicht hergestellt werden können und durch den Einbau von Überstrom- und Rückstromschaltern der auftretende Rückstrom nur begrenzt, aber nicht verhindert wird.When charging portable batteries, e.g. B. electric cart batteries, the differences between charging current and gassing current are considerably greater. It can happen that when several batteries are charged, the. Gassing current is only about 1 0/0 of the nominal current. When using undercurrent switches, it would therefore temporarily not be possible to stop charging because the undercurrent switch would switch off beforehand. For this reason, when charging portable batteries, overcurrent and reverse current switches have been provided as circuit breakers to limit the reverse current. If reverse current did not flow at all in stationary charging systems due to the installation of undercurrent switches, the reverse current could not be prevented in charging systems for charging portable batteries, since zero current switches ensure safe shutdown of about 1 (4 ° 1o nominal current because of their too great inertia cannot be produced and the installation of overcurrent and reverse current switches only limits the reverse current that occurs, but does not prevent it.

Normalerweise schaltet jeder Rückstromschalter bei 5 bis 1o°[, Rückstrom aus, wenn die Nennspannung die gleiche bleibt. Dieser Prozentsatz geht jedoch in die Höhe, sobald Batterien geladen werden, d. h. die Nennspannung variabel ist. Beim Laden von 40zelligen Batterien beträgt die Ladespannung etwa i io Volt und die Entladespannung, d. h. die Spannung, die bei Fließen von Rückstrom in Frage kommt, etwa 84 Volt.Normally every reverse current switch switches at 5 to 10 ° [, reverse current off when the nominal voltage remains the same. However, that percentage goes in the altitude as soon as batteries are charged, d. H. the nominal voltage is variable. When charging 40-cell batteries, the charging voltage is around 10 volts and the discharge voltage, d. H. the voltage at the flow of reverse current in question comes on, about 84 volts.

Je nach der Größe der Ladeanlage ändert sich der Wert, bei welchem eine Abschaltung erfolgt. Der Wert kann so hoch werden, daß der Rückstrom die angeschlossene Batterie zerstört. Gleichzeitig hat das Fließen von Rückstrom den Nachteil, daß einmal die geladene Batterie entladen und durch das Fließen von Rückstrom der Ladegenerator als Motor angetrieben wird. Auch dieser letzte Punkt kann bei Ladeaggregaten Störungen zur Folge haben.Depending on the size of the charging system, the value at which changes a shutdown occurs. The value can be so high that the reverse current reduces the connected Battery destroyed. At the same time, the flow of reverse current has the disadvantage that once the charged battery is discharged and by the flow of reverse current the charging generator as Motor is driven. This last point can also be used for charging units Result in malfunctions.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, die selbsttätigen Ladeschalter in Abhängigkeit von der Spannung der Batterie zu betätigen. Da derartige Überwachungseinrichtungen aber nur auf einen Minimal- und einen Maximalwert ansprechen, aber auch bei den Zwischenwerten Rückstrom verursachende Spannungsdifferenzen zwischen Ladestromquelle und Batterie auftreten können, bietet diese Einrichtung ebenfalls keine Sicherheit für einwandfreies Arbeiten.It has also already been proposed to use the automatic charging switch to operate depending on the voltage of the battery. Since such monitoring devices but only respond to a minimum and a maximum value, but also to the Voltage differences between the charging current source causing intermediate values for reverse current and battery can occur, this facility is also unsafe for perfect work.

Um ein Fließen von Rückstrom bei Ladeeinrichtungen für eine beliebige Anzahl von Akkumulatorenbatterien, die aus einem Netz oder von einem Generator finit konstanter Spannung aufgeladen werden, zu verhindern, wird erfindungsgemäß ein nur von der Ladespannung abhängiges Relais so geschaltet, daß es bei Spannungsrückgang elektrisch auf eine Auslösespule des Schalters zwischen Batterie und Ladestromquelle so einwirkt, daß dieser Schalter geöffnet wird, bevor die Spannung der Ladestromquelle soweit gesunken ist, daß Rückstrom auftreten kann. Sinkt die Ladespannung unter einen bestimmten Betrag, so fällt das Spannungsrelais ab und unterbricht den Stromkreis des Spannungsrückgangsauslösers, und der Schalter zwischen Batterie und Ladestromquelle fällt ab. Das Spantiungsrelais kann so empfindlich eingestellt werden, daß es schon sicher abschaltet, sobald die Zellenspannung unter die Gasungsspannung sinkt. DieGasungsspannung schwanktzwischen 2,4 bis 2,75 Volt je Zelle bei Bleibatterien.To have a flow of reverse current in charging devices for any Number of accumulator batteries that are finite from a network or from a generator To prevent constant voltage being charged, according to the invention is only a Relay dependent on the charging voltage is switched in such a way that it is activated when the voltage drops electrically to a trip coil of the switch between the battery and the charging current source acts so that this switch is opened before the voltage of the charging current source has dropped so far that reverse current can occur. If the charging voltage drops below a certain amount, the voltage relay drops out and interrupts the circuit the voltage drop trigger, and the switch between the battery and the charging current source falls off. The Spantiungsrelais can be set so sensitively that it already safely switches off as soon as the cell voltage falls below the gassing voltage. The gassing voltage fluctuates between 2.4 and 2.75 volts per cell for lead-acid batteries.

Die Selbstschalter, die zwischen Netz und Umformerrnotor und zwischen Ladegeneratoren und Batterien vorgesehen sind, können verriegelt werden, so daß beim Ausschalten des einen Schalters selbsttätig der zweite zwangsweise herausfällt. Diese Möglichkeit ist gegeben, wenn beide Schalter mit Hilfskontakten und mit Spannungsrückgangsauslösespulen versehen sind. Durch die Verriegelung und durch den Einbau des Spannungsrelais wird erreicht, daß bei 1Tetzstörungen einmal der Ladeumformer stillgesetzt und das andere Mal die zu ladende Batterie vom Ladegenerator getrennt wird. Weiter wird erreicht, daß bei irgendwelchen Störungen im Netz, im Umformer oder in den Ladeleitungen die Batterien vom Ladegenerator getrennt werden, bevor aus den Batterien Rückstrom in den Generator fließen kann. Gleichzeitig mit dem Trennen der Batterien von dem Ladeumformer wird. auch der Umformermotor vom Netz abgeschaltet.The circuit breakers between the mains and the converter motor and between Charging generators and batteries are provided can be locked so that when one switch is switched off, the second automatically falls out. This is possible if both switches have auxiliary contacts and voltage drop release coils are provided. By locking and by installing the voltage relay achieves that once the charging converter is shut down and the other in the event of mains faults Times the battery to be charged is disconnected from the charging generator. Further is achieved that if there are any faults in the network, in the converter or in the charging lines, the Batteries are disconnected from the charging generator before reverse current flows into the batteries the generator can flow. Simultaneously with the disconnection of the batteries from the charging converter will. the converter motor is also switched off from the mains.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Motor i, -der durch Wechselstrom von den Sammelschienen RT aus angetrieben wird, treibt den als Verbundinaschine dargestellten Gleichstromgenerator -> an. Über den mit einem Spannungsrückgangsauslöser 3 versehenen Ladeschalter 4 ist der Generator mit den Gleichstromsammelschienen P und N verbunden. An diese Sammelschienen sind über besondere Schalter i2 die zu ladenden Akkuinulatorenbatterien angeschlossen. Weiter ist ein Spannungsrelais 5 vorgesehen. Die Spule dieses Relais liegt zwischen Generator und Ladeschalter 4, wird also an Leitung 6 und 7 angeschlossen.An exemplary embodiment is shown in the drawing. The motor i, which is driven by alternating current from the busbars RT, drives the DC generator shown as a compound machine ->. About the with The generator has a charging switch 4 provided with a voltage drop trigger 3 the DC bus bars P and N are connected. There are over on these busbars special switch i2 connected to the accumulator batteries to be charged. Further a voltage relay 5 is provided. The coil of this relay is between the generator and charging switch 4, so it is connected to lines 6 and 7.

Über die Kontakte 8 des Relais und einen Hilfskontakt des Motorschalters 9 erhält -der Auslöser 3 des Ladeschalters 4 Spannung, sobald der Motorschalter 9 eingeschaltet ist, der Ladeumformer läuft und der Ladegenerator 2 erregt ist. Bei voller Erregung oder bei voller Nennspannung des Ladegenerators 2 zieht das Relais 5 an und schließt den Spannungskreis des Auslösers 3 durch Kurzschließen der Kontakte B. Erst jetzt ist ein Einschalten des Ladeschalters 4 möglich. Sinkt aus irgendeinem Grunde die Generatorspannung unter 2,4 Volt Zellenspannung (je nach der Zahl der Zellen, die gleichzeitig zu laden sind,-wird das Spannungsrelais 5 bemessen), so fällt der Anker des Spannungsrelais 5 ab. Dadurch, unterbrechen die Kontakte 8 die Stromzuführung zu dem Spannungsauslöser 3, und der Schalter 4 fällt heraus.Via contacts 8 of the relay and an auxiliary contact of the motor switch 9 - the trigger 3 of the charging switch 4 receives voltage as soon as the motor switch 9 is switched on, the charging converter is running and the charging generator 2 is energized. At full excitation or at full rated voltage of the charging generator 2, it pulls Relay 5 on and closes the voltage circuit of the release 3 by short-circuiting of contacts B. Only now can the charging switch 4 be switched on. Sinks for some reason the generator voltage is below 2.4 volts cell voltage (depending on the number of cells to be charged at the same time, -the voltage relay becomes 5 dimensioned), the armature of the voltage relay 5 drops out. This interrupts the Contacts 8 the power supply to the voltage release 3, and the switch 4 drops out.

Sowohl derSchalter4 als auch derSchalter9 sind mit einer an sich bekannten Freilaufkupplung versehen, die das Einlegen der Schalter nur gestattet, wenn die Rückgangsauslöser 3 und io unter Spannung stehen. Der Auslöser 3 steht aber nur unter Spannung, wenn das Relais 5 angezogen hat. Das Relais 5 selbst zieht aber nur an, wenn die erforderliche Ladespannung vorhanden ist. Der Auslöser io zieht an, sobald die Netzspannung vorhanden ist. Man hat also noch den großen Vorteil, daß der Schalter 4 nur bei voller Ladespannung eingelegt werden kann.Both the switch 4 and the switch 9 are known per se Provided overrunning clutch, which allows the insertion of the switch only when the Reverse triggers 3 and io are energized. The trigger 3 is only available under voltage when relay 5 has picked up. The relay 5 itself pulls, however only on if the required charging voltage is available. The trigger io pulls as soon as the mains voltage is available. So you still have the great advantage that the switch 4 can only be inserted at full charging voltage.

Da ein Einlegen des Schalters 9 nur möglich ist, wenn seine Spannungsspule io angezogen hat, ist ein Hilfsschalter ii vorgesehen, der ein gewöhnlicher Drehschalter oder ein Druckknopf sein kann, durch den je ein Hilfskontakt des Schalters 4 und des Schalters 12 überbrückt wird. Beim Einschalten des Ladeaggregates ist dieser Schalter so lange zu schließen, bis Spannungsspule io volle Spannung hat.Since an insertion of the switch 9 is only possible when its voltage coil io has tightened, an auxiliary switch ii is provided, which is an ordinary rotary switch or a push button can be through which an auxiliary contact of the switch 4 and of switch 12 is bridged. This is when the charging unit is switched on Close the switch until the voltage coil has full voltage.

Der an die Sammelschienen PN angeschlossene Ladeschalter 12, der die Batterie mit den Sammelschienen PN verbindet, ist mit dem Hilfskontakt 13 versehen, der den Erregerkreis der Spannungsrückgangsauslösespule io des Schalters 9 öffnet bzw. schließt. Ist die Ladung der Batterie beendet, so fällt dieser Schalter von selbst ab und öffnet die Erregerleitung der Spannungsrückgangsauslösespule io, so daß der Schalter 9 abfällt.The charging switch 12 connected to the busbars PN, which the Battery connects to busbars PN, is provided with auxiliary contact 13, the circuit of the excitation the voltage drop trip coil io des Switch 9 opens or closes. Once the battery has been charged, it drops this switch turns off by itself and opens the excitation line of the voltage drop release coil io, so that the switch 9 drops.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Arrangement to avoid reverse current in charging devices for any number of portable storage batteries, in particular for electric carts drawn from the mains or from a constant voltage generator are charged, characterized in that one is only influenced by the charging voltage Relay (5), which responds to the gassing voltage, in the event of a voltage drop electrically to a trip coil (3) of the switch (q,) between the battery and the charging current source acts so that this switch is opened before the voltage of the charging current source has sunk so far that a reverse current can develop at all.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that by opening the switch (,.) between the battery and the charging current source inevitably also the drive motor for the Charging power source from its network. is switched off. -