DE610374C - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Stufenregelung des Ladestromes von Sammlerbatterien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Stufenregelung des Ladestromes von Sammlerbattcrien, insbesondere für Fernsprechanlagen, unter Verwendung von eine Reglereinrichtung steuernden Differenzrelais, die mit gleichen Gegenwicklungen in die Lade- und Entladeleitung geschaltet sind und die mit einer Polarisationswicklung versehen sind.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art setzt sich die zum Ansprechen notwendige AW-ZsM aus einer konstanten, der Vormagnetisierung entsprechenden AW-ZbM und einer ebenfalls konstanten, der erforderlichen Differenz der Gegenfelder entsprechenden AW-ZaM. zusammen. Es gelangen die Differcnzrelais erst bei einem bestimmten feststehenden Differenzbetrag zwischen Lade- und Entladestrom zum Ansprechen. Bei dieser Anordnung können daher nur entsprechend und unter sich gleich große Beträge in jeder Schaltstufe zu- bzw. abgeschaltet werden.

Es ist weiter eine Anordnung zur selbsttätigen Stufenregelung des Ladestromes bekanntgeworden, bei der Differenzrelais in der Zahl der Schaltstufen entsprechender Anzahl vorgesehen sind, die mit einer ihrer Wicklungen hintereinander in den Entladestromkreis geschaltet sind, während die zweiten Wicklungen jedes dieser Relais nebeneinander an der Spannung der Batterie liegen. Durch die Differenzrelais wird der Ladestromkreis stufenweise in Abhängigkeit vom Stromverbrauch verändert. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Größe der Stufen durch Änderung der Vorschaltwiderstände für die Nebenwicklungen verschieden zu gestalten. Die Anordnung macht einen erheblichen Aufwand an Relais erforderlich, da je Schaltstufe ein Differenzrelais und ein Relais zur Regulierung des Ladestromes vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen der ersteren Art, bei der je eine Gegenwicklung zweier Differenzrelais in der Lade- und Entladeleitung vorgesehen ist, die noch mit einer dritten, in einem besonderen örtlichen Stromkreis liegenden Wicklung als Polarisations- , wicklung versehen sind. Die Erfindung ermöglicht es, auch bei derartigen Anordnungen mit verschiedenen Schaltstufen zu arbeiten, indem Zwischenstufen vorgesehen werden. Zwischenstufen sind z. B. dann zweckmäßig, wenn in der Anfangsstellung eine zur Auslösung der nächsthöheren Schaltstufe zu geringe Belastung einsetzt oder wenn umgekehrt eine kleine Belastung in der Anfangsstellung eine verhältnismäßig zu große Ladestufe einschaltet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei Stromentnahme im Ruhezustand der Anordnung die Empfindlichkeit des bei überwiegender Stromentnahme ansprechenden Differenzrelais derart geändert wird, daß es bei einem anderen Entladungsüberschuß anspricht, als er in den übrigen Stellungen des Reglers zur Einstellung auf die folgende Ladestufe notwendig ist.

Als zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienendes Ausführungsbeispiel ist eine Schal-

tungsanordnung gewählt, bei der als Ladequolle Gleichrichter benutzt werden und die Reglung des Ladestroms durch Zu- oder Abschaltung einzelner Gleichrichtersätze erfolgt.
Der Gleichrichter wird aus mehreren je zwei Glühkathodenröhren bestehenden Sätzen Gl. ι bis Gl. 5 gebildet, die über einen Transformator Tr von einem Wechselstromnetz betrieben werden. Die Anoden der Gleichrichterröhren ίο führen zu Kontakten von je einem der Anschalterelais C, D, E, F und G, die nach Erregung die einzelnen Röhren mit den Anodenspannungswicklungen des Transformators verbinden und damit auf die Ladeleitung schalten. Eine Ausnahme bildet die erste Röhre des Satzes, deren Anoden ohne Zwischenschaltung eines Relaiskontaktes direkt mit ihrer Anodenwicklung verbunden sind. Die Erregung der Anschalterelais erfolgt über den Dreharm di eines als Stufenschaltwerk benutzten Drehschalters, dessen Schaltarme in der einen oder anderen Richtung in Abhängigkeit vom Steigen oder Sinken des Entladestroms bewegt werden und der für diese beiden entgegengesetzten &5 Bewegungsrichtungen je einen Schrittschalteantrieb mit dem Drehmagneten Dv bzw. Dr besitzt. Der Anreiz zur Änderung des Ladestroms geht von zwei Differenzrelais A und B aus, die mit je zwei genau gleich bemessenen Gegenwicklungen A I und A II bzw. BI und B II in der Lade- und Entladeleitung liegen. Mit Hilfe je einer dritten Wicklung AIII bzw. BIII wird erreicht, daß das Relais A nur über seine Wicklungen A I und A III, d. h. bei überwiegendem Ladestrom, und das Relais B nur über seine Wicklungen BI und BIII, d. h. bei überwiegendem Entladestrom, ansprechen. Wenn die zur Polung der Differenzrelais dienenden Hilfswicklungen A III und B III das richtige Ansprechen des betreffenden Differenzrelais bewirkt haben, werden sie durch Vorschaltwiderstände Wi 2 bzw. Wi 4 weitgehend außer Wirksamkeit gesetzt, um einen ungestörten Ausgleich der durch die beiden Gegenwicklungen hervorgerufenen Gegenfelder zu ermöglichen. Der dem gewünschten Änderungssinn entsprechende Anreiz wird über eins der Hilfsrelais AH bzw. BH auf einen der Drehmagneten Dr bzw. Dv geleitet und veranlaßt über den aus einem io-Sekunden-Schalter, dessen Antrieb beliebig sein möge, und den Relais / und O bestehenden Impulssendekreis die Fortschaltung des Drehschalters, bis die dadurch hervorgerufene Änderung des Lade-Stroms zum Stromausgleich mit dem Entladestrom führt und der Anreiz durch Abfall der entsprechenden Differenzrelais verschwindet. Dadurch, daß der Schrittschalter nur alle 10 Sekunden um einen Schritt weitergeschaltet werden kann, ist der besondere Vorteil gegeben, daß nur länger anhaltende Belastungsänderungen eine Nachregelung des Ladestroms herbeiführen, während kurze, stoßweise Belastungsänderungen im Durchschnitt unberücksichtigt bleiben und von der Batterie aufgefangen werden. Die Einschaltung des Gleichrichtertransformators erfolgt durch Umlegen des Schalters Sch. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Anschaltung etwa durch die einsetzende Belastung selbsttätig zu bewirken.

Die Schaltvorgänge sind im einzelnen folgende: Es sei angenommen, daß eine Belastung einsetzt, wenn sich der für die Stufenregelung vorgesehene Drehschalter in der Nullstellung befindet. In bekannter, nicht dargestellter Weise wird die Ruf- und Signalmaschine RSM angelassen, die über einen Anlaßkontakt das Relais N im Stromkreis Erde, Kontakt an, Relais N, Batterie erregt, worauf bei geschlossenem Hauptschalter Sch die Anschaltung des Transformators Tr an das Wechselstromnetz durch die Kontakte η J und nz erfolgt. Die erste Röhre des Gleichrichtersatzes Gl. 1 wird dadurch unmittelbar eingeschaltet, so daß folgender Ladestromkreis zustande kommt: Kathode dieser Gleichrichterröhre, Heizwicklung des Transformators, Mittelanzapfung der Heizwicklung, -j- -Ladeleitung, Batterie, Wicklung I des Relais A und Wicklung II des Relais B, —Ladeleitung, Relais K und über das der Kathode gegenüber jeweils positive Ende der Anodenwicklung durch die Röhre zurück zur Kathode. In diesem Kreise kommt nur das Relais K zum Ansprechen, während weder das Relais A noch das Relais B auch bei starkem Ladungsüberschuß über ihre in der Ladeleitung liegenden Wicklungen ausreichend erregt werden. Ein Ansprechen des Relais A wird überdies durch Abschalten seiner Zusatzwicklung A III in der Nullstellung des Reglers unmöglich gemacht, da von der Nullstellung aus nur eine Regelung auf zunehmende Ladestromstärke Sinn hat. Für das Relais B ergibt sich nun folgende Schwierigkeit:

Das Relais B ist so dimensioniert, daß seine gleichsinnig arbeitenden Wicklungen BI und SIII gegen die Gegenwicklung 2? II das Ansprechen bewirken, wenn der Überschuß des Entladestromes über den Ladestrom ungefähr den Betrag einer normalen Schaltstufe, in 1x0 diesem Falle also den Betrag des Anodenstromes zweier Gleichrichterröhren, erreicht hat. Da aber eine Schaltstufe vom halben Normalbetrag (entsprechend einer Gleichrichterröhre) schon in der Nullstellung eingeschaltet ist, muß das Relais B bei wachsendem Ladestrom zur Einstellung des Reglers auf die folgende Normalstufe schon bei einem halb so großen Entladestromüberschuß wie normal ansprechen. Zu diesem Zweck wird durch den Kontakt k der Vörschaltewiderstand Wi 5 kurzgeschlossen; dadurch wächst die durch die Wicklung B III

hervorgerufene, im Sinne der Ansprechwicklung B I arbeitende Vormagnetisierung so stark, daß das Relais B schon bei einem Entladestromüberschuß, der dem halben Betrage einer normalen Schaltstufe entspricht, seine Anker anzieht und über das Relais BH die Einstellung des Reglers auf die folgende Schaltstufe veranlaßt.

Im folgenden werden nun die einzelnen

ίο Schaltvorgänge, die bei der Fortschaltung des Drehschalters in Frage kommen, näher beschrieben. Bei zunehmender Stromentnahme aus der Batterie spricht das Relais B über seine Wicklungen B I im Verbraucherstromkreise und B III im Stromkreis Erde, k, Wi ι, Β III, Batterie, Erde an und schaltet durch Kontakt b das Verzögerungsrelais BH im Stromkreis Erde, ah5, b, BH, Batterie, Erde ein; außerdem vsird durch den Kontakt bhj, der Stromkreis für den Drehmagneten DV vorbereitet und durch Öffnen des Kontaktes bJi5 eine Erregung des Relais AH unmöglich gemacht. In Stellung 8 des 10-Sekunden-Schalters, der durch irgendeine Vorrichtung dauernd umlaufen möge, wird durch Kontakt δ&4 das Relais / (Wicklung I) in dem Stromkreis Erde, Schaltarm des io-Sekunden-Schalters, Kontakt bh4, JI, Batterie, Erde eingeschaltet, das sich über seine zweite Wicklung / II im Stromkreis Erde, 02, *4, /II, Batterie, Erde hält. In Stellung 10 des 10-Sekunden-Schalters gelangt das Relais O zum Ansprechen und trennt durch Kontakt 02 das Verzögerungsrelais / (Wicklung II) ab. Es besteht bis zum Abfall des Relais / folgender Stromkreis: Erde, 01, /3j &Ä3. Drehmagnet Du, Batterie, Erde, d.h. der Drehmagnet enthält einen Stromstoß. Dadurch werden die Schaltarme des Drehschalters in die Stellung 1 geschaltet, in der das Verzögerungsrelais C über Erde, Arm dz, C, Batterie, Erde anspricht. Das Relais C schaltet über seine Kontakte ei und C2 nunmehr den gesamten ersten Gleichrichtersatz auf die Batterie. Da die Wicklung B III des Relais B

nach Öffnen des Kontaktes bhi durch den hochohmigen VorschaltwLlerstand Wi 2 praktisch außer Wirksamkeit gesetzt ist, arbeitet die Wicklung B II nur gegen die Wicklung B I. Solange das Relais B seinen Anker angezogen hält, wird bei jeder Umdrehung des io-Sekunden-Schalters der Drehmagnet Dv erregt und schaltet die Arme d I und d II um je einen Schritt weiter, so daß nacheinander die Einschalterelais D, E, F, G zum Ansprechen gebracht werden. Da das Relais D durch Kontakt i?3 einen Haltestromkreis für das Relais C bildet, das Relais E durch Kontakt 03 einen solchen für das Relais D usw., wird durch die Zuschaltung der einzelnen Gleichrichter (Kontakte di, dz, bzw. ei, az usf.) der Ladestrom so lange anwachsen, bis die Gegenwicklung B II das Relais B zum. Abfall bringt, worauf durch Abschalten des Relais BH (Öffnen des Kontaktes b) eine erneute Erregung des Impulsrelais / durch den io-Sekunden-Schalter unterbleibt. Die der Entladung entsprechende Ladestromstärke ist in"der Stufenzahl entsprechender Annäherung erreicht und der Drehschalter bleibt stehen.

Sobald der Drehschalter seine Nullage verlassen hat, erfolgt über den Dreharm d II die Erregung der Wicklung A III, die im Sinne A I wirkt und nur mit dieser Wicklung zusammen das Ansprechen des Relais A ermöglicht. Dieser Fall tritt ein, wenn durch Nachlassen der Belastung die Gegenwicklung A II des Relais A nicht mehr im Gleichgewichtszustand zu halten vermag. Durch ganz entsprechende Vorgänge wird nach Erregung des Zwischenrelais AH (und Abschaltung des Relais BH) der Drehmagnet Dr eingeschaltet, der die Schaltarme des Dreh schalters schrittweise zurückdreht. Durch Abschalten der einzelnen Gleichrichterelemente und Nachlassen des Ladestroms wird stufenweise der Gleichgewichtszustand zwischen den beiden Gegenwicklungen A I und A II angestrebt (die Wicklung A III ist durch Kontakt ah 1 praktisch außer Wirkung gesetzt), worauf das A-Relais abfällt und der Drehschalter stehenbleibt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Stufenregelung des Ladestromes von Sammlerbatterien, insbesondere für Fernsprechanlagen, unter Verwendung von eine Reglereinrichtung steuernden Differenzrelais, die mit gleichen Gegenwicklungen in die Lade- und Entladeleitung geschaltet sind und die mit einer dritten, in einem besonderen örtlichen Stromkreis liegenden Wicklung als Polarisationswicklung versehen sind, dadurch gekennzeichnet,, daß be i Stromentnahme im Ruhezustand der Anordnung (Regler in Nullstellung) die Empfindlichkeit des bei überwiegender Stromentnahme ansprechenden Differenzrelais (B) derart geändert wird, daß es bei einem anderen (z.B. kleineren) Entladungsüberschuß anspricht, als er in den übrigen Stellungen n_D des Reglers zur Einstellung auf die folgende Ladestufe notwendig ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des bei überwiegender Stromentnähme ansprechenden Differenzrelais (B) durch teilweisen Kurzschluß des Vorschaltwiderstandes (Wi 5) geändert wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Polarisationswicklungen der Differenzrelais nach ihrer Erregung ein derart

bemessener Widerstand (Wi 2, Wi 4) eingeschaltet wird, daß die Polarisationswicklungen praktisch außer Wirksamkeit gesetzt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, insbesondere für solche 'Anlagen, die als Ladequelle über ein Wechselstromnetz be

triebene, aus mehreren Einheiten bestehende Gleichrichter benutzen, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Schaltstufen, insbesondere der Nullstellung zur Bewirkung der Anfangsladung, eine unterschiedliche Zahl von Einheiten zugeordnet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEKEI