DE644629C

DE644629C - Arrangement for battery charging via a grid-controlled rectifier

Info

Publication number: DE644629C
Application number: DEA73419D
Authority: DE
Inventors: Gustav Wilhelm Mueller
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-06-14
Filing date: 1934-06-14
Publication date: 1937-05-11

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
11. Γ,ίΑι 1937ISSUED ON
11. Γ, ίΑι 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c GRUPPECLASS 21c GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Juni 1934 abPatented in the German Empire on June 14, 1934

Bei der Ladung von Akkumulatorenbatterien ist es üblich, die Batterie bis zur Gasungsgrenze mit einem, wesentlich höheren Strom zu laden als oberhalb der Gasungsgrenze. Durch die Herabsetzung des Ladestromes oberhalb der Gasungsgrenze wird, nämlich die Lebensdauer der Batterie erheblich heraufgesetzt. Unterhalb der Gasungsgrenze hingegen darf der Strom sehr hoch gewählt werden. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, selbsttätige Umschaltvorrichtungen vorzusehen, durch die bei Eintritt der Gasentwicklung der Strom dadurch begrenzt wird, daß in dem Primärkreis des Gleichrichters eine größere Induktivität eingeschaltet wird und die zur Konstanthaltung des Stromes während des ersten Teiles des Ladeprozesses dienenden Regeleinrichtungen außer Betrieb gesetzt werden. Bei dieser Anordnung nimmtWhen charging accumulator batteries it is common to run the battery up to the gassing limit with a much higher current to charge than above the gassing limit. By reducing the charging current above the gassing limit, namely the service life of the battery is increased significantly. However, below the gassing limit the current may be selected to be very high. It has therefore been proposed to provide automatic switching devices, by which the current is limited when gas is generated, that a larger inductance is switched on in the primary circuit of the rectifier and to keep the current constant during the first part of the charging process serving control devices are put out of operation. With this arrangement takes

ao somit der Ladestrom oberhalb der Gasungsgrenze dauernd ab.ao thus the charging current above the gassing limit continuously.

Es ist ferner bekannt, mit Hilfe einer Regeleinrichtung sowohl unterhalb als auch oberhalb der Gasungsgrenze den Strom auf einen konstanten Stromwert zu regeln. Da die Spannung der Batterie mit zunehmender Ladung andauernd steigt und insbesondere bei der Gasunigsgrenze stark ansteigt, ist es bei der bekannten Einrichtung "nötig, unterhalb und oberhalb der Gasungsgrenze das" Übersetzungsverhältnis des Gleichrichtertransformators oder dme Größe der vorgeschalteten Drossel so zu regeln, daß unter Zunahme der abgegebenen Gleichspannung der Ladeeinrichtung zunächst auf einen Höchstwert der Ladestromstärke, dann nach dem Einsetzen der Gasentwicklung bis zu einem Kleinstwert des Ladestromes auf konstante Spannung und hiernach auf diesen Kleinstwert der Ladestromstärke geregelt wird.It is also known to use a control device both below and below to regulate the current to a constant current value above the gassing limit. There the voltage of the battery increases continuously with increasing charge, and in particular increases sharply at the gas limit, it is necessary in the known device "below and above the gassing limit the "transformation ratio of the rectifier transformer or to regulate the size of the upstream throttle so that it increases the output DC voltage of the charging device initially to a maximum value the charging current, then after the onset of gas evolution up to one Minimum value of the charging current to constant voltage and then to this minimum value the charging current is regulated.

Es ist femier bekannt, daß durch eine selbsttätig wirkende Schalteinrichtung beim Anstieg der Ladespannung an der Gasungsgrenze zunächst nur der Ladestrom herabgesetzt wird, die Einschaltung einer die Ladung beendenden Schaltuhr jedoch erst erfolgt, wenn die bei der Herabsetzung des Ladestromes zunächst etwas abgefallene Ladespannung wieder auf den vorgegebenen Spannungswert angestiegen ist.It is also known that by an automatically acting switching device when If the charging voltage increases at the gassing limit, initially only the charging current is reduced is switched on, however, the switching on of a timer to end the charging only takes place if the charging voltage initially dropped slightly when the charging current was reduced has risen again to the specified voltage value.

Zur Abkürzung der Ladung kann man den Ladestrom anfangs "beispielsweise auf etwa 600 Ampere einstellen und ihn dann allmählich bis zur Gasungsgrenze bis auf 300 Ampere abfallen lassen. Bei der Gasungsgrenze nimmt man eine Umschaltung vor auf einenTo shorten the charge, the charging current can initially be ", for example, about Set 600 amps and then gradually adjust it to the gassing limit to 300 amps let it fall off. At the gassing limit you switch to one

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Gustav Wilhelm Müller in Berlin-Charlottenburg.Gustav Wilhelm Müller in Berlin-Charlottenburg.

kleineren Strom, beispielsweise auf 80 Ampere, und mit diesem kleineren Strom wird die Batterie noch längere Zeit bis zur Vollladung geladen. Es ist zweckmäßig, den,-. Strom während dieser Zeit so zu regeln, daß. ein vorbestimmter Wert nicht unterschritten und der Ladestrom zuletzt auf diesem Kleinstwert konstant gehalten wird, weil andernfalls die Ladezeit unnötig zunehmen würde. Den Gegenstand der Erfindung bildet nun eine Anordnung zur Batterieladung, bei der die Batterie über einen gittergesteuerten Gleichrichter unter Verwendung von Anodendrosseln gespeist wird. Um die Ladung in der angegebenen Weise abzukürzen, ist erfindungsgemäß ein stromabhängiges Relais vorgesehen, welches zu Beginn der Ladung das Regelorgan der Gittersteuerung so einstellt, daß der Strom dauernd einen bestimmen ten vorgegebenen Wert behält. Bei der Gasungsgrenze spricht ein spannungsabhängiges Relais an und bewirkt, daß nach einer Umschaltung der Ladestrom langsam unter Mitwirkung der Anodendrosseln sinkt. Sobald der Ladestrom während dieser Zeit einen bestimmten Wert unterschreitet, wird die zur Gittersteuerung dienende Einrichtung derart in Betrieb gesetzt, daß der Ladestrom trotz des Ansteigens der Gegenspannung auf i" einem vorgegebenen Kleinstwert konstant bleibt- Bei dieser Anordnung können also die Anodendrosseln verhältnismäßig groß ausgeführt werden, so daß nach Überschreitung der Gasungsgrenze sehr rasch der Strom auf einen niedrigen Wert sinkt. Die Ladezeit wird jedoch nicht erheblich vergrößert, da ein unnötig weites Absinken des Ladestromes durch die entgegengerichtete Wirkung der Gittersteuerung verhindert wird. Bei der Anwendung dieser Anordnung auf das obenerwähnte Beispiel würde also während des ersten TeiLes der Ladezeit der Strom auf mindestens etwa 300 Ampere eingestellt und nach Erreichen der Gasungsgrenze in einer Zwischeniperiode auf 80 Ampere herabgesetzt werden. Durch die Regeleinrichtung wird alsdann zuletzt bewirkt, daß der Ladestrom etwa 80 Ampere nie unterschreitet.smaller current, for example to 80 amperes, and with this smaller current the battery is charged for a longer time until it is fully charged. It is appropriate to, -. To regulate the current during this time so that. a predetermined value is not undershot and the charging current is last kept constant at this minimum value, because otherwise the charging time would increase unnecessarily. The subject of the invention now forms an arrangement for battery charging, in which the battery is fed via a grid-controlled rectifier using anode chokes. In order to shorten the charge in the specified manner, a current-dependent relay is provided according to the invention, which sets the control element of the grid control at the beginning of the charge so that the current constantly retains a certain predetermined value. At the gassing limit, a voltage-dependent relay responds and causes the charging current to slowly decrease with the help of the anode chokes after a switchover. Once the charging current during this period is below a certain value, the serving for the grating control means is so put into operation that the charging current in spite of the increase of the offset voltage on i "to a predetermined minimum value constant bleibt- In this arrangement, therefore, the anode reactors can be designed to be relatively large so that the current drops very quickly to a low value after the gassing limit has been exceeded. The charging time is not increased significantly, however, since an unnecessarily large decrease in the charging current is prevented by the opposing action of the grid control. When this arrangement is applied to the above-mentioned example During the first part of the charging time the current would be set to at least about 300 amperes and after reaching the gassing limit it would be reduced to 80 amperes in an intermediate period rode.

In der Abbildung ist in schematischer Darstellung eine solche Anordnung zur Batterieladung über einen gittergesteuerten Gleichrichter zur Erläuterung des Erfindungsgedankens angegeben. An dem vom Drehstromnetz ι gespeisten Haupttransformator 2 ist das Gleichrichtergefäß 3 Über Drosselspulen 4 angeschlossen. Der Transformator oder das Netz 1 selber speist auch zugleich das Regelorgan 5, beispielsweise einen Drehregler, das dem Gittertransformator 6 Strom zuführt. Mit Hilfe der Steuergitter wird die abgegebene Spannung des Gleichrichters reguliert, so daß die Batterie 7 einen vorbestimmten Ladestrom erhält. Dieser wird durch Relais 8 vermittels der Kontakte 9, 10 mit Hilfe des Antriebsmotors 11, der auf das «5 Regelorgan 5 wirkt, praktisch konstant gehalten. Relais 8 ist mit seiner Stromspule an den Nebenwiderstand 12 angeschaltet. In Reihe mit dieser Stromspule ist ein Vor- * widerstand 13 gelegt. Dieser ist bei dem 7b Ladebereich bis zur Gasungsgrenze durch Kontakte 14, 15 des Relais 16 kurzgeschlossen. Beim Erreichen der Gasungsgrenze zieht die Spannungsspule das Relais 16 nach unten und öffnet hierbei die Kontakte 14, 15 und 17, 18. Die Kontakte 14, 15 schalten jetzt den Widerstand 13 ein, und die Kontakte 17, 18 machen den Regelkontakt 9 des Relais 8 unwirksam. Dies hat zur Folge, daß allein unter Einwirkung der Drosselspulen 4 der Strom von der Gasungsgrenze aus allmählich auf einen kleineren Wert abfällt, der durch die Größe des Vorwiderstandes 13 gegeben ist. Die Zeit bis zur Erreichung dieses Minimalstroines ist gegeben durch die Größe der Drosselspulen 4. Beim Erreichen dieses Minimalwertes spricht das Relais 8 mit seinem oberen Kontakt 10 an und¹· sorgt dafür, daß der Minimalstrom nie unterschritten wird. Gleichzeitig aber mit dem Anziehen der Spule des Relais 16 tritt in bekannter Weise ein Zeitrelais 19 in Tätigkeit. Dieses schließt bei voll geladener Batterie Kontakte für ein Ausschaltorgan 20, das beispielsweise aus einer SchaLtspule für den Hauptschalter des Transformators 2 besteht oder aus einem Relais, welches die Aufladung der Batterie auf beliebige andere Weise beendet.In the figure, such an arrangement for charging the battery via a grid-controlled rectifier is given in a schematic representation to explain the concept of the invention. The rectifier vessel 3 is connected via choke coils 4 to the main transformer 2 fed by the three-phase network ι. The transformer or the network 1 itself also feeds the control element 5, for example a rotary regulator, which supplies the grid transformer 6 with current. With the help of the control grid, the output voltage of the rectifier is regulated so that the battery 7 receives a predetermined charging current. This is kept practically constant by relay 8 by means of contacts 9, 10 with the aid of drive motor 11, which acts on control element 5. Relay 8 is connected to the shunt resistor 12 with its current coil. A series resistor 13 is placed in series with this current coil. This is short-circuited in the 7b charging area up to the gassing limit by contacts 14, 15 of the relay 16. When the gassing limit is reached, the voltage coil pulls the relay 16 down and opens the contacts 14, 15 and 17, 18. The contacts 14, 15 now switch on the resistor 13, and the contacts 17, 18 make the control contact 9 of the relay 8 ineffective. As a result, the current gradually drops from the gassing limit to a lower value, which is given by the size of the series resistor 13, solely under the action of the choke coils 4. The time until this minimum routine is reached is given by the size of the choke coils 4. When this minimum value is reached, the relay 8 responds with its upper contact 10 and ¹ ensures that the current never falls below the minimum. Simultaneously with the attraction of the coil of the relay 16, a timing relay 19 comes into operation in a known manner. When the battery is fully charged, this closes contacts for a disconnection element 20, which consists, for example, of a switching coil for the main switch of the transformer 2 or of a relay which terminates the charging of the battery in any other way.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for battery charging via a grid-controlled rectifier under Use of anode chokes and current and voltage-dependent xi Relay, characterized in that a downstream relay (8) is provided is which at the beginning of the charge the control element (5) of the grid control accordingly a predetermined, fetched no Adjusts the current value and, when the gas limit is reached, is influenced in this way by a voltage-dependent relay (16) is that the charging current first slowly decreases with the help of the chokes, to finally through the downstream Relay, which is an adjustment counteracting the influence of the throttles managed by the grid control, kept constant at a minimum value to iao will.

2. Arrangement for battery charging over

Grid controlled rectifier according to claim ι, characterized in that when the gassing limit is reached responsive relay (16) a Konitakt (17, 18) is attached, which when reached the gassing limit the line between the contact (9) of the relay (8) for regulation on maximum current and the drive element (11) for the control element (5) interrupts the gate control, ic

For this purpose ι sheet of drawings