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Einrichtung zur Konstanthaltung einer Verbraucher speisenden Batteriespannung
mit Hilfe einer parallel geschalteten Ladespannungsquelle Es ist bisher üblich gewesen,
Batterien während der Stromentnahme fortlaufend mit einem solchen gleichmäßigen
Ladestrom aufzuladen, daß die Batterie annähernd voll aufgeladen bleibt. Zu diesem
Zweck wird der Ladestrom so bemessen, daß er gleich dem Mittelwert des Entladestrornes
plus dem Stromwert ist, der nötig ist, um die Batterie voll aufgeladen zu halten.
Um den richtigen Wert für den Ladestrom festzustellen, wird die Batteriespannung
von Zeit zu Zeit gemessen und, falls der Ladestrorn zu klein oder zu groß ist, wird
er dadurch auf den richtigen Wert eingestellt, daß von Hand Widerstand im Ladestromkreis
zu- bzw. abgeschaltet wird. Dieses bekannte Verfahren ist nur vorteilhaft, wenn
der Entladestrom annähernd gleichbleibend ist, da eine häufige Neueinstellung des
Ladestromes erforderlich ist, falls die Belastung stark schwankt oder der Mittelwert
des Entladestromes- sich öfter ändert.
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Weiterhin sind selbsttätige Ladeanordnungen bekannt, bei denen ein
der Batterie vorgeschalteter Widerstand durch von der Batteriespannung abhängige
Relais stufenweise aus- und eingeschaltet wird, um die obengenannten Nachteile zu
vermeiden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung, welche
gegenüber den bekannten Anordnungen bedeutende Vorteile, besonders hinsichtlich
der an sie zu stellenden Regelanforderungen aufweist und die insbesondere bei solchen
Anlagen besonders zweckmäßig ist, bei denen sich der mittlere Wert des Entladungsstromes
häufig und in starkem Maße ändert. Erfindungsgemäß ist der Batterie ein Widerstand
vorgeschaltet, welcher derart bemessen ist, daß der Ladestrom bei vollständig vorgeschaltetem
Widerstand kleiner ist als der mittlere Entladestrom der Batterie zuzüglich des
für die Aufrechterhaltung des Ladezustandes der Batterie notwendigen Stromanteiles.
Weiterhin sind zwei Relais vorgesehen, von denen die Ansprechgrenzen (z. B. 2,14
Volt .und z, i 6 Volt) des einen Relais innerhalb der Ansprechgrenzen (z. B. 2,o5
Volt und a,30 Volt) des anderen Relais liegen. Sinkt nun die Batteriespannung stark
ab, so steuert das Grobrelais ein weiteres Arbeitsrelais, welches einen größeren
Teil des Widerstandes so lange ausschaltet, bis die Batterie wieder voll aufgeladen
ist. Gleichzeitig hiermit wird eine Signaleinrichtung eingeschaltet, die anzeigt,
daß die Batterie mit verstärktem Ladestrom geladen wird.
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Die Erfindung sei nun an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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Mit i ist eine Speicherbatterie bezeichnet, die mit dem Wechselstromspeisenetz
2 über
einen Transformator 3 und einen Gleichrichter 4 verbunden
ist. Als Gleichrichter dient ein Röhrengleichrichter, der ein Gas mit niedrigem
Druck, beispielsweise Argon, enthält, und der mit einer Anode 5 und einer Kathode
6 versehen ist, die ihren Heizstrom über einen Teil der Sekundärwicklung des Transformators
3 erhält. An die Klemmen der Batterie ist ein Verbraucherstromkreis 7, beispielsweise
Lampen, angeschaltet. Im Stromkreis der Batterie i und des Gleichrichters 4 ist
ein Widerstand 8 angeordnet, der zur Regelung des Ladestromes dient. Ferner sind
parallel zu der Batterie i die Wicklungen zweier Relais 9 und io geschaltet. Das
Relais 9 ist sehr empfindlich gegen Spannungsänderungen, und es ist so ausgebildet,
daß es seine Kontakte schließt und durch Kurzschließen des rechten Teiles des Widerstandes
8 eine Vergrößerung des Ladestromes herbeiführt, sobald die Batteriespannung etwas
unter den normalen Wert sinkt. Das Relais io ist nicht so empfindlich wie das Relais
9. Es schließt seinen-Kontakt und damit den Stromkreis für ein Relais i i erst dann,
wenn die Batteriespannung sehr stark gesunken ist. Das Relais i i schaltet bei seinem
Ansprechen den Widerstand 8 mit Ausnahme des linken Teiles aus dem Ladestromkreis
aus, wodurch die Batterie im verstärkten Maße aufgeladen wird. Die Relais 9, io
und i i steuern bei ihrem Zusammenarbeiten ein Niederspannungssignal 12.
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Die Zeichnung stellt die verschiedenen Schalteinrichtungen in der
Stellung dar, die sie einnehmen, wenn die Batterie sehr stark entladen ist und die
Wechselstromleitung 2 nicht unter Strom steht. Wenn die Speiseleitungen 2 unter
Spannung gesetzt werden, wird sofort ein Stromkreis von der linken Leitung 2 über
die Leitung 13, den Kontakt des Relais io, die Spule des Relais ii und die Leitung
14 zur rechten Leitung 2 geschlossen.
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Das Relais i i spricht an, hebt seinen Anker an und überbrückt dadurch
die drei oberen festen Kontakte. Darauf wird ein Stromkreis geschlossen, der von
der Anode 5 des Gleichrichters über die Leitung 15, die Batterie i, Leitungen 16
und 17, die äußeren festen Kontakte des Relais i i, die Leitung 18, den linken Teil
des Widerstandes 8 zurück zum Gleichrichter verläuft. Die Batterie wird jetzt mit
dem größeren Wert des Ladestromes geladen, da nur der kleinste Teil des Widerstandes
im Ladestromkreis liegt. Der Strom über diesen Teil des Widerstandes verursacht
einen genügend großen Spannungsabfall, um die Lampen i9 zum Leuchten zu bringen.
Die Lampe i9, welche über einen Teil des im Ladestromkreis liegenden Abschnittes
des Widerstandes geschaltet ist, zeigt -an, daß die Batterie mit dem größeren Ladestrom
aufgeladen wird. Ferner wird ein dritter Stromkreis, der das Spannungssignal 12
enthält, über folgenden Weg geschlossen: von einer NTiederspannungswicklung 2o des
Transformators 3 über die Leitung 21, den linken festen Kontakt des Relais i i,
Leitung 17, Kontakt des Relais 9, Leitungen 22 und 23, über das Spannungssignal
12 und die Leitung 24 zurück zur Wicklung 20.
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Die Wicklungen der Relais 9 und io liegen parallel zu der Batterie
i und in Reihe mit dem Widerstand 25, der bezweckt, den Strom über die Relaiswicklungen
und damit die Wärmeverluste in diesen Wicklungen klein zu halten.
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Um die Erfindung an einem Beispiel klarer zu machen, sei angenommen,
daß eine Zellenspannung von 2,15 Volt den günstigsten Ladezustand der Batterie i
dargestellt. Das Relais io wird dann so bemessen, daß es bei 2,3 Volt je Zelle seinen
Kontakt öffnet und ihn bei einer Spannung von 2,05 Volt je Zelle schließt.
Das Relais 9 ist so bemessen, daß es seinen Kontakt bei einer Spannung von 2,i6
Volt je Zelle öffnet und ihn bei einer Zellenspannung von 2,14 Volt schließt. Wenn
daher die Batterie in stärkstem Maße aufgeladen wird, öffnet das Relais 9, wenn
die Zellenspannung den Wert von 2,16 erreicht, seinen Kontakt, und hierdurch wird
das Niederspannungssignal abgeschaltet. Die Zellenspannung steigt allmählich an,
bis sie den Wert von 2,3o Volt erreicht, worauf das Relais io seinen Kontakt öffnet
und den Stromkreis für das Relais i i unterbricht. Dieses läßt seinen Anker fallen
und unterbricht hierdurch die verstärkte Aufladung. Die Batterie wird dann mit dein
kleinsten Ladestrom über folgenden Stromkreis geladen: Gleichrichter 4, Leitung
15, Batterie i, Leitungen 16 und 17, die unteren Kontakte des Relais i i, Leitung
26, Widerstand 8, zurück zum Gleichrichter. Der Wert des Ladestromes bei vollständig
eingeschaltetem Widerstand ist kleiner als der Mittelwert des Entladestromes plus
dem Strom, der nötig ist, um die Batterie voll geladen zu halten. Infolgedessen
sinkt jetzt die Zellenspannung allmählich bis auf 2,i4 Volt herab, worauf das Relais
q seinen Kontakt schließt. Hierdurch wird der rechte Teil des Widerstandes 8 kurzgeschlossen,
und der Ladestrom verläuft nun über folgenden Weg: Vom Gleichrichter 4 über die
Leitung 15, die Batterie i, die Leitung 16, die Kontakte des Relais 9, die Leitung
22 und den Widerstand 8 zurück zum Gleichrichter. Der Wert des Ladestromes bei kurzgeschlossenem
rechten
Teil des Widerstandes 8 ist größer als der Mittelwert des
Entladestromes plus dem zur Aufrechterhaltung der vollen Batteriespannung erforderlichen
Stromwert, und infolgedessen steigt die Zellenspannung allmählich bis auf 2.16 Volt
an, worauf das Relais 9 seinen Kontakt wieder öffnet. Die Batterie wird daher unabhängig
von beträchtlichen Schwankungen des Mittelwertes des Entladestromes annähernd voll
aufgeladen gehalten, und zwar ungefähr mit einer Zellenspannung von 2,15 Volt.