DE696719C - Anordnung zum Ausgleich der AEnderung des Spannungsabfalles von Gleichrichtern - Google Patents

Description

• Anordnung zum Ausgleich der Änderung des Spannungsabfalles von Gleichrichtern Zusatz zum Patent 684 857 Gegenstand des Hauptpatents ist eine Anordnung zum Ausgleich der Änderung des Spannungsabfalles von Gleichrichtern, beispielsweise von Trockengleichrichtern. Gemäß dem Hauptpatent liegt im Wechselstromkreis die Reihenschaltung aus einer gesättigten Drosselspule und einem Kondensator: Gemäß der Erfindung wird bei Verwendung einer derartigen Anordnung zur Dauerladung von Batterien die Bemessung des Resonanzkreises so getroffen; daß die Änderung des Ohmschen Spannungsabfalles des Gleichrichters. unter- oder überkompensiert wird. Man erreicht. im ersteren Fall eine sehr steile Ab- hängigkeit des Ladestromes von der- Batteriespannung, im zweiten Falle ein Kippen des Stromes, derart; daß @de@r. Ladestrom bei einer bestimmten Höchst- und bei einer bestimmten Mindestspannung sprunghaft seine Größe ändert. Dadurch erreicht man, daß bei, dauernd an das Wechselstromnetz angeschlossenen Batterien, also bei Pufferbatterien; der Ladestrom selbsttätig der Belastung und dem Ladezustand der Batterie stets oder in größeren Zeitabständen angepaßt wird.
• Die Anordnung nach der Erfindung unterscheidet sich wesentlich von .einer bekannten Anordnung, bei der zwar auch eine Kipp;-Ladung erzielt: werden soll, bei der jedoch in Reihe mit der Gleichrichteranordnung eine gesättigte Drosselspule und parallel zu dieser ein Kondensator liegt. Wie erwähnt, erreicht man durch diesen Parallelresonanzkreis zwar auch -ein Kippen. Voraussetzung dafür ist aber, däß die Wirkverluste ,der Drosselspule bei der bekannten Anordnung eine bestimmte Größe besitzen. Bei 'der Anordnung nach der Erfindung dagegen spielen die Wirkverluste der Drosselspule für die grundsätzliche Wirkung keine Rolle. Man kann also Drosselspulen verwenden, bei denen .die Wirkverluste außerordentlich klein sind.
• In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine 'selbsttätige Dauerladeeinrichtung dargestellt. Vom Wechselstromnetz i wird über einen Transformator'6 eine Gleichrichteränordnung 2 gespeist, die im Ausführungsbeispiel aus vier Trockengleichrichtein, z. B. Kupfer-I,'-tipferoxydgleichrichtern, in Graetzschaltung besteht. In Reihe mit der Gleichrichteranordnung liegt eine im Sättigungsbereich arbeitende Drosselspule q. und ein Kondensator 5. Gegebenenfalls kann auch noch ein Ohmscher Widerstand in Reihe gelegt - werden. Die Gleichrichteranordnung speist eine. Batterie: 7, beispielsweise eine Hilfsbatterie, wie sie für Kraftwerke und Schaltstationen Anwendung findet.
• Wie die Anordnung bemessen werden muß, damit ein Kippvorgang eintritt, zeigt die Fig. 2. Die beiden ansteigenden Geraden stellen die Spannung an der Gleichrichteranordnung dar, die :durch die Batteriespannun- Us und den inneren Spannungsabfall J . R der Gleichrichteranordnung; der proportional dem Strom angenommen ist, gegeben ist. Diese beiden. Spannungen sind auf die am Gleichrichter herrschende Wechselspannung umzurechnen. Die Summe aus Batteriespannun- und innerem Spannungsabfall des Gleichrichters gibt die an der Gleichrichteränordnun- herrschende Spannung. In Fig. ä ist diese Spannung einmal für :die Batteriespannung UB, von i;9 Volt je Zelle und einmal für die Batteriespannung UB2 von 2,5 Volt je Zelle dargestellt (untere -und obere ansteigende Gerade)'. Die stark ausgezogene Kurve gibt die Differenz aus der Netzspannung UN und der an der Reihenschaltung von Kondensator und-Drosselspule herrschenden Spannun- an. Dabei ist zu beachten, daß die Netzspannung und .die an dieser Reihenschaltung herrschende Spannung nichtarithmetisch; sondern geometrisch zusammengesetzt werden müssen. Diese so erhaltene Spannungstäuch gleich der -Spannung; die am Gleichrichter herrscht: Wie die Fig.2 zeigt, decken sich die durch den am inneren Widerstand- des Gleichrichters .auftretenden Spannungsabfall und. .die Batteriespannung bedingte Spannung am Gleichrichter und die durch- den Spannungsabfall am Resonanzkreis bedingte Spannun- am Gleichrichter nicht; so daß nur einzelne Punkte stabil sind. Ist also beispielsweise die Spannung der Batterie je Zelle gleich 1,9 Volt; so -gibt der Schnittpunkt der unteren Geraden mit der stark ausgezogenen Kurve den stabilen Betriebspunkt an. Die Batterie wird geladen, und zwar ist der Ladestrom gleich J2. Durch die Ladung der Batterie steigt die Batteriespannung an, und. der Ladestrom nimmt allmählich ab. Sobald die Spannun- j e Zelle 2,5 Volt beträgt, springt der Ladestrom plötzlich auf den Wert Ji, da, wie aus Fig, 2 ersichtlich; nur dieser Betriebswert stabil sein kann. Wird nun die Batterie entladen, so fällt ihre Spannung, der Ladestrom nimmt etwas zu; um bei Erreichen einer Spannung von 1,9 Volt je Zelle wieder sprünghaft auf den Wert: J2 anzusteigen: Durch entsprechende Bemessung der Anordnung kann man erreichen, daß bei irgendwelchen anderen gewünschten Grenzspannungen ein Umspringen des Ladestromes erfolgt.
• Will man eine sehr steile Abhängigkeit des Ladestromes von ;der Batteriespannung erreichen, so kann man die Kurve der an dein Gleichrichter herrschenden Wechselspannung, die durch den Kondensator und die Drosselspule bedingt ist; so legen, wie es in der Fig. z gestrichelt angedeutet ist. Man -erhält dann bei einer- geringen Änderung der Batteriespannung eine große, aber stetige Änderung des Ladestromes.
• Wie in dem Hauptpatent beschrieben, kann man auch statt der elektrischen Reihenschaltun- vom Kondensator und gesättigter Drosselspüle -eine Flußparällelschaltung verwenden; indem man einen dreischenkligen Eisenkern vorsieht, von dem ein Schenkeleine in Reihe im Stromkreis liegende Wicklung trägt, auf dessen zweitem Schenkel eine Wicklung liegt, an welche ein Kondensator angeschlossen und dessen dritter Schenkel gesättigt ist. Auch hierbei kann man durch entsprechende Bemessung ein Kippen oder eine steile, aber stetige Abhängigkeit des Ladestromes von der Batteriespannung -erreichen.
• Besonders vorteilhaft ist es, diese Anordnung noch weiter so auszubilden, daß auch gleichzeitig der Netztransformator mit ihr vereinigt ist.
• Eine solche Anordnung zeigt die Fig.- 3. Der Transformator besitzt vier Schenkel i o, 11, i z und 13. Der Schenkel i o trägt die Primärwicklung 14, welche an das Netz i angeschlossen ist. - Der zweite Schenkel i i trägt eine Wicklung i5, an welcher der Kondensator 5 liegt. Der dritte Schenkel 1z ist gesättigt. Der vierte Schenkel 13 trägt eine Wicklung 16, an welche -die Gleichrichteränordnung, welche die Pufferbatterie 7 speist, angeschlossen ist. Diese Anordnung entspricht in der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. i. -

Claims (2)

1. Pn-tNTANS utÜcuL: i: Anordnung zum Ausgleich der Änderung des Spannungsabfalles von Gleichrichtern nach: Patent 68¢ 857, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Gleichrichters zum Laden von Batterien die Änderung des Spannungsabfalles des Gleichrichters unter- oder überkompensiert wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch a, gekennzeichnet durch einen vierschenkligen Transformator, dessen erster Schenkel die von der Netzspannung .erregte Wicklung trägt, dessen zweiter Schenkel eine Wicklung besitzt; an welche der Kondensator angeschlossen: ist; dessen dritter Schenkel gesättigt ist und ,dessen vierter Sehenkel eine Wicklung trägt, welche die Gleichrichteranordnung speist.