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Einrichtung zur Überwachung der Stromlieferung von Ladeeinrichtungen
elektrischer Sammlerbatterien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen
zur Überwachung,der Stromlieferung von Ladeeinrichtungen elektrischer Sammlerbatterien,
welche bei ungenügender Batteriespannung über hierfür sich selbsttätig ändernde
Ladewiderstände mit stark -wechselnden Stromstärken geladen werden. Bisher hat man
zur Überwachung solcher Anlagen ein in den Ladestromkreis eingeschaltetes Stromrelais
verwendet, welches bei einer Unterbrechung des Ladestromes, z. B. eines Gleichrichters,
ein Signal betätigt. Die Auslegung derartiger Relais ist jedoch schwierig, wenn
es sich um Ladeeinrichtungen mit derart. stark wechselnder Stromstärke handelt,
wie sie z. B. im Puffer-bzw. Dauerladebetrieb auftritt. Es ist -in diesem Fall erforderlich,
ein für Starkstrom bemessenes Relais mit mehreren Wicklungen zu -wählen und geeignete
Schalteinrichtungen vorzusehen, -welche bei den verschiedenen Stromstufen die zugehörigen
Wicklungen einschalten. Die Nachteile werden bei der Einrichtung mach der Erfindung
dadurch vermieden, daß parallel zu den zwischen Batterie und Ladequelle liegenden
Ladewiderständen für Dauer- bzw. Starkstromladung ein Spannungsrelais angeschlossen
ist, welches eine Signaleinrichtung blockiert, solange ein Ladestrom fließt und
somit ein Spannungsabfall in den Ladewiderständen auftritt, und die Signaleinrichtung
zum Ansprechen bringt, sobald der Ladestrom und damit der Spannungsabfall an den
Klemmen des Relais Null wird. Der Spannungsabfall an diesen. Ladewiderständen, d.
h. also der Spannungsunterschied zwischen Ladestromquelle und Batterie ist nämlich
verhältnismäßig sehr viel geringer als der Unterschied der Ladeströme beim Puffer-
bzw. Dauerladebetrieb, so daß -bei Verwendung eines einfachen Spannungsrelais ein
sicheres Anziehen und Abfallen des Relais beim Ein- bzw. Aussetzen der Ladung gewährleistet
ist. Setzt also der von der
Ladeeinrichtung gelieferte Strom aus,
so fällt der Anker des Spannungsrelais ab und löst die Signaleinrichtung aus. Für
Saininlerbatterien in Pufferschaltung mit vorgeschalteten Gegenzellen, ist bei der
Einrichtung nach der Erfindung das L'berwacliungsrelais der Signaleinrichtung zwischen
dem Außenpol der Gegenzellen und dem gleichnamigen Pol der Ladestroinquelle angeordnet.
Auf diese Weise wird also (las >r'herwachungsrelais von dein Unterschied der Spannung
an den Verbrauchern und derjenigen der Ladestromquelle beeinflußt. Uin die relative
Spannungsänderung am Spannungsrelais noch mehr zu vermindern, kann bei der Einrichtung
nach (ler Erfindung das Spannungsrelais mit einem stromabhängigen Widerstand mit
positivem Teniperaturkoeffizienten in Reihe geschaltet werden, -welcher bei den
betriebsmäßig auftretenden Spannungsänderungen. zwischen Batterie und Gleichrichter
einen erheblichen Teil dieser Änderungen übernimmt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung wird an Haird
der Abb. i und 2, in welchen zwei schematisch dargestellt sind, wie folgt näher
erläutert.
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Die Aufladung der Batterie b erfolgt in Abhängigkeit von ihrer Klemmenspannung
entweder mittels einer Dauer- oder einer Starkstroinladnng. Dal)#c-i ist die Batterie
b in Putterschaltung ständig an Verbraucher v angeschlossen. Als Stromquelle dient
ein Netzanschluß über den Gleichrichter g. An den Klemmen der Batterie liegt ein
selbsttätiges Spannungsrelais ri, «,-elches je nach der Klemmenspannung der Batterie
nur den Starkstromladewiderstand st oder den Starkstroniladewiderstand in Reihe
mit einem Dauerladewiderstand d einschaltet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. r liegt parallel zu den Ladewiderständen
als -Spannungsrelais das Überwachungsrelais r.,. welches im stromlosen Zustand einen
Signalstromkreis mit dem Wecker z,- einschaltet. Die Starkstromladung, welche jeweils
infolge des bei starleer Beanspruchung der Batterie auftretenden Spannungsrückganges
eintritt. erfolge beispielsweise mit einem Strom von 1 > Amp. bis zn einer Klemmenspannung
der Batterie von 2,35 V je Zelle bzw. 117,5 V bei z. B. >o
Zellen. Nach Erreichen dieser oberen Spannungsgrenze wird, wie es hei dieser Ladeweise
üblich ist, durch das Relais r1 der Strom von #,tarl:stroniladung auf Dauerladung
von z. B. i Amp. umgeschaltet, wobei sich dann eine Spannung von etwa 2,2 V je Zelle
bzw. i io V bei 5o Zellen einstellt. Der Gleichrichter möge bei diesem Strom eine
Spannung von i.10 V liefern, dagegen bei dem Starkstrom eine solche von 130 V. Infolgedessen
tritt bei Dauerladung zwischen Ladestromquelle und Batterie ein Spannungsunterschied
Von r -o - 110 = 3o V, un(1 bei Starkstromladung ein Unterschied von 130
-1 17,5
12,5 V ein. Das Verhältnis der Spannungen, bei welchen das Relais
also sicher halten muß, ist also 12,5 : 3o, d. h. weniger als 1 :3, während das
Verhältnis der Ströme i : r > beträgt. Selbst wenn, man annimmt, daß bei kurzzeitigen
Belastungsspitzen ini Verbraucher z, ein Spannungsrückgang der Batterie auf 1,8
V je Zelle bzw. 90 V bei @oZellen eintritt, so daß der Spannungsunterschied
zwischen Batterie und Lardeeinrichtung werden kann, so ist sogar 14o -yo = >o
V
doch das Verhältnis der Spannungsunterschiede am Relais immer erst
12.> : >o = 1 :.4. Im letzten Fall könnte man außerdem das Relais r1 init einer
'\`erzögertuig versehen, so daß es während der kurzzeitig auftretenden Belastungsspitzen
der Verbraucher nicht abfallen kann.
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Man erkennt also aus den obigen Darlegungen, daß bei der Einrichtung
nach der Erfindung durch Verwendung eine: Spannungsrelais in der beschriebenen Weise
ein ganz besonderer technischer Vorteil erzielt wird.
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Besondere Vorteile bietet die Einrichtung nach der Erfindung auch
in solchen Anlagen, in denen die Sammlerbatterie in. Pufferschaltung arbeitet und
ihr zum Zwecke der Konstantlialtung der :Netzspannung Gegen zollen vorgeschaltet
sind, wie dies in dem Ausführungsbeispiel in der Abb. 2 schematisch dargestellt
ist. Wie ersichtlich, sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Batterie b die
Gegenzellen ., in Reihe angeordnet, «-elche mittels des spannungsempfindlichen Relais
r;, zum Zwecke der Konstanthaltung der Spannung zu- oder abgeschaltet werden. In
diesem Falle ist gemäß der Erfindung das spannungsempfindliche, die Signaleinrichtung
ir steuernde Relais r2 zwischen dem Aulenpunkt p, der Gegenzellen und dem gleichnamigen
hol p2 des Gleichrichters g angeordnet. Auf diese Weise wird also das L herwachungsrelais
r-.. beim Einschalten der Gegenzellen von denn -Unterschied der Spannung in den
Verbrauchern z, und derjenigen der Ladestromquelle b beeinflußt. Dieser -Unterschied
ist aber in jedem Falle geringer als die Spannungsänderungen bei Anschluß des Relais
r2 unmittelbar an die Batterie.
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In Fällen, wo die relativen Spannungsunterschiede am Spannungsrelais
r.., zu groß werden, kann man diese dadurch vermindern, daß man ein Relais geringerer
Spannin; wählt und mit einem stromempfindlichen R'iderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten,
z. B. einem Eisendrahm-iderstand, in
Reihe schaltet, welcher bei
den betriebsmäßig auftretenden Spannungsänderungen zwischen Batterie und Gleichrichter
einen erheblichen Teil dieser Änderungen übernimmt, so daß die relative Spannungsänderung
am Spannungsrelais hierdurch vermindert wird.