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Batterieladegerät zum Anschluß an Wechselstrom Der Erfindung liegt
.die Aufgabe zugrunde, ein Batterieladegerät für Anschluß an ein Wechselstromnetz
zu schaffen, -welches einfach im Aufbau und in der Bedienung ist und keinerlei empfindliche
Teile aufweist. Ebenso soll das Gerät zur Ladung sowohl von Bleibatterien als auch
von Edisonakkumulato:ren brauchbar sein. Für die Umformung des Wechselstromes in
Gleichstrom kommen dabei in erster Linie Trockengleichrichter in Betracht. Das Ladegerät
nach der Erfindung überwacht den Ladevorgang selbsttätig und gestattet es, mehrere
Batterien gleichzeitig zu laden, -wobei die Zahl der zu ladenden Batterien wechseln
kann, ohne daß es hierzu einer besonderen Einstellarbeit bedarf. Gemäß der Erfindung
sind zum gleichzeitigen Laden mehrerer Batterien zwei oder mehr je an eine besandereTransformatorsekundärwicklung
angeschlossene Gleichrichter vorgesehen, wobei eine allen Gleichrichtern gemeinsam
vorgeschaltete Regeleinrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von der Zahl der jeweils
stromführenden Gleichrichter so beeinflußt wird, daß die Spannungsstromkennlinie
des einzelnen Gleichrichters unabhängig hiervon erhalten bleibt.
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Die Erfindung, die sich sowohl auf die Gesamtanordnung als auch auf
Einzelheiten derselben bezieht, möge an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Das Ausführungs-"beispiel stellt ein
transportables, mit Hilfe einer Kupplungsvorrichtung 2 an ein Wechselstromnetz anzuschließendes
Ladegerät für zwei Batterien dar. An den an dem Ladegerät befestigten Teil der Steckerkupplung
2 sind die drei Zuführungsleitungen .l, 6 und 8
angeschlossen,
die die drei Phasenleiter eines Drehstromsvsteins darstellen. In diesen drei Leitungen
liegt ein zum Ein- und Ausschalten des Hauptstromkreises dienendes Schütz io mit
den Kontakten 14 und der Betätigungsspule 12. Als Regelmittel für den Ladestrom
dienen die drei tormagnetisierten Drosselspulen 2;, 24 und 26, von denen jede in
bekannter Weise einen dreischenkligen Kern besitzt, auf dessen Außenschenkeln die
parallel geschalteten Wechselst romwicklungen 28, 3o bzw. 32 angeordnet sind. Auf
dein Mittelschenkel jeder Drossel ist eine Gleichstromerregerwicklung 3-1.36 bzw.
38 untergebracht. Diese drei Vorniagnetisierungswicklungen sind miteinander in Reihe
geschaltet und werden aus einem Steuerstromkreis gespeist, der weiter unten beschrieben
«erden soll.
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Die drei Regeldrosseln sind einem Transformator 40 vorgeschaltet,
dessen drei Priinärwicklungen .12, .14 und .46 in Stern geschaltet sind. Dieser
Transformator besitzt zwei getrennte Sekundärwicklungen 48 und @o in Dreieckschaltung,
von denen jede an einen besonderen Trockengleichrichter mit den Ventilgruppen
52, i-., 56 bzw. 58, 6o, 6 2 angeschlossen ist. Diese Trockengleichrichter
sind in Grä.etzscher Schaltung angeordnet tin l speisen je einen Gleichstromkreis
O bzw. O' mit den Klemmen <d, ß bzw. A', B'. In den Gleichstromkreisen
liegen Sicherungen 64und Stromanzeigeinstrumente 66 sowie in Reihe damit Stromrelais
68 bzw. 7.4 mit den Erregerwicklungen 7 o bzw. ; 6 und den Kontakten ;? bzw.
-8.
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Die Gleichstromkreise O und O' können benutzt werden, um zwei Batterien
getrennt v-)neinander zu laden. Die beiden Batterien können aber auch in Reihe geschaltet
sein, so daß sie also eine Batterie doppelter Zellenzahl darstellen, oder es kann
statt dessen eilte Batterie mit doppeltem Ladestrom geladen «-erden. Die hierzu
erforderlichen Unischaltungen werden durch die Schalter 8o und 82 vorgenommen. Wenn
der Schalter 8o offen und der Schalter 82 nach oben geschaltet ist, sind die beiden
Ladestromkreise voneinander getrennt, und es kann an die Xleinmen A, r und
A', B' je eine besondere Batterie allgeschlossen werden. Soll dagegen eine
Batterie mit dein doppelten Strom geladen werden, so wird der Schalter 8o nach unten.
gelegt, wodurch die beiden Ladestromkreise parallel geschaltet werden. Wenn der
Schalter 82 nach unten gelegt und der Schalter 8o geöffnet wird, so sind beide Ladestromkreise
in Reihe geschaltet, und es kann somit eine Batterie doppelter Zellenzahl geladen
werden.
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Die Größe des Laclestrornes kann sowohl mittels der Anzapfungeil an
den Regeldrosseln g.2, 2.I, 26 als auch mit Hilfe der nicht näher bezeichneten Anzapfungen
an der Primärwicklung des Transformators d.o eingestellt werden.
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Der Steuerkreis der voriliagnetisierten Drosseln 22, 24, -26 wird
über einen Transformator 84 mit der Primärwicklung 86 und der Sekundärwicklung 88
gespeist. Seine Priinärwicklung 86 liegt an einer Primärphase des Transformators
-o, kann aber auch unmittelbar an eine Phase der Drehstronizuleitung angeschlossen
werden. Die Gleichrichtung des Vorinagnetisierungsstrolnes erfolgt durch den Hilfsgleichrichter
9o, während :liu Größe des Vornlagnetisierungsstronies mittels des Widerstandes
92 einstellbar ist. Der Vorinagnetisierungsstrom hängt auflerdein noch von den beiden
Widerständen 94 uncl yci ab. die zweckmäßig beide gleich grofa s.ii-l und ebenfalls
einstellbar sein können.
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Wenn das Ladegerät benutzt wird, uni Bleibatterien zu laden, so ist
es wünschenswert, daß nach Erreichung eines bestimmten Ladezustandes der Batterien
die Endladung. finit zurückgesetztem Strom erfolgt. Zu diesem Zweck ist in jedem
Ladestromkreis O bzw. O' je ein Relais ioo bzw. io2 vorgesehen, deren Erregerwicklungen
io.l bzw. 114 über die Bontakte 72 bzw. ;8 gespeist werden. Pas Relais ioo
besitzt zwei Arbeitskontakte 1o6 und io8, von denen der erste in einem Parallelkreis
zu dem Widerstand 94 liegt. welcher außerdem noch über den im \orinalztistand geschlossenen
Kontakt iio eines Wärmerelais 112 geführt ist. Ebenso liegt der Kontakt 116 des
Relais io2 in Reihe mit dem Bontakt i 2o eines Wärmerelais 122 in -einem Paralleistroinkreis
zu demWiderstand 96.DieWärmerelais 112 und 12,2 können aus Bimetallstreifeil 128
bzw. 130 bestellen, auf denen Heizwicklungen 124 bzw. 126 angebracht sind. Jede
dieser Heizwicklungen liegt an der Spannung eines der Ladestromkreise O bzw. O',
so daß die auf der. Bilnetallstreifen ausgeübte Heizwirkung von der Spannung an
der zu ladenden Batterie abhängt. Da die Stronikreise der Heizwicklungen 124 und
126 aul-.lcidem über die Kontakte iog bzw. i 18 der beiden Relais ioo bzw.
102 geführt sind, so bann ein Heizstrom erst dann fließen, wenn cler betreffende
L adestroinkreis belastet ist. Erst dann ,-erden nämlich die Relais loo bzw. to=
über die Stromrelais 68 bz«-. ;4 erregt. Es ist vorteilhaft, die Wärmerelais 122
bzw. i 1.2 all einer solchen Stelle unterzu`aringen, d@;l.l sie derselben C nigebungstemperattir
aus"esetzt sind wie die zu ladenden Batterien, cla die Stromilienge, die zur Erreichung
eine bestimmten Ladezustandes erforderlich ist. stark voll dieser Umgebungstemperatur
al)-hängt.
Die verschiedenen Relais in dein Gleichstrotnerregerkreis
der Regeldrosseln arbeiten wie folgt: '-\?immt man an, daß beide Lade= stromkreise
Strom führen, so sind die Relais 68 und 74 geschlossen und dadurch die Relais ioo
und zog erregt. Damit sind auch die - Kontakte io6, io8, 116 und 118 geschlossen,
und die Heizwicklungen 124 und lab -,verden von Strom durchflossen. Außerdem sind
die Widerstände 94 und 96 überbrückt. Es fließt infolgedessen ein verhältnismäßig
großer Gleichstrom durch die Erregerwicklungen 34, 36 und 38 der vormagnetisierten
Drosseln, wobei 'seine Größe lediglich durch den Widerstand g2 bestimmt wird. Die
Induktivität der Regeldrosseln hat ihren kleinsten Wert und der Ladestrom ist entsprechend
hoch.
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Wenn Bleibatterien geladen werden, so bleiben die Schalter 132 und
134 in den Heizstromkreisen der Heizwicklungen 124 und 126 geschlossen. Steigt nun
die Batteriespannung mit zunehmender Ladung an, so nimmt auch die Temperatur der
Bimetallstreifen 128 und 130 zu, bis sich die Kontakte 128 bzw. i3o öffnen und damit
den Kurzschluß der Widerstände 94 bzw. 96 unterbrechen. Dadurch nimmt der
Erregerstrom in den vormagnetisierten Drosseln ab und der Ladestrom wird her,ibgesetzt.
Durch entsprechende Einstellung der Relais zig und 122 kann der Ladezustand, bei
dem diese Herabsetzung des Ladestromes eintritt, beliebig eingestellt werden.
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Bei der Ladung von Edisonbatterien ist eine Herabsetzung des Ladestromes
im Verlauf der Ladung nicht erforderlich. Infolgedessen wird man in diesem Fall
die Schalter 132 und 134 öffnen und damit die Heizwicklungen 124 und 126 unwirksam
machen. Die Ladung geht dann bis zum Ende mit unverändertem Strom vor sich.
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Wie schon erwähnt, werden die Relais ioo und 102 von dem Strom in
dem zugehörigen Ladestromkreis gesteuert. Dadurch wird zunächst-verhindert, daß
die Leerlanfspannung der Gleichrichter einen unzulässig hohen @#@Tert annimmt, denn
wenn in dem Ladestromkreis kein Strom fließt, so ist das zugehörige Relais offen
und damit der entsprechende Widerstand 94 bzw. 96 in den Vormagnetisierungsstromkreis
der Regeldrosseln eingeschaltet. Auf diese Weise werden die Gleichrichter vor Beschädigung
durch eine zu hohe Spannung geschützt. Wenn nur eine Batterie abgeschaltet wird,
so wird nur einer der Widerstände 94 bzw. 96 in den Erregerstromkreis der
Regeldrosseln eingeschaltet und die Spannung um einen entsprechenden Betrag herabgesetzt.
Infolgedessen bleibt die Spannungsstromkennliniedes anderen Ladestromkrei@es beim
Abschalten der einen Bgtterie unverändert. Dadurch, daß der Erregerstromkreis der
Regeldrosseln von einer Spannung gespeist wird, die der Wechselspannung bzw. der
Primärspannung des Transformators 4o proportional ist, wird der Einfluß von N etzspannungsschwankungen
auf die Ladestromkreise weitestgehend herabgesetzt oder beseitigt.
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Zu erwähnen ist noch eine Einrichtung, welche verhindert, daß die
Gleichrichter belastet werden, wenn sie nicht hinreichend gekühlt -werden. Zu diesem
Zweck sind der Erregerspule 12 des Hauptschützes io die Kontakte 146 eines Luftklappenschalters
148 vorgeschaltet, der in dem Luftstrom des Ventilators 142 liegt. Um das Ladegerät
einzuschalten, schließt man den Schalter 144 im Speisestromkreis des Lüftermotors.
Sobald der Lüfter zu laufen beginnt, «erden die Kontakte 146 des Luftklappenschalters
1.48 geschlossen und damit auch das Hauptschütz io eingeschaltet. Fällt aus irgendeinem
Grunde der Lüfter aus, so fällt automatisch das Schütz io ab, so daß die Gleichrichter
nicht durch unzulässige Erwärmung beschädigt werden können.