DE735786C - Batterieladegeraet zum Anschluss an Wechselstrom - Google Patents

Batterieladegeraet zum Anschluss an Wechselstrom

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DE735786C
DE735786C DES145652D DES0145652D DE735786C DE 735786 C DE735786 C DE 735786C DE S145652 D DES145652 D DE S145652D DE S0145652 D DES0145652 D DE S0145652D DE 735786 C DE735786 C DE 735786C
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Germany
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voltage
battery
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rectifier
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Expired
Application number
DES145652D
Other languages
English (en)
Inventor
Irving R Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/12Regulation of charging current or voltage using magnetic devices having controllable degree of saturation, i.e. transductors

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Batterieladegerät zum Anschluß an Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr j e an eine besondere Transformatorsekundärwicklung angeschlossene Gleichrichter zum gleichzeitigen Laden mehrerer Batterien vorgesehen sind, wobei eine allen Gleichrichtern gemeinsam vorgeschaltete Regeleinrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von der Zahl der jeweils belasteten Gleichrichter so beeinflußt wird, daß die Spannungsstromkennlinie des einzelnen Gleichrichters unabhängig hiervon erhalten bleibt.
  2. 2. Ladegerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Regeleinrichtung ein der Primärwicklung des Transformators vorgeschalteter Satz vormagnetisierter Drosseln liegt, in deren Vormagnetisierungskreis für jeden Gleichrichter je ein Widerstand geschaltet ist, der durch ein von dem Betriebszustand des zugehörigen Gleichrichters abhängiges Relais kurzgeschlossen bzw. eingeschaltet werden kann.
  3. 3. Ladegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsstromkreis der Drosseln von einer der Spannung des MTechselstromnetzes oder der Primärspannung des Transformators proportionalen Gleichspannung gespeist wird.
  4. 4. Ladegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Vorinabnetisierunbskreis liegenden Widerstände in Verbindung mit weiteren von dem Betriebszustand des zugehörigen Ladestromkreises abhängigen Relais zur Änderung der Spannungsstromkennlinie des Ladestromkreises in Abhängigkeit von dem Ladezustand der daran angeschlossenen Batterie dienen.
  5. 5. Ladegerät nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß als von dein Ladezustand der Batterie abhängiges Relais ein Bim.etallrelais dient, dessen Heizwicklung an der Batteriespannung liegt.
  6. 6. Ladegerät nach Anspruch 5, gekemizeichnet durch die Unterbringung des Biinetallrelais an einer solchen Stelle, daß es der bleichen Umgebungstemperatur ausgesetzt ist wie die Batterie. ;. Ladegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung des Biinetallrelais abschaltbar ist. B. Ladegerät nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die es gestattet, die Ladestromkreise auch parallel oder in Reihe zu schalten.
DES145652D 1940-05-31 1941-06-01 Batterieladegeraet zum Anschluss an Wechselstrom Expired DE735786C (de)

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