DE757308C

DE757308C - Schaltanordnung zum Laden eines Sammlers aus einer Wechselstromquelle mit schwankender Spannung

Info

Publication number: DE757308C
Application number: DEL98417D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Achenbach
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-07-05
Filing date: 1939-07-05
Publication date: 1954-02-01

Description

Schaltanordnung zum Laden eines Sammlers aus einer Wechselstromquelle mit schwankender Spannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zum Laden eines Sammlers aus einer Wechselstromquelle mit schwankender Spannung, insbesondere Fahrdrahtspannung. Eine solche Anordnung wird z. B.. auf den elektrisch betriebenen Lokomotiven benötigt. Diese besitzen nämlich zum Laden der Steuerbatterie eine Trocken@gleichrichteranlage, die vorzugsweise durch Selengleichrichter gebildet wird. Der Gleichrichter speist den. Sammler, der die Aufgabe hat, im Notfalle, d. h. also beim Wegbleibender Fahrdrahtspannung, den Steuerstromumformer und den Umformer für die induktive Zugbeeinflussung (Indusiumformer) zu speisen. Bei gewöhnlichem Betrieb ist,der Sammler nicht in Anspruch genommen, sondern :die einzelnen Steuerkreise werden unmittelbar vom Gleichrichter gespeist. Hierbei ist es notwendig, daB der ebenfalls an den Klemmen des Gleichrichters liegende Sammlerdauernd nur eine solche Ladestromstärke erhält, daB trotz des FlieBens des Stromes der Sammler nicht zerstört wird.
Für den Fall, daß der Indusiurnformer oder auch andere Steuerelemente während des normalen Betriebes abgeschaltet werden, sind Ladebegrenzungsdrosseln vorgesehen, die den Ladestrom für den Sammler in Abhängigkeit von den abgeschalteten Stromkreisen begrenzen. Diese Einrichtung ist für gewöhnlich vollkommen ausreichend, sofern die speisende Ausgangsspannung dauernd einen gleichbleibenden Wert beibehält. Bei elektrischen Fahrzeugen ist aber z. B. die Fahrdrahtspannung Schwankungen unterworfen, die des öfteren derart stark sind, d aß der Ladestrom des Sammlers häufig einen unzulässigen. Wert annimmt und daher bei längerem Fließen den Sammler selbst zerstört.
Es ist bereits eine Gleichrichteranlage mit durch Gleichstrom vormagnetisierter Anodendrossel bekanntgeworden, die zum selbsttätigen Laden von Akkumulatoren und Batterien dient. Bei dieser Anlage besteht das Bedürfnis, während des gesamten Ladevorganges der Batterie den Ladestrom möglichst konstant zu halten. Da aber im Laufe des Ladens die gegenelektromotorische Kraft der Batterie sich ändert, und zwar zunimmt, fällt während dieser Zeit der Ladestrom ab. Dies wird durch vormagnetisierte Drosselspulen verhindert, die im Sekundärstromkreis des den Gleichrichter speisenden Transformators angeordnet sind. Die Gleichstromerregung dieser Drosselspulen erfolgt durch die, zu ladende Batterie.
Es ist auch weiterhin schon bekanntgeworden, eine Batterie unabhängig; an Schwankungen der Netzspannung aufzuladen. Zum Ausschalten der -Netzschwankungen dient dabei eine vormagnetisierte Drosselspule, die mit zwei Wicklungen ausgerüstet ist und in Verbindung mit einem thermonegativen Widerstand arbeitet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine ähnliche Schaltanordnung zum Laden eines Sammlers aus einer Wechselstromquelle mit schwankender Spannung unter Verwendung einer mit der Primärwicklung des den Ladegleichrichter speisenden Transformators in Reihe geschalteten, durch den Ladestrom und die Ladespannung vormagnetisierten Drosselspule.
Die Erfindung besteht bei einer solchen Schaltanordnung darin, daß die Vormagnetisierung der Drosselspule durch einen im Stromkreis der Spannungsspule liegenden Regelwiderstand, z. B. einen Kohledruckregelwiderstand, mittels an die Gleichspannung des Gleichrichters angeschlossener Steuermittel geregelt wird. In vorteilhafter Weise ist die Drosselspule gemäß der weiteren Erfindung mit einem dreischenkligen Eisenkern ausgeführt, dessen mittlerer Schenkel die einander entgegenwirkenden, im Stromkreis des Kohledruckregelwiderstandes und im Ladestromkreis liegenden Wicklungsteile trägt. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden beschrieben.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Die Primärwicklung i des den Ladegleichrichter 2 speisenden Transformators 3 liegt mit einer Ladestrombegrenzungsdrossel .l. deren besondere Schaltung in der Zeichnung nicht weiter veranschaulicht ist, und mit der Wechselstromw icklung 5 einer durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule 6 in Reihe. Mit 7 ist die Zuleitung zum Fahrdraht bezeichnet. Die Drosselspule 6 ist vorzugsweise mit einem dreischenkligen Eisenkern versehen, wobei die Wicklung5 auf den beiden äußeren Schenkeln untergebracht ist.
Die Sekundärwicklung 8 des Transfor mators 3 ist in an sich bekannter Weise finit dem Gleichrichter 2 verbunden. Der Gleichrichter 2@ speist die Steuerbatterie 9 und gegebenenfalls in der Zeichnung nicht weiter veranschaulichte Stromkreise des Indusiumformers und Steuerumformers. In Abhängigkeit von dem Zu- und Abschalten dieses Steuerstromkreise wird beispielsweise die Drosselspule 4 in den Stromkreis ein- bzw ausgeschaltet.
Die Spannung am Gleichrichter 2 beeinflußt nun eine Regelspule io eines Kohledruckreglers-ii in der Weise, daß diese in Ab- hängigkeit von der Spannung am Gleichrichter 2 die Spannung einer Feder 12 und damit auch den Widerstand der Kohlesäule 13 verändert.
Die Gleichstromwicklung der Drosselspule6 besteht aus zwei Wicklungsteilen 1.4 und 15. Der Wicklungsteil 14 liegt im Stromkreis der Kohlesäule 13, während der Wicklungsteil 15 unmittelbar im Ladestromkreis angeordnet ist. Die Wicklungsteile sind so geschaltet bzw. haben einen solchen Wicklungssinn, daß sie einander entgegenwirken. Dadurch ergibt sich, daß der Wicklungsteil 15 die Wirkung des Kohledruckreglers i i unterstützt, indem er bei einem großen Ladestrom die gesamte Gleichstromvorerregung der Spule 6 verringert und damit die Induktivität der Wicklung 5 erhöht.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist folgende: Sinkt z. B. infolge niedriger Fahrdrahtspannung die Spannung am Gleichrichter 2, so ist demzufolge auch die Erregung der Regelspule io gering. Infolgedessen drückt die Feder 12 des Kohledruckreglers i i die Kohlesäule 13 stark zusammen. Der Widerstand der Kohlesäute 13 ist daher gering und der durch den Wicklungsteil 14 der Drosselspule 6 fließende Gleichstrom demzufolge groß. Die Spule 6 wird also stark vormagnetisiert. Die Induktivität der auf den beiden äußeren Schenkeln angeordneten Wechselstromwicklung 5 ist daher klein und auch der Spannungsabfall an der Wicklung 5 nur gering.
Bei hoher Fahrdrahtspannung steigt die Spannung am Gleichrichter 2 an. Die Regelspule io wird stärker erregt und demzufolge die Kohlesäule 13 weniger stark durch die 757 308 Feder 12 zusammengepreßt. Der Widerstand der Kohlesäule 13 steigt also, die Gleichstromvormagnetisierung der Drosselspule 6 aber sinkt. Durch die geringe Vormagnetisierung der Spule 6 ist die Induktivität der Wicklung 5 nunmehr groß. Es entsteht also an der Wicklung 5 ein verhältnismäßig hoher Spannungsabfall. Bei schwankender Fahrdrahtspannung arbeitet der Kohledruckregler i i daher so, daß die Drossel die gesamten Spannungsschwankungen aufnimmt und demzufolge am Transformator 3 dauernd eine konstante Spannung zur Verfügung steht. Diese Spannung wird entsprechend der Gasungsgrenze eines z. B. zwölfzelligen Bleisammlers an den Gleichstromklemmen des Gleichrichters zweckinäßigerweise auf 28 bis 29 Volt gehalten. Der Wicklungsteil 15 ist in vorteilhafter Weise über den Wicklungsteil 14 gewickelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zum Laden eines Sammlers aus einer Wechselstromquelle mit schwankender Spannung unter Verwendung einer mit der Primärwicklung des den Ladegleichrichter speisenden Transformators in Reihe geschalteten, durch den Ladestrom und die Ladespannung vormagnetisierten Drosselspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung der Drosselspule (5) durch einen im Stromkreis der Spannungsspule (i4) liegenden Regelwiderstand (I3), z. B. einen Kohledruckregelwiderstand, mittels an die Gleichspannung des Gleichrichters angeschlossener Steuermittel (io) geregelt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d-aß die Drosselspule (5) mit einem dreischenkligen Eisenkern ausgeführt ist, dessen mittlerer Schenkel .die einander entgegenwirkenden, im Stromkreis des Kohledruckregelwiderstandes und im Ladestromkreis, liegenden Wicklungsteile 1(i4 bzw. 15) trägt. Zur Abgrenzung (des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 488 534, 65438o, 672 0I I ; österreichische Patentschrift Nr. 133 832; französische Patentschriften Nr. 676 989, 829 983; USA.-Patentschrift Nr. 1 943 464.