DE760190C - Gleichrichterladegeraet mit Regelanordnung fuer den Ladestrom einer Batterie - Google Patents

Description

• Gleichrichterladegerät mit Regelanordnung für den Ladestrom einer Batterie An Batterien, die man z. B. für die Stromversorgung der Wählereinrichtungen für Fernsprechgeräte verwendet, werden bezüglich des Ladezustandes und der Spannungsgrenzen besondere Bedingungen gestellt. Um diesen zu genügen, wurd-gri Ladegeräte entwickelt, bei denen beim Überschreiten einer knapp unter der Gasungsgrenze liegenden Batteriespannung der Ladestrom selbsttätig stark zurückgesetzt wird und auf den Nörmalwert wieder ansteigt, wenn die Batteriespannung auf einen etwas über der Entladungsgrenze liegenden Wert absinkt. Ein derartiger Verlauf der Ladekennlinie wird mit gleichstromvormagnetisierten Regeldrosseln oder Kippdrosseln erreicht. Diese Geräte haben aber den großen Nachteil, daß sie sehr von der Netzspannung abhängig sind. Bei den üblichen Schwankungen der Netzspannung verschieben sich die Ladekennlinien in solchem Maße, daß die Wirkung der Regeldrosseln hinfällig wird, so. daß Fehlregelungen auftreten, die entweder zu einer ungenügenden Auf ladung oder einer Überladung der Batterien mit allen ihren die Lebensfähigkeit der Batterie schwer schädigenden Folgen führen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Gleichrichter überlastet werden. U m dem zu begegnen, wurden Relaisschaltungen geschaffen, die bei Über- oder Unterspannung durch Zu- oder Abschalten von Widerständen oder Änderungen der Wicklungsabgriffe am Transformator usw. die Spannung wieder begrenzen. Infolge der bekannten Nachteile von Relaisschalteinrichtungen, ihrer Unsicherheit beim Ansprechen, Abnutzung der Kontakte usw., wurde eine betriebsmäßig befriedigende Lösung nicht erreicht. Um außerdem die Gleichrichter vor überlastung zu schützen, müssen sie überbemessen werden. Dadurch ergibt sich ein sehr großer -Mehraufwand, der in vielen Fällen nicht mehr tragbar ist.
• Die Erfindung besteht bei einem Gleichrichterladegerät mit Regelanordnung für den Ladestrom einer Batterie entsprechend ihrem Ladezustand mit angeschlossenen Stromverbrauchern und mit Einrichtungen zur SpannungsgIeichhaltung der der Regelanordnung zugeführten Wechselspannung in der Kombination der einzeln bekannten Elemente der gIeichstromvormagnetisierten Ladedrossel oder Kippladedrossel als Ladungsregelanordnung mit einem zwischen Wechselstromnetz und Regelanordnung geschalteten sog. magnetischen, nur mit Wechselstrom gespeisten Spannungsgleichhalter. Dabei besteht ein solcher magnetischer Gleichhalter im wesentlichen aus einem gesättigten Eisentransformator, einer in Reihe wechselstromnetzseitig vor diesen geschalteten Luftspaltdrossel und einem zu dem Transformator vorzugsweise in Sparschaltung parallel geschalteten Kondensator. Der Transformator dient gleichzeitig zur Anpassung der gleichzuhaltenden und gleichzurichtenden Spannung an die Verbraucher. Da die Batteriespannung nunmehr innerhalb engster, betriebsmäßig zugelassener Grenzen bleibt, ist die einwandfreie Arbeitsweise, z. B. einer Wähleranlage, gewährleistet.
• Die günstige Wirkungsweise gerade des magnetischen Spannungsgleichhalters in der schaltungsmäßigen Kombination nach der Erfindung ist aber außerdem mannigfaltig. Es wird unter anderem eine große -Minderung des erforderlichen Aufwandes erreicht. Zunächst erweist sich die Anwendung der stetig wirkenden Spannungsgleichhaltung bei einer Ladegleichrichteranlage mit gleichstromvormagnetisierter Laderegeldrossel entgegen der Annahme der Fachwelt für die Erhöhung der Lebensdauer der Akkumulatorenbatterie als dringend erforderlich. Dabei ist dann aber keine besonders intensive Wartung mehr nötig. Die gute Wirkungsweise ist allerdings erst nach Jahren erkennbar, indem eine Batterie statt in 6 bis S Jahren erst in 12 bis 15 Jahren ausgewechselt werden muß. Durch eine derartig feinfühlige Regelung wird nämlich jegliche Überladung bzw. zu weit gehende Entladung vermieden. was die Lebensdauer der Speicherbatterien bekanntlich sehr weitgehend erhöht. Da bei der erfindungsgemäßen Kombination die Belastungsgrenze für die Beanspruchung des Gleichrichters, insbesondere eines Trockengleichrichters. nunmehr betriebsmäßig festliegt, so kann man auf die bisher wegen der Schwankung der -Netzspannung notwendige Überbemessung des Gleichrichters verzichten; das trägt zur Verbilligung der Anlage bei, ohne ihre Betriebssicherheit und die Lebensdauer des Gleichrichters, wie etwa bisher, zu gefährden. Da nun der magnetische Spannungsgleiclihalter, bei dem die gleichgehaltene Spannung im wesentlichen an dein Sättigungstransformator abgegriffen wird. bei seinem Betrieb im Sättigungsgebiet Oberwellen erzeugt, die angenähert rechteckige Stromkurzen ergeben, und da diese Kurvenform im Gegensatz zum Betrieb von anderen Stromverbrauchern, bei denen die Oberwellen vielfach eine Verschlechterung des Wirkungsgrades bedingen, einen günstigeren Wirkungsgrad des Gleichrichters zur Folge hat, so kann für den Gleichrichter aus diesen Gründen ein kleinerer Typ bei sorgfältigem Abgleich gewählt «erden. Der verbesserte WTirkungsgrad von Batterie und Gleichrichter gestattet wiederum, mit einem kleineren Typ des magnetischen Spannungsgleichhalters auszukommen. Zudem haben praktische Versuche stets ergeben, daß bei Anwendung des stetig regelnden magnetischen Spannungsgleichhalters in Verbindung mit der Laderegeldrossel ein erwünscht größerer Regelbereich und damit eine zulässige kürzere Aufladezeit als bei unmittelbarem Netzanschluß erreicht werden; das kann auf die durch die wesentlich ruhigere Betriebsweise mögliche bessere Ausnutzbarkeit der Regeldrossel zurückgeführt werden.
• In Verbindung mit der außerordentlich zuverlässigen Automatisierung des Ladebetriebes und der erwähnten wechselseitig bedingten Verbesserung des Wirkungsgrades bzw. Verkleinerung der Anlage und Erhöhung der Lebensdauer erscheint bei dem nicht von vornherein zu erwartenden Fortschritt der durch den magnetischen Gleichhalter bedingte -Mehraufwand vollkommen gerechtfertigt.
• Um die Kippwirkung der Ladedrossel zu unterstützen, ist weiterhin in bekannter Weise parallel zu den Wechselstromklemmen des Gleichrichters eine Querdrossel geschaltet, deren Blindstrom zum -\Tetzwirkstrom hinzukommt. Bei absinkendem Ladestrom wächst der Winkel zwischen der Spannung am Gleichrichter und an der Regeldrossel infolge der Wirksamkeit des Blindstromes an, und dadurch fällt bei konstanter Eingangsspannung die Spannung äm Gleichrichter in stärkerem Maße ab. Um den Aufwand für die im allgemeinen sehr großen GUttungsdrosseln zu ersparen, die auf der Gleichstromseite zur Unterdrückung der durch die Ladedrossel übertragendem, Wechselspannung erforderlich sind, werden statt einer zwei völlig gleichartige Vo.rmagnetisierungsdrosselnvorgesehen, deren Wechselstromwicklungen in den beiden Zuleitungen zu dem, Wechselstromklemmen des Gleichrichters und deren Gleichstromwicklungen mit entgegengesetztem Wicklungssinn in den beiden Zuleitungen vom, Gleichrichter zum Verbraucher liegen, so daß gleichstromseitig die Wechselspannungskomponenten sich gegenseitig aufheben.
• Das Schaltbild zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Ladegerätes nach der Erfindung. Vom Netz UI fließt der Wechselstrom über die Primärwicklung DLi einer Drossel zum hochgesättigten Transformator T. Von der Primärwicklung des Transformators wird der Kondensator C in Sparschaltung gespeist. Durch die Sekundärwicklung des Transformators wird die konstante Wechselspannung U2 über die Sekundärwicklung DL2 der Drossel und die beiden Wechselstromwicklungen der durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosseln K1 und K2, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Regelwiderstandes R1, dem Gleichrichter GI zugeführt. Die Drosselspule DL2 ist auf dem gleichem: Kern. wie die Spule DLi untergebracht. Von der Gleichstromseite des Gleichrichters fließt der Gleichstrom über die Vormagnetisierungswicklungen der Drosseln K1 und K2 den Verbrauchern zu. Parallel zu den Wechselistromklemmen des Gleichrichters GI wird die Regeldrossel DR geschaltet, mit der in Reihe ein Regelwiderstand R2 liegt. '

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichrichterladegerät mit Regelanordnung für den Ladestrom einer Batterie entsprechend ihrem Ladezustand mit angeschlossenen Stromverbrauchern, und mit Einrichtungen zur Spannungsgleichhaltung der der Regelanordnung zugeführten Wechselspannung, gekennzeichzeichnet durch die Kombination der einzeln bekannten Elemente der gleichstromvormagnetisierten Drossel oder Kippdrossel als Ladungsregelanordnung mit einem zwischen Wechselstromnetz und Regelanordnung geschalteten sog. magnetischen, nur mit Wechselstrom gespeisten Spannungsgleichhalter, der im wesentlichen aus einem gesättigten Eisentransformator, einer in Reihe wechselstromnetzseitig vor diesen geschalteten Lu.ftschaltdrossel und einem zu dem Transformator vorzugsweise in Sparschaltung parallel geschaltetem Kondensator besteht.
2. 2. Ladegerät nach Ansprach i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige Gleichsbromvormagnetisierungsdrosseln vorgesehen sind, deren Wechselstrom-,vicklungen in den beiden Zuleitungen zu den Wechselstromklemmen des Gleichrichters und deren Gleichstromwicklungen in den beiden Zuleitungen zum Verbraucher mit entgegengesetztem Wicklungssinn liegen, so daß sich die Wechselspannungskomponenten gegenseitig ausgleichen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 317 558, 319119, 488534, 583 o'i i, 61o&32, 631 173; französische Patentschriften Nr. 646687, 717192 747178 78186o; britische Patentschriften Nr. 383 132, 388772, 389 &11; USA.-Patentschriften Nr. 1 599, 570, 1 86,1 516, 1 92o 6i8; Elektrotechnischer Anzeiger, 1934 S. 498; E.T.Z.1933, S.1037, bis 1o39;1935, S.1117; Siemens-Zeitschrift 1935, S.210 und q.65.