DE812803C - Selbsttaetige Schalteinrichtung fuer Batterieladung - Google Patents

Selbsttaetige Schalteinrichtung fuer Batterieladung

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DE812803C
DE812803C DEL935A DEL0000935A DE812803C DE 812803 C DE812803 C DE 812803C DE L935 A DEL935 A DE L935A DE L0000935 A DEL0000935 A DE L0000935A DE 812803 C DE812803 C DE 812803C
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DE
Germany
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current
switching device
voltage
charging
generator
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Expired
Application number
DEL935A
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DE1607425U (de
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Walter Dipl-Ing Feill
Eugen Sippel
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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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
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/66Structural association with auxiliary electric devices influencing the characteristic of, or controlling, the machine, e.g. with impedances or switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

  • Selbsttätige Schalteinrichtung für Batterieladung In fast allen Bahnfahrzeugen sind Akkumulatorenbatterien vorgesehen. Diese haben die Aufgabe, im Stillstand oder bei kleinen Geschwindigkeiten die Beleuchtung des Fahrzeuges zu speisen. Zur :lufladung dieser Batterien ist gewöhnlich ein von einer Wagenachse angetriebener Generator vorgesehen, welcher von einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit an eine zur Ladung der Batterie ausreichende Spannung abgibt.
  • Bei dieselelektrischen oder dieselhydraulischen Fahrzeugen wird dieser Generator vom Dieselmotor angetrieben. Die Batterien sind bei diesen Fahrzeugen erheblich größer, da sie außer zur Beleuchtung auch zur Speisung der Steuerung des Dieselmotors dienen müssen.
  • In allen Fällen ist zwischen Batterie und Ladegenerator ein Schaltorgan erforderlich, welches einschaltet, wenn die Spannung der Lademaschine die zur Ladung der Batterie erforderliche Höhe erreicht hat. Sinkt die Drehzahl der Lademaschine durch Verminderung der Fahrgeschwindigkeit oder durch Abstellen des Dieselmotors so weit ab, daß die EMK der Lademaschine kleiner wird als die Batteriespannung, so muß bei der dann eintretenden Umkehr der Stromrichtung, also bei Entladung der Batterie über den Anker der Lademaschine, die Verbindung zwischen Batterie und Lademaschine getrennt werden.
  • Bisher hat man hierzu sogenannte Ladeautomaten verwendet. Dieselben sind elektromagnetische Schaltgeräte, deren Magnetsystem von zwei Spulen erregt wird. Eine dieser Spulen liegt an der Spannung des Ladegenerators und ist so eingestellt, daß bei einer Generatorspannung, welche etwa 15 bis 20% über der Entladespannung der Batterie liegt, die Kraft der Gegenfeder überwunden wird und die Einschaltung erfolgt. Die zweite Spule ist von (lern dann einsetzenden Ladestrom durchflossen und verstärkt noch die Wirkung der zuerst genannten Spannungsspule. Bei manchen Ausführungen wird nach erfolgter Einschaltung die Spannungswicklung durch eine Art Sparkontakt geschwächt. Sinkt die Drehzahl des Ladegenerators so weit ab, daß er auch bei voller Erregung nicht mehr eine zur Batterieladung ausreichende Spannung liefern kann, setzt Rückstrom ein, d. h. die Batterie entlädt sich über den Anker des Ladegenerators. Dadurch wechselt aber auch die magnetisierende Wirkung der Stromspule des Ladeautomaten ihre Richtung. Die Stromspule arbeitet also gegen die Spannungsspule, die unter Umständen schon durch den Sparkontakt geschwächt sein kann. Bei einer gewissen Stromstärke reicht dann die resultierende Erregung des Magnetsystems nicht mehr zur Überwindung der Kraft der Gegenfeder aus, und der Ladeautomat fällt ab.
  • Die so erregten Schaltgeräte können sowohl unmittelbar den Ladestromkreis schließen und unterbrechen als auch den Steuerstromkreis eines Schützes, welches erst seinerseits diesen Stromkreis schaltet.
  • Allen diesen Einrichtungen haftet jedoch ein großer Nachteil an. Bei Gleichstrommagneten genügt zum Halten eine sehr kleine Erregung, welche je nach Ausführung io bis :25% der zum Einschalten benötigten Erregung beträgt. Sinkt nun die Spannung des Ladegenerators sehr schnell auf Null ab, sei es durch Fortbleiben seiner Erregung oder durch plötzliches Stillsetzen des Dieselmotors, z. B. durch Kolbenfressen, dann steigt der Rückstrom sehr bald auf übermäßig große Werte an. Die Stromspule des Ladeautomaten bewirkt dann nicht nur eine Entmagnetisierung, sondern unmittelbar darauf eine sehr starke Magnetisierung in entgegengesetztem Sinne, welche vollkommen ausreicht, den Automaten in eingeschaltetem Zustand zu halten. Es ereignet sich daher immer wieder im Betrieb solcher Anlagen, daß die Zeit, während welcher die Magnetisierung beim Wechsel von der einen zur anderen Richtung kleiner ist als die nötige Haltekraft, nicht ausreicht, um ein Abfallen des Automaten zu ermöglichen.
  • Man hat daher auch schon polarisierte Relais mit permanenten Magneten vorgesehen, um zu verhindern, daß ein Rückstrom eine zum Halten ausreichende Erregung bewirken kann. Es hat sich aber gezeigt, daß die permanenten Magnete sehr bald in ihrer Richtkraft nachließen und ihre Aufgabe nicht mehr erfüllten.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein dynamometrisches Relais zum Schließen und Unterbrechen des Batterieladestromes oder eines denselben schaltenden Steuerstromes. Das Relais besteht aus einem feststehenden, mit Wicklungen versehenen Magnetsystem, nach Art eines zweipoligen Motorgehäuses, in dem ein ebenfalls bewickelter Kern drehbar angeordnet ist. Dieser Kern kann wie ein Motoranker mit verteilten Wicklungen oder wie der doppel-T-förmige Kern von Meßwerken ausgebildet sein. Er wird durch Federkraft in die Ausschaltlage gezogen. Sowohl der feststehende als auch der drehbare Teil erhält eine von der Spannung des Ladegenerators erregte Spule. Diese beiden Spulen erregen das System in einem solchen Sinne, daß ein der Federkraft entgegenwirkendes Drehmoment entsteht, welches bei der richtigen Spannung ein Einschalten bewirkt. Einer der beiden Teile, vorzugsweise der feststehende Teil, erhält außerdem noch eine Stromspule, welche vom Ladestrom oder einem bestimmten Teil desselben durchflossen ist. Fließt der Strom vom Ladegenerator zur Batterie, so wirkt diese Stromspule im selben Sinne wie die Spannungsspule, verstärkt also das Drehmoment im Einschaltsinne. Wenn der Strom seine Richtung wechselt, schwächt er die Wirkung der Spannungsspule, so daß der Anker durch die Federkraft in die Ausschaltlage gezogen wird. Sollte es durch besonders schnelle Umkehr des Stromes tatsächlich zu einer starken Magnetisierung im entgegengesetzten Sinne kommen, dann ist das von diesem Strom bewirkte Drehmoment auf jeden Fall im Ausschaltsinne gerichtet oder Null, wenn bei vollständigem Kurzschluß die Spannung des Ladegenerators und mit ihr die Magnetisierung des Ankers Null geworden sind. Es ist also auch dann mit einer sicheren Abschaltung zu rechnen.
  • Ein Beispiel für die Ausführung eines solchen Rückstromrelais zeigt Fig. i. Hierin bedeuten i ein feststehendes Magnetjoch, 2 zwei Feldpole und 3 einen auf einer Welle 8 sitzenden Anker, mit welcher er um einen geringen Ausschlag drehbar ist. Auf dieser Welle ist der in der Zeichnung nicht dargestellte Steuerstromkontakt 9 angeordnet. Einer der beiden Feldpole erhält eine Spannungsspule 4; auf dem Anker ist eine Spannungsspule 5 angeordnet, welche mit der Spule 4 in Reihe geschaltet sein kann. Der zweite Feldpol erhält eine Stromspule 6. Bei größeren Ladeströmen kann es vorteilhaft sein, nicht den ganzen Ladestrom durch die Relaisspule zu schicken, sondern diese parallel zu einem Shunt i i zu legen. Die Anschlüsse der beweglichen Spule 5 können, wie bei Meßinstrumenten, durch Federn 7 hergestellt werden, welche hier beide im selben Sinne wirken müßten, um das gewünschte Drehmoment im Ausschaltsinne zu bewirken.
  • Fig.2 zeigt eine prinzipielle Schaltungsanordnung als Beispiel. Außer den bereits erläuterten Teilen bedeuten hierin io den Ladegenerator, 12 ein Schütz mit Betätigungsspule 13 und 14 die Batterie. Die Wirkung ist bereits oben erläutert.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Schalteinrichtung für Batterieladung, dadurch gekennzeichnet, daß ,zum Einschalten bei einer bestimmten Spannung und zum Ausschalten bei Rückstrom ein dynamometrisches Relais verwendet wird.
  2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem feststehenden Teil eine von der Spannung des Generators und eine vom Lade- bzw. Entladestrom erregte Wicklung, im beweglichen Teile eine von der Spannung des Generators beeinfluBte Wicklung, angeordnet sind.
  3. 3. Schalteinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlüsse für die bewegliche Spule Federn vorgesehen sind, welche durch ihre Vorspannung beide ein in Ausschaltrichtung wirkendes Drehmoment ausüben.
  4. 4. Schalteinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Drehanker des Relais einen Kontakt betätigt, durch den der Ladestrom entweder unmittelbar oder mittelbar geschaltet wird.
  5. 5. Schalteinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB die vom Strom erregte Wicklung entweder vom vollen Strom oder von einem bestimmten Bruchteil desselben durchflossen wird.
DEL935A 1950-01-17 1950-01-17 Selbsttaetige Schalteinrichtung fuer Batterieladung Expired DE812803C (de)

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