DE840269C

DE840269C - Gleichrichteranordnung mit selbstregelnder Stromspannungs-charakteristik zur Ladung von Akkumulatorenbatterien

Info

Publication number: DE840269C
Application number: DEA4602A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Germershausen
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1950-10-03
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-05-29

Description

Gleichrichteranordnung mit selbstregelnder Stromspannungscharakteristik zur Ladung von Akkumulatorenbatterien Die Strontspannungscharakteristik von Gleichrichterct verläuft unter Anwendung einfacher Regeleinrichtungen, wie Widerstände, Regeldrosselspulen u. dgl., stetig. Zur Erzielung eines unstetigen Verlaufes der Strontspannungscharakteristik sind mannigfache und kostspielige Zusatzeinrichtungen erforderlich, wie Relais, spannungsgesteuerte Schütze u. dgl., in Verbindung mit mehreren Regelwiderständen, Spannungsanzapfungen von Transformatoren usw.
Mit der Gleicltrichteranordnung gemäß der Erfindung läßt sich ein unstetiger Verlauf der Stromspannungscharakteristik in einfacher Weise dadurch erzielen, daß mehrere parallel geschaltete Gleichrichterventile in der Weise kombiniert sind, daß in die Wechselstromzuführung der einen Ventilzelle Spannungsverbraudher, z. B. Drosselspulen, Ohmsche Widerstände u. dgl., eingeschaltet sind, an welchen Transformatoren mit getrennten Wicklungen zur Speisung der übrigen Ventilzellen liegen.
Als Spannungsverbraucher in der Wechselstromzuführung der ersten Ventilzelle können auch die Primärwicklungen der Zusatztransformatoren selbst dienen. Bestimmte Unstetigkeiten im verlauf der Stromcharakteristik bei der Gleichrichteranordnung gemäß der Erfindung werden dadurch erreicht, daß die Zusatzventilzellen mit verschieden hohen @\'echselspannungen gespeist werden, ferner dadurch, daß in der Wechselstromzuführung der Zusatzventile Eisendrahtwasserstoffwiderstände oder andere Widerstände mit speziellen Strom- bzw. Spannungscharakteristiken angeordnet sind, und ferner dadurch, daß bei Verwendung von Drosselspulen oder Transformatoren als Spannungsverbraucher diese mittels des von der Hauptventilzelle gelieferten Gleichstromes vormagnetisiert werden.
Das Prinzip einer Gleichrichteranordnung gemäß der Erfindung ist in Fig. i dargestellt in der Kombination von zwei parallel geschalteten Trockengleichrichtern (Sperrschichtgleichrichter) für Einphasenanschluß in Vollwegbrückenschaltung (Graetzschaltung).
In der Fig. i ist i der Transformator der Ventilzelle 2. In der Wechselstromzuführung dieser Ventilzelle befindet sich die Regeldrossel 3. An dieser Regeldrossel ist der Transformator mit getrennten Wicklungen .4 der Ventilzelle 5 angeschlossen. Die leiden Ventilzellen sind parallel geschaltet auf die zri ladende Batterie 6.
In Fig. 2 sind die Ladecharakteristiken der beiden Gleichrichter 2 und 5 sowie ihre Resultierende in Abhängigkeit der Batterieladespannung dargestellt. Die Ladecharakteristik i des Gleichrichters 2 soll durch die Regeldrossel 3 beispielsweise derart geregelt werden, daß der Gleichrichter bei 2 Volt je Zelle der Batterie seinen Nennstrom abgibt, bei Gasentwicklung der Batterie (2,4 Volt je Zelle) 5o % seines Nennstromes und am Ende der Ladung (2,6 Volt je Zelle) 25 °/o seines Nennstromes abgegeben werden. Der Gleichrichter 5 soll beispielsweise so dimensioniert sein, daß sein Nennstrom ebenfalls bei 2 Volt je Zelle abgegeben wird, dieser aber nur 2,3 % des Nennstromes des Gleichrichters 2 beträgt. Der Verlauf der Ladecharakteristik 2 in Fig. 2 des Gleichrichters 5 ist gemäß der Anordnung der Erfindung nicht allein abhängig von der Ladespannung der Batterie und der Auslegung des Transformators, sondern von dem Spannungsabfall an der Drossel 3, an der sein Transformator angeschlossen ist. Dieser Spannungsabfall an der Drossel 3 wird bestimmt durch die Ladecharakteristik des Gleichrichters 2. hei der als Beispiel gewählten Schaltung sinkt der Spannungsabfall an der Drossel mit ahnemhmender Stromstärke des Gleichrichters 2. Demgemäß muß die Ladecharakteristik des Gleichrichters 5 wesentlich steiler verlaufen als diejenige des Gleichrichters 2, und zwar soll die Drossel beispielsweise so dimensioniert sein, daß der Ladestrom des Gleichrichters 5 bereits bei einer Ladespannung von 2.2 Volt je Zelle auf Null abgefallen ist, wie dies die Ladecharakteristik 2 in Fig. 2 zeigt. Die Resultierende der Ladecharakteristiken i und 2 gibt die Ladekurve 3, die nicht mehr stetig, sondern unstetig verläuft, und zwar bei einer Ladespannung von 2.2 Volt je Zelle einen Knick aufweist.
Ein weiteres Beispiel einer Gleichrichteranordnung gemäß der Erfindung zeigt Fig.3, bei der ebenfalls als Spannungsverbraucher in der Wechselstromzuführung des Gleichrichters 2 eine Regeldrossel verwendet wird, die in diesem Fall aber mittels der Wicklung 7 von dem Ladestrom des Gleichrichters 2 vormagnetisiert wird. Außerdem ist die Drosselspule in diesem Fall in der Mitte der Sekundärwicklung eines zweischenkligen Wechselstromtransformators angeordnet. Alle übrigen Teile sind die gleichen wie in Fig. i.
Fig. 4 zeigt die Ladecharakteristiken der beiden Gleichrichter 2 und 5 der Fig. 3. Die Ladecharakteristik i des Gleichrichters 2 verläuft beispielsweise derart, daß bei 2,5 Volt je Zelle kein Strom mehr abgegeben wird. Durch die Vormagnetisierung soll die Drossel 3 erst bei 25 % des Ladestromes des Gleichrichters 2 einen so großen Spannungsabfall haben, daß Gleichrichter 5 einen Ladestrom auf die Batterie abgeben kann. Gleichrichter 5 setzt also erst bei etwa 2,4 Volt je Zelle mit seiner Stromlieferung ein, sein Ladestrom nimmt noch zu bis 2,5 Volt je Zelle, da bis zu dieser Ladespannung der Ladestrom des Gleichrichters 2 noch abnimmt und hiermit der Spannungsabfall an der Drossel 3 steigt. Ab 2,5 Volt je Zelle wird durch die noch steigende Batteriespannung der Ladestrom des Gleichrichters 5 wieder etwas zurückgehen und bei 2,6 Volt je Zelle seinen Endwert erreichen, da dann praktisch die Ladespannung nicht mehr steigt, wie dies Ladecharakteristik 2 der Fig: 4 zeigt. Die Resultierende zeigt Ladekurve 3 der Fig. 4.
Ein weiterer Effekt kann bei einer Gleichrichteranordnung gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß bei der Schaltung nach Fig. i ein Eisendrahtwasserstoffwiderstand vor den Transformator des Gleichrichters 5 geschaltet wird. Hierdurch kann für einen gewissen Spannungsbereich die dem Transformator 4 der Fig. i zugeführte Spannung konstant gehalten werden, die Ladecharakteristik Wird also zunächst flacher verlaufen wie die Ladekurve 2 der Fig.2, wird aber beim Unterschreiten des Regelbereichs des Eisendrahtwasserstoffwiderstandes dann um so steiler abfallen. Fig. 5 zeigt mit Ladekurve 2 einen möglichen Verlauf. Ladekurve i der Fig. 5 entspricht derjenigen der Kurve i in Fig. 2. Die Resultierende ist dann Kurve 3 in Fig. 5.
Durch eine Kombination der vorgenannten Schaltungen läßt sich z. B. eine unstetige Ladekurve 4 erreichen, wie sie Fig.6 zeigt, als Resultierende der Ladekurven i, 2 und 3 der Fig. 6.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichrichteranordnung mit selbstregelnder Stromspannungscharakteristik zur Ladung von Akkumulatorenbatterien mit mehreren parallel geschalteten Gleichrichterventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterventile in der Weise kombiniert sind, daß in die Wechselstromzuführung der ersten Ventilzelle Spannungsverbraucher, z. B. Drosselspulen oder Ohmsche Widerstände, eingeschaltet sind, an welchen Transformatoren mit getrennten Wicklungen zur Speisung der übrigen Ventilzellen liegen.
2. Gleichrichteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzventilzellen mit verschieden hohen Wechselspannungen gespeist werden. 3.
Gleichrichteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB in der Wechselstromspeisung der Zusatzventilzellen,Eisendraht--,vasserstoffwiderstände oder andere Widerstände mit speziellen Strom- oder Spannungscharakteristiken angeordnet sind.
Gleichrichteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsverbraucher die Primärwicklungen der Zusatztransformatoren selbst dienen.
5. Gleichrichteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da& bei Verwendung von Drosselspulen oder Transformatoren als Spannungsverbraucher diese mittels des von der Hauptventilzelle gelieferten Gleichstromes vormagnetisiert werden.