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Verfahren zur selbsttätigen Regelung von Stromversorgungseinrichtungen
mit Pufferbatterie für Fernmeldeanlagen Die, Frage der Stromversorgung von Fer !me.ld!eianlagen,
halt in, neuerer Zeit iffol:ge der zunehmenden Einrichtung von-Stationen, wieder
eine ,größeres Bedeutung erlangt. Dies Speisung solcher unhema.nuter Stationen,
seien es Fernsprechämter oder Verstärlerä.mter, macht es notwendig, die Stromvers,orgungseinrichtunggeni
auch vollkommen selbsttätig zu regeln. D,ie an eine solche Regeleinrichtung zu stellenden
Anforde;rungein, sind, bei der großen Spannungsempfindlichk.elit der Fernmeldeapparaturen
und infolge der im allgemeinen stark schwankenden Belastungen besonders groß. Von
den verschiedenen Speisemöglichkeiten hat sich die! Gleichstromspeisung mit Pufferha;tteirie
als die am besten. geeignete für derartige Anlagen erwiesen, und eis sind. bereits
eine, Vielzahl vors Steuermeithoide!n beikanntgeworden, welche, die an solche Stromversorgungsein:rich.tuugen
zu stellenden, Anforderungen mehr odeir, weniger gut erfüllen,.
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Um die Vor- und Nachteile der bekannten: Steuermethoden: besser erkennbar
zu machen, seien zunächst die wichtigsten: Anforderungen, einmal kurz aufgezeigt.
Um den technischen Anforderungien der Verbraucher zu genügen" müsseni in, der Regel
ziemlich enge Grenzen der Verbraucherspannung unabhängig von der Belastung und'
von Schwankunge:ni der Netzspannung eingehalten, werden,. Innerhalb dieser Greinten
darf aber auch kein zu rasches Pendeln eintreten,. Ferner müssen derartige Stromverso,rgungsennrichtungeni
absolut betriebssicher sein. Das bedeutet insbesondere, daß die Pufferbatterie möglichst
ständig in vollem Ladezustand. gehalten w,i'rd# und nach Stromentnahme möglichst
ha,Id wieder den. vollen Ladezustand erreicht. Außerdem muß natürlich eine
umfassende
Störungssignalisierüng vorgesehen sein.. Schliefi.ch ist noch die Fragei der Wirtschaftlichkeit
von wesentlicher Bedeutung. Hierbei spi;eilt die Erhaltung einer möglichst hohen,
Batterieilebenisdaueir und die Erzielung eines möglichst günstigen Jahreswiekungsgra,deis
eines besondere Rolle, der bei den bekannten Steueareinrichtungen nach. nd.Iaht
die genlügende Beachtung zuteil geworden ist. -Um diesem letztgenanntem Foederungen
gereicht zu werden, muß z. B.. darauf geachtet werden, d'aß die: Batterie weder
sulfatiert noch dauernd überladen wird. Ein; günstiger jahreswirkunig sgrad kann
da,-durch ierzielt werden, da3 man die Puffergerätes möglichst klein wählt, wobei
aber wieder darauf geachtet werden muß"d;aß trotzdem eine- Volla,dunig der B.atteri@ei
stets möglich sein; müß.
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Unterzieht man neun diel bekannten Steuermeithoden für Püfeirbatteriieeinri#,htungen
eineu kritischen Betrachtung, so, - eirkenait mau, d'aß slic den vieilis:eiitigen,
Forderungen[ jeweils nur zum Telil genügen, Inisbesöndere muß festgestellt werden,
daß alle bekannten S@teu"e.rverfahren nicht voillseilbsttätrg arbeiten, :sonldern
s.tets@ noch eiiniei gewisse Überwachung und Durchführung vom Schälthandlun,gen
von Hand erfordlern.
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So ist es z. B. bekannt, eine Pufferung mit fest eingestelltem Durchschnittsstrom
durchzuführen, und zwar sowohl als. Dauerpufferung als auch im aüsseitzenden Betrieh,
wobei im letzteren Fäll die Pufferting-eingeschaltet wird, sobald eine Belastung
auftritt: Dieses Verfahrens arbeitest nur einwangfrei bei. genau gleichbleibendem
und gleichbleibender Netzspannung; es erfordert ferner, "insbesondere bei dem aussetzenden
Betrieb eine verhältnismäßig hohes Batteriekapazität. Wenn diesle Voraüissetz:ungen;
nicht gegeben sind, und; das trifft bei der Mehrzahl der Feirnmielidieaailageil:
zu, so ist- diies,es Verfahren für selbsttätibge i Betrieb nicht h,rauchb@a,r.
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Ferner sind Pufergeirätei für Dauerpuffeirung mit zwei Ladestromstufeni
bekannt, die durch die Batteiriespannung überwachende Relais gesteuert werden, Dabei'
stellt die eine Stufe einen. hohen Ladeastronl her, die andere La,destromstufe deckt
den Verbraucherruhestrom -I- Ladungserhaltungsstrom der Batterie.
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Zwar lassen sich mit dieseir Schaltung Schrvankungen der-,Belastung
unid der Neitzspannung in ge-
wissem Umfang ausgleichen[, steigt jedoch der
Verbraucherstrom längere Zeit über den, gro,ßien Puffe:rstroim an, so, muß die Batterie
Strom abgeben, woheii i'hraa Klemmenspannung selbst heil gutgeladener Batterie stark
absinkt. Die infolge der auf °üniei obere Grenze der Zellenspannnng von etwa, 2,215
V eingestellten: Lademid'spannung erforderlichen Gegenzellen bringen bei der genannten
Mehrbelasbung ein Absinken -der unter -den zulässigen Grenzwert mit sich. Der abgegebene
Strom kann nun bei der genannten Ladeendspannung nicht wieg in die Batterie hineingeladen
werden:. Dieiseis- Zweistromstufenwerfahren hat weitier den Nachtees, da,ß es infolge
der Bildung eines zeitlichen Mittelwertes zwischen den beiden Stramstufein, eines
große Schalthäufigkeit aufweist. Infolge der Dauearpuffiertzn,g ist außerdem der
Jahres@wirkungs@graid verhältnismäßig schleicht.
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Eins anderes bekanntes Verfahren zur Dauerpuffurung besteht in der
Anwendung der sogenanntein Kippd'ros e1- öder Bieged'rossedgleichrichter. Diese
Geräte arbeiten in der Regel mit zwei alkalischen, Geigenzellen, die durch Spannüngs.fühlrelais
1) ei Erreichen, dies oberen Grenzwertes: der Verbraucherschalbung eingeschaltet,
bei Erreichen des unteren Grenzwortes überbrückt werden. Bei einer 6o-V-Anlage bedeuten
aber zwei solcher, Gegenzellen in Reihei unter Last einen Spannungsisprung von etwa,
5 V. Die Greinzwerte der Verb raucherspannung würden also, ständig überpendelt und
werden - deshalb tatsächlich auf die unzulässigen Wertei von, 56 und 6,4 V eingestellt
Die Stromspannungskennlinie der Puffergeräte ist bei dieser Kennliniengleichrichtermethode
so ausgelegt, daß sie innerhalb vo@rgeschriebemer Spannunigsgmize,n den Bereich,
zwischen[ Nennstrom und Mindeststrom bestreicht. Bei Netzspannungsschwankungen verschiebt
such die Kennlinie propo,rtional zu den: Spmnunigsäniderungen. Das hat zur Folge;
daß der Batteriefiüllungsgrald und die Klemmenspannung .der Batterie stark wechseln
und die- Verbraucherspannung häufig aueerh.alb. der zulässigem: Greinzwerte liegt.
Diese Geräte arbeiten daher nur bei nahezu konstanter Netzspannung und bei so großer
Bemessung des La@degeirätes befriedigend, d:a:ß das Ladegerät den maximalen Stromverbrauch
bei der oberen Verbraucherspannunigsgrenze, und der- -niedrigsten, in der Hauptbelastungszeit
vorkommendeal Netzspannung decken kann. Dieses Bemessung ist aber in; wirtschaftlicher
Hinsicht ungünstig. Auch ,ist infolge der Bilindstrdmregclun:g ein schlechter cos
(p und; durch @die, Dauerpufferung ein schlechter Jahreswirkungsgrad gegeben:.
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Das vorstehend genannte Reigelverfahren mit Regelung vom: Glei@h,richteirn
durch gleichstrornvormagnetisierte Drosseln kann auch so ausgeilegt werden, -daf
-eine -Daueilpufferung bei konstanter oder nahezu konstanter Zellenspannung erfolgt.
Dieses Verfahren erfordert ein recht aufwendiges Puffe,rladegerät mit im Regelberreich
sehr steiler, von. den; Änderungen der Netzspannung Und Netzfrequenz weitgehend.
unabhängiger Kennlinie, so daB einie beringe Änderung der Klemmenspann ung der Batterie
bereits eines starke Änderung d'es Ab-
gabestromes der Spejiseströtmquelle
zur- Folge hat. Für cos. (p unid den, Jahreswirkungsgrad: gilt hierbei das, :gleiche
wie vorher. Außerdem setzt dieise;s Puff eirverfahren voraus, daß das. Puffergerät
bei der niedrigsten! für der Hauptbelastungszeit vo,rkommenden Netzspannung den
Stromverbrauch voll decken kann: Bei einer Ladeendspannüng von 2,2 V kann deir der
Batterie entnommene Strom nicht wiedier voll hinein, geladen werden, es sind also,
nach eineim Netzausfall besond°rei, manuell durchzuführende Schaltmaßnahmen erforderlich.
Außerdeim kann sieh erfahrungsgemäß Dä:uerpufferung bei gleichbleibender Zellenspannung,
insbesoinderei bei älteren Batterien., ungünstig auswirken.
, weil
Klemnmen:spannüng und Füllungsgrad der einzelnen. Zellen bei länger dauerndem Pufferbetr'ieb
nicht genügemid' gleiicbzuha:lteu sind', so, daß einzeilne Zellen über-, anidere,
dagegen: unterladen werden. Schließlich ist noch ein! Steuerverfahren bekannt, bei
dem in Abhängigkeit von. dem Verbraucherstro:m der Ladestrom so geregelt wird:,
daß die Laideistromstärke, stets annähernd' der- Verbrauchsstromstärke entspricht,
wobei die Batteriepraktisch stets in dem gleicheni Ladezustanid gehalten wird. Sie:
hat also fast keine Arbeit zu leisten und wird nur bei Netzausfall herangezogen.
Es ist ohne, weiteres cinleuchte!ud, daß bei diesem Verfahren das Gerät zu jeder
Zeit, also auch bei schwank enden Netzspannungen, den, Stromverbrauch decken muß.
Aus der Batterie entnommener Strom wird nicht selbsttätig ersetzt, weshalb von Zeit
zu Zeit, nach- einem Netzausfall dagegen unbedingt, eine Ausgleic:hslad'ung von
Hand erforderlich ist. Diese Geräte- a:rbeitem also nicht vollse!Ibsttätig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollselbsttätiges Regelverfahren
für Stromverso,rgungseinrichtunge@n mit Pufferba:tteriei für Fern meldea@nlagen:
zu schaffen, w eilches den vielseitigen Anford'erunge!n besser gerecht wird als
die vorstehend genannten genannten Methoden und insbesondere d!ie, Wirtschaftlichkeit
derartiger Strom.versorgungseinrichtungen durch. Erhöhung der Lebensdauer der Batterie
und Verbesserung des Jahreswirkungsgrades verbessert. Das Regelverfahren macht dar
bei von einer Steuereinrichtung Gebrauch, die! von die Verbraucherspannung überwacheinde!n
Relais gesteuert wird, und besteht orfindungsgemäß darin, daß von der Steuereinrichtung
in Abhängigkeit von dein Arbveiten der Überwachungsrelais sowohl das, Puff,cr- und
Ladegerät als auch die Verbra,ucherspaiinung derart geregelt werden, daß die Pufferbatterie
außer bei Netzausfall auch bei bestimmten Belastungen zur Stromlieferung mit herangezogen
weIrden kann: und selbsttätig sobald als möglich wieder voll aufgeladen; wird, ohne!
daß dabei die! zulässigen Greinzen: der Verbraucherspannung über-bzw. unterschritten,
werden.
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Die Regelung erfolgt dabei zweckmäßig stufenweise, wobei jeder Schaltstufe
der Steuereinrichtung eine bestimmte Kombination einer von verschiedenen Ladespanmungsstufen
mit einer der' verschiedenen Schaltmöglichkeiten von auf der Verbraucherseite, welche,
die Verbraucherspannung beeinflussen, zugeordnet ist. Diese Kombination von[ Schaltzuständen
auf der Ladie!seite und der Verbraucherseite werden . nach, einem vorher festlegl>a,r:eti,
den jeweiligen Be:triebsverhältniss.en a.ngepa.ß:te:n Programm gebildet, das so,
aufgestellt ist, daß die, Scha.lthäufiglceit auf der Ladeseite, so, niedrig als;
möglich ist.
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Der besondere; Vorteil dieses Steuerverfahrens ist darin zu erblicken,
d'aß durch gleichzeitige Regelung auf der Lade- und. Enitla@de!seitte eine, bestmögliche
Anpassung an die wechselnden: Betr ebsverhältnissec möglich ist, da sich hierbei
nicht nur die Belastungsschwankungen und der Ladezustand der Batterie, sondern auch
die zeitlich unregelmäßigen Netzspannungsschwankungen berücksichtigen lassen. Durch
Mitheranziehen der Batterie für die betriebsmäßige Speisung deis Verbrauchers. in
gewissen. Belastungsfällen und. einer solchen Gestaltung der Steue!reinrichtung,
da:ß unmittelbar nach einer solchen: Inanspruchnahme der Batterie vollkomm,em selbsttätig
eine Volladung bewirkt wird, ohne daß bei d!er wachsenden Klemmeuspannun@g drei
Grenzen der Verbraucherspannung überschritten werden, kann! da:s Puffergerät selbst.
wesentlich- kleiner' bemessen werden, als bisher notwendig war. Außerdem wird die
Batterie durch eine sich betriebmäßig wiederhole!rnde Enitla,dunig in verhältnismäßig'
engen. Grenzen und! anschließende schomendei Wiedera,ufladung gesünder erhalten,
als dies beispielsweise bei zeitweiiser Tiefenitla,dung oder auch bei Konstantha:lte!n
des. vollen Ladezustandes der Fall ist.
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Schließlich kann durch eine! derartige Bemessung der Rege:lelemeinte,
daß die Batterie einerseits; zur Strom.liz!ferung mit herangezogen, wird' und andererseits
auch. wieder voll aufgeladen werden kann, auch ein Schaltzustand Ladestrom Null
eingesteillt weird'en, also, ein aussetzender Pufferbetrieb durchgeführt werden,
wodurch der Jahreswirkungsgrad wesentlich verbessert wird.
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Weitere! Merkmale der Erfindung sind der, folge:näen Beschreibung
eines zu entnehmen, dem eine Stromversorgungseinrichtung mit einer 6o-V-Batterie
für ein: automatisches Fe!rnispre@cha,mt zugrunde gehegt ist. Das Schaltbild Fig.
i zeigt, teilweise schematisch, eine solche -Stromversorgungseinrichtung. In diesem
Schaltbild ist mit. GI das Ladegerät bezeichnet, das über einen Transformator TR
aus dem Netz gespeist wird. Die, Sekundärwicklung dieses Transformator: besitzt
eine Reihe von. Anza:pfungen, die wahlweise, mit je einem von mehreren Schaltschützkomta:k:ten
verbunden, werden, können:, -dlie ihrerseits in Ab-
hängigkeit von der Steuereinrichtung
betätigt werden: und damit verschiedene Ladespanmiungen an, den Gleichrichter GI
anlegen. Dieser Gl.e@ichr'ichter besitzt normale, d. h. ohne, besondere Hiilfs@mitte@l
darstellbare mittelsteile Kennlinien des Ladestromes über der Batteriespannung,
d;. h. der Lad'estro-m nimmt mit zunehmender Batteriespannung ab, er ändert sich
somit entsprechend der Batteriefüllung. Mit B ist die Pufferbatterie bezeichnet,
in deren zum Verbraucher' Verbr. führenden Eiitladestromkreis eine Anzahl alkalischer
Gegenzellen GZ eingeschaltet sind', mit deren: Hilfe die Amtsspannung geregelt wird.
Diese, Gegenzellen kö.nnon mit Hilfe: der Schaltschütze! G i bis G 5 und deren Kontakten
ä i bis J 5 einzeln und in Kombination" und zwar ebenfalls von dem Steuergerät Si.G.
aus, zu- oder- abgeschaltet we!r:d@e!n. Das Steuergerät selbst ist hier nur schematisch
dargestellt. Es hat die Aufgabe, die Ba:tte!riespann-ung im Verbraucherkreis in
festen Spannungsgrenzen, z. B. zwischen 62,5±o',5 und @ä:5±o,5V, zu halten; und
bei Änderung der Spannung diese wi.ede,r entsprechend einzuregedn. Um dies zti errcichen,
ist eine Span:niungsiiberwa.cliun:gs,eii!nriclitung
iUR vorgesehen,
welche die Verbraucher-,spannung ständig überwacht. Sie besteht zweckmäßig aus zwei)
auf die eingestellten Relais, die beim Über- bzw. Unterschreiten .dieser Grenzen
anziehen bzw. abfallen und mit Hilfen ihrer Kontakte in der St!euerein:-riclztung
unterschiedliche Schaltvorgängie auslösen. Die überwachungsei.nrichtüng bildet einen
Teil des Steuergerätes, sie isst hier nur aus Gründen der Übersichtlichkeit zwischen
die Leitungen geschaltet; deren> Spannung zu überwachen ist. Das Steuergerät selbst
enthält Schaltmittel, welche durch die vom, den Überwachungsrelais, gelieferten
Impulse ischrittweise fortgeschaltet werd#-n, und zwar entweder in dem einen oder
in dem anderen Sinnet, und dabei die entsprechendenUmschaltüngen ,der Regelschützstronikreise
bewiirken. Die Wirkungsweise soll im folgenden näher besichrieben werden. Das Schaltbild
zeigt noch eine Puffeirdrossel PP, einen! Strommesser A und einten Schalter
S, die jedoch für die Erläuterung der Erfindung keine Bedeutung höben.
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Wie bereits erwähnt, wird ein Gleichrichtergerät verwendet, das entgegen,
.dem. eingangs, . erwähnten Geräten mit künstlich erzeugter besonders flacher oder
steriler Kennlinie ein natürliches mitteilsteiles Kenulinienfeld aufweist. Als Beispiel
für den Verlauf einer solchen Kennlinie sei hier angegeben, daß bei einer mittleeren
T'ransformatoranzapfung, z. B@. Klemm-ei 9o, bei( 22o V Netz- und 6o V Batteriespannung
io A, bei 72 V Batteriespannung etwa i A Pufferstrom abgegeben wird! Reicht der
benutzte, Bereich bei Belastungs- oder, Nettzschwank ungen zur Deckurig dies Bedarfs.
-niehtaus, so erfolgt selbsttätig eine stufenweise Umschaltung auf höhere Bereiche;
d. h. auf eine andre Kennlinie, wodurch dien Pufferstrom entsprechend eingeregeilt
wird'.. Ebenso wird bei sinkender Belastung oder bei hTetzüberspanazung auf niedrigere
Stufen umgeschaltet.
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Ebenso wie die zur Schaltung von 'I`ransformatoranzapfungen verwendeten
Stramstufenschütze! R i bis. R 5 weirden von dem Steuergerät Gegenzellenschütze
G i biss. G 5 selbsttätig gesteuert, deren Kontakte die Gegenzellen GZ einzeln in
die Entiadieleitung einschalten oder, sie kurzschließen. Hierdurch, wird bis, zu
einer Batteri.espannun!g von. 72 V die Verbraucherspannung in den vorgeschriebenen:
Grenzen gehalten.
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Der vollselbsttätige Beitrieb kann, ins D@au@errpuferung oder in aussetzender
Pufferung abgewickelt werden. Bei dien gezeigten Beispiel sind fünf Regelschütze,
R i bis R 5 vorgesehen, von. denen Mi D'auerpufferung alle fünf als Stro@mstufenschütze
arbeiten, während bei aussetzender Püfferung nur vier Schütze al@si Stromstufenschütze
adbeitem,, während das Schütz R5 als Netzschütz arbeitet, das bei, voll aufgeladener
Batterie das Gleichrichtergerät abschaltet. Dementsprechend ist einmal ,der Kontakt
r 5 mit steinen Klemmen a-b zwischen den, Klemmen e-f eingeschaltet, in dehn anderen
Falle, zwischen c-d.
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Das Steuergerät St.G: hat die Aufgabe, je nach dein vorliegenden Betriebsverhältnissen!
die richtige Komb,inätion unter den verschiedenen Sch.altmög= liehkeiten der Regelstufenr-
und Gegenzel.lenschütze einzustellen. Für die Regelung desi Pufferladestromes wird
der Spunnungszustand der Batterie, d'er, ihren jeweiligen Ladezustand (Füllungsgrad
und Läd;eübergewicht) kennzeichnet, verwendet. Um die erforderlichen Schaltvorgänge
auszulösen, wird die Höhe der Batteriespannung hinter dmi, Gegenzellen, al:soi die
innerhalb der vorgeschriebene Grenzen. zu haltende Verbrauch erspannunig, als Kriterium
verwendet. Um diese Aufgabe lösen zu können-, wird gemäß der weiteren, Erfindung
von vornherein; ein bestimmtes Schaltprogramm aufgestellt, Mais in jedem Einzelfall
sich aus den Erfahrungswerten für die zu erwartende Belastung und ihre zeitliche
Verteilung ermitteln Ußt. Nach diesem Programm müssien die obenerwähnrtem, Stufenschaltmittel
des Steuergerätes die jeder Schaltstufe entsprechende Kombination aus den beiden-
Schaltschützgruppen bilden.
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Da die Art der Schaltung solcher Stufenschaltungen sehr mannigfaltig
sein kann, z. B. eignen sich hierfür Wähler- und Reilaiskettenschaltungen. .der
verschiedensten Art, wurde bei dem Ausführungsbeispiel auf eine näheres Darstellung
dieser Schaltmittel verzidhtet. Es ist hierfür bereits eines besonders gut RelaJ@skettenschaltung
vorgeschlagen worden, die durch von den Spannungsüberwachungsrelais gelieferte Steuerimpulse
stufenweise in der einen oder anderen Richtung fortgeschalteit wird, je nachdem,
von welchem dien die beiden Spannungsgrenzen überwachenden, Relais der Impuls ausgelöst
wurde, und welche d'ie Eigenart beisitzt, dä.B die Reihenfolge der Erregung der
einzelnen Kettenrelais, beim Durchlaufen der Kette in .der, einen oder anderen Richtung
verschieden @iist. Damit und mit der im folgenden noch zu beschreibenden Arbei.tsweiise
der Überwachungsrelais. läß:tsich in besonders. einfacher Weise das vorher festgelegte
Schaltp,.rogramm verwirklichen.
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Die Impulsgabe durch die überwachrungsrerlais: wird auf folgende Welse
erzielt: Es sind.` zwei Überwachungsrelais vorhanden; das eine von ihnen ist im
Normalbetrieb, dauernd erzeigt und! fällt bei der unteren Söllspaninungsgrenze ab,
das. andere ist so eingestellt, daß, es bei. Überschreiben der oberen Grenze anspricht.
Jedem dieser Relais isst ein Hilfsrelais zugeordnet, das beim Arbeiten ei:nes@ dien
Relais von dessen Kontaktren, gesteuert wird und seinerseits versucht, das überwachungsrela-is
wieder in den; normalen Schaltzustand z,urückzubrinrgen, Da mit dem: Arbeitens eines
der Überwachungsrelais stets ein Stromkreis, zum Steuergerät geschlossen wird.,
der durch das zugeordnete Hilfsireilais, wieder abgeschaltet wird, ergeben sich
zeitlich begrenzte S.teueri!mp@.ulse, von denen jedor einen neuen Schaltzustand
der Steuerschaftmittel und damit auch der Regelschal.tmittel herbeiführt. Ist nach
einem Steuerimpuls: der Sollbereich noch nicht wieder erreicht, so, wird das impulsweisse
Prüfen, auf untere oder oberes Spannungsgrenze so lange fortgesetzt unter entsprechender
Weiterschaltung
der Steuerschaltmittel, bis die Überwachungsrelais: infolge, Einstellung der Verbraucherspannung
auf einen. Wert innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen, in ihrem normalen Schaltzustand
verbleiben. Die Steuereinrichtung kann sich dadurch auch bei plötzlichen; großen.
Belastungs oder- Netzspannungsänderungen oder bei Eingriffen vom: Hand nicht blockieren.
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Wie! o'b'en bereits erwähnt, ist die Aufstellung des Schaltprogramms
von den örtlichen Verhältnissen abhängig und kann. in: der Praxis, sehr unterschiedlich
ausfallen. Es ist de!r wesentliche Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung, da:ß
es sich ge!ra :de :diesen örtlich verschiedenen Verhältnissen so besonders leicht
anpassen läßt und damit nicht nur größte! Betriebssicherheit, sondern auch eine
bestmögliche Behandlung der Batterie und einen, guten Wirkungsgrad: gewährleistet.
Um jedoch die Arbeitsweise der dargestellten Anordnung besser verständlich zu machen,
soll im folgendem an Hand dir Tabelle Fig. 2 und des Funktiönsdi.agramms Fig. 3
eine, kurz: Beschreibung eines praktischen Beispiels für eine solche! Progra.mmges:taltung
gegeben werden.
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Es sei angenommen, da:ß das Steuergerät neben seiner Ruhestellung
o zwanzig verschiedene Schaltzustände annehmen kann!, welche die verschied enen
Möglichkeiten! einer Aufwärts- und Abwärtsregelung umfassen. Die den; verschiedenen!
Schaltzuständen, dies Steuersatzes zugeordneten, Kombinationen der Trafos.chütze
R i bis. R 5 und der Gegenze!lle:n GZ i bis GZ 5 sind in d;er- Tabelle eingetragen.
Hieraus ist bereits ohne weiteres ersichtlich, d'aß, wenn gepuffert wird; stets
d'a's Schütz R i erregt ist, da es. ja, bei aussetzender Pufferung als; Netzschütz
dient. Es soll hier auch nur :dieser Betriebsfall erläutert werden. Die erforderlichen
Änderungen für Dau.erp,ufferung sind. so geringfügig und offensichtlich, :d'aß sie
hier nicht näher- beschrieben werden müssen. Aus der Tabelle ist ferner zu entnehmen,
daß Änderungen des Schaltzustandes, der Stromversorgungseinrichtung auf Grund!.
eines Anwachsens. oder Absinkens der Ba;tteriiespan,nung auf der VerbTa.ucherse!ite
zunächst nach Möglichkeit durch Regelung der Ausgangsspannung ausgeglichen werden,
und: da,ß erst dann, wenn diese Rege!lmöglichke,it nicht ausreicht, auf eine an.de!re'Ke!nnlinie
des Gleichrichtergerätes übergegangen wird:.
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Im praktischem, Betrieb, wickeln sich nun; die Schaltvorgänge nicht
in der Reihenfolge der Ta, belle ab:, sondern nach dem durch das Funktiomsdiagramm
gekennzeichneten Programm, und zwar vollkommen selbsttätig. Geht man beispielsweise
vom Zustand o aus, welcher sich nach einer Entladung der Batterie bis auf ihre untere
Sollspannung einstellt und durchPufferung mit der höchsten Stromstufe gekennzeichnet.
ist, so ergibt sich folgender Verlauf der Steuervorgänge: Erreicht die Ba:tte!riespannung
den; Wert 62,5 V, so, spricht das L,1)"re Gricnzrelais. an, überträgt einen.
Steuerimpuls auf das St,-uergrät, das in, den Scha.ltzustandi i übergeht und dabei
eine Gegenzelle einschaltet. Auf der Ladeseite bleibt: der bisherige Zustand erhalten.
Wächst die Batteriespannung weiter an, so wind im Zusta:n:d, a eine weitere Gegenzelle
zugeschaltet usf., bis im Schaltzustand 6 bei vollgeladener Batterie" aller Geigenzellen
eingeschaltet sind. Im gleichen Maße, wie die Batteriespannung wächst, wird jedoch
vom Zustand 3 ab, die Lade!-spannung durch Umschalten auf andere Trafoa,nzapfun!gen
herabgesetzt, bis schließlich das Lad'egerät vollkommen abgeschaltet wird (Zustand,
6).
Dieser Verlauf ist jedoch nur vorhanden bei etwa gleichbleibe!nder@, verhältnismäßig
niedriger Belastung.
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Hat z. B. im Schaltzustand 2 die Einschaltung der zweitenGegenzel.le
infolge gleichzeitiger starker, Stromentnahme zur Folge, d.aß die untere Grenzspannung
unterschritten: wird., so fällt das untere Grenzrelais ab, und bewirkt die Rückschaltung
in; Zustand i bzw. weiter nach o. Anders ist dies je!-doch, wenn das, Absinken unter
die! untere! Span, nun!gs!grenze im. Schaltz,ustan;d' 3 eintritt. Dann, wird! nämlich
nicht in, den Zustande zurückgeschaltet, sondern, wie das Diagramm zeigt, in den
Zustand 16, der sich gegenüber Zustand 3 durch Abschalten nur einer unterscheidet,
während bei Übergang in Z'usta'nd! 2 neben der Abschaltung der Gegenzelle auch noch
ein, Übergang auf eine höhere Kennlinie eingetreten wäre. Reicht dieser Scha,ltvo,rga,ng
nicht aus, die Spannung wieder in dien Sollbereich zu heben, dann würde! in den
Zustand. i i weitergeschaltet und von da aus nach o.
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Die weitere! Schaltfolge von anderen Schaltzuständen aus bei steigender
oder sinkender Spannung ergibt sich hiernach ohne weiteres, aus dien Funktionsdiagramm.
Die ausgezogenen Pfeile geben die Fo!rtscha:lterichtun!g bei: s te!igender, die
gestrichelten, Pfeile bei sinkender Batteriespannung an.
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Bei Da:ueirpufferu,ng würdie das Fünktionsdiagramm bereits ganz and
fers aussehen, da hierbei die Schaftzustände 6 bis, io und 17 bis 2o nicht vorkommen
können, dafür würde eine Regelstufe mehr auf der- Ladeseite zu berücksichtigen sein.
Diese zusä.tzliche Tra:fostufe würde! dann: dien Erhaltungsstrom für die, Batterie
liefern.
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Es ist aus vorstehendem ersichtlich, daß durch Anwendung, d'e!s Verfahr
ens gemäß der Erfindung eine viel bessetre! Anpassungsmöglichkeit der Stro,mverso!rgun!gseinrichtung
an die Örtlichen Verhältnisse erzielt werden kannt als bisher. Dabei wird gleichzeitig
die Batterie in höherem Maße geschont und ein besserer Jahreswirkungsgrad erzielt,
da einerseits Ein verhältnismäßig kleines Puffergerät verwendet werden kann!, das,
nachts ausgeschaltet werden kann, ohne! geregelt wird und in der Hauptbelastungszeit
auf nur 2 V/Zelle Ausgangsspannung gehalten werden kann, und andererseits der Eigenverbrauch
der Steu:ereinrichtun!g sehr gering ist. Die! Anwendung des Verfahrens ist weder
auf das beschriebene Ausführungsbeispiel noch dessen speziellem Anwendungsfall,
nämlich Speiisung von Fernsprechämfiern,
beschränkt, sondern auch,
in vielen anderen, Fällen, wo eine Stromversorgung mit Gleichstrom aus, einer o,d'er
mehreren umlaufenden Maschinen öder Gleichrichtern beliebiger Bauart und Pufferbatterie
angebracht oder eirfoirderlich ist, mit Vorteil anwendbar. Vor adl,em bei großen
Anlägen macht sich dien verbesserte jahreiswirkungsgra,d wirtschaftlich bemerkbar.
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Bezüglich-der Gestaltung der Steuer- und Regeleinrichtungen, mit denen
das. Verfahren: gemäß der Erfindung durchführbar ist, ,bestehen ebenfalls die verschiedensten
Ausführungsmöglichkeiten. Was das Steuergerät eadbst anbelangt, so können außer
den obenerwähnten verschiedenen Möglichkeiten z. B. auch Dreh ,spulroil.ais öder
Kontaktvoltmeiter als Fühlorgane verwendet worden. Aber auch die Regelelemente können
in vers,chiedemister Weise abgewandelt werden, wenn nur die- entsprechende Regelwirkung
dabei erzielt werden kann. So könn,en beispielsweise an Stelle dien Stromstufenschütze
Stufenschalter, Tauchdrosseln oder Pötentometer mit Antrieb durch Servomotor oder
Nebenschlußregler und an Stelle der Gegenzellen geeignete Widerstände mit linearer
oder nichtlinearer Char aktoristik edier sonstige kontinuierlich oder- stufenweise
Gegenspannungen. verwendet werden.