DE918582C

DE918582C - Emergency power device, in particular for operating fluorescent tubes

Info

Publication number: DE918582C
Application number: DER8798A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willy Rieger
Original assignee: WILLY RIEGER DIPL ING
Current assignee: WILLY RIEGER DIPL ING
Priority date: 1952-04-11
Filing date: 1952-04-11
Publication date: 1954-09-30

Description

Notstromeinrichtung, insbesondere zum Betrieb von Leuchtstoffröhren Die Erfindung betrifft die besondere Ausbildung einer Notstromanlage, insbesondere zum Betrieb von Leuchtstoffröhren, welche bei Ausfall des Wechselstromnetzes oder einer eigenen Wechselstromerzeugungsanlage die wichtigsten Beleuchtungskörper speist.Emergency power device, in particular for operating fluorescent tubes The invention relates to the special design of an emergency power system, in particular for the operation of fluorescent tubes, which in the event of failure of the alternating current network or its own alternating current generation system feeds the main lighting fixtures.

Es ist dabei vor allen Dingen an kleine Wechselstromerzeugungsanlagen gedacht, welche zur Versorgung einzelner Häuser oder Wohnungen dienen. Solche kleine Wechselstromerzeugungsanlagen sind in Ländern ohne zentrale Stromversorgung üblich, und es besteht der Bedarf an einer Notstromeinrichtung, welche bei Stillstand der Wechselstromerzeugungsanlage eine ausreichende Beleuchtung der wichtigsten Räume gewährleistet. Bei: einem vorhandenen zentralen Wechselstromnetz, insbesondere auf dem flachen Lande, besteht bei Stromabschaltungen infolge von Gewittern oder aus anderen Gründen die Forderung nach einer Notstromeinrichtung, welche selbsttätig bei Ausfall des Netzstromes eine ausreichende Beleuchtung der einzelnen Räume sicherstellt.It is primarily concerned with small alternating current generation systems which are used to supply individual houses or apartments. Such little ones AC generation systems are common in countries without a central power supply, and there is a need for an emergency power device, which when the The alternating current generating system provides adequate lighting in the main rooms guaranteed. With: an existing central alternating current network, in particular on the flat country, consists of power cuts due to thunderstorms or from other reasons the demand for an emergency power device, which automatically ensures adequate lighting in the individual rooms in the event of a power failure.

Die bisher bekanntgewordenen Notstrombeleuchtungsanlagen sind von der eigentlichen Stromversorgung vollkommen getrennt, sie benutzen eigene Leitungen und eigene Beleuchtungskörper. Normalerweise werden sie mit einer Gleichspannung von 6 bis 24 Volt betrieben. Bei Anlagen für größere Leistungen ist es üblich, daß ein besonderer Notstrommaschinensatz nach Abschaltung des Netzes auf die eigene elektrische Anlage speist. Derartige Maschinensätze sind jedoch teuer und umfangreich und kommen deshalb nur für große Betriebe in Frage.The previously known emergency lighting systems are from the actual power supply is completely separated, they use their own cables and own lighting fixtures. Usually they come with a DC voltage operated from 6 to 24 volts. In systems for larger capacities, it is common that a special emergency power generator set on its own after the network has been switched off electrical system feeds. However, such machine sets are expensive and extensive and are therefore only suitable for large companies.

Die Erfindung bezweckt, mit einem geringen Aufwand an Apparaten eine zuverlässige, vollkommen selbsttätige und geräuschlose Notstromversorgung für kleine Leistungen zu erzielen, welche mit der normalen Betriebsspannung arbeitet und, soweit wie es möglich ist, mit der eigentlichen Wechselstromanlage verbunden ist.The invention aims, with a small amount of equipment reliable, completely automatic and noiseless emergency power supply for small To achieve performance that works with the normal operating voltage and, if so as it is possible to be connected to the actual AC system.

Dies geschieht nach dem Erfindungsgedanken dadurch, da,ß eine der Netzphasen des Wechselstromnetzes bei Notstrombetrieb zugleich Rückleitung für die Notströmverbraucher und den Wechselrichtersteuerstromkreis ist.According to the concept of the invention, this happens because, ß one of the Mains phases of the alternating current network with emergency power operation at the same time return line for the Emergency power consumer and the inverter control circuit is.

Erfindungsgemäß sind die im Notstrombetrieb verwendeten Leuchtstoffröhren in das normale Beleuchtungssystem eingegliedert, und sie liefern sowohl im normalen Netz- als auch im Notstrombetrieb Licht. Sie sind beliebig ein- und ausschaltbar, wobei durch besondere Ausbildung der Schalter der Erregerstromkreis des Wechselrichters eingeschaltet wird, so daß dieser nur dann arbeitet, wenn mindestens eine der Leuchtstoffröhren eingeschaltet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Batterie bei abgeschalteter Notbeleuchtung kein Strom entnommen wird.The fluorescent tubes used in emergency power operation are according to the invention incorporated into the normal lighting system, and they deliver both in normal Mains power as well as light in emergency power mode. They can be switched on and off at will, whereby the excitation circuit of the inverter is due to the special design of the switches is switched on so that it only works when at least one of the fluorescent tubes is switched on. In this way it is achieved that the battery is switched off Emergency lighting no power is drawn.

Die Batterie, welche die Notstromeinrichtung speist, wird im Netzbetrieb über einten Gleichrichter selbsttätig geladen oder beim Vorhandensein einer Wechselstromerzeugungsanlage über den Lichtstromerzeuger oder die Erregermaschine des Stromerzeugers beliefert. Trotz einer gewissen Verschmelzung zwischen der Hauptversorgungsanlage und der Notstromeinrichtung ist dafür gesorgt, daß die Batterie im normalen Betrieb aus Gründen des Berührungsschutzes vollkommen von der Hauptanlage getrennt ist, ohne daß dadurch die Einfachheit der Anlage beeinträchtigt wird.The battery that feeds the emergency power system is in mains operation Automatically charged via a rectifier or if there is an alternating current generation system Supplied via the generator or the generator's exciter. Despite a certain amalgamation between the main supply system and the emergency power facility it is ensured that the battery is in normal operation for reasons of contact protection is completely separated from the main system without affecting the simplicity of the Plant is impaired.

Die Fig. i und 2 der Zeichnung zeigen beispielsweise Ausführungen solcher Notstromeinrichtungen. Fig. i zeigt das grundsätzliche Schaltbild einer Notstromeinrichtung in Verbindung mit einem normalen Wechselstromnetz, Fig. 2 das grundsätzliche Schaltbild einer solchen Notstromeinrichtun,g in Verbindung mit einem Wechselstrommaschinensatz.FIGS. I and 2 of the drawing show exemplary embodiments such emergency power facilities. Fig. I shows the basic circuit diagram of a Emergency power device in connection with a normal alternating current network, Fig. 2 das basic circuit diagram of such an emergency power supply in connection with a AC machine set.

In den Figuren bedeutet i übliche Verbraucher, 2 ein Netzschütz, 3 die Betätigungsspule des Netzschützes 2, 4 einen Arbeitskontakt des Netzschützes 2, 5 einen Ruhekontakt des Netzschützes 2, 6 einen Umschaltkontakt des Netzschützes 2, 7 einen Transformator, 8 eine Notstromleitung, g eine zusätzliche Steuerleitung, io die Leuchtstoffröhren, ii eine Sicherung, 12 eine Gleichrichteranordnung, 13 eine Batterie, 14 eine Sicherung, 15 einen Doppelschalter, 16 einen Wechselrichter, 17 die Erregerspule des Wechselrichters 16, 18 und ig Wechselrichterkontakte, 2o die Schwingzunge des Wechselrichters 16, 2r und 22 Leitungen von der Niederspannungserregermaschine der Schaltung gemäß Fig. 2 zur Batterie 13.In the figures, i means normal loads, 2 a line contactor, 3 the actuating coil of the line contactor 2, 4 is a working contact of the line contactor 2, 5 a break contact of the line contactor 2, 6 a changeover contact of the line contactor 2, 7 a transformer, 8 an emergency power line, g an additional control line, io the fluorescent tubes, ii a fuse, 12 a rectifier arrangement, 13 a battery, 14 a fuse, 15 a double switch, 16 an inverter, 17 the excitation coil of the inverter 16, 18 and ig inverter contacts, 2o the vibrating tongue of the inverter 16, 2r and 22 lines from the low voltage exciter the circuit according to FIG. 2 to the battery 13.

Die Wirkungsweise der Notstromeinrichtung ist folgende: In der Ausführung der Notstromeinrichtung gemäß Fig. i sind an den beiden Netzleitungen R und S die üblichen Verbraucher i angeschlossen, ferner liegt an ihnen unmittelbar oder über ein eigenes Schaltrelais die Betätigungsspule 3 des Netzschützes 2. Solange die beiden Netzleitungen R und S vom Netz her unter Spannung stehen, befinden sich die Kontakte 4, 5 und 6 des Netzschutzes 2 in der oberen Schaltstellung. Der Arbeitskontakt 4 legt hierbei die Oberspannüngsseite des Transformators 7 und die Notstromleitung 8, an der diejenigen Leuchtstoffröhren io angeschlossen sind, welche bei Notstrombetrieb brennen sollen, an die Netzleitung S. Die auf die Niederspannungsseite des Transformators 7 übertragene Wechselspannung wird in der Gleichrichteranordnung 12 gleichgerichtet und über den Umschaltkontakt 6 des Netzschützes 2 der Batterie 13 zugeführt. Der Widerstand des Batterieladekreises wird so ausgelegt, daß der höchstzulässige Ladestrom der Batterie 13 bzw. der höchstzulässige Belastungsstrom der Gleichrichteranordnung 12 nicht überschritten wird. Die Leuchtstoffröhren io, welche an die Notstromleitung 8 angeschlossen sind, werden durch Doppelschalter 15 eingeschaltet. Das obere Kontaktpaar der Doppelschalter 15 schließt den Stromkreis der Leuchtstoffröhren io, das untere Kontaktpaar schließt bzw. öffnet den Erregerstromkreis des Wechselrichters 16. Dieser Stromkreis führt vom positiven Pol der Batterie 13 über den Umschaltkontakt 6 des Netzschützes 2, welcher den Erregerstromkreis des Wechselrichters 16 unterbricht, wenn das Netz R-,# Spannung führt. Der Stromkreis führt dann weiter über die Erregerspule 17 des Wechselrichters 16 zur zusätzlichen Steuerleitung g. Ist der Doppelschalter 15 geschlossen, so schließt sich der Erregerstromkreis des Wechselrichters 16 bei spannungslosem Netz R-S über die Netzleitung R, den Ruhekontakt 5 des Netzschützes 2 und die Batterie 13. Dadurch wird erreicht, daß der Wechselrichter 16 nur dann in Betrieb ist, wenn mindestens eine Leuchtstoffröhre io eingeschaltet ist.The mode of operation of the emergency power system is as follows: In the execution the emergency power device according to Fig. i are on the two power lines R and S usual consumer i connected, furthermore lies on them directly or above its own switching relay, the actuating coil 3 of the line contactor 2. As long as the Both power lines R and S are live from the mains, the Contacts 4, 5 and 6 of mains protection 2 in the upper switch position. The working contact 4 sets the high voltage side of the transformer 7 and the emergency power line 8, to which those fluorescent tubes io are connected, which during emergency power operation should burn, to the power line S. Die on the low-voltage side of the transformer 7 transmitted AC voltage is rectified in the rectifier arrangement 12 and fed to the battery 13 via the changeover contact 6 of the mains contactor 2. Of the The resistance of the battery charging circuit is designed so that the maximum permissible charging current of the battery 13 or the maximum permissible load current of the rectifier arrangement 12 is not exceeded. The fluorescent tubes OK, which are connected to the emergency power line 8 are connected, are switched on by double switch 15. The top pair of contacts the double switch 15 closes the circuit of the fluorescent tubes io, the lower one Contact pair closes or opens the excitation circuit of inverter 16. This The circuit leads from the positive pole of the battery 13 via the changeover contact 6 of the Mains contactor 2, which interrupts the excitation circuit of the inverter 16, when the network R -, # carries voltage. The circuit then continues via the excitation coil 17 of the inverter 16 to the additional control line g. Is the double switch 15 closed, the excitation circuit of the inverter 16 closes de-energized network R-S via the mains line R, the normally closed contact 5 of the mains contactor 2 and the battery 13. This ensures that the inverter 16 only then is in operation when at least one fluorescent tube is switched on.

Sobald die beiden Netzleitungen R und S stromlos werden, wird die Betätigungsspule 3 des Netzschützes 2 ebenfalls stromlos, und die Kontakte 4, 5 und 6 fallen in die gezeichnete untere Schaltstellung. Nunmehr liefert die Batterie 13 über den Umschaltkontakt 6 des Netzschützes :2 Gleichspannung, welche über die Wechselrichterkontakte 18 und ig des Wechselrichters 16 in Wechselspannung umgeformt, im Transformator 7 auf die Spannung des Netzes erhöht und über die Notstromleitung 8 den Leuchtstoffröhren io zugeführt wird. Die am Transformator 7 liegende Gleichrichteranordnung 12 wird durch den Umschaltkontakt 6 des Netzschützes 2 abgeschaltet.As soon as the two power lines R and S are de-energized, the Actuating coil 3 of mains contactor 2 is also de-energized, and contacts 4, 5 and 6 fall into the lower switching position shown. The battery is now delivering 13 via the changeover contact 6 of the line contactor: 2 DC voltage, which is supplied via the Inverter contacts 18 and ig of the inverter 16 converted into AC voltage, in the transformer 7 increased to the voltage of the network and via the emergency power line 8 is fed to the fluorescent tubes io. The rectifier arrangement on the transformer 7 12 is switched off by the changeover contact 6 of the line contactor 2.

Ist eine der Netzleitungen geerdet, so wird diese als gemeinsame Rückleitung verwendet, welche in den Fig. i und 2 mit R bezeichnet ist. Wird gleichzeitig der negative Pol der Batterie 13 geerdet, so erübrigt sich der Ruhekontakt 5 des Netzschützes 2, welcher nur dazu dient; beim Normalbetrieb die Batterie 13 aus Gründen des Berührungsschutzes von der Leitung R zu trennen. Die Wirkungsweise einer Notstromeinrichtung nach Fig. 2 in Verbindung mit einem Wechselstrommaschinensatz ist folgende: Die beiden Phasenleitungen R und S sind einerseits an die in Fig. 2 nicht dargestellte Wechselstrommaschine angeschlossen, und andererseits beliefern sie die üblichen Verbraucher i ; ferner liegt zwischen den Phasenleitungen R und S die Betätigungsspule 3 des Netzschützes 2. Solange die Wechselstrommaschine in Betrieb ist und Strom liefert, befinden sich auch hier wieder die Kontakte q., 5 und 6 in der oberen Stellung. Hierbei ist der Arbeitskontakt q. so geschaltet, daß die Phasenleitung S mit der Notstromleitung g verbunden ist, so daß auch die Leuchtstoffröhren io mit Strom beliefert werden können. Der Ruhekontakt 5 trennt die Phasenleitung R von der Batterieleitung 21, und der Umschaltkontakt 6 unterbricht die Leitung 22 zum Wechselrichter 16. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß bei Betrieb der Wechselstrommaschine sowohl die üblichen Verbraucher i als auch die Leuchtstoffröhren io mit Strom beliefert werden können. Außerdem ist im Normalbetrieb die Batterie 13 von der Phasenleitung R getrennt. Die Ladung der Batterie erfolgt über den Lichtstromerzeuger oder dessen Erregermaschine.If one of the power lines is grounded, it is used as a common return line, which is denoted by R in FIGS. If the negative pole of the battery 13 is grounded at the same time, the normally closed contact 5 of the mains contactor 2, which is only used for this, is unnecessary; to separate the battery 13 from the line R during normal operation for reasons of protection against accidental contact. The mode of operation of an emergency power device according to FIG. 2 in connection with an alternating current machine set is as follows: The two phase lines R and S are connected on the one hand to the alternating current machine, not shown in FIG. 2, and on the other hand they supply the usual consumers i; Furthermore, the actuating coil 3 of the mains contactor 2 is located between the phase lines R and S. As long as the alternating current machine is in operation and supplies power, the contacts q., 5 and 6 are again in the upper position. The normally open contact is q. switched so that the phase line S is connected to the emergency power line g, so that the fluorescent tubes io can be supplied with power. The break contact 5 separates the phase line R from the battery line 21, and the changeover contact 6 interrupts the line 22 to the inverter 16. This arrangement ensures that both the usual loads i and the fluorescent tubes io can be supplied with power when the AC machine is in operation . In addition, the battery 13 is disconnected from the phase line R during normal operation. The battery is charged via the generator or its exciter.

Sobald die Wechselstrommaschine stillgesetzt wird und dadurch die beiden Phasenleitungen R und S spannungslos werden, wird auch die Betätigungsspule 3 des Netzschützes 2 stromlos, und die Kontakte q., 5 und 6 nehmen die in Fig. 2 dargestellte Lage ein. In dieser Stellung liegt der Wechselrichter 16 über den Umschaltkontakt 6 an der Batterie 13, außerdem ist die Oberspannungsseite des Transformators 7 durch den Arbeitskontakt q. mit der Notstromleitung 8 verbunden. Der Ruhekontakt 5 verbindet die Phasenleitung R mit der zur Batterie 13 führenden Leitung 21.As soon as the alternator is shut down and the two phase lines R and S are de-energized, the actuating coil 3 of the mains contactor 2 is also de-energized, and the contacts q., 5 and 6 assume the position shown in FIG. In this position, the inverter 16 is connected to the battery 13 via the changeover contact 6; in addition, the high-voltage side of the transformer 7 is connected to the normally open contact q. connected to the emergency power line 8. The normally closed contact 5 connects the phase line R to the line 21 leading to the battery 13.

Ist durch einen Doppelschalter 15 eine Leuchtstoffröhre io eingeschaltet, so wird dadurch über die zusätzliche Steuerleitung 9 der Erregerstromkreis des Wechselrichters 16 geschlossen. Durch dessen Erregerspule 17 wird nunmehr der Wechselrichter 16 in Betrieb gesetzt, und die Batterie 13 liefert über den Umschaltkontakt 6 eine Gleichspannung, welche im Wechselrichter 16 in Wechselspannung umgeformt und im Transformator 7 auf die Spannung der Wechselstrommaschine erhöht wird. Es brennen nunmehr ausschließlich die Leuchtstoffröhren io, während die üblichen Verbraucher i spannungslos sind.If a fluorescent tube is switched on by a double switch 15, the excitation circuit of the inverter is thus activated via the additional control line 9 16 closed. The inverter 16 is now activated by its excitation coil 17 put into operation, and the battery 13 supplies via the changeover contact 6 a DC voltage, which is converted into AC voltage in the inverter 16 and in the Transformer 7 is increased to the voltage of the alternator. It burn now only the fluorescent tubes io, while the usual consumers i are dead.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Emergency power device with accumulator battery, inverter and transformer, in particular for the operation of fluorescent tubes, characterized in that one of the network phases (R) of the alternating current network in emergency power operation is at the same time the return line for the emergency power consumers (io) and the inverter control circuit.

2. Emergency power device according to claim i, characterized in that the usual Consumer (i) between the phases (R, S) of the alternating current network and the fluorescent tubes (io) lie between a phase (R) and an emergency power line (8), that this emergency power line (8) through a normally open contact (q :) of a line contactor (2) during mains operation on the second phase (S) of the network is switched and, in the case of emergency power operation, to the high-voltage side a transformer (7), which via an inverter (i6) from a battery (i3) is fed (Fig.2).

3. Emergency power device according to claim i, characterized in that that the control circuit of the inverter (i6) by double switch (i5), which the emergency power consumer (io) is switched on and off, closed or opened. q .. emergency power device according to claim i, characterized in that the control circuit of the inverter (i6) via a break contact (5) of a line contactor (2) is.