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.Anordnung zur Kippladung von Batterien Um bei der Ladung von Batterien
zur Einregelung des Ladestromes mechanische Relais zu vermeiden, ist es bereits
bekannt, kippfähige Schaltungsglieder zu verwenden, die zur Wirkung haben, daß bei
Erreichen einer bestimmten oberen Grenze der Batteriespannung der Ladestrom sprunghaft
verkleinert wird, und daß der Ladestrom erst dann, wenn die Batteriespannung erst
unterhalb eines bestimmten Wertes sinkt, wieder sprunghaft auf den größeren Betrag
ansteigt. Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Ladeeinrichtung, und zwar
unter der Voraussetzung, daß als kippfähiges Schaltungsglied, welches dem Ladegleichrichter
vorgeschaltet ist, eine gesättigte Drossel mit einem Parallelkondensator dient.
Der Kondensator kann unmittelbar an die Klemmen der Drosselspule angeschlossen sein.
Die Drosselspule kann aber auch eine Sekundärwicklung besitzen, an welche der Kondensator
angeschlossen ist. Durch geeignete Bemessung der Drosselkennlinie und der Kapazität
wird dann die obenerwähnte Kippladung erzielt. Es ist für die Erfindung gleichgültig,
welchem Verwendungszweck die Batterie, für die die Kippladeeinrichtung benutzt wird,
dient. Solche Kippladeeinrichtungen werden besonders häufig zur selbsttätigen Ladung
von Pufferbatterien benutzt; sie
können aber auch dazu vorgesehen
werden, um selten benutzte Reserve- oder Notbatterien außerhalb der Benutzungszeit
zwecks Aufrechterhaltung des vollen Ladezustandes aufzuladen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Kippladeeinrichtungen Mittel
vorzusehen, die den Einfluß von Netzspannungsschwankungen auf die Höhe der Kippspannung
beseitigen. Dadurch wird ein stets gleichbleibender Ladevorgang gewährleistet, und
die Batterie ist stets voll ausgenutzt, so daß sie nicht überbemessen zu werden
braucht. Die Erfindung gibt ein besonders zweckmäßiges Mittel zur Beseitigung des
Einflusses von Netzspannungsschwankungen auf die Höhe der Kippspannung bei solchen
Kippladeeinrichtungen an, bei denen als kippfähiges Schaltungsglied eine gesättigte
Drossel mit einem Parallelkondensator verwendet ist. Gemäß der Erfindung wird bei
Vorhandensein eines solchen kippfähigen Schaltungsgliedes die Spannungsstromcharakteristik
dieses Schaltungsgliedes bei steigender Netzspannung in dem Sinne geändert, daß
Resonanz zwischen Drossel und Kapazität erst bei einer höheren Spannung an dieser
Parallelschaltung eintritt.
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Um die Spannungsstromcharakteristik zu verschieben, kann man beispielsweise
in Reihe mit dem Kondensator eine Zusatzspannung einfügen, welche der Spannung am
Kondensator entgegenwirkt und bei steigender Netzspannung zunimmt.
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Die Folge davon ist, daß bei Erhöhung der Netzspannung der Strom im
Kondensator größer wird, als wenn diese Zusatzspannung nicht vorhanden wäre. Der
Resonanzpunkt, bei welchem also der Strom durch den Kondensator und der Strom durch
die Drosselspule gleich groß, aber entgegengesetzt ist, wird .also erst bei einer
höheren Spannung an der Parallelschaltung erreicht. Das bewirkt, daß insbesondere
der untere Kippunkt auch bei einer anderen Primärspannung nahezu wieder bei demselben
Strom und derselben Spannung am Gleichrichter auftritt. Man kann die Wirkungsweise
auch mit anderen Worten so ausdrücken, daß der Spannungsabfall an der Parallelschaltung
von Kondensator und Drosselspule sich bei steigender Primärspannung so weit erhöht,
daß am Gleichrichter dieselbe Spannung bestehenbleibt.
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Fig. i der Zeichnung zeigt dafür ein Ausführungsbeispiel. An das nicht
näher bezeichnete Wechselstromnetz ist die Primärwicklung des Transformators i angeschlossen.
Die Sekundärwicklung dieses Transformators speist über die Parallelschaltung der
gesättigten Drosselspule 2 und des Kondensators 3 die Gleichrichteranordnung q.,
die z. B. aus vier Trockengleichrichtern, wie Kupfer-Kupferoxyd-Gleichrichtern bestehen
kann. An die Gleichstrompole der Graetzschen Schaltung ist die Batterie 5 angeschlossen.
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Gemäß der Erfindung liegt in Reihe mit dem Kondensator 3 die Sekundärwicklung
eines Transformators 6, dessen Primärwicklung über die gesättigte Drosselspule 7
an die Netzspannung angeschlossen ist. Durch diese Anordnung wird eine Zusatzspannung
eingefügt, welche der Kondensatorspannung entgegenwirkt und bei steigender Netzspannung
stärker als linear zunimmt. Diese Zusatzspannung ändert die Größe des Stromes im
Kondensatorkreis und verschiebt damit den Resonanzpunkt der kippfähigen Anordnung,
was, wie bereits oben erwähnt, zur Folge hat, daß der untere Kippunkt bei der gleichen
Spannung und Stromstärke des Gleichrichters auftritt, unabhängig von Änderungen
der Netzspannung. Ähnliches gilt auch für den oberen Kippunkt. Die Wirkungsweise
läßt sich vielleicht am besten übersehen, wenn man den Fall betrachtet, bei dem
die Reihenschaltung als Ohmscher Widerstand wirkt. Dann ist die Zusatzspannung genau
der Kondensatorspannung entgegengerichtet, und es muß bei steigender Wechselspannung
der Strom im Kondensator größer werden, und damit wird der Resonanzpunkt erst bei
einer höheren Spannung an der Parallelschaltung von gesättigterDrosselspule undKondensator
auftreten. In dem Bereich, in welchem keine Resonanz herrscht, ist die Gegenspannung
nicht mehr genau der Kondensatorspannung entgegengesetzt, doch ist auch in diesem
Bereich die Wirkungsweise so, daß bei steigender Netzspannung der Strom im Kondensator
stärker zunimmt, alswenndieZusatzspannung nicht eingefügt würde. Daß die Zusatzspannung
stärker als linear mit der Netzspannung zunimmt, bewirkt die gesättigte Drosselspule
7.
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Statt die Zusatzeinrichtung (Transformator 6 und Drossel 7) an die
Primärklemmen des Transformators i anzuschließen, könnte man diese Zusatzeinrichtung
auch an die Sekundärklemmen anschließen. Wesentlich für die Anordnung ist, daß der
Strom, der in dem Transformator 6 fließt, im wesentlichen durch die Größe der Drosselspule
7 bestimmt wird.
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Man könnte auch eine Spannung einfügen, welche mit der Kondensatorspannung
bei Resonanz mit der Drossel 2 gleichgerichtet ist, müßte dann aber dafür sorgen,
daß diese Spannung bei steigender Netzspannung abnimmt.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der Strom
im Kondensator stärker als linear bei steigender Netzspannung vergrößert wird, zeigt
Fig. 2. Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen
gewählt. Mit 2 ist wieder die gesättigte Drosselspule und mit 3 der Kondensator,
der parallel zu dieser Drosselspule liegt, bezeichnet. Die Anordnung ist wieder
so bemessen, daß ein Kippvorgang bei der Ladung der Batterie 5 eintritt. Bei der
Anordnung nach Fig. 2 liegt in Reihe mit dem Kondensator 3 eine Drosselspule 8,
die eine Vormagnetisierungswicklung besitzt, welche an die Gleichstrompole der Gleichrichteranordnung
9 angeschlossen ist, deren Wechselstrompole über eine gesättigte Drosselspule io
an der Sekundärspannung des Transformators i liegen. Man könnte aber auch die Anordnung
an die Primärwicklung des Transformators anschließen. Bei dieser Anordnung wird,
wenn die Netzspannung steigt, die Drosselspule stärker vormagnetisiert. Das hat
zur Folge, daß ihre Induktivität abnimmt, so daß der Kondensatorstrom bei steigender
Netzspannung
stärker als linear zunimmt. Statt einer gesättigten
Drosselspule io könnte auch ein thermonegativer Widerstand verwendet werden, der
eine ähnliche Charakteristik wie die gesättigte Drosselspule besitzt.
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Eine Schaltung, bei welcher nicht der Strom im Kondensator, sondern
in der Induktivität beeinflußt wird, zeigt Fig. 3 der Zeichnung. Hier liegt zwischen
einem Anzapfpunkt der Drosselspule und dem einen Endpunkt der Sekundärwicklung des
Transformators i eine gesättigte Drosselspule i i. Die Wirkung dieser Schaltung
ist, daß bei steigender Primärspannung der Strom in der Drosselspule 2 weniger stark
zunimmt, als wenn die Zusatzdrosselspule i i nicht vorhanden wäre, oder mit andzren
Worten, bei steigender Netzspannung tritt erst bei einer größeren Spannung an der
kippfähigen Anordnung der Resonanzpunkt ein.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. q.: Hier besitzt die
Drosselspule eine besondere Wicklung 12, die über eine gesättigte Drosselspule an
die Primärwicklung angeschlossen ist. Auch bei dieser Anordnung wird bei steigender
Primärspannung der Strom in der gesättigten Drosselspule 2 weniger stark zunehmen
als ohne die Zusatzeinrichtung, so daß auch hier der untere Kippunkt hinsichtlich
Spannung und Stromstärke annähernd konstant bleibt, auch wenn sich die Netzspannung
ändert.
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Man kann auch dieD ros.selspule 2 vormagnetisieren, und zwar rnuß
man den Vormagnetisierungsstrom dann so wählen, daß er mit zunehmender Netzspannung
kleiner wird.