DE96972C - - Google Patents

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DE96972C
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

KAISERLICHES
PATENTAMT.
Um die beim Laden von Stromsämmlerzellen erforderliche höhere Spannung so weit herabzudrücken, dafs man während des Ladens auch Strom in die Verbraüchsleitung abgeben kann, hat man verschiedene Wege eingeschlagen. Entweder nimmt man den Verbrauchsstrom nur von einem veränderlichen Theil der Zellen oder man theilt die Batterie an einem geeigneten Punkt und schaltet den abgetrennten Theil der Zellen vor die Verbrauchsleitung, so dafs diese Zellen durch den Verbrauchsstrom geladen werden. Den zuerst genannten Weg betritt die in der Elektrotechnischen Zeitschrift vom Jahre 1892, S. 262 von Trumpy beschriebene Schaltung, während -die zweite Methode der im gleichen Bande S. 553 beschriebenen Schaltung von Gebrüder Nagio zu Grunde liegt.
Bei der letzteren wird der beabsichtigte Zweck allerdings erreicht, die Batterie wird durch einen Trennzellenschalter vollständig getrennt und die gröfste Zahl der Zellen erhält einen genau regelbaren Ladestrom. Man bedarf jedoch eines sehr umständlichen Trennzellenschalters und aufserdem für jede in demselben liegende Zelle zweier Leitungen nach dem Schaltbrett und nach dem Zellenschalter.
Bei der anderen Methode hingegen hat man den grofsen Mifsstand, dafs die letzten Zellen entweder stets den Verbrauchsstrom mit erhalten, also überanstrengt werden, oder falls der Verbrauchsstrom schon zu Beginn der Ladung sehr grofs ist, dieselben in Gegenschaltung nicht genügend geladen werden können, weil eben die Gesammtspannung des gröfseren Theiles der Batterie noch nicht so hoch gestiegen ist, dafs man alle Zellen als Gegenzellen · vorschalten kann.
Nach vorliegender Erfindung wird der Verbrauchsstrom dem Vertheilungspunkt der Zellenschalterelemente gesondert zugeführt; derselbe geht nur durch diejenigen Zusatzzellen hindurch, welche unbedingt eingeschaltet sein müssen, und berührt andere Theile der Batterie überhaupt nicht.
Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Schaltungsweise ist auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht worden. Die allgemeine Anordnung der Dynamomaschine, der Zellen, des Regelungswiderstandes, der Leitungen und Ausschalter ergiebt sich ohne Weiteres aus der Zeichnung. Die Zellen 1 bis 50 sind für sich einmal an den Hebel H eines Zellenschalters und aufserdem an das Stromschlufsstück ^ des Umschalters U angeschlossen. Die Zusatzzellen 51 bis 62 liegen einmal zwischen den Zellenschaltern H und Z, andererseits aber ist die Klemme + 51 an das Stromschlufsstück ^1 des Umschalters B angeschlossen. Das Stromschlufsstück / des Umschalters U sowie der Schaltarm von B sind an die Verbrauchsleitung angeschlossen. Das Stromschlufsstück Z1 ermöglicht mittelst des Schaltarmes B, die Maschine unmittelbar auf die Verbrauchsleitung zu schalten.
Bei der in der Zeichnung durch volle Linien angedeuteten Stellung befindet sich der die Zahl der hinter einander geschalteten Zellen bestimmende Hebel H auf dem Stromschlufsstück
der Zelle 55. Mithin sind die Zellen von + 51 bis —55, also 5 Zellen, vor die Verbrauchsleitung geschaltet, während alle übrigen Zellen, also 50 + 7=57 Zellen, geladen werden.
Zu Beginn der Ladung stellt man den Schalthebel H auf Zelle +51, so dafs alle Zellen hinter einander geschaltet sind, und den Schaltarm B auf die Mitte, wie durch punktirte Linien angedeutet. Der Umschalterhebel U steht auf dem unmittelbar an die Verbrauchsleitung angeschlossenen Stromschi ufsstück/. Die Maschinenspannung mufs in diesem Falle bei 2,1 Volt Ladespannung pro Zelle 62 X 2,1 = etwa 130 Volt betragen. Es geht ein Ladestrom durch die, sä'mmtlichen hinter einander geschalteten Zellen, während der Verbrauchsstrom die Zellen vorläufig noch nicht berührt, sondern mittelst des Reglers W von 1 30 Volt auf die normale Verbrauchsspannung von 110 Volt herabgedrückt wird. Die Spannung zwischen Zelle 1 und 50 beträgt jetzt 50X2,1= 105 Volt, die Spannung der 12 Zusatzzellen 12 X 2,1 = 25,2 Volt. Steigt nun die Spannung während der Ladung, so ist z. B. bei 2,2 Volt pro Zelle die Gesammtspannung an der Dynamomaschine 61 X 2,2 = 136,4 Volt. Die Zellen 1 bis 50 haben 110 Volt, die Zellen 51 bis 62 dagegen 26,4 Volt. Schaltet man daher jetzt die Zellen 51 bis 62 vor die Verbrauchsleitung, so werden sie die Ladespannung von 136,4 um 26,4, also auf 110 Volt herabdrücken.
' Der Schalter B kann nunmehr auf ^1 gestellt werden, ohne dafs am Gleichgewicht irgend etwas geändert wird. Da nun zwischen dem' Hebel V des Reglers und dem Hebel des Umschalters U stets dieselbe Spannung herrscht, wie zwischen den beiden Zellenschalterhebeln, so kann nunmehr der Verbrauchsstrom im Umschalter U stets unmittelbar auf die Verbrauchsleitung, und zwar auf den Zellenschalterhebel H geleitet werden, indem man den Schaltarm U von / auf ^ stellt. Auch diese Umschaltung bringt keine Störung des Gleichgewichts hervor.
Steigt nun die Spannung auf 2,25 Volt, so würde die Maschine 62 χ 2,25 = etwa 139 Volt leisten müssen, während die 50 Zellen 112,5 Volt aufweisen. Man kann aber jetzt den Schaltarm H um ein Stromschlufsstück verschieben, also auf die Zelle +52 schalten, so dafs nun 61 X 2,25 Volt, also wieder etwa 137 Volt zu leisten sind, während im Vertheilungspunkt bei H 50 X 2,25, also 112,5 Volt immer noch vorhanden sind. Da nun aber die Zelle 51 vor die Verbrauchsleitung geschaltet ist, so wird sich je nach der Gröfse des Verbrauchsstromes 2,2 bis 2,4 Gegenspannung ergeben, so dafs die Verbrauchsleitung nur 110 Volt erhält.
Inzwischen wird nun auch die Zelle 62 geladen sein und mittelst Z abgeschaltet werden können, so dafs die Dynamomaschine wieder nur 60X2,25 oder 135 Volt zu leisten hat. Zwischen diesen Spannungswerthen von 135 bis 137 Volt bleibt die Maschine auch während der ganzen Ladung stehen, denn wenn die Spannung pro Zelle 2,5 Volt beträgt, so herrscht am Hebel H die Spannung 50X2,5= 125 Volt. Es müssen demnach 6 Zellen zu 2,5 Volt, also 15 Volt vor den Verbrauchsstrom geschaltet werden, mithin bleiben nur noch 56 Zellen übrig. Inzwischen sind aber sicher die beiden letzten Zellen geladen und können deshalb durch Z abgeschaltet werden, so dafs noch 54 Zellen in einer Reihe zu laden sind. Die Maschine braucht also wiederum nur 54 X 2,5 = 135 Volt zu leisten.
Der Verbrauchsstrom geht dabei durch den Vorschaltwiderstand W und den Umschalter U zum Hebel H und von dort nach dem Durchgang der durch die Stellung des Hebels H bestimmten Zellen zur Verbrauchsleitung, ohne durch andere Theile der Batterie hindurchzugehen.
Nach vorliegender ErBndung erreicht man demnach in der einfachsten Weise Folgendes:
ι. Die Zellen werden von Anfang an normal geladen.
2. Alle Zellen werden vollständig geladen.
3. Keine der Zellen wird mit dem Lade- und Verbrauchsstrom zugleich belastet; es wird vielmehr der eine Theil mit dem Ladestrom und der andere Theil mit dem Verbrauchsstrom geladen.
4. Der Vorschaltwiderstand W entlastet die Zellen zwischen den Zellenschaltern H und Z vollständig vom Verbrauchsstrom.
5. Sollte der Verbrauchsstrom zu gering sein, z. B. bei Beginn der Ladung oder wenn bei Tage bei -geringem Beleuchtungsstrom geladen werden soll, so kann man den Schaltarm B ausschalten, den Schaltarm H auf Zelle + 51 und den Schaltarm U auf / stellen, so dafs die Batterie in Hintereinanderschaltung geladen wird. Hierbei ermöglicht der Schalter Z ein Abschalten der geladenen Zellen, während der Verbrauchsstrom durch den Regler W auf die richtige Spannung herabgedrUckt wird.
6. Man braucht nur 20 °/0 Ueberspannung, kann dabei die Ladespannung stets constant halten und braucht die Spannung in der Verbrauchsleitung nur um die Spannung einer Zelle zu ändern, während man bei anderen Schaltungsweisen durch Gegenschalten einer Zelle stets auch den Hauptstromkreis um eine Zelle verringerte, wodurch sich ein Gesammtabfall von doppelter Gröfse ergiebt.

Claims (1)

  1. Patent-Anspruch:
    Schaltungsweise für Sammlerbatterien, dadurch gekennzeichnet, dafs die zwischen den Schaltarmen (Z und H) zweier Zellenschalter
    liegenden Zusatzzellen mit den übrigen Zellen in Hintereinanderschaltung verbunden sind und die Verbrauchsleitung durch den Schaltarm (U) entweder unmittelbar oder durch den Schaltarm "(B) über die zwischen diesem und dem Schaltarm (H) liegenden Zusatzzellen an einen mit dem Stromerzeuger verbundenen Regelungswiderstand angeschlossen werden kann, wobei der Hebel (Z) des einen Zellenschalters die bereits geladenen Zellen abzuschalten, der Hebel H des anderen Zellenschalters die Anzahl der hinter einander geschalteten Zellen und gleichzeitig die dem Verbrauchsstrom vorgeschalteten Zellen bestimmt.
    Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
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