DE974779C

DE974779C - Anordnung zur Beseitigung fuehlbarer Spannungsschwankungen in Gleichstrom-Verbrauchernetzen

Info

Publication number: DE974779C
Application number: DEV5059A
Authority: DE
Inventors: Franz Gorn
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1952-10-17
Filing date: 1952-10-17
Publication date: 1961-05-10

Description

Anordnung zur Beseitigung fühlbarer Spannungsschwankungen in Gleichstrom-Verbrauchernetzen Bekannt sind Gleichstromanlagen, die aus einem Wechselstrom- oder Drehstromnetz über Gleichrichter gespeist werden und die bei völligem oder teilweisem Ausbleiben der Netzspannung aus einer Batterie versorgt werden. Diese bekannten Anlagen sind jedoch dann unzureichend, wenn die Bedingung gestellt wird, daß am Verbrauchernetz stets Spannung vorhanden sein muß und keine fühlbaren Schwankungen desselben auftreten dürfe. Diese Forderung kann z. B. nicht von solchen Anlagen erfüllt werden, bei denen eine Umschaltung vom Netzspeisegleichrichter auf die Batterie vorgenommen wird. Infolge der Umschaltung findet eine wenn auch nur kurzzeitige Unterbrechung statt, die abhängig ist von der Zeit, die für die Durchführung der Schaltvorgänge benötigt wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil auszuschalten und die Reservebatterie in solcher Art zum Einsatz zu bringen, daß der Wechsel der Speisestromquellen im Abnehmernetz nicht mehr wahrnehmbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß während der uneingeschränkten Betriebsbereitschaft des einspeisenden Wechsel-oder Drehstromnetzes das Gleichstrom-Verbrauchernetz in bekannter Weise dauernd über eine doppelpolige Leitung mit der Batterie verbunden ist. Erst nach Übernahme der Verbraucherlast durch die Batterie wird erfindungsgemäß in deren eine Zuleitung zum Gleichstrom-Verbrauchernetz eine zuvor durch einen Schalter überbrückte, motorisch angetriebene Gleichstrom-Hilfsmaschine (Ausgle'ichaggregat) selbsttätig eingeschaltet, die in der Lage ist, eine Zu- oder Absatzspannung zu liefern und damit die Batteriespannung der der vom Verbraucher geforderten konstanten Spannung anzupassen. Die Hilfsmaschine wird zugleich über einen Schalter und mittels eines aus einer zweiten Batterie gleicher Zellenzahl und Kapazität gespeisten Motors hochgefahren und nachfolgend zwischen die Reservebatterie und das Verbrauchernetz geschaltet. Hierdurch wird vermieden, daß sich der Anlaufstromstoß des Ausgleichaggregates nachteilig auf den Spannungszustand des Verbrauchernetzes auswirkt. Nach Zuschaltung der Hilfsmaschine werden die beiden Batterien parallel geschaltet.
Solange die Netzspannung besteht, beteiligt sich die Batterie I nicht an der Speisung des Verbrauchers. Diese Batterie bleibt vielmehr in Ruhe und besitzt eine Zellenspannung von etwa 2,05 Volt. Durch die Selbstentladung vermindert sich die Kapazität der Batterie nur ganz geringfügig. Durch regelmäßiges Wechseln der beiden Batterien I und II im täglichen Zyklus wird einem Sulfatieren derselben vorgebeugt.
Durch einen auf der Wechsel- oder Drehstromseite vorgesehenen Spannungswächter wird außerdem dafür gesorgt, daß nicht nur bei einem Ausfall der Drehstromspannung, sondern auch beim Absinken dieser Betriebsspannung unter einen gewünschten Wert die Batterie II und die ihr zugeordnete Hilfsmaschine zum Einsatz kommen.
Die den Antriebsmotor der Hilfsmaschine speisende Batterie II mit einer Zellenspannung von 2,2 Volt wird nach vorheriger Aufladung auf 2,4 Volt je Zelle vom Gleichrichter laufend gepuffert.
Die Feldwicklung der Gleichstrom-Hilfsmaschine liegt an einer Spannung, die in an sich bekannter Weise in einem Abhängigkeitsverhältnis zur Spannung im Gleichstrom-Verbraucherkreis steht. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die Feldwicklung der Hilfsmaschine aus dem Gleichstromnetz über eine als Spannungswaage wirkende Brückenschaltung gespeist wird.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.. In dem dort dargestellten Schaltschema sind nur die Aufbauteile berücksichtigt, die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Das Gleichstrom-Verbrauchernetz i, an das die Verbraucher, z. B. die Lampen 2 eines Operationssaales oder die Errgerwicklung 3 eines Hubmagneten, angeschlossen sind, wird im Normalbetrieb aus dem Wechselstromnetz 4 gespeist. Der Gleichstrom wird in bekannter Weise über einen Gleichrichter 5 und einen Transformator 6 sowie eine diesem zugeordnete, mit Gleichstrom vormagnetisierte Drossel ? gewönnen. Über die Leitung 8 liegt elektrisch parallel geschaltet zum Verbrauchernetz i die Batterie I. Während des Normalbetriebes, also während der Speisung des Verbrauchernetzes aus dem Wechselstromnetz 4, ist zier Schalter 9 in der Zuleitung der Batterie I zum Verbrauchernetz geschlossen und überbrückt damit den Anker io der Hilfsmaschine. Außerdem sind Mittel vorgesehen, daß das Feld i i dieser Maschine zunächst unerregt bleibt. Fällt die Spannung im Wechselstromnetz ¢ unter einen bestimmten Betrag oder setzt sie gänzlich aus, dann ist die Spule 12 des Relais 13 nicht mehr in der Lage, den Anker zu halten, und das Relais schließt über die Leitungen 14, 15 den Antriebsmotor 16 an die Batterie Il an. Dieser Motor und ebenso die von ihm mitangetriebene Hilfsmaschine io werden alsdann hochlaufen. Erst nach dem Hochlaufen dieses Aggregates wird durch Öffnen des Schalters 9 die Hilfsmaschine i o, ii in die eine Zuleitung der Batterie I geschaltet. Nachfolgend wird die über den Gleichrichtersatz 17 aus dem Wechselstrom 4 aufgeladene Batterie II mit Hilfe des Schalters 18 selbsttätig zur Batterie I parallel geschaltet, so da_B sich nunmehr auch die zweite Batterie an der Versorgung des Verbrauchernetzes i beteiligt. Die Feldwicklung i i der Hilfsmaschine erhält aus der als Spannungswaage wirkenden Brückenschaltung i9 ihre Erregerspannung.
Bei der praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage ist selbstverständlich dafür zu sorgen, daß die Batterien nach ihrem Einsatz sofort wieder nachgeladen werden, um die stetige Betriebsbereitschaft der Anlage aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird man in gewissen Zeitabständen eine Hochladung der verwendeten Batterien vornehmen, um dem unerwünschten Sulfatieren derselben vorzubeugen und damit die Lebensdauer der Batterien zu erhöhen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Beseitigung fühlbarer Spannungsschwankungen in Gleichstrom-Verbrauchernetzen, die über Gleichrichter aus einem Wechselstrom- oder Drehstromnetz gespeist werden und bei einem völligen oder teilweisen Ausbleiben der Speisespannung durch eine dauernd mit dem Gleichstrom-Verbrauchernetz zweipolig verbundene Batterie versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach Übernahme der Verbraucherlast (2, 3) durch diese Batterie (I) in deren Zuleitung (8) zum Gleichstrom-Verbrauchernetz (i) eine zuvor durch den Schalter (9) überbrückte motorisch angetriebene Gleichstrom-Hilfsmaschine (Ausgleichaggregat) selbsttätig eingeschaltet wird, die in der Lage ist, eine Zu- oder Absatzspannung zu liefern, um die Batteriespannung der vom Verbraucher geforderten konstanten Spannung anzugleichen.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom für den Antriebsmotor (16) der Gleichstrom-Hilfsmaschine (io, i i) einer zusätzlichen, mit besonderem Gleichrichter (17) ausgerüsteten zweiten Batterie (II) entnommen wird, die nach Beendigung des Anlaßvorganges der Gleichstrom-Hilfsmaschine (io, i i) zur ersten, mit dem Gleichstrom-Verbrauchernetz dauernd verbundenen Batterie (I) parallel geschaltet ist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung; (i i) der Gleichstrom-Hilfsmaschine (i o, i i) voii einer Spannung gespeist ist, die in einem Abhängigkeitsverhältnis zur Spannung des Gleichstrom-Verbraucherkreises (i) steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 830 o81, 721 448, 637 013. 59, 834, 471.747, 303 662, 217 626; schweizerische Patentschrift Nr. 273 625.