DEM0001987MA - Gleichrichteranordnung mit vormagnetisierter Drossel zur selbsttätigen Dauerladung von Batterien oder zur selbsttätigen Spannungsregelung bei direkter Speisung von Verbrauchern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, gleichstromvormagnetisierte Drosseln in Gleichrichterkreisen zu der selbsttätigen Regelung des Dauerladestromes und zur selbsttätigen Spannungsregelung bei der direkten Speisung von Gleichstromverbrauchern zu verwenden. Dabei wird eine solche vormagnetisierte Drossel primär mit der Primärwicklung des Gleichrichtertransformators in Reihe geschaltet. Die Gleichstromwicklung der vormagnetisierten Drossel wird von dem Ladestrom bzw. vom Verbraucherstrom erregt, der diese Wicklung durchfliesst. Durch Verwendung von Mantelblechschnitten oder von Dreischenkelkernen oder durch Verwendung von zwei Drosseln, die sekundär gegeneinander geschaltet werden, lässt sich in bekannter Weise die Übertragung einer Wechselspannung auf die Gleichstromseite vermeiden. Eine solche Anordnung ist z.B. vom Erfinder in der ETZ 55, (1934), Seite 1026 beschrieben worden. Ferner ist es bekannt, dass mit einer solchen Anordnung zur Batteriedauerladung eine Kippwirkung erreicht wird. Die Ursache dafür ist die mit der Induktion im Eisen stark veränderliche Permeabilität. Auch ist es bekannt, dass die Permeabilität bei dem normalen Dynamo- bzw. Transformatorenblech mit abnehmender Induktion zunächst ansteigt und bei etwa 3000 Gauss ein Maximum erreicht. Wird nun die Amperewindungszahl weiter verkleinert, so sinkt die Permeabilität wieder d.h. bei kleinen Werten der Induktion sinkt auch der induktive Widerstand der vormagnetisierten Drossel.

Im praktischen Betrieb arbeitet nun die erwähnte Zusammenschaltung eines Transformators und einer vormagnetisierten Drossel für Batteriedauerladung so, dass z.B. bei 2,0 V Zellenspannung der Nennstrom (z.B. 10 A fliesst. Infolge des Ladevorganges steigt nun die Batteriezellenspannung z.B. auf 2,25 V an. Der Ladestrom ist dabei selbsttätig auf einen kleineren Wert, (z.B. 6 A) zurückgegangen. Die Induktion in der vormagnetisier- ten Drossel hat nun so weit abgenommen, dass der Fusspunkt der stark ansteigenden Permeabilitätskurve erreicht ist. Steigt jetzt die Batteriespannung noch ein wenig an, so verringert sich jetzt der Ladestrom weiter in die Induktivität der vormagnetisierten Drossel steigt stark an; der Ladestrom sinkt dadurch noch mehr usw. d.h. dieser Vorgang spielt sich lawinenartig ab und der Ladestrom kippt gewissermassen auf einen sehr kleinen Wert (z.B. 0,5 A) zurück. Wenn der Transformator in der üblichen Weise mit möglichst kleinen Magnetisierungsstrom ausgeführt ist (d.h. ohne Luftspalt im Kraftlinienweg und wechselseitig geschachtelt), dann wird bei kleinen Werten des Gleichstromes das Permeabilitätsmaximum rückwärts überschritten und das Hochkippen des Ladestromes nun bei weiter sinkender Zellenspannung erschwert, weil jetzt die Batteriespannung so weit sinken muss, bis die Erregung der vormagnetisierten Drossel so stark angewachsen ist, dass der Scheitel der Permeabilitätskurve wieder in der Richtung steigender Amperewindungszahlen überschritten ist. Dieser Zusammenhang wurde bisher noch nicht klar erkannt. Der Anmelder selbst hat früher bereits experimentell festgestellt, dass die Kippwirkung der ganzen Anordnung wesentlich verbessert wird, wenn man der Transformatoren-Primärwicklung eine Drossel parallelgeschaltet. Es wurde darüber in der ETZ 56, (1935), Seite 237 berichtet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gleichrichteranordnung zur selbsttätigen Dauerladung von Batterien oder zur selbsttätigen Spannungsregelung bei direkter Speisung von Verbrauchern mittels vormagnetisierter Drossel, deren Primärwicklung mit der Primärwicklung eines Transformators in an sich bekannter Weise in Reihe geschaltet ist, deren Gleichstromwicklung ferner in bekannter Weise in den Gleichstromkreis des Gleichrichters eingeschaltet ist, bei der aber als Neuerung nicht ein in der üblichen Weise geschachtelter Transformator verwendet wird, sondern in dessen Eisenkern absichtlich ein Luftspalt eingeführt ist, um damit den Leerlaufstrom dieses Transformators bewusst zu erhöhen. Dadurch wird der gleiche Vorteil erzielt, wie bei der Parallelschaltung einer Drossel zum Transformator, jedoch praktisch ohne zusätzlichen Aufwand. Bei der Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung wird der Luftspalt so bemessen, dass die Permeabilität des Eisens der vormagnetisierten Drossel im Permeabilitätsmaximum bzw. in dessen Nähe liegt. Dadurch werden sehr enge Spannungsgrenzen bei der selbsttätigen

Batteriedauerladung erzielt.

Auch bei der direkten Speisung von Stromverbrauchern wird durch die beschriebene Einrichtung ein Vorteil erzielt, weil die Spannung bei kleinen Werten der Stromentnahme nicht ansteigt, sondern in der Nähe des Sollwertes bleibt, so dass eine besondere Vorbelastung auf der Gleichstromseite überflüssig wird bzw. stark reduziert werden kann und eine engere Spannungsgrenze bei der Regelung erreicht wird.

Der in der Praxis in Frage kommende Luftspalt im Transformatoreneisen richtet sich nach der Qualität des verwendeten Bleches, sowie nach der Amperewindungszahl der Primärwicklung des Transformators und der vormagnetisierten Drossel. Praktisch liegt der Wert stets zwischen 0,1 und 2 mm. Bei Verwendung eines Bleches mit 1,8 WV(sub)10 und 0,5 mm Stärke ergab sich z.B. bei einer Versuchsausführung als bester Wert ein Luftspalt von 0,5 mm.

Claims (4)

1.) Gleichrichteranordnung mit vormagnetisierter Drossel zur selbsttätigen Dauerladung von Batterien oder zu selbsttätigen Spannungsregelung bei direkter Speisung von Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, dass im Eisenkern des Gleichrichtertransformators absichtlich ein Luftspalt angeordnet ist.

2.) Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftspalt zwischen 0,1 und 2 mm angewandt wird.

3.) Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, dass die Permeabilität im Eisen der vormagnetisierten Drossel bei dem kleinsten in Frage kommenden Gleichstrom im Permeabilitätsmaximum liegt.

4.) Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, dass die Permeabilität im Eisen der vormagnetisierten Drossel bei dem kleinsten in Frage kommenden Gleichstrom in der Nähe des Permeabilitätsmaximums liegt.