-
Anordnung zur Vermeidung von Rückstrom bei Ladeeinrichtungen für eine
beliebige Anzahl . von transportablen Akkumulatorenbatterien, insbesondere für Elektrokarren
In den Ladeanlagen von stationären Akkumulatorenbatterien wurden bisher zwischen
Lademaschine und Batterie zur Vermeidung von Fließen von Rückstrom Unterstromschalter
vorgesehen. Diese Schalter schalten zwischen 5 und io°lo der Nennstromstärke aus,
d. h. die Verbindung Lademaschine-Batterie wird unterbrochen, sobald der Ladestrom
nur 5 bis ioo/o groß ist. Da bei stationären Batterien der Ladestrom zwischen ioo
und 30% schwankt (bei Beginn der Ladung ioo°jo, bei Gasung etwa 30°/a), genügen
diese Unterstromschalter vollkommen.
-
Beim Laden von transportablen Batterien, z. B. Elektrokarrenbatterien,
sind die Unterschiede zwischen Ladestrom und Gasungsstrom erheblich größer. Es kann
vorkommen, daß bei Ladung von mehreren Batterien der. Gasungsstrom nur etwa 10/0
vom Nennstrom beträgt. Bei Verwendung von Unterstromschaltern würde es deshalb zeitweilig
nicht möglich sein, das Laden zu beenden, weil vorher schon .der Unterstromschalter
ausschalten würde. Aus diesem Grunde werden bisher beim Laden von transportablen
Batterien als Schutzschalter zur Begrenzung des Rückstromes Überstrom- und Rückstromschalter
vorgesehen. Wenn es bei stationären Ladeanlagen durch den Einbau von Unterstromschaltern
zum Fließen von Rückstrom überhaupt nicht gekommen ist, so konnte bei Ladeanlagen
zum Laden von transportablen Batterien der Rückstrom nicht verhindert werden, da
Nullstromschalter zum sicheren Abschalten von etwa 1(4°1o Nennstrom wegen ihrer
zu großen Trägheit nicht hergestellt werden können und durch den Einbau von Überstrom-
und Rückstromschaltern der auftretende Rückstrom nur begrenzt, aber nicht verhindert
wird.
-
Normalerweise schaltet jeder Rückstromschalter bei 5 bis 1o°[, Rückstrom
aus, wenn die Nennspannung die gleiche bleibt. Dieser Prozentsatz geht jedoch in
die Höhe, sobald Batterien geladen werden, d. h. die Nennspannung variabel ist.
Beim Laden von 40zelligen Batterien beträgt die Ladespannung etwa i io Volt und
die Entladespannung, d. h. die Spannung, die bei Fließen von Rückstrom in Frage
kommt, etwa 84 Volt.
-
Je nach der Größe der Ladeanlage ändert sich der Wert, bei welchem
eine Abschaltung erfolgt. Der Wert kann so hoch werden, daß der Rückstrom die angeschlossene
Batterie zerstört. Gleichzeitig hat das Fließen von Rückstrom den Nachteil, daß
einmal die geladene Batterie entladen und durch das Fließen von Rückstrom der Ladegenerator
als
Motor angetrieben wird. Auch dieser letzte Punkt kann bei Ladeaggregaten
Störungen zur Folge haben.
-
Man hat auch bereits vorgeschlagen, die selbsttätigen Ladeschalter
in Abhängigkeit von der Spannung der Batterie zu betätigen. Da derartige Überwachungseinrichtungen
aber nur auf einen Minimal- und einen Maximalwert ansprechen, aber auch bei den
Zwischenwerten Rückstrom verursachende Spannungsdifferenzen zwischen Ladestromquelle
und Batterie auftreten können, bietet diese Einrichtung ebenfalls keine Sicherheit
für einwandfreies Arbeiten.
-
Um ein Fließen von Rückstrom bei Ladeeinrichtungen für eine beliebige
Anzahl von Akkumulatorenbatterien, die aus einem Netz oder von einem Generator finit
konstanter Spannung aufgeladen werden, zu verhindern, wird erfindungsgemäß ein nur
von der Ladespannung abhängiges Relais so geschaltet, daß es bei Spannungsrückgang
elektrisch auf eine Auslösespule des Schalters zwischen Batterie und Ladestromquelle
so einwirkt, daß dieser Schalter geöffnet wird, bevor die Spannung der Ladestromquelle
soweit gesunken ist, daß Rückstrom auftreten kann. Sinkt die Ladespannung unter
einen bestimmten Betrag, so fällt das Spannungsrelais ab und unterbricht den Stromkreis
des Spannungsrückgangsauslösers, und der Schalter zwischen Batterie und Ladestromquelle
fällt ab. Das Spantiungsrelais kann so empfindlich eingestellt werden, daß es schon
sicher abschaltet, sobald die Zellenspannung unter die Gasungsspannung sinkt. DieGasungsspannung
schwanktzwischen 2,4 bis 2,75 Volt je Zelle bei Bleibatterien.
-
Die Selbstschalter, die zwischen Netz und Umformerrnotor und zwischen
Ladegeneratoren und Batterien vorgesehen sind, können verriegelt werden, so daß
beim Ausschalten des einen Schalters selbsttätig der zweite zwangsweise herausfällt.
Diese Möglichkeit ist gegeben, wenn beide Schalter mit Hilfskontakten und mit Spannungsrückgangsauslösespulen
versehen sind. Durch die Verriegelung und durch den Einbau des Spannungsrelais wird
erreicht, daß bei 1Tetzstörungen einmal der Ladeumformer stillgesetzt und das andere
Mal die zu ladende Batterie vom Ladegenerator getrennt wird. Weiter wird erreicht,
daß bei irgendwelchen Störungen im Netz, im Umformer oder in den Ladeleitungen die
Batterien vom Ladegenerator getrennt werden, bevor aus den Batterien Rückstrom in
den Generator fließen kann. Gleichzeitig mit dem Trennen der Batterien von dem Ladeumformer
wird. auch der Umformermotor vom Netz abgeschaltet.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Motor
i, -der durch Wechselstrom von den Sammelschienen RT aus angetrieben wird, treibt
den als Verbundinaschine dargestellten Gleichstromgenerator -> an. Über den mit
einem Spannungsrückgangsauslöser 3 versehenen Ladeschalter 4 ist der Generator mit
den Gleichstromsammelschienen P und N verbunden. An diese Sammelschienen sind über
besondere Schalter i2 die zu ladenden Akkuinulatorenbatterien angeschlossen. Weiter
ist ein Spannungsrelais 5 vorgesehen. Die Spule dieses Relais liegt zwischen Generator
und Ladeschalter 4, wird also an Leitung 6 und 7 angeschlossen.
-
Über die Kontakte 8 des Relais und einen Hilfskontakt des Motorschalters
9 erhält -der Auslöser 3 des Ladeschalters 4 Spannung, sobald der Motorschalter
9 eingeschaltet ist, der Ladeumformer läuft und der Ladegenerator 2 erregt ist.
Bei voller Erregung oder bei voller Nennspannung des Ladegenerators 2 zieht das
Relais 5 an und schließt den Spannungskreis des Auslösers 3 durch Kurzschließen
der Kontakte B. Erst jetzt ist ein Einschalten des Ladeschalters 4 möglich. Sinkt
aus irgendeinem Grunde die Generatorspannung unter 2,4 Volt Zellenspannung (je nach
der Zahl der Zellen, die gleichzeitig zu laden sind,-wird das Spannungsrelais 5
bemessen), so fällt der Anker des Spannungsrelais 5 ab. Dadurch, unterbrechen die
Kontakte 8 die Stromzuführung zu dem Spannungsauslöser 3, und der Schalter 4 fällt
heraus.
-
Sowohl derSchalter4 als auch derSchalter9 sind mit einer an sich bekannten
Freilaufkupplung versehen, die das Einlegen der Schalter nur gestattet, wenn die
Rückgangsauslöser 3 und io unter Spannung stehen. Der Auslöser 3 steht aber nur
unter Spannung, wenn das Relais 5 angezogen hat. Das Relais 5 selbst zieht aber
nur an, wenn die erforderliche Ladespannung vorhanden ist. Der Auslöser io zieht
an, sobald die Netzspannung vorhanden ist. Man hat also noch den großen Vorteil,
daß der Schalter 4 nur bei voller Ladespannung eingelegt werden kann.
-
Da ein Einlegen des Schalters 9 nur möglich ist, wenn seine Spannungsspule
io angezogen hat, ist ein Hilfsschalter ii vorgesehen, der ein gewöhnlicher Drehschalter
oder ein Druckknopf sein kann, durch den je ein Hilfskontakt des Schalters 4 und
des Schalters 12 überbrückt wird. Beim Einschalten des Ladeaggregates ist dieser
Schalter so lange zu schließen, bis Spannungsspule io volle Spannung hat.
-
Der an die Sammelschienen PN angeschlossene Ladeschalter 12, der die
Batterie mit den Sammelschienen PN verbindet, ist mit dem Hilfskontakt 13 versehen,
der den Erregerkreis
der Spannungsrückgangsauslösespule io des
Schalters 9 öffnet bzw. schließt. Ist die Ladung der Batterie beendet, so fällt
dieser Schalter von selbst ab und öffnet die Erregerleitung der Spannungsrückgangsauslösespule
io, so daß der Schalter 9 abfällt.