DE975148C - Elektromagnetische Regeleinrichtung fuer Stromerzeuger von Ladeanlagen fuer Stromsammler - Google Patents

Description

• Elektromagnetische Regeleinrichtung für Stromerzeuger von Ladeanlagen für Stromsammler Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische, nach dem Tirrillprinzip arbeitende Regeleinrichtung für Stromerzeuger von Ladeanlagen für Stromsammler, insbesondere in Garagen oder Tankstellen, die einen spannungsabhängigen Regler (Spannungsregler) und einen stromabhängigen Regler (Stromregler) enthält, der den Spannungsregler unwirksam macht, solange der Ladestrom eine bestimmte Stärke übersteigt. Der Zweck der Erfindung ist, Stromsammler, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen, die aus irgendwelchen Gründen, z. B. wegen großer Kälte oder wegen langandauernder Nachtfahrt, nicht oder nur unzureichend geladen worden sind, in kurzer Zeit wieder aufzuladen.
• Es sind Regeleinrichtungen für Stromerzeuger auf Kraftfahrzeugen bekannt, die einen Spannungsregler und einen Stromregler haben. Der Spannungsregler hält dabei die Spannung des Stromerzeugers bis zur Erreichung einer bestimmten Stromstärke auf einem ziemlich gleichbleibenden Wert. Beim Überschreiten dieser Stromstärke wird der Spannungsregler durch den jetzt allein noch wirksamen Stromregler außer Wirkung gesetzt, der in Abhängigkeit von der Stromstärke auf rasch abfallende Spannung regelt.
• Bei solchen Regeleinrichtungen ist auch schon vorgeschlagen worden, einen mit der Erregerspule des Spannungsreglers in Reihe liegenden Widerstand beim Erreichen der dem vollgeladenen Sammler entsprechenden Spannung kurzzuschließen, wodurch der Spannungsregler auf einen vorbestimmten niedrigeren Spannungswert einregelt, so daß der Sammler vor überladung geschützt ist.
• Es sind ferner Regeleinrichtungen für Stromerzeuger in Ladeanlagen bekannt, die einen von einem Hilfsmotor angetriebenen Regulierwiderstand aufweisen und bei denen der Hilfsmotor in Abhängigkeit vom Ladestrom gesteuert wird.
• Bei einer anderen bekannten Ladeanlage wird der Stromsammler von einem Drehstromnetz über einen gittergesteuerten Gleichrichter geladen, der in Abhängigkeit vom Ladestrom durch einen motorisch angetriebenen Drehregler gesteuert wird.
• Es hat sich gezeigt, daß die Sammler hinsichtlich ihrer Ladespannung nicht alle gleich sind, sondern daß es darunter solche mit einer wesentlich niederen Ladespannung gibt. Werden solche Sammler von einem Stromerzeuger geladen, dessen Spannung auf einen gleichbleibenden, der Ladespannung normaler Sammler entsprechenden Wert eingeregelt wird, so besteht die Gefahr, daß die Sammler stark überladen werden, weil der Ladestrom nach Erreichen des vollen Ladezustandes nicht genügend zurückgeht. Das hat zur Folge, daß der Sammler sich erwärmt, wodurch seine an sich schon tiefliegende Ladekennlinie noch weiter absinkt und der Ladestrom daher noch mehr zunimmt, so daß der Sammler bald zu heiß und dadurch zerstört wird.
• Zur Vermeidung dieses Mangels wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dem Spannungsregler eine derartige Charakteristik zu geben, daß er mit der bei Fortschreiten der Aufladung des Sammlers abnehmenden Ladestromstärke die Spannung des Stromerzeugers stetig vermindert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß auf dem Kern des Spannungsreglers eine der spannungsabhängigen Erregerwicklung des Reglers entgegenwirkende stromabhängige Wicklung angeordnet wird.
• Eine andere Lösung besteht darin, daß in Reihe mit der spannungsabhängigen Erregerwicklung des Reglers ein mit der Temperatur zunehmender Widerstand geschaltet wird, der mittels eines Heizkörpers vom Ladestrom aufgeheizt wird.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. i ein Schaltbild einer Stromerzeugungsanlage mit einem Spannungs- und einem Stromregler und einer Gegenwicklung auf dem Spannungsregler, Fig.2 ein zweites Schaltbild einer Anlage mit einem temperaturbeeinflußten Widerstand im Stromkreis der Reglerspannungsspule, Fig. 3 ein Kennlinienbild über den Verlauf der Spannung der Anlagen in Abhängigkeit von der Stromstärke.
• In der Fig. i ist mit io ein elektrischer Stromerzeuger, mit i i die Erregerwicklung des Stromerzeugers und mit 12 ein Widerstand bezeichnet, der in bekannter Weise bei der Regelung abwechselnd kurzgeschlossen oder in Reihe mit der Erregerwicklung geschaltet ist. Zur Regelung der Spannung des Stromerzeugers sind ein spannungsabhängiger Regler 13 (Spannungsregler) und ein stromabhängiger Regler 14 (Stromregler) vorgesehen. Ferner ist noch ein elektromagnetischer Schalter 15 vorhanden, der die Verbindung des Stromerzeugers io mit einem Stromsammler 16 herstellen kann.
• Der Spannungsregler 13 weist einen festen Kontakt 17 und einen beweglichen Kontakt 18 auf. Zur Betätigung des Spannungsreglers dient eine Spannungsspule i9, die zwischen den Polen des Stromerzeugers liegt, und eine der Spannungsspule entgegenwirkende Spule 2o, die vom Ladestrom der Anlage durchflossen wird.
• Der Stromregler 14 hat einen mit dem beweglichen Kontakt 18 des Spannungsreglers verbundenen festen Kontakt 21 sowie einen beweglichen Kontakt 22, der an die Plusklemme des Stromerzeugers angeschlossen ist. Der Regler wird von einer Spule 23 betätigt, die vom Ladestrom durchflossen wird und daher mit der Spule 2o des Spannungsreglers in Reihe geschaltet ist.
• Der Schalter 15 hat ebenfalls einen beweglichen Kontakt 24, der an der Plusklemme des Stromerzeugers liegt, und einen festen Kontakt 25, an dem eine vom Ladestrom durchflossene, mit den Spulen 2o und 23 in Reihe liegende Spule 26 angeschlossen ist. Der Schalter wird von einer an den Klemmen des Stromerzeugers liegenden Spule 27 betätigt.
• Die Anlage, die hauptsächlich zum raschen Aufladen von erschöpften Stromsammlern in Garagen oder Tankstellen dient, wirkt in folgender Weise: Wenn der Stromerzeuger angetrieben wird und eine vorbestimmte Spannung U i erreicht hat, wird der elektromagnetische Schalter 15 geschlossen und damit der Stromerzeuger über die Stromspule 26 des Schalters 15, die Spule 23 des Stromreglers 14 und die Stromspule 2o des Spannungsreglers 13 mit dem Sammler 16 verbunden. Der Stromerzeuger arbeitet dabei mit der größten Ladestromstärke 11, so daß sich der Punkt A auf dem stark ansteigenden Zweig der Kennlinie nach Fig. 3 ergibt. Bei dieser Stromstärke arbeitet der Stromregler 14 allein. Der Spannungsregler ist außer Wirkung gesetzt, weil die Kontakte 17, 18 des Spannungsreglers und die Kontakte 21, 22 des Stromreglers hintereinandergeschaltet sind. Mit Zunahme der Ladung des Sammlers steigt auch die Spannung des Stromerzeugers bis auf U2, und der Strom sinkt auf I2, so daß sich der Punkt B der Kennlinie ergibt.
• Der. Stromregler 14 einerseits und der Spannungsregler 13 andererseits sind so eingestellt, daß ersterer bei Stromstärken, die gleich oder kleiner als 12 sind, nicht mehr anspricht, seine Kontakte 21, 22 also in Berührung bleiben, so daß der Spannungsregler i3 bei diesen Stromstärken zu arbeiten vermag, wobei seine Stromspule 2o der Spannungsspule i9 entgegenwirkt. Da der Ladestrom mit zunehmender Ladung immer weiter sinkt, wird auch die Gegenwirkung der Spule 2o immer schwächer, was zur Folge hat, daß der Spannungsregler auf eine bis zum Wert U i langsam abfallende Spannung regelt, die so niedrig gewählt wird, daß sie auch nach Erreichen der vollen Aufladung dem Sammler nicht schaden kann.
• Dieselbe Spannungskennlinie kann auch auf andere Weise erreicht werden, was an Hand des zweiten Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 gezeigt werden soll.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel sind alle Teile gleich wie beim ersten Beispiel, ausgenommen der Spannungsregler. Dieser besitzt nur eine Spannungsspule 30 und einen zu dieser in Reihe geschalteten Widerstand 31. In unmittelbarer Nähe dieses Widerstandes befindet sich ein von dem Ladestrom durchflossener Heizdraht 32, der zwischen dem Sammler 16 und der Stromspule des Stromreglers 14 eingeschaltet ist.
• Bis zu dem Punkt B der Kennlinie ist der Vorgang derselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Stromregler 14 hört bei Stromabfall auf J2 auf zu arbeiten, und der Spannungsregler beginnt zu regeln. Der Widerstand 31 ist durch den Heizdraht 32 während der Ladung bis zum Punkt B durch den starken Strom J i bzw. J2 stark erwärmt und daher auf seinen höchsten Widerstandswert gebracht worden. Bei diesem Widerstandswert regelt der Spannungsregler auf die Spannung U2. Mit der weiteren Ladung des Sammlers sinkt der Ladestrom allmählich. Die Temperatur des Heizdrahtes sinkt entsprechend dem Quadrat des Ladestroms, also sehr rasch. Die Folge davon ist, daß auch die Temperatur des Widerstandes 3 1 zurückgeht und der Spannungsregler auf eine abnehmende Spannung regelt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromagnetische, nach dem Tirrillprinzip arbeitende Regeleinrichtung für Stromerzeuger von Ladeanlagen für Stromsammler, insbesondere in Garagen oder Tankstellen, die einen spannungsabhängigen Regler (Spannungsregler) und einen stromabhängigen Regler (Stromregler) enthält, der den Spannungsregler unwirksam macht, solange der Ladestrom eine bestimmte Stärke übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler mit der bei fortschreitender Aufladung des Sammlers abnehmenden Ladestromstärke die Spannung des Stromerzeugers stetig vermindert.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswicklung des Spannungsreglers über die ganze Ladedauer eine vom Ladestrom durchflossene Wicklung entgegenwirkt.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswicklung des Spannungsreglers ein Widerstand vorgeschaltet ist, der in Abhängigkeit von dem Ladestrom erwärmt wird und dessen Widerstandswert mit zunehmender Erwärmung zunimmt.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Widerstandes ein vom Ladestrom durchflossener Heizkörper angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 151797, 490 721, 632 oi2, 657294, 671412, 685954 703967, 722 8i6.