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Lade-und Puffereinrichtungen für Anlagen die konstante Spannung verlangen
Bei Anlagen, die eine ziemlich genaue Gleichspannung benötigen (besonders grössere Femsprech- anlagen) sind bisher verschiedene Lade- und Puffervorrichtungen vorgesehen worden. Die Schwierigkeit, dass bei Bleibatterien die Ladespannung wesentlich höher ist als die Entladespannung, wird dadurch um- gangen, dass eine verminderte Anzahl von Zellen parallel zum Verbraucher geschaltet wird und die verbleibenden Zellen, die für eine richtige Entladespannung notwendig sind, mit einem zusätzlichen Gleich- richter nachgeladen und auch in Bereitschaftsspannung gehalten werden. Tritt nun ein Netzausfall ein, so werden durch ein Netzschütz diese Zusatzzellen zu den Stammzellen dazugeschaltet, so dass nunmehr die Entladespannung innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz liegt.
Ein Sperrgleichrichter verhindert dabei einen Kurzschluss dieser zugeschalteten Zellen, die unterbrechungslos an den Verbraucher geschaltet werden müssen.
Bei Wiederkehr der Spannung muss nun die Batterie wieder aufgeladen werden, wobei jedoch die dabei entstehende Ladespannung für den Verbraucher viel zu hoch ist. Bisher wurden in diesem Falle Gegenzellen (alkalische Zellen oder Selenzellen) sukzessive zugeschaltet, die die übermässige Spannung vernichten.
Der Erfindungsgedanke der vorliegenden Einrichtung ist nun darin zu sehen, dass der zur Verhinderung eines Kurzschlusses vorgesehene Gleichrichter auch eine zusätzliche Spannung in Serie zur Stamm-Batterie nach Netzwiederkehr schaltet, an Stelle der sonst notwendigen Zusatzzellen der Batterie. Ein weiterer Erfindungsgedanke ist in der Bemessung dieser Zusatzspannung zu sehen, die etwas kleiner als die zulässige plus, minus Toleranz ist. Ein anderes Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die bei Netzausfall und Zuschaltung der Zusatzzellen im ersten Moment auftretende Überspannung durch eine vorübergehende zusätzliche Belastung möglichst rasch unter den oberen Grenzwert gedrückt wird. Dabei übernimmt ein vorgeheizter Thermokontakt je nach der durchschnittlichen Belastung der Anlage die Überwachung der Dauer dieser Stossbelastung.
An Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung sei die Erfindung des näheren erläutert.
Fig. 1 zeigt als Beispiel des Erfindungsgedankens ein Schaltbild für eine Stromversorgungsanlage einer Fernsprechanlage, während Fig. 2 das Spannungsdiagramm für verschiedene Schaltpunkte bringt mit dem zugehörigen Zeitplan für die vorgesehenen Schaltgeräte. Es wurde eine Stromversorgungsanlage angenommen, bei der als Regelspannung 61,5 V verlangt werden mit einer Minus-Grenze von 59 V und einer Plus-Grenze von 64 V. Die Teilung der 31 Bleizellen ist dabei in 28 Bleizellen als Hauptbatterie und 3 Zellen als Zusatzbatterie vorgenommen.
Bei Normalbetrieb liefert der Hauptgleichrichter HG eine Spannung von zirka 61, 5 V, die direkt dem Verbraucher zur Verfügung stehen, wobei die 28 parallel geschalteten Bleizellen einerseits für die Mithilfe bei kurzen Stromstossen erforderlich sind, anderseits auch als hervorragende Siebung zur Unterdruckung der Oberwellen dienen. Der Zusatzgleichrichter ZG dient zur Erhaltungsladung der 3 Zusatzzellen. Das Netzschütz N ist, so lange die Netzspannung vorhanden ist, ständig angezogen, seine Kontakte n ns sind geschlossen bzw. n 1 und n... offen.
Fällt die Netzspannung aus, so stellt das Netzschütz N seine Kontakte um. Der Kontakt n 1 schaltet die drei Zusatzzellen zum Verbraucher dazu, wobei die beiden Gleichrichter Spund Sp einen Rückfluss
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des Stromes zu den 3 Zusatzbieizellen verhindern, da der Kontakt n ; den normal vorgesehenen Kurzschluss aufhebt. Der Kontakt ns unterbricht dabei gleichzeitig ein Überwachungsrelais A.
Mit dem Abfallen des Netzschützes N wird durch den Kontakt n4 das Stossschütz St über einen Kondensator C 1 : eingeschaltet und hält sich über Widerstand R an Spannung.
Der Kontakt sta schaltet einen Stossbelastungswiderstand W parallel zur Batterie, wodurch, wie aus dem Spannungsdiagramm Fig. 2 Periode 2 zu sehen ist, die Batteriespannung sehr rasch gedrückt wird,
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schaltet) das Stossschütz St durch Kurzschluss abwirft.
Die Ansprechzeit des Thermorelais Th ist nun verschieden je nach der Belastung des Gleichrichters unmittelbar vor Netzausfall. Über einen Stromwandler StrW wird, so lange das Netz den Hauptgleichrichter HG speist, eine der Belastung proportionale Spannung an einen Graetz-Gleichrichter gelegt, der die Wicklung des Thermokontaktes Th vorheizt. Bei Netzausfall wird nun durch das ansprechende Stossschütz St mit dem Kontakt sta die bereits vorgeheizte Thermorelaiswicklung Th an die 60 V Spannung gelegt und nunmehr restlich aufgeheizt. Das Thermorelais schaltet sich durch das Abwerfen des Stossschütze wieder ab, wobei jedoch das Stossschütz St, da Kondensator C 1 aufgeladen ist, nicht mehr ansprechen kann.
Erst bei Netzwiederkehr und damit Öffnung des Kontaktes Il4 kann sich der Kondensator CI entladen und so den zum Ansprechen des Schützes St notwendigen Stromstoss geben.
Die 31 Bleizellen übernehmen nun die Stromversorgung der Anlage bis zur Wiederkehr der Netzspannung (Periode 3 des Diagrammes).
Nach Wiederkehr der Netzspannung wird nach wenigen Millisekunden (Periode 4) das Netzschütz N wieder ansprechen (Periode 5) und legt seine Kontakte nl - n4 um ; der n I-Kontakt schaltet nunmehr die 3
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übern4 unterbricht den'Stromkreis für das Stoss schütz und Kondensator C kann sich über Widerstand R entladen. In dieser mit 5 bezeichneten Periode liegen nunmehr wieder am Verbraucher 28 Bleizellen, welche jedoch entladen sind und vom Hauptgleichrichter HG wieder aufgeladen werden müssen. Die Anfangsladespannung beträgt jedoch nur 57 V, so dass für die erforderliche Amtsspannung von 59 bis 64 V eine Hilfsspannung addiert werden muss. Diese Hilfsspannung wird über einen Transformator Tr mit den Elementen der Sperrgleichrichter erzeugt, die im angeführten Beispiel bei 3 V, also innerhalb der Toleranzgrenze liegt.
Am Verbraucher ist daher auf diese einfache Art eine für den Betrieb richtige Spannung geschaffen.
Ein Kondensator C, unterdrückt dabei die beim Zusatzgleichrichter entstehenden Oberwellen. Bei Erreichung der oberen Toleranzgrenze mit den 28 Bleizellen plus derHilfsspannung kommt nunmehr auch das Relais A zum Ansprechen. unterbricht mit seinem Kontakt a die Transformatorwicklung für die Hilfsspannung und vollendet mit a den Kurzschluss über den Sperrgleichrichter, so dass nunmehr der Anfangszustand erreicht ist.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Lade- und Puffergleichrichter mit einem Haupt- und einem Zusatzgleichrichter (HG und ZG) mit entsprechend geteilter Pufferbatterie (28 Bz. und 3 Bz.) sowie einem Sperrgleichrichter (geteilt in zwei Hälften Spund Sp ) in der Abzweigleitung von der Pufferbatterie, gekennzeichnet durch die Anschaltung dieses Sperrgleichrichters an die Sekundärwicklung eines Transformators (Tr), der nach Spannungsrückkehr durch den Sperrgleichrichter eine zusätzliche Gleichspannung zur Hauptbatterie liefert, so dass trotz entladener Batterie am Verbraucher genügend Spannung vorhanden ist.