CH402130A - Stromliefernde Schaltungsanordnung, insbesondere Akkumulatorenlader - Google Patents

Stromliefernde Schaltungsanordnung, insbesondere Akkumulatorenlader

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CH402130A
CH402130A CH1076662A CH1076662A CH402130A CH 402130 A CH402130 A CH 402130A CH 1076662 A CH1076662 A CH 1076662A CH 1076662 A CH1076662 A CH 1076662A CH 402130 A CH402130 A CH 402130A
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circuit
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resistor
supplying
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CH1076662A
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Karoly Dipl Ing Ganszky
Tibor Dipl Ing Kondor
Original Assignee
Villamos Ipari Kutato Intezet
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed

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Description


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    Stromliefernde      Schaltungsanordnung,   insbesondere    Akkumulatorenlader   Die Erfindung betrifft eine stromliefernde Schaltungsanordnung, insbesondere einen Akkumulatorenlader. 



  In der Industrie, sowie im Verkehrswesen und im Bergbau, usw. werden zum Speichern von elektrischer Energie Akkumulatoren verwendet. Diese müssen nach Verbrauch der in ihnen gespeicherten elektrischen Energie elektrisch wieder aufgeladen werden. Das Aufladen von Akkumulatoren ist mit Rücksicht auf eine    Verlängerung   der Lebensdauer des Akkumulators, sowie zwecks Einstellung auf eine optimale Zeitdauer des    Aufladevorganges   zweckmässig durch einen Akkumulatorenlader mit geregeltem Betrieb durchzuführen, durch den der Akkumulator bis zum Erreichen des Nennwertes seiner    Klemmspannung   mit einem konstanten vorbestimmten Strom geladen wird, der vom augenblicklichen Wert der Spannung eines den    Akkumulatorenlader   speisenden elektrischen Netzes und des Akkumulators selbst unabhängig ist.

   Wenn die    Akkumulatorenspannung   stark in die Nähe der Nennspannung rückt, wird die    Klemmspannung   durch den    Akkumulatorenlader   auf konstantem Wert gehalten unabhängig von welchen Schwankungen die Spannung des den    Akkumulatorenlader   versorgenden elektrischen Netzes und der Ladestrom unterworfen ist. 



  Beim Beginn des Ladevorganges hat demnach der Strom einen    vorbestimmbaren   und zeitlich konstanten Wert, während am Ende des    Aufladevorganges   die Spannung    vorbestimmbar   und zeitlich konstant wird. 



  Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer stromliefernden Schaltungsanordnung, mittels welcher z. B. sowohl ein    Akkumulatorlader   mit Trockengleichrich-    ter,   wie auch ein umlaufender    Akkumulatorlader   derart gesteuert    und   geregelt werden soll, dass ein beliebiger konstanter Stromwert bzw. ein beliebiger Spannungshöchstwert eingestellt werden kann. Eine konstante Stromstärke bedeutet, dass der Ladegleichstrom von der    Klemmspannung   des Akkumulators unabhängig ist, während ein beliebiger Spannungshöchstwert eine Spannung bedeutet, deren Wert von der Speisespannung unabhängig ist.

   Erfindungsgemäss wird eine Schaltungsanordnung insbesondere ein    Ak-      kumulatorenlader,   vorgeschlagen, mit einer Stromquelle zum Liefern von Gleichstrom und Gleichspannung sowie mit einer Regelschaltung zu deren Regelung, wobei die Regelschaltung Elemente zum Liefern von zur Speisespannung bzw. zum Speisestrom proportionalen Spannungssignalen sowie eine Verstärkerschaltung aufweist. Das Neue besteht darin, dass mehreren    spannungssignalbildenden   Elementen ein gemeinsames    grundsignalbildendes   Element zugeordnet ist.

   Bei einer    beispielsweisen   Schaltungsanordnung, bei welcher die    Verstärkerschaltung   durch eine    transisto-      risierte   Schaltung mit einem Endtransistor gebildet ist, kann im    Emitterkreis   des Endtransistors ein Widerstand vorgesehen sein, der zusammen mit einer elektrischen Belastung ausserhalb dieses    Emitterkreises   einen    Vorspannungsnebenschlusskreis   des    Endtransis-      tors   bildet. Auf beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der    erfindungsgemässen   Schaltungsanordnung dargestellt. 



     Fig.   1 ist das Schaltbild einer mit Gleichrichter ausgebildeten Schaltungsanordnung,    Fig.   2 stellt eine    Spannung-Stromkurve   dar, 

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    Fig.   3 ist das Schaltbild einer als rotierenden Maschine ausgeführten Schaltungsanordnung, die    Fig.   4 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Einzelheiten der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung,    Fig.   7 stellt ein der    Fig.   2 ähnliches Schaubild dar und die. 



     Fig.   8 bis 13 zeigen Schaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele. 



  Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen weisen auf ähnliche Einzelheiten hin. 



  Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   1 als eine Dreiphasenanlage ausgebildet. Der zu ladende Akkumulator ist mit 1 bezeichnet. Die    Ausgangsklemmspannung   und der Strom eines aus Dioden 2 bestehenden Gleichrichters können durch selbstsättigende Magnetverstärker 3 in den Zweigen einer    Graetz'schen      Gleichrich-      terschaltung   geändert werden. Der Gleichrichter wird durch einen    Dreiphasentransformator   4 gespeist. Seine Ausgangsklemmen sind mit    +   A und - A bezeichnet.

   Der Arbeitspunkt der selbstsättigenden magnetischen Verstärker kann durch den Erregerstrom von in Reihe geschalteten    Vorspannungswicklungen   5 eingestellt werden, wobei der Erregerstrom durch einen Hilfsgleichrichter 6 geliefert wird. Der Steuerstrom der magnetischen Verstärker wird durch eine Regelvorrichtung 7 über in Reihe geschaltete Steuerwicklungen 8 derart geändert, dass der in    Fig.   2 dargestellte Ladevorgang bei einer einstellbaren h Stromstärke beginnt, die durch die Schaltungsanordnung solange auf konstantem    Wert   gehalten wird, bis die    Klemmspannung   einen einstellbaren Wert    U1   erreicht. Hiernach wird dieser Wert    U1   durch die Regelvorrichtung 7 auf konstantem Wert gehalten, wobei der    Ladestrom   abnimmt. 



  Es ist leicht einzusehen, dass dieselbe Wirkungsweise auch dann erreicht werden kann, wenn eine einphasige    Gleichrichteranlage   mit ebenfalls nur    ma-      gnetischen      Verstärkern   zum Laden verwendet wird. 



     Fig.   3 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels, das mit einem Ladedynamo 10 arbeitet. Der zu ladende Akkumulator 1 wird durch das Dynamo 10 geladen, das über eine Welle 9 angetrieben wird. Seine Erregerwicklung 11 wird durch die Regelvorrichtung 7 derart erregt, dass der Ladevorgang gemäss    Fig.   2 verläuft. 



  Die Kennlinie gemäss    Fig.   2 wird durch eine Transistorenverstärkerschaltung erreicht, deren beispielsweise Ausführungsform in    Fig.   4 dargestellt ist. Wie ersichtlich, ist der zu ladende Akkumulator I über einen    Nebenschlusswiderstand   12 an die Klemmen - A und --LA eines    Akkumulatorenladers   mit magnetischem Verstärker und Gleichrichter, oder mit Gleichstromdynamo angeschlossen. 



  Um den durch eine konstante    Klemmspannung   gekennzeichneten Abschnitt der    Ladekennlinie   zu sichern, wird ein Signal von einem    Spannungsteilerwider-      stand   13 entnommen, während ein Signal zum Sichern des durch konstanten Ladestrom gekennzeichneten Abschnittes von einem zum    Nebenschlusswiderstand   12 parallelgeschalteten    Spannungsteilerwiderstand   14 einem    Transistorenregler   zugeführt wird. Der Transistorenregler wird aus einer    Gleichspannungshilf-      stromquelle   mit Ausgangsklemmen -SE und + SE gespeist. 



  Das Prinzip der Wirkungsweise des Reglers besteht, wie bei allen    Proportionalreglern   darin, dass das aus der auf konstantem Wert zu haltenden elektrischen Grösse abgeleitete Signal mit einem in der Zeit    kon-      stanten      Grundsignal      (Referenzsignal)   verglichen wird. Ist das abgeleitete Signal stärker als das Referenzsignal, d. h. die zu regelnde elektrische Grösse    (Regel-      grösse)   grösser als ein gewünschter Wert, so wird der Regler derart in die Arbeitsweise der Gesamtschaltung eingreifen, dass die elektrische Regelgrösse abnimmt. Dieser Vorgang muss selbstverständlich auch im umgekehrten Sinn stattfinden. 



  Bei einem    Akkumulatorenlader   bezweckt die Regelung die    Konstanthaltung   bzw. Beschränkung von zwei elektrischen Grössen. Einerseits soll ein konstanter Ausgangsstrom und anderseits eine konstante    Klemmspannung   gesichert werden. Dies bedeutet, dass im Betriebsabschnitt mit Spannungsregelung die    Klemmspannung   mit einer konstanten Grundspannung verglichen werden muss. Im Betriebsabschnitt mit Stromregelung soll dagegen ein dem Ladestrom proportionales Spannungssignal mit einer anderen Grundspannung verglichen werden. 



  Eine Eigenartigkeit der    Schaltungsanordnung   besteht darin, dass zum Vergleichen der angelegten und konstant zu haltenden elektrischen Grössen ein einziges    grundsignalbildendes   Element verwendet wird, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer    Ze-      nerdiode   besteht. Die elektrischen Signale, die mit dem Grundsignal zu vergleichen sind, gelangen über mindestens zwei Dioden zum    grundsignalbildenden   Element. Insbesondere beim Ausführungsbeispiel    ge-      mäss      Fig.   4 gelangt das zur    Klemmspannung   proportionale und von Spannungsteiler 13 entnommene elektrische Signal über eine Diode 16 zum Eingang 15A des    grundsignalbildenden   Schaltelementes 15.

   Das zum Ladestrom proportionale und vom Spannungsteiler 14 entnommene elektrische Signal wird über einen Verstärker, der aus Transistoren 17 und 18, sowie aus Widerständen 19 und 20 besteht, in ein Spannungssignal umgewandelt über eine Diode 21 den Eingang des    grundsignalbildenden   Elementes 15 zugeführt. Der    Kollektorstrom   eines Transistors 22 wird durch das augenblicklich stärkere elektrische Signal am Eingang des    grundsignalbildenden   Elementes 15 bestimmt. Wenn z.

   B. das über die von    Spannungsteilerwider-      stand   14 geschalteten Transistoren 17 und 18 gelieferte elektrische Signal im Verhältnis zum Potential am positiven Pol einer    Hilfsstromquelle   - SE,    +   SE geringer ist als die Spannung zwischen dem Gleitschieber des Spannungsteilers 13 und der Klemme    -@   SE, so kann über die Diode 16 ein Strom fliessen. In diesem Fall wird die Spannung des    grundsignalbildenden   Elementes 15 mit der vom Spannungsteiler 13 ent- 

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    nommenen   Spannung verglichen, wobei in Abhängigkeit vom Ergebnis der    Vergleichung   ein stärkerer oder geringerer Strom über den Transistor 22    fliessen   wird. 



  Ist z. B. die vom Spannungsteiler 13 entnommene Spannung höher als die Spannung des    grundsignal-      bildenden   Elementes 15 (beim dargestellten Ausführungsbeispiel der    Zenerdiode   15), so nimmt die    Emit-      ter-Kollektorspannung   des mit einem Widerstand 23 belasteten Transistors 22 ab, dessen    Emitter-Kollek-      torspannung   dazu dient, einen Endtransistor 24 unmittelbar (oder über mehrere    Verstärkerstufen)   zu steuern. 



  Der Vorgang verläuft in ähnlicher Weise, wenn die vom Spannungsteiler 14 entnommene und dem Ladestrom proportionale Spannung nach einer Verstärkung mittels der Transistoren 17 und 18 höher wird als die Spannung des    grundsignalbildenden   Elementes 15. Der Strom des Transistors 22 wird dann durch den augenblicklichen Wert des über Diode 21 fliessenden Stromes bestimmt, der dem über den    Ne-      benschluss   12 fliessenden Strom proportional ist. 



  Bei einem    Akkumulatorenlzder   mit Trockengleichrichter liegt die Steuerwicklung 8 des magnetischen Verstärkers im    Kollektorkreis   des Endtransistors 24. Bei einem    Akkumulatorenlader   mit Dynamo ist die Erregerwicklung des Dynamos 1.1 in den Kollektorkreis des Endtransistors 24 geschaltet, wie dies durch Anführung des Bezugszeichens 11 in Klammern angedeutet worden ist.

   Da der magnetische Verstärker eines    Akkumulatorenladers   in der Regel in    solbstsätti-      gender   Schaltung liegt, wobei die Einstellung des Arbeitspunktes des magnetischen Verstärkers über eine    Vormagnetisierungswicklung   5 mit Gleichstromspeisung erfolgt, wird die    Vormagnetisierungswicklung   5 von der    Hilfsstromquelle   -SE, + SE derart gespeist, dass der    Vormagnetisierungsstrom   über einen Widerstand 25 fliessende zugleich eine    Vorspannung   für den Endtransistor 24 sichert.

   Dies ist erforderlich, weil es sich lohnt, die Verstärkung der Stufen des    Transi-      storenreglers   derart einzustellen, dass der.    Endtransi-      stor   24 in Schaltbetrieb arbeitet. Ein Schaltbetrieb bedeutet, dass der Endtransistor 24 auf sehr geringe Änderungen der vom Spannungsteiler 13 oder vom Spannungsteiler 14 ankommenden Signale entweder vollständig geöffnet oder vollständig gesperrt wird. Das Verhältnis zwischen der Zeitdauer des offenen Zustandes zur Zeitdauer des gesperrten Zustandes und somit der Mittelwert des die    Steuerwicklung   8 bzw. die Erregerwicklung 11 durchfliessenden Stromes wird durch die Abweichung der empfangenen elektrischen Signale vom Grundsignal bestimmt. 



  Der Schaltbetrieb des Reglers entsteht durch eine Vergrösserung der Verstärkung selbsttätig. Wäre der    Emitterpunkt   des Endtransistors 24 unmittelbar mit der Klemme    +SE   verbunden, so könnte der    End-      transistor   24 nicht vollständig abgeschlossen werden, weil auch beim vollen Öffnen des Transistors 22 der Endtransistor 24 eine gewisse Steuerspannung erhalten würde. Wird demgegenüber der Endtransistor 24 durch den über den Widerstand 25 fliessenden Strom vor- gespannt, so liegt beim vollen Öffnen des Transistors 22 die Basis des Endtransistors 24 im Verhältnis zu seinem    Emitter   auf einer positiveren Spannung, so dass er sicher absperrt. 



  Wird durch einen    Transistorenregler   ein Akkumulatorenlader mit Dynamo derart gespeist, dass der Kollektor des Endtransistors 24 mit der Erregerwicklung 11 des Dynamos verbunden ist, so muss eine entsprechende Absperrspannung für den Transistor 24 mittels eines Widerstandes 26 gemäss    Fig.   5 eingestellt werden. 



  Wird der magnetische Verstärker gemäss    Fig.   4 gesteuert, so bietet die Schaltungsanordnung den weiteren Vorteil, dass die    Vormagnetisierungswicklung   5 im gleichen Sinn auf den magnetischen Verstärker einwirkt wie die Steuerwicklung B. Fliesst    nämlich   im Endtransistor 24 ein Strom, so dass der magnetische Verstärker über die Steuerwicklung 8 ausgesteuert wird, so nimmt der Strom in der    Vormagnetisierungs-      wicklung   5    infolge   des am Widerstand 25 auftretenden    Spapnungsabfalls      gleichzeitig   ab. Diese zweifache Wirkung hat zur Folge, dass der Verstärkungsfaktor    des   Systems zunimmt, weil die Steuerwirkung über beide Wicklungen erfolgt.

   Zwecks Erreichung einer bestimmten Aussteuerung kann demnach der gesamte Wicklungsquerschnitt der Steuer- und    Vormagnetisierungs-      wicklungen   des magnetischen Verstärkers entsprechend einer gegebenen Schaltung verringert werden. 



  Um zu erreichen, dass beim Schaltbetrieb des Endtransistors 24 in der    Steuerwicklung   8 des magnetischen Verstärkers bzw. in der    Erregerwicklung   11 des Ladedynamos die Stromleitung kontinuierlich wird, kann    zweckmässig   zur Steuerwicklung 8 bzw. zur Erregerwicklung 11 eine Diode 27 parallelgeschaltet werden.    In   diesem Fall handelt es sich um eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung, bei welcher zwischen den Klemmen    +SE,   - SE der Stromquelle zwei in Reihe geschaltete und in Sperrichtung liegende Dioden 27, 28 vorgesehen sind, deren gemeinsamer Punkt sich an den Kollektor des Endtransistors 24    anschliesst,   wie dies in    Fig.   4 und 5 dargestellt ist.

   Beim Steuern von magnetischen    Ver-      stärkeren   mittels Transistoren, insbesondere bei plötzlichen Ein- und Ausschaltungen von Belastungen kann vorkommen, dass in der Leistungswicklung des magnetischen Verstärkers auftretende plötzliche    Flussände-      rungen   in der Steuerwicklung 8 eine Spannung erregen, bei welcher der Verbindungspunkt 24A zwischen Steuerwicklung 8 und Kollektor des Endtransistors 24 in bezug auf das andere Ende 8A der Steuerwicklung 8 positiver wird. Wird diese Erscheinung nicht bekämpft, so kann vorkommen, dass die an der Steuerwicklung 8 auftretende Spannung, die höher ist als die Spannung der    Hilfsstromquelle   - SE,    -f-   SE, die    Emitter-Basis   Schicht des Endtransistors 24 durchschlägt.

   Es wird nun diese    gefärliche   Überspannung an der Stelle 24A dadurch unschädlich gemacht, dass dem    Endtransistors   24 eine Diode 28 parallelgeschaltet wird. Somit wird sich die bei 24A auftretende Spannung über die Diode 28 und über die    Hilfsstromquelle   

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 - SE,    +   SE derart entladen, dass während dieses Vorganges lediglich die an der Diode 28 auftretende unerhebliche Spannung zum Transistor 24 gelangt. 



  Sind die    Spannung   und der Strom des geregelten    Akkumulatorenladers   in der Zeit nicht    konstant,   sondern enthalten auch    oberharmonischen,   wie    dies   zum    Beispiel   bei    Trockengleichrichteranlagen   mit magnetischem Verstärker der Fall sein kann, ist es    zweck-      mässig,   die dem Regler zugeführten    Spannungs-   und Stromsignale zu    filtern.   Zu diesem Zweck können    LC,      RC   oder    RL   Filter verwendet werden.

   Beim Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   6 besteht dieses Filter für das Spannungssignal aus einem    RC   Glied mit einem Widerstand 29 und einer Kapazität 30. Zum Filtern des Stromsignals dient ein    RC   Glied, das aus einem Widerstand 31 und einer Kapazität 32 besteht. 



  Der    Akkumulatorenlader   mit    Transistorenschal-      tung   gemäss    Fig.   5 und 6 kann einfach auf    Schnell-      laden,   d. h. auf einen Betrieb eingestellt werden, bei welchem die Strombegrenzung zwar wirksam ist, aber keine Spannungsregelung stattfindet, wie dies auch aus    Fig.   7 hervorgeht. Diese Betriebsart kann dadurch erreicht werden, dass die elektrische Leitung des Spannungssignals irgendwo, z. B. bei der Ausführungsform gemäss    Fig.   6 mittels eines mit dem Spannungsteiler 13 in Reihe liegenden Schalters 33 unterbrochen wird. Auf eine ähnlich einfache Weise, d. h. durch Unterbrechung des Leiters des Stromsignals kann auch die Strombegrenzung ausser Betrieb gestellt werden. 



  Im folgenden werden Ausführungsbeispiele beschrieben, mittels welcher eine genauere Konstanthaltung der Speisespannung erreicht wird, ohne dass der Verstärkungsfaktor des    Transistorenverstärkers   durch eine Vergrösserung der Zahl der verwendeten Transistoren erhöht werden müsste.

   Dies wird dadurch erreicht, dass bei der Schaltungsanordnung mit einer    Gleichspannungsquelle   für die Regelschaltung die eine Klemme des zum Bilden des zur Speisespannung proportionalen Spannungssignals dienenden    Spannungs-      teilerwiderstandes   unmittelbar mit der einen Klemme der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle verbunden wird, wobei der    Emitter   des zum Verstärken des zum Ladestrom proportionalen Spannungssignals dienenden Transistors sich über einen zum Bilden dieses Spannungssignals dienenden    Nebenschlusswiderstand   mit der selben Klemme der die Regelschaltung mit    Gleichspannung   versorgenden Stromquelle anschliesst.

   Wie aus dem folgenden hervorgeht, ist diese Ausführungsform der    erfindungs-      gemässen   Schaltungsanordnung bereits an sich geeignet, eine genaue    Konstanthaltung   der Speisespannung zu erreichen. Sie ist aber ausserdem geeignet, eine Reihe von weiteren Massnahmen zu treffen, die    geeignet   sind, die Genauigkeit noch weiter zu fördern. Es wird auch eine Änderung der Speisespannung durch handbetätigte Steuerung derart möglich,    dass   die Transistoren der    Transistorenregelschaltung   dabei in Schaltbetrieb, d. h. geringer    Dissipation   betrieben werden können. 



  Beim Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   8 ist der    spannungteilende   Widerstand 13, der zum Ableiten des zur Speisespannung proportionalen Spannungssignals dient, unmittelbar an die zu regelnde Spannung, namentlich hier an die Klemmen des zu ladenden Akkumulators 1 angeschlossen. Somit ist die Grösse des gefühlten Spannungssignals durch    ohmi-      schen   Spannungsabfall bei Strombelastung weder am    Nebenschlusswiderstand   12, noch am    elektrischen   Leiter zwischen der Anschlussklemme 34 des    Neben-      schlusswiderstandes   12 und der Anschlussklemme 35 des Akkumulators 1 beeinflusst. Dies hat eine zuverlässigere Regelung zur Folge.

   Der    Emitter   des Transistors 17, der durch das am    Nebenschlusswiderstand   12 bzw. am    Spannungsteilerwiderstand   14 auftretende und dem Ladestrom proportionale Spannungssignal gesteuert wird, ist über den    Nebenschlusswiderstand   12, sowie über den elektrischen Leiter zwischen den    Anschlussklemmen   34 und 35 mit der Klemme    -;-SE   der die    Transistorenregelschaltung   verbunden. 



  Beim Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   9 wird eine ähnliche Wirkung dadurch erreicht, dass das am    Span-      nungsteilerwiderstand   13 abgenommene und somit der Speisespannung (bzw. deren Schwankungen) proportionale Signal über ein Element mit konstanter Innenspannung, z. B. über eine    Zenerdiode   den Klemmen eines Widerstandes 37 und von hier der Diode 16 zugeleitet wird, um mit der Spannung des    grundsignal-      bildenden   Elementes 15 verglichen zu werden.

   Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass das Ansprechniveau des    grundsignalbildenden   Elements 15 durch das Element 36 mit konstanter Innenspannung gehoben wird, so dass das Spannungssignal des    Span-      nungsteilerwiderstandes   13 mit der resultierenden Spannung der Spannungen des Elementes 36 mit konstanter Innenspannung und des    grundsignalbildenden   Elementes 15 zu vergleichen ist, wodurch die Verstärkung an sieht zunimmt. 



  Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in    Fig.   10 dargestellt. Hier arbeiten die Transistoren des    tran-      sistorisierten   Verstärkers in Schaltbetrieb, d. h. bei geringen Verlusten, obwohl die Speisespannung und das der Speisespannung proportionale Spannungssignal auf Einwirkung von zwischen dem Akkumulatorenlader und den zu ladenden Akkumulatoren vorgesehenen elektrischen Filtergliedern wie    Glättungsdros-      seln   (und Kapazitäten) in der Zeit konstant ist.

   Hier ist das eine Ende des zum Bilden der Speisespannung zugeordneten Spannungssignals dienenden    Spannungs-      teilerwiderstandes   13 unmittelbar an eine    Anschluss-      klemme   35 des zu ladenden Akkumulators angeschlossen, während sein anderes Ende über die Sekundärwicklung 40 einer im Hauptstromkreis liegenden    Glättungsdrossel   39 mit der anderen    Anschlussklem-      me   38 des Akkumulators 1 verbunden.

   Die Transistoren der transistorisierten    Verstärkerschaltung   arbeiten im Schaltbetrieb, weil auf die von den    Anschlussklem-      men   35, 38 des Akkumulators 1 abgenommene Gleichspannung die Wechselspannung überlagert wird, die auf der Sekundärwicklung 40 der    Glättungsdrossel   39 zur Aufnahme von    Spanrjungsänderungen   erscheint, 

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 obwohl das Spannungssignal, wie bereits erwähnt, in der Zeit konstant ist oder sich nur langsam ändert. 



  Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   11 ist der Verstärkungsfaktor des Transistors    f7,   der auf Änderungen der Umgebungstemperatur mit Verstärkungsschwankungen reagiert und durch das dem Ladestrom proportionale Spannungssignal gesteuert wird, konstant gehalten. Zu diesem Zweck ist die positive Klemme des    Nebenschlusswiderstandes   12 über einen Widerstand 41 bei 42 mit dem    Emitter   des Transistors 17 verbunden. Der Verbindungspunkt 42 ist über einen    Thermistor   43 mit der negativen Klemme - SE der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle verbunden. 



  Wenn im Betrieb die zum öffnen des Transistors 17 erforderliche Spannung auf Einwirkung einer erhöhten Umgebungstemperatur abnehmen würde, wird den Widerstand 41 über den Verbindungspunkt 42 ein bei erhöhter Umgebungstemperatur zunehmender Strom durchfliessen. An diesem Widerstand 41 tritt demnach eine mit der Temperatur zunehmende Vorspannung auf, die gewährleistet, dass die zum öffnen des Transistors 17 erforderliche Spannung von der Temperatur unabhängig wird. Die am Widerstand 41 auftretende temperaturabhängige    Vorspannung   wird durch den    Thermistor   43 zwischen der Klemme - SE und dem Verbindungspunkt 42 geregelt. 



  Beim Laden von Akkumulatoren kann erforderlich sein, die    Klemmspannung   des    Akkumulatorenladers   bei Ausschaltung des spannungsregelnden Organs durch Handbetätigung abzuändern. Eine hierzu geeignete Schaltungsanordnung ist in    Fig.   12 dargestellt. Hier arbeiten die Transistoren des transistorisierten Verstärkers im Schaltbetrieb bei geringem Verlust, obwohl das zur    Konstanthaltung   der Speisespannung dienende Spannungssignal in der Zeit konstant ist. Beim handgesteuerten    Akkumulatorenladevorgang   muss der Mittelwert des am die Spannung der elektrischen Speisequelle beeinflussenden Element, d. h. an der Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers oder an der Erregerwicklung 11 des Dynamos auftretenden Erregerstromes konstant sein.

   Dies bedeutet, dass die Steuerung der    transistorisierten   Regelschaltung anstatt des Signals des zum Ableiten des    Speisespannungs-      signals   dienenden Elementes 13 durch das in der Zeit konstante und von der Höhe der Speisespannung unabhängige    Gleichspannungssignal   vorgenommen werden muss.

   Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, dass beim Übergang vom Regelbetrieb auf Handbetrieb der    Spannungsteilerwi-      derstand   13 durch einen Umschalter 44 von der Diode 16 und somit vom Pol des    grundsignalbildenden   Elementes 15 getrennt und zugleich der Gleitkontakt 46 eines    Spannungsteilerwiderstandes   45, der mit den Klemmen + SE, - SE der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle verbunden ist, über eine    Wechselspannungsquelle   47,    zweckmäs-      sig   über eine    Transformatorwicklung   zum Liefern von Wechselspannung und eine Diode 48 an das    grundsignalbildene   Element angeschlossen wird.

   Der Ausgangsstrom des Endtransistors 24 des    transistori-      sierten   Verstärkers und somit die Erregung des magnetischen Verstärkers oder des Dynamos wird von der Lage des Gleitkontaktes 46 des    Spannungsteilerwider-      standes   45 bzw. von der zwischen der    Klemme      +SE   der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle und dem Gleitkontakt 46 abhängig herrschenden Spannung sein.

   Obwohl diese Spannung in der Zeit konstant ist, arbeiten die Transistoren des transistorisierten Verstärkers in Schaltbetrieb, d. h. bei geringem Verlust, weil durch die    Wechselspannungsquelle   47 ein    Spannungssignal   dieser Spannung überlagert wird, dessen Amplitude genügend gross ist, um den gewünschten Schaltbetrieb der Transistoren zu bewirken. 



  Da bei Einrichtungen, die mit Stromstärken von über hundert oder einige tausend    Amp6ren   arbeiten,    kann   die Anfertigung    eines   geeignet bemessenen Nebenschlusswiderstandes 12 auf Schwierigkeiten stossen. Beim Ausführungsbeispiel gemäss    Fig.   13 ist diese    Schwierigkeit   dadurch behoben, dass der durch konstanten Ladestrom gekennzeichnete Betriebsabschnitt des    Akkumulatorenladers   durch einen an sich bekannten    Transduktor   49 mit    Stromwandlereigenschaften   gesichert wird.

   Der seine    Wechselspannungswicklung   51 durchfliessende Wechselstrom    ändert   sich proportional zum    Akkumulatorenladestrom,   der die Vormagnetisierungswicklung 50 des    Transduktors   49 durchfliesst. Ein Wechselstromnetz mit Klemmen 52 und 53 dient zum Speisen des    Transduktors   49.    In   diesem    Wechselspannungsstromkreis   fliesst der durch den    Transduktor   49 bestimmte Wechselstrom über einen Gleichrichter 54 und ein    Glättungsglied,      zweck-      mässig   über eine Drosselspule 55, und einen Spannungsteilerwiderstand 56.

   Die dem positiven    Punkt   des Gleichrichters 54 zugekehrte Klemme 57 des    Span-      nungsteilerwiderstandes   56 ist mit der Ausgangsklemme + SE der die transistorisierte Regelschaltung mit    Gleiclispannung   versorgenden    Hilfsstromquelle   verbunden, während sein Gleitkontakt 58 über eine Diode 59 an das    grundsignalbildende   Element 15 angeschlossen ist. 



     Im   Betrieb der Schaltungsanordnung erscheint am    Spannungsteilerwiderstand   56 eine dem Ladestrom des Akkumulators proportionale Gleichspannung. Ist deren zwischen der Klemme 57 und dem Gleitkontakt 58 erscheinende Teil grösser als die Spannung am    grund-      signalbildenden   Element 15, so wird der Transistor 22 über die Diode 59 und das    grundsignalbildende   Element 15 im Sinne der Öffnung geregelt, wobei am die Spannung der elektrischen Speisequelle beeinflussende Element, d. h. an der Steuerwicklung 8 des bereits erwähnten magnetischen Verstärkers, oder der Strom in der Erregerwicklung 11 abnehmen. Dies hat zur Folge, dass zugleich auch die Spannung und der Strom der elektrischen Speisequelle abnehmen. 



  Die Erfindung ist anhand von Beispielen erläutert worden, die sich auf    Akkumulatorenlader   beziehen, wobei die Spannung und der Strom einer Speisequelle mit Gleichrichter oder Dynamo beeinflusst worden ist. 

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 Die    erfindungsgemässe   Schaltungsanordnung kann aber in gleicher Weise verwendet werden, wenn es sich um Verbraucher, z. B. mit Motoren,    ohmischen,   induktiven und    kapazitiven   Elementen handelt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Stromliefernde Schaltungsanordnung, insbesondere Akkumulatorenlader, mit einer Stromquelle zum Liefern von Gleichstrom und Gleichspannung sowie mit einer Regelschaltung zu deren Regelung, wobei die Regelschaltung Elemente zum Liefern von zur Speisespannung bzw. zum Speisestrom proportionalen Spannungssignalen und eine Verstärkerschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren spannungssignalbildenden Elementen (13, 14) ein gemeinsames grundsignalbildendes Element (15) zugeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, bei welcher die Verstärkerschaltung durch eine tran- sistorisierte Schaltung mit einem Endtransistor gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Emitter- kreis des Endtransistors (24) ein Widerstand (25) vorgesehen ist, der zusammen mit einer elektrischen Belastung (5) ausserhalb dieses Emitterkreises einen Vorspannungsnebenschlusskreis des Endtransistors bildet (Fig. 4). 2.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, mit einer Stromquelle zum Versorgen der Regelschaltung mit Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Klemmen (+SE, -SE) der Stromquelle zwei in Reihe geschaltete Dioden (27, 28) vorgesehen sind, die in Sperrichtung liegen und deren gemeinsamer Punkt (24A) sich an den Kollektor des Endtransistors (24) anschliesst (Fig. 4). 3.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemme (35) eines zum Ableiten des zur Speisespannung proportionalen Spannungssignals dienenden Spannungsteilerwiderstan- des (13) mit der einen Klemme (+SE) der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle verbunden ist, wobei der Emitter eines zum Verstärken des zum Ladestrom proportionalen Spannungssignals dienenden Transistors (17) sich über einen Nebenschlusswiderstand (12) an die selbe Klemme (+ SE) der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle anschliesst (Fig. 8). 4.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das der Speisespannung proportionale Spannungssignal über ein Element (36) mit konstanter innerer Spannung einem Widerstand (37) zugeleitet und von diesem als ein neues Span- nungssignal über eine (16) von mindestens zwei mit ihren gleichnamigen Elektroden an das grundsignal- bildende Element (15) angeschlossenen Dioden (16, 21) dem grundsignalbildenden Element (15) zugeleitet ist (Fig. 9). 5.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, mit einem Akkumulatorenladestromkreis, in dem die Glättungsdrossel (39) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemme des zur Abnahme des zur Speisespannung proportionalen Spannungssignals dienenden Spannungsteilerwiderstandes (13) unmittelbar mit einer Klemme (35) eines zu landenden Akkumulators (1), während seine andere Klemme über die Sekundärwicklung (40) der Glättungsdrossel mit der anderen Klemme (38) des Akkumulators verbunden ist (Fig. 10). 6.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (12, 14) zum Liefern des zum Ladestrom proportionalen Spannungssignals sich über einen Widerstand (41) an den Emitter eines zum Verstärken dieses Signals dienenden Transistors (17) anschliesst, wobei der Anschlusspunkt (42) über einen Thermistor (43) an die negative Klemme (- SE) der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle angeschlossen ist (Fig. 11). 7.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das grundsignalbildende Element (15) sich über eine Diode (48) und eine Wechselstromquelle (47) mit dem Gleitkontakt (46) eines Spannungsteilerwiderstandes (45) zwischen den Klemmen (+ SE, -SE) der die Regelschaltung mit Gleichspannung versorgenden Stromquelle anschliesst, wobei zwischen dem Element (13) zum Liefern des der Speisespannung proportionalen Spannungssignals und dem grundsignalbildenden Element (15) ein Trennschalter (44) vorgesehen ist. B.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Liefern des zum Ladestrom proportionalen Spannungssignals ein durch den Ladegleichstrom magnetisierter Transduktor (49) vorgesehen ist, dem ein Gleichrichter (54), sowie ein Widerstand (56) zugeordnet sind, wobei ein Gleit- kontakt (58) des Widerstandes (56) über eine Diode (59) mit dem grundsignalbildenden Element (15) verbunden ist, so dass der den Transduktor (49) durch- fliessende Wechselstrom nach Gleichrichtung den Widerstand (56) durchfliesst und von dessen Gleitkontakt (58) über die Diode (59) zum grundsignalbildenden Element (15) gelangt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2198293A1 (de) * 1972-09-05 1974-03-29 Lucas Electrical Co Ltd

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