DE1946608A1 - Anordnung zur UEberwachung von Gleichstroemen,insbesondere fuer Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren - Google Patents

Description

• Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladecinrichtungen von Akkumulatoren Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren.
• £ 1£ irt für die Überwachung von stark variablen Gleichströmen, wie sie z.B. beim Lade- und Entladebetrieb von Akkumulatoren auftreten, geeignet.
• ,s sind Anordnungen zur Gleichstrommessung bekannt, bei denen durch Vormagnetisierung die Induktion eines Wechselstromkreises beeinflußt und die ix,l Wechseltromkreis entstehende Änderung an einem Meßgerät angezeigt wird. Dazu werden in zwei getrennten Eisenkernen durch den zu messenden, durch eine Gleichstrommeßschleife fließenden Gleichstrom und durch zusätzliche Wechsel-oder pulsierende Gleichströme zueinander entgegengesetzt gerichtete Magnetisierungen erzeugt. Diese Einrichtungen sollen unterhalb des Sättigungsbereiches der Eisenkerne arbeiten. Den Nachtcil des erforderlichen hohen Aufwandes räumlicher Art und an elektrischen und magnetischen Rauelementen sowie der langen Ansprenzeit vermeidet eine bekannte Gleichstromwandlerschaltung unter Verwendung eines Perritkernes, dessen Hystereseschleife einen möglichst großen linearen Bereich der steilen Schleifenäste aufweist, der mit einer den zu wandelnden Gleichstrom führenden Eingangswickung, einer einen dreieckimpulsförmigen Arbeitsstrom fuhrenden und entgegen der Ereegung des Kernes durch die Eingangswicklung wirkenden Hilfswicklung sowie einer Ausgangswicklung versehen ist.
• Diese bekannten Anordnungen dienen jedoch als Gleichstromwandler und unterscheiden sich demenstprechend hinsichtlich ihres Gesamtaufbaues und ihrer Funktion von der Überwachungseinrichtung nach der Erfindung, die nach Erreichen eines bestimmten Gleichstromwertens in einer Richtung ein schwellwerartiges Sättigen der Magnetkerne und in der anderen Richtung einen verzögerten Anstieg der Magnetisierung erreichen soll.
• Es sind weiterhin oberwachungseinrichtungen bekannt, bei welchen der zu überwachende Strom eine Änderung einesn verketteten Magnetfluses hervorruft, wobei ein Meldestromkreis an die Sekundärwickung eines von dem zu überwachenden Strom erregten Magnetkernes angeschlossen ist, der aus einem Material mit scharf geknickerter geometrischer Kennlinie hoher Anfangspermeabilität besteht.
• Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der zu überwachende Strom die volle Magnetisierungsenergie aufzubringen hat und trotz höchster Anforderungen an das Sernmaterial auf Grund der stets vorhandenen Knickverschleifung kein präzises Schwellwertverhalten zu erreichen ist.
• Weiterhin ist eine Schaltung bekannt, die zwar ebenfalls Gleichstromgrenzwerte entsprechend den bekannten Anordnungen erfaßt und nur durch Reihenschaltung verschieden vormagnetisierter Kerbe bei bestimmten zu überwachenden Gleichstromwerten der entsprechend vormagnetisierte Kern seinern Zustand ändert. Dieser Schaltung haften die vorgenannten Nachteile an, während sie für die erfindungsgemäße Anwendung keine Vorteile bringt.
• Zweck der Erfindung, die sich auf eine Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Lade einrichtungen von Akkumulatoren bezieht, besteht in der Überwachung von stark variablen Gleichströmen, wie sie z. B. beim Lade- und Entaldebetrieb von Akkumulatoren auftreten.
• Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeeinrichtungen von Akkumulatoren zu schaffen, die sich durch ein Schwell-Wertverhalten und eine Stromrichtungserfassung sowie durch gerinne Abmessungen und geringen Leistungsbedarf auszeichnet. Sie soll dann wirksam werden, wenn der Gleichstremfluß in dem zu überwachenden Leiter verschwindet oder einen unzulässig kleinen Wert annimmt. Da der Dauerladestrom im Milliampere-Bereich, der Entladestrom jedoch einige Zehnerpotenzen höher liegen kann, wird neben höchster Empfindlichkeit eine hohe Überlastbarkeit gefordert.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß der Irupulgenerator ein an sich bekannter Rechteckwellengenerator ist, daL; Rückkopplungswicklungen derart geschaltet sind, daß sich deren Magnetfluß dein eines Gleichstromleiters in gleicher Richtung überlagert, und daß als Spannungsindikator ein an sich bekannter Schmitt-Trigger verwendet wird.
• Durch die Erfindung wird erreicht, daß nach Erreichen eines bestimmten Gleichstrommertes in einer Richtung ein schwellwertartiges Sättigen der Magnetkerne und in der anderen Richtung ein verzögerter Anstieg der Magnetisierung erfolgt. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung.
• Aber den zu überrachenden Gleichstromleiter 1 werden zwei Ringkerne 2; 3 aus ferromagnetischen Material geschoben. Die Ringkerne 2; 3 sind mit je einer Magnetisierungswicklung 4; 5 und je einer Rückkopplungswicklung 6; 7 versehen. Die Magnetisierungswicklungen 4; 5 sind derart gegeneinander in Reihe geschaltet, da; Induktionswirkungen aus dem zu überwachenden Leiter 1 unterdrückt werden. Das freie Ende der Magnetisierungswicklung 5 ist direkt mit dem negativen Ausgang des Rechteckimpulsgenerators 8 verbunden; das freie Ende der Magnetidierungswicklung 4 ist über den Wechselspannungszweig der Gleichrichterbrückenschaltung 9 mit dem positiven Ausgang des Rechtweckwellengenerators 8 verbunden. Parallel zum Gleichspannungszweig sind Glättungsmittel 10 und zwei in Reihe liegnede Spannungsteiler 11; 12 geschaltet, wobei an den Spannungsteiler 11 das höhere Potential entnommen werden kann. Der Abgriff des Spanungsteilers 11 ist mit dem Eingang eines Spannungsindikators mit negativem Ausgang verbunden. An dem Abgriff des Spannungsteilers 12 liegen in Reihe geschaltet die Rückkopplungswicklungen 6; 7.
• Die vorliegende Ladestromüberwachung arbeitet nach dem bekannten Gesetz, daß der aufzuwendende Magnetisierungsstrom für einen ferromagnetischen Kern von der Höhe der Vormagnetisierung abhängig ist.
• Im normalen Betriebsfall fließt durch den Gleichstromleiter 1 ein derart hoher Strom, daß der von den Ringkernen 2; 3 abgegebene Magnetisierungsstrom in den Widerständen 11-und 12 einen so hohen Spannungsabfall werursacht, daß der Spannungsindikator 13 anspricht, aber auf C-rund seines negierten Ausganges kein Signal an die weiteren Schaltmittel abgibt. Der Magnetisierungsstrom wird durch den Rechteckimpulsgenerator 8 bereitgestellt0 Zum Zwecke der Erfassung des Magnetisierungsstromes wird dieser einer Gleichrichterbrückenschaltung 9 gleichgerichtet entnommen, nachfolgend geglättet und kann an dem verstellbaren Abnehmbar des Miderstandes zur Indikation entnommen werden. An dem verstellbaren Abnehmer des Widerstandes 12 wird ebenfalls eine vom Magnetisierungsstrom abhängige Gleichspannung entnommen, welche mittels der Rückkopplungswicklungen 6; 7 die vormagnetisierende Wirkung des Gleichstromleiters 1 unterstützen. Fällt der Strom im Gleichstromletier 1 aus, so sinkt der Magnetisierungsstrom auf Grund der fehlenden Vormagnetisierung ab. Es fällt auch die Spannung am Indikator 13 ab, so daß dieser auf Grund seines negierten Ausganges das Melde- oder Auslösesignal abgibt. Kehrt sich die Stromrichtung im Gleichstromleiter 1 um, so wirken die Rückkopplungswicklungen 6; 7 der Vornagnetisierung des Stromleiters 1 entgegen und verhindern ein Ansteigen des Magnetisierungsstromes auf den Umschaltwert des Indikators 13.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Anordnung zur Überwachung von Gleichströmen, insbesondere für Ladeinrichtungen von Akkumulatoren, bestehend aus einem oder mehreren Magnetkernen aus ferromagnetischem Material mit je einer Eingangswicklung, die vom zu überwachenden Gleichstrom durchflossen wird, einer Magnetisierungswicklung, die über den Wechselspannungseingang einer Gleichrichterbrücke in Graetzschaltung mit dem Ausgang eines Impulsgenerators verbunden ist, und einer Rückkopplungswicklung, die über einen einstellbaren Widerstand mit dem Gleichspannungssausgang der Graetz-Gleichrichtertbrücke verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, das der Impulsgenerator ein an sich bekannter Rechteckwellengenerator (8) ist, dc:j Rückkopplungswicklungen (6; 7) derart ge geschaltet sind, daß sich deren Magnetfluß den des Gleichstromleiters (1) in gleicher Richtung überlagert, und daß als Spannungsindikator (13) ein an sich bekannter Schmitt-Trigger verwendet wird.