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Regleranordnung für Beleuchtungsanlagen mit Pufferbatterie Bei Regleranlagen für Beleuchtungsanlagen mit Pufferbatterie, insbesondere bei solchen für Eisenbahnfahrzeuge und Schiffe, ist es bekannt, einen Stromregler und einen Spannungsgrenzregler zu verwenden. Diese Anlagen arbeiten mit konstantem Strom bis zum Einsetzen des Gasens der Batterie, nachher übernimmt der Spannungsgrenzregler die Spannungs- überwachung bis zur Fertigladung bei konstanter Spannung. Der Aufwand bei diesen Anlagen, insbesondere durch die Anwendung zweier Regler, ist gross und heute nicht mehr tragbar.
Vorliegende Erfindung ermöglicht es, mit einem einzigen Regler auszukommen.
Die Erfindung betrifft eine Regleranordnung für Beleuchtungsanlagen mit Pufferbatterie, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge und Schiffe, bei welcher der Generator nach Erreichen eines bestimmten Ladezustandes der Batterie spannungsabhängig geregelt wird.
Die Erfindung besteht darin, dass die Regleranordnung einen Regler aufweist, der am Anfang der Ladung als Leistungsregler arbeitet und bei Erreichen eines bestimmten Ladezustandes mittels einer Relaisanordnung umgeschaltet wird, so dass der Regler gegen Ende der Ladung als Spannungsregler weiterarbeitet.
Diese Anordnung kann zum Beispiel in der Weise durchgeführt werden, dass die Relaisanordnung aus einem Umschaltrelais und einem Stromrelais besteht, wobei das Umschaltrelais am Regler eine Umschaltung von Strom- und Spannungsspulen für die Leistungsregulierung bzw. die Spannungsregulierung vornimmt, und dass das Stromrelais eine vom Generatorstrom durchflossene Spule und eine dieser entgegenwirkende Spannungsspule aufweist, und wobei die Umschaltung von Spannungs- auf Leistungsregulierung in der Weise erfolgt, dass der beim Parallelschalten der Batterie mit der Maschine auftretende Stromstoss das Stromrelais zum Ansprechen bringt, vorausgesetzt,
dass dieser die Ansprech- empfindlichkeit des Stromrelais überschreitet, und damit das Stromrelais das Umschaltrelais einschaltet, wobei über einen Kontakt im Umschaltrelais die Spannungsspule des Stromrelais an die Generatorspannung angeschaltet wird. Bei zunehmender Ladung steigt die Spannung und bringt durch diese Spannungsspule das Stromrelais wieder zum Abfallen, worauf der Regler wieder auf Spannungsregelung zurückgeschaltet wird.
Eine Vereinfachung wird dadurch möglich, dass das Umschaltrelais mit dem Stromrelais kombinierbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen je eine Regleranordnung für eine Beleuchtungsanlage mit Pufferbatterie.
1 ist der Rotor, 2 die Felderregerspule des Gene- rators. Mit 2 ist der Regulierwiderstand 3 des Reglers R in Reihe geschaltet. Der Regler weist die Drehsystemspule 4 und zwei abwechslungsweise wirkende Feldspulen auf, nämlich die StromspuIe 5, über den Kontakt 21 parallel zum Shunt 8 und die Spannungsspule 6. Dieser Regler wirkt als Leistungsregler, wenn die Spulen 4 und 5 bzw. als Spannungsregler, wenn die Spulen 4 und 6 wirksam sind. Über eine Relaisanordnung K erfolgt die Zusammenschaltung der Spulen 4, 5, 6 in der Weise, dass am Anfang der Ladung der Regler als Leistungsregler arbeitet. Dabei wirkt die Spule 4 als Spannungsspule und die Spule 5 als Stromspule.
Bei Erreichen eines bestimmten Ladezustandes wird durch die Relaisanordnung K eine Umschaltung am Regler vorgenommen, so dass gegen Ende der Ladung der Regler als Spannungsregler weiterarbeitet. In diesem Fall sind die Spu-
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Ien 4 und 6 in Reihe geschaltet und arbeiten als Spannungsspulen.
Die Relaisanordnung K setzt sich aus dem Umschaltrelais Y und dem Stromrelais Q zusammen. Das Umschaltrelais Y weist die Spannungsspule 24 und den Kontakt 21 im Stromkreis der Stromspule 5 und den Umschaltkontakt 22 auf, über den die Spannungsspule 6 mit der Drehsystemspule 4 in Serie geschaltet ist. Das Stromrelais Q enthält die Stromspule 32 parallel zum Shunt 9. Dieser Spule entgegengesetzt, also gegenmagnetisierend, wirkt die Spannungsspule 33, die durch den Kontakt 23 eingeschaltet wird, wenn das Relais Y anspricht.
Auf dein Relais Q befindet sich der Kontakt 31 in Serie mit der Spannungsspule 24 des Umschaltrelais. 11 ist ein Kontakt auf einem spannungsbetätigten Relais, das bei Aufkommen der Generatorspannung einschaltet und die Batterie 12 an den Generator legt.
Die Spulen 32 und 33 wirken einander entgegen, so dass, wenn das Stromrelais infolge des Ladestromes zunächst eingeschaltet hat, der Anker wieder abfällt, wenn die Spannung an der Spule 33, d. h. die Ladespannung, einen gewissen Wert erreicht hat. Dabei erfolgt die Umschaltung des Reglers 4 von Leistungsmessung auf Spannungsmessung.
Die Wirkungsweise der Regleranordnung ist folgende: Bei anlaufendem Generator und dabei aufkommender Spannung schliesst der Kontakt 11 des spannungsbetätigten Richtstromrelais und schaltet die Batterie 12 an. Der plötzlich einsetzende, durch die Spule 32 fliessende Ladestrom des Generators bringt das Relais Q zum Anziehen, falls der Stromwert einen gewissen Wert überschreitet. Der Kontakt 31 wird geschlossen, wodurch die Spule 24 Strom erhält und die Kontakte 21, 23 schliessen und 22 umschaltet. Der Regler R, der im Ruhezustand als Spannungsregler geschaltet war, wird auf Leistungsregelung umgeschaltet.
In dieser Betriebsweise erfolgt nun die Aufladung der Batterie so, dass der Generator mit angenähert konstanter Leistung arbeitet. Damit ist die Maschine maximal ausgenützt. Wird gleichzeitig der Laststromkreis eingeschaltet, so wird eine Überlastung des Generators trotzdem vermieden, indem nun der Batterieladestrom sich entsprechend verringert.
Sobald ein gewisser Ladezustand, zum Beispiel 2/3 der vollen Ladung, erreicht ist, ist die Spannung der Batterie angestiegen und die gegenwirkende Spule 33 bewirkt, dass das Stromrelais Q abfällt. In diesem Moment wird der Regler wieder auf Spannungsregelung umgeschaltet. Die Weiterladung der Batterie im obern Ladegebiet erfolgt nun unter der spannungsregulierenden Wirkung des Reglers. Die Spannung wird begrenzt, und mit weitersteigender Batteriespannung nimmt der Ladestrom weiter bis gegen Null hin ab.
Fig. 2 zeigt eine Regleranordnung, bei der das Umschaltrelais mit dem Stromrelais kombiniert ist. Anstelle der früheren beiden Relais Y und Q ist ein gemeinsames Relais Q' vorhanden. Dieses enthält die bisherigen Spulen 32 und 33 sowie den bisherigen Kontakt 23, durch welchen die Spannungsspule an die Generatorspannung angeschaltet wird. Den frühe- ren Kontakten 21 und 22 entsprechen die Kontakte 21' und 22'.
Durch das Umschaltrelais Q' mit der generator- stromdurchflossenen Wicklung 32 und der ihr entgegenwirkenden Spannungswicklung 33 erfolgt die Umschaltung des Reglers von Leistungsregelung auf Spannungsregelung und umgekehrt.
Der Kontakt 11 ist als Parallelkontakt für die Batterie 12 auf dem spannungsbetätigten Relais P angebracht. Dieses Relais P weist eine Spannungsspule 43 und eine Stromspule 42 auf. Das Relais spricht an, wenn die Generatorspannung etwas höher ist als die Batteriespannung und schaltet damit den Generator an die Batterie.
Dieses Relais P wird in entsprechender Weise auch bei der Schaltung nach Fig. 1 angewendet zur Betätigung des dortigen Kontaktes 11.
Der Vorteil der Schaltung nach Fig. 2 besteht in der Vereinfachung der Relaisanordnung. Dagegen liegt der Vorteil in der Anordnung nach Fig. 1 darin, dass das Stromrelais nicht durch schwere Kontakte belastet ist. Letztere sind im besonderen Relais Y vorhanden, welches also als Schütz arbeitet.
Die erfindungsgemässe Anordnung bietet den Vorteil, dass bei eingeschalteter Leistungsregulierung die Maschine stets voll ausgenützt wird. Dadurch wird die Ladezeit auf ein Minimum reduziert, da der Ladestrom dabei unabhängig vom Ladezustand der Batterie praktisch konstant bleibt. Dieser Vorteil zeigt sich besonders deutlich, wenn während des Ladebetriebes noch Verbraucher zugeschaltet werden, indem dabei der Ladestrom nur um den Laststrom, der eventuell sehr klein sein kann, reduziert wird, so dass der Generator stets voll ausgenützt wird.
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Regulator arrangement for lighting systems with a buffer battery In regulator systems for lighting systems with a buffer battery, in particular those for railway vehicles and ships, it is known to use a current regulator and a voltage limit regulator. These systems work with a constant current until the battery starts to gas, after which the voltage limit regulator takes over the voltage monitoring until the charge is complete at constant voltage. The effort involved in these systems, in particular through the use of two controllers, is great and no longer acceptable today.
The present invention makes it possible to manage with a single controller.
The invention relates to a controller arrangement for lighting systems with a buffer battery, in particular for railway vehicles and ships, in which the generator is regulated in a voltage-dependent manner after a certain state of charge of the battery has been reached.
The invention consists in that the regulator arrangement has a regulator which works as a power regulator at the beginning of the charge and is switched over by means of a relay arrangement when a certain charge state is reached, so that the regulator continues to work as a voltage regulator towards the end of the charge.
This arrangement can be carried out, for example, in such a way that the relay arrangement consists of a switchover relay and a current relay, the switchover relay on the controller switching between current and voltage coils for power regulation or voltage regulation, and that the current relay one of the generator current has a through-flow coil and a voltage coil counteracting this, and wherein the switchover from voltage to power regulation takes place in such a way that the current surge occurring when the battery is connected in parallel with the machine causes the current relay to respond, provided
that this exceeds the response sensitivity of the current relay, and thus the current relay switches on the changeover relay, whereby the voltage coil of the current relay is connected to the generator voltage via a contact in the changeover relay. As the charge increases, the voltage rises and this voltage coil causes the current relay to drop again, whereupon the controller is switched back to voltage control.
A simplification is made possible by the fact that the changeover relay can be combined with the current relay.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.
1 and 2 each show a controller arrangement for a lighting system with a buffer battery.
1 is the rotor, 2 is the field coil of the generator. With 2 the regulating resistor 3 of the controller R is connected in series. The regulator has the rotating system coil 4 and two alternately acting field coils, namely the StromspuIe 5, via the contact 21 parallel to the shunt 8 and the voltage coil 6. This regulator acts as a power regulator when the coils 4 and 5 or as a voltage regulator when the Coils 4 and 6 are effective. The interconnection of the coils 4, 5, 6 takes place via a relay arrangement K in such a way that the controller works as a power controller at the start of charging. The coil 4 acts as a voltage coil and the coil 5 as a current coil.
When a certain state of charge is reached, the relay arrangement K switches over the regulator so that towards the end of the charge the regulator continues to operate as a voltage regulator. In this case the spu-
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Ien 4 and 6 connected in series and work as voltage coils.
The relay arrangement K consists of the changeover relay Y and the current relay Q together. The changeover relay Y has the voltage coil 24 and the contact 21 in the circuit of the current coil 5 and the changeover contact 22, via which the voltage coil 6 is connected in series with the rotary system coil 4. The current relay Q contains the current coil 32 parallel to the shunt 9. Opposite to this coil, ie counter-magnetizing, the voltage coil 33, which is switched on by the contact 23, acts when the relay Y responds.
On your relay Q, the contact 31 is in series with the voltage coil 24 of the changeover relay. 11 is a contact on a voltage-actuated relay that switches on when the generator voltage occurs and connects the battery 12 to the generator.
The coils 32 and 33 counteract one another, so that when the current relay has initially switched on as a result of the charging current, the armature drops out again when the voltage on the coil 33, i. H. the charging voltage has reached a certain value. The controller 4 is switched from power measurement to voltage measurement.
The mode of operation of the controller arrangement is as follows: When the generator starts up and the voltage arises, contact 11 of the voltage-actuated directional current relay closes and switches on battery 12. The suddenly beginning charging current of the generator flowing through the coil 32 causes the relay Q to pull in if the current value exceeds a certain value. The contact 31 is closed, whereby the coil 24 receives current and the contacts 21, 23 close and 22 switches. The regulator R, which was switched as a voltage regulator in the idle state, is switched to power regulation.
In this operating mode, the battery is charged in such a way that the generator works with an approximately constant output. This means that the machine is used to the maximum. If the load circuit is switched on at the same time, an overload of the generator is avoided in that the battery charging current is now reduced accordingly.
As soon as a certain state of charge, for example 2/3 of the full charge, is reached, the voltage of the battery has risen and the counteracting coil 33 causes the current relay Q to drop out. At this moment the controller is switched back to voltage regulation. The battery continues to be charged in the upper charging area under the voltage-regulating effect of the regulator. The voltage is limited and as the battery voltage continues to rise, the charging current continues to decrease towards zero.
Fig. 2 shows a controller arrangement in which the changeover relay is combined with the current relay. Instead of the previous two relays Y and Q there is a common relay Q '. This contains the previous coils 32 and 33 as well as the previous contact 23 through which the voltage coil is connected to the generator voltage. The contacts 21 'and 22' correspond to the earlier contacts 21 and 22.
The changeover relay Q 'with the winding 32 through which the generator current flows and the voltage winding 33 counteracting it is used to switch the controller from power control to voltage control and vice versa.
The contact 11 is attached to the voltage-operated relay P as a parallel contact for the battery 12. This relay P has a voltage coil 43 and a current coil 42. The relay responds when the generator voltage is slightly higher than the battery voltage and thus switches the generator to the battery.
This relay P is used in a corresponding manner in the circuit according to FIG. 1 for actuating the contact 11 there.
The advantage of the circuit according to FIG. 2 is the simplification of the relay arrangement. In contrast, the advantage of the arrangement according to FIG. 1 is that the current relay is not burdened by heavy contacts. The latter are available in the special relay Y, which works as a contactor.
The arrangement according to the invention offers the advantage that when the power regulation is switched on, the machine is always fully utilized. This reduces the charging time to a minimum, as the charging current remains practically constant regardless of the battery's state of charge. This advantage is particularly evident if consumers are still switched on during the charging operation, in that the charging current is only reduced by the load current, which can possibly be very small, so that the generator is always fully utilized.