"Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#1 von Oldtimerfan87 , 02.04.2012 00:10

Hallo, liebe Modellbahnergemeinde,
besonders wegen meiner diversen Trix- Diesel- und Elokmodelle, die auf Grund ihres ruppigen Schnell-
stop-Verhaltens bei Strom-Unterbrechung ganz besonders übel auffallen, da sie mit NEM-Rädern auf
meiner 2L= Anlage schnell aus den Gleisen hüpfen, war ich auf der Suche nach einer preiswerten
Problemlösung außerhalb der üblichen ( und sauteuren ) Motortausch-Aktionen. Es bietet sich da eine
Lösung mit Elektrolyt-Kondensatoren an, und so eine Schaltung wurde ja bereits im EM 7/1974 veröffent-
licht und ist daher eher passend für dieses Forum.
Hier nun meine Frage: Während im besagten EM-Beitrag eine Rivarossi- BR 119 einen verbürgten Auslauf
von 40 cm erreichte, brachte es meine Trix- BR 110/TEE ohne Gehäuse und Lampen zwar auf ca.
20 cm Auslauf, jedoch mit aufgeschraubtem Gehäuse und demzufolge mit Lampen war alles wieder
wie im Ursprungszustand, d.h. also, die Lampen fressen die gespeicherte Energie der Elkos und machen
den gewünschten Efekt zu nichte !! Was nun ?? Da ich für meine diversen Loks keine teuren Motor-
Umbauten machen möchte, sondern nach preisgünstigen Elektronik- Lösungen suche, möchte ich alle
passionierten und wissenden Lötkolbenschwinger einmal um Hilfe bitten : Wie kann man das besagte
Dilemma, sprich die Entkopplung von Speicher-Energie der Elkos und der Beleuchtung elektronisch mit
wenig Aufwand umgehen ?? Ein Problem noch : Die Schaltung aus dem EM 7/74 kann ich hier
natürlich aus Copyright - Gründen nicht einfügen ! Abmahn-Juristen, die sich die Taschen vollstopfen
wollen, haben schon so manchen genervt !! Kann ich trotzdem auf Hilfe hoffen ?
Schöne Grüße an Alle
Wolfgang aus dem Sauerland


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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#2 von Volker Stuckenholz ( gelöscht ) , 02.04.2012 10:41

Hallo Wolfgang,

ohne selbst bereits Experimente in dieser Hinsicht angestellt zu haben, nur so "aus dem Bauch heraus":

Vielleicht ist die Kapazität des Elkos zu gering gewählt worden, wenn die Lampen schon alles wieder zunichte machen?

denkt

Volker, der am Tor zum Sauerland wohnt


Volker Stuckenholz

RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#3 von Charles , 02.04.2012 10:52

Hallo,

das Hauptproblem ist dass die Glühbirnen als elektrodynamische Widerstandsbremsen wirken. Du kannst das mal testen indem Du eine normale Trixlok ohne Kondensator und ohne Glühlampen fahren läßt. Auch dann sollte der Auslauf deutlich besser sein.

Verschärft wird das Problem weil jede Wagenbeleuchtung im gleichen Stromkreis auch als Bremse wirkt. Beim Einbau von Faulhabermotoren verwendete man in der vordigitalen Zeit AEM-Module (A-uslauf-E-lektronik-M-odule. Diese trennten bei Stromlosigkeit den Motor vom der Stromversorgung und lösten so das Problem.

In einem alten T-rix-E-xpress-D-ienst Heft wurde einmal vorgeschlagen, Eisenblechplatten am Permanentmagnet zu befestigen um die Magnetkraft des Motors zu reduzieren.

Besser wär natürlich eine Schaltung, die dafür sorgt, dass die Kondensatorladung nur dem Motor zur Verfügung steht. Bei isolierten Abschnitten könnte man auch mit größeren Kondensatoren arbeiten, die müssen dann ja nicht in der Lokomotive sitzen sondern können unter die Anlagenplatte.


Grüße aus dem Odenwald.

Charles


 
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zuletzt bearbeitet 02.04.2012 | Top

RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#4 von Oldtimerfan87 , 03.04.2012 00:42

Hallo, Volker und Charles,
zunächst mal ein Dankeschön für die ersten Tips! Ich werde bei Gelegenheit weiter forschen
und experimentieren, es wird aber mit Sicherheit eine Weile dauern.
Bis dahin, schöne Grüße

Wolfgang aus dem Sauerland


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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#5 von t.horstmann , 03.04.2012 22:22

Hallo Wolfgang,

die Schaltung aus EM 7/1974 ist mir leider nicht bekannt. Ich habe hier eine Schaltung entworfen, die ich jedoch nicht getestet habe. Es sollte aber eigentlich funktionieren:



Der Motor ist darin der Kreis mit dem "M" drin. Im urspr. Zustand war er ja an "Gleis A" und "Gleis B" angeschlossen. Eine ehem. Verbindung des Motors (im Bild Gleis B), musste hier also aufgetrennt werden, um die Schaltung einfügen zu können. Die Beleuchtung der Lok habe ich hier nicht mit eingezeichnet. Sie muss jedoch unbedingt zwischen Gleis A und Gleis B in unveränderter Art angeschlossen bleiben. - Sie darf also keinesfalls parallel zum Motor angeschlossen werden, weil sie sonst die dem Motor im Auslauf zur Verfügung gestellte Energie "frisst" !!!

Zur Funktion: Je nach Gleispolung (und damit Fahrtrichtung) wird entweder der Kondensator C1 oder C2 über die ihm zugeordnete Diode aufgeladen. Der jeweils andere Kondensator bleibt leer. Und auch nur der geladene Kondensator wird über den ihm zugeordneten Transistor auf den Motor durchgeschaltet. Der andere Transistor sperrt. Wenn nun die Gleisspannung unterbrochen wird, gibt der geladene Kondensator seine Energie noch an den Motor ab. Außerdem wird verhindert, dass der im Auslauf ja durchaus als Generator wirkende Motor durch andere Verbraucher - speziell Glühlampen - belastet wird.

Zu den benötigten Bauteilen:
- Die beiden Dioden sind Typ 1N4001 ... 4007. Die kostengünstigste Version kann gewählt werden.
- Der eine Transistor ist ein TIP 125 ... 127, der andere ein TIP 120 ... 122. Auch hier kann die jeweils kostengünstigste Variante gewählt werden. Es kann auch jeder andere Leistungs-Darlington verwendet werden. Die genannten Typen sind aber schon sehr kostengünstig.
- Für den Kondensator "100nF, 35V" kann ein keramischer Vielschichtkondensator verwendet werden. Der ist dann sehr klein. Dieser Kondensator dient dazu, vom Motor erzeugte Spannungsspitzen von den Transistoren fernzuhalten, um diese zu schonen. Wenn der Motor bereits einen Entstörkondensator parallel hat, sollte dieser bereits genügen.
- Die beiden Widerstände haben 8,2KOhm und 1/4W Belastbarkeit. Es genügt auch 1/10W Belastbarkeit, was dann platzsparender, aber auch teurer ist. Der Widerstandswert selbst sollte wirklich nur dann verkleinert werden, wenn die Transistoren im Betrieb sehr heiß werden sollten. Ich glaube das allerdings nicht.
- Und zuletzt zu den Elektrolytkondensatoren "C1" und "C2". Die Spannungsfestigkeit sollte hier schon 16V sein. Beide sollten die gleiche Kapazität haben. Und was die Kapazität selbst angeht: Je größer, desto besser. Man muss natürlich zusehen, dass beide noch in die Lok passen.

Viele Grüße

Thomas


 
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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#6 von Pikologe , 03.04.2012 22:33

Ich muß einfach "dämlich" dazwischenfragen, da ich es nicht so mit der Elektrotechnik habe...

Die alte Gützold 64 hat rauchkammerseitig zwei Glühbirnen und am Kohlekasten keine. Nun fährt die Maschine vorwärts schneller als rückwärts. Bei der 24 ist das bisher nie aufgefallen, da sie Tv eh nur 50 "Modell" km/h fahren darf. Nun die Frage: Kann es sein, daß die Glühbirnen auch in einer Fahrtrichtung über den Kondensator irgendwie "Strom fressen"??? Ich habe da noch nicht probiert...

Pikologe


Viele Grüße in die Runde
vom Pikologen


 
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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#7 von t.horstmann , 03.04.2012 22:52

Hallo Pikologe,

wenn der Auslauf der von Dir benannten Lok in eine Richtung besser ist als in die andere, kann das tatsächlich an den Glühlampen liegen. Wenn nämlich 2 Glühlampen den "generatorischen Effekt" des Motors im Auslauf belasten, kommt er natürlich schneller zum Stillstand, als wenn nur eine Glühlampe belastet. - Demnach müsste Deine Lok in Rückwärtsrichtung besser auslaufen als in Vorwärtsichtung (also genau umgekehrt wie Deine Beschreibung).

Außerdem hattest Du wohl eher gar nicht den Auslauf gemeint sondern mehr das generelle Fahrverhalten bei anliegender Gleisspannung. Dazu ganz klar: Das liegt definitiv am Motor selbst!

Viele Grüße

Thomas


 
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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#8 von t.horstmann , 03.04.2012 23:13

Hallo,

ich habe meinen ersten Schaltungsvorschlag nach Anwendung von reichlich "Tipp Ex" nochmal etwas nachbearbeitet:



Neu sind jetzt die beiden Widerstände R1 und R2. Diese verhindern zunächst einmal, dass die beiden großen Elektrolytkondensatoren die Gleisspannung regelrecht kurzschließen, wenn die Lok auf ein spannungsführendes Gleis aufgesetzt wird oder wenn ein abgeschalteter Gleisabschnitt plötzlich bei aufgedrehtem Fahrregler zugeschaltet wird.

- Der minimale Wert sollte 10 Ohm betragen. Evtl. verbessert sich sogar das Auslaufverhalten der Lok noch, wenn der Wert auf bis zu 220 Ohm erhöht wird. Das sollte man einfach mal in etwas gröberen Schritten ausprobieren.

Viele Grüße

Thomas


 
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RE: "Elektronische Schwungmassen" mit Hilfe von Elektrolyt-Kondensatoren

#9 von Oldtimerfan87 , 04.04.2012 00:47

Hallo Thomas,
herzlichen Dank für Deine Schaltungsvorschläge sowie Deine Ausführungen per PN ! Soweit ich das als
Elektronik- Anfänger beurteilen kann, sieht die skizzierte Schaltung recht erfolgversprechend aus !
Wenn ich mal wieder mehr Zeit habe, werde ich mal Versuchsreihen starten. Zum Glück habe ich in
meiner Trix-Lok bereits Stücke von Lochrasterplatten eingepasst, das erleichtert das Experimentieren .
Wenn ich reproduzierbare Ergebnisse ( mit verschiedenen Werten ) bekommen habe, werde ich mich
wieder melden. Allerdings, wie ich schon angedeutet habe, es wird länger dauern ! Also bis dann !
Schöne und dankbare Grüße

Wolfgang aus dem Sauerland


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