Kondensatoren zur Unterstützung der Betriebssicherheit von Lokomotiven

[henneduscht]

Hallo in die fröhliche Expertenrunde

Aus Testzwecken möchte ich einen Dampfer mit einer Kondensatoren-Schaltung (iVm. einem Lenz Gold mini Dekoder) ausstatten. Dabei gehe ich nach dem Schaltbild aus der Anleitung zum Kühn N45 Dekoder (siehe Bild) vor. Da ich früher in Physik nicht ganz so aufmerksam war, hab ich noch ein paar Fragen:

1. In dem Schaltplan ist als Beispiel ein Kondensator mit 1000µF und 25V angegeben. Welchen Unterschied würde es denn jetzt machen, wenn ich statt dessen einen Kondensator mit 680µF und 35V einbaue? Oder anders gefragt: Lieber etwas weniger Farad und dafür mehr Volt oder umgekehrt?

2. Erhöht sich die Kapazität, wenn ich zwei Kondensatoren Parallel schalte? Bei Goldcaps ist das wohl nicht der Fall, aber wie sieht es bei Kondensatoren aus?

3. Ausgehend von dem Schaltplan: Müsste bei einer Parallelschaltung jeder Kondensator mit einem Vorwiderstand und der Diode ausgerüstet werden?

Ich hoffe ich hab mich mit meinen Fragen nicht zu sehr blamiert

Besten Dank schon mal für eure Hilfe und Grüße

 

[Tobi05]

1. In dem Schaltplan ist als Beispiel ein Kondensator mit 1000µF und 25V angegeben. Welchen Unterschied würde es denn jetzt machen, wenn ich statt dessen einen Kondensator mit 680µF und 35V einbaue? Oder anders gefragt: Lieber etwas weniger Farad und dafür mehr Volt oder umgekehrt?

Der 2te Kondensator kann nicht soviel Ladung speichern . Dafür hat er eine höhere Spannungsfestigkeit . Wenn die Betriebsspannung unter 25V bleibt dann reicht der 25V Elko aus .

2. Erhöht sich die Kapazität, wenn ich zwei Kondensatoren Parallel schalte? Bei Goldcaps ist das wohl nicht der Fall, aber wie sieht es bei Kondensatoren aus?

Bei Parallelschaltung erhöht sich die Kapazität . Auch bei Goldcaps .
Einfacher Vergleich : leere Wassergläser nebeneinanderstellen . Da passt in 2 auch mehr rein als in 1

3. Ausgehend von dem Schaltplan: Müsste bei einer Parallelschaltung jeder Kondensator mit einem Vorwiderstand und der Diode ausgerüstet werden?

Die Kondensatoren direkt parallel schalten und dann anstelle des einen im Schaltbild gezeichneten Kondensators anschließen .

 

[Jenny_Lo]

Noch 2 kleine Ergänzungen.

Die 25V nicht unterschreiten, da sonst die Kondensatoren kaputt gehen könnten. Und natürlich auf die richtige Polarität der Kondensatoren achten.

 

[Kalle]

Noch 2 kleine Ergänzungen.

Die 25V nicht unterschreiten

Hi,

ich habe auch schon 16 Volt Kondensatoren verbaut. Ist ja immer eine Frage des vorhandenen Platz in der Lok. Allerdings nutze ich das Lenz-Digital-System und kann die Spannung am Gleis einstellen. Hierbei habe ich 14 Volt eingestellt. Funktioniert auch gut.

kalle

 

[Jenny_Lo]

Ich habe auch schon 16V Kondensatoren verbaut. Allerdings nur an Zimo Decodern, die speziell dafür gedacht sind. Ansonsten sind mir schon knapp ausgelegte Kondensatoren "verstorben", so dass ich da vorsichtig geworden bin. Deshalb mein Hinweis.

 

[254 056-5]

Welchen Sinn macht die Diode???
Wieso das ganze zwischen Masse und Com?

Ich hab Elkos bislang nur an Tams LD-G-32 angeschlossen, dort aber direkt, ohne Diode/ Widerstand. Es könnte natürlich sein, daß diese Elemente schon auf dem Dekoder vorgeschaltet sind ... das weiß ich leider nicht.
Ich nahm an, daß direkt der Motor gepuffert würde aber das ist falsch, stimmt's? Wird der ganze Dekoder also mitversorgt?
LG Andrea

 

[Per]

Welchen Sinn macht die Diode???

Schelles Entladen ermöglichen. Zum Laden aber über den Widerstand, damit beim Einschalten der Anlage kein Kurzschluss ausgelöst wird.

Ich nahm an, daß direkt der Motor gepuffert würde aber das ist falsch, stimmt's? Wird der ganze Dekoder also mitversorgt?

Richtig, ist falsch. Der Motor bekommt ja keinen Gleichstrom, sondern Impulse, also muss die Steuerung (also der Decoder) den Strom mitbekommen.

 

[254 056-5]

Danke, das hilft mir, meine wirren Gedanken zu ordnen.

 

[Thorsten]

Welchen Sinn macht die Diode???
Wieso das ganze zwischen Masse und Com?

Com ist Plus. Geladen wird der Kondensator langsam über den Widerstand, entladen schnell über die Diode. Der Widerstand dient der Ladestrombegrenzung, um den Booster nicht zu überfordern.
Die Pufferung ist für den Dekoder, da er viel empfindlicher auf eine Spannungsunterbrechung reagiert als der Motor.

Thorsten

 

[henneduscht]

Inzwischen hab ich meinen Testlauf erfolgreich beendet: An einen Lenz gold mini wurden einmal ein Kondensatoren, im nächsten Versuch zwei Kondensatoren mit jeweils 1000µF und 25V angeschlossen. Der Dekoder wurde in einen Tender der BR23 gestöppselt und anschließend der Tender (also ohne Lok) auf den Testkreis geschickt. Das Ergebnis:

1: ohne Kondensator blieb der Tender (Schrittgeschwindigkeit) auf dem verdreckten Testkreis fast alle 10cm stehen und musste leicht angestuppst werden um weiter zu fahren.

2: Mit einem Kondensator blieb der Tender (gleiche Schrittgeschwindigkeit wie im ersten Versuch) nicht ein einziges mal stehen. Lediglich das Licht flackerte ab und zu ganz kurz. Bei Notaus blieb der Tender sofort stehen und auch das Licht ging sofort aus.

3: Bei zwei Kondensatoren verbesserte sich das Ergebnis aus dem zweiten Versuch noch einmal: kein flackerndes Licht und bei einem Notaus fuhr der Tender sogar noch 4 bis 5mm weiter. Schon beachtlich.

Fazit für mich: Ich werde nun alle Loks - sofern möglich - mit einer Kondensatorenschaltung versehen.

Grüße

 

[TTKAI]

Hallo,

ich denke, dass es schon mal angesprochen wurde, ich weiß aber nicht mehr wie es ausging:

Wie sieht es mit dem Programmieren mit Kondensator(en) aus. Mit Kondensator soll es Probleme geben bzw. gar nicht gehen, kann das wer bestätigen? Und wie sieht es die Zentrale, wenn da beim Einschalten z.B. bei 20 Loks die Kondensatoren sich aufladen?

Kai

 

[henneduscht]

Das habe ich auch getestet, wenn auch nur kurz: Mit eingebautem Kondensator hab ich die Dekoderadresse ein paar mal geändert. Das funktionierte soweit ohne Problem. Was mir aber aufgefallen ist: Während des Speichervorgangs zuckte der Tender ein wenig vor und zurück. Der neue Wert lies sich anschließend aber ohne Probleme auslesen.

grüße

 

[Tobi05]

Und wie sieht es die Zentrale, wenn da beim Einschalten z.B. bei 20 Loks die Kondensatoren sich aufladen?

Deswegen ja die Widerstände .

Es gibt aber zumindest bei Boostern einen von OpenDCC der beim Einschalten eine Kurzschlussabschaltung für 10ms unterdrückt .

 

[Kalle]

Ich werde nun alle Loks - sofern möglich - mit einer Kondensatorenschaltung versehen.

Grüße

Moin,

ich weiß bis heute nicht, warum das eigentlich nicht die Hersteller übernehmen. So schwer kann das ja nicht sein.

kalle

 

[heiko.h]

Welcher Hersteller soll denn das übernehmen?
Der Hersteller des Lokmodells oder der Hersteller des Decoders?

 

[Roland TT]

... Was mir aber aufgefallen ist: Während des Speichervorgangs zuckte der Tender ein wenig vor und zurück. ...

Das ist ja auch richtig so. Der Motor wird beim Speichern kurz durch den Decoder angesteuert um eben dieses kurze Anfahren zu erzeugen. Der dabei in diesem Moment fließende Strom des Motors ist für die Zentrale die Rückmeldung dass der Wert im Decoder angekommen ist (ACK - Impuls = Acknowledge = Bestätigung). Ansonsten kann es passieren dass die Zentrale eine Fehlermeldung erzeugt die besagt dass das Speichern eventuell nicht erfolgreich war.
Bei beleuchteten Waggons z.B. flackert hier das Licht und erzeugt so den nötigen Strom als Rückmeldung an die Zentrale.

Herzlich
Roland TT

 

[Kalle]

Der Hersteller des Lokmodells oder der Hersteller des Decoders?

Hi,

das wäre mir völlig egal. Mir würde es reichen, wenn eine Lok digital ohne zu murren, zu stottern oder sonstiges läuft. Das dies leider nicht immer so ist, wissen doch auch die Hersteller von Loks und Decodern. Also, an die Arbeit - alle.

kalle

 

[254 056-5]

*schmunzel* ... wenn alles perfekt wäre, wo bliebe da der Bastelspaß? Die beste Lok ist doch die, die man von jemandem geschenkt bekommt, die jahrelang auf dem Boden einstaubte und erstmal mechanisch wieder in Gang gebracht werden muß.
... und wenn sie dann analog ordentlich läuft, dann fängt das eigentliche Basteln an.
Das möchte ich nicht missen (trotz der Rückschläge, die man hin und wieder einstecken muß)!

 

[Harka]

@Kalle
Die Hersteller wissen, dass riesige Kondensatoren in den Loks praktisch kaum etwas bringen, außer eine deutliche Gewichtsreduzierung, was zu Lasten der Zugkraft geht. Im Analogbetrieb nützen dir die Kondensatoren gar nichts. Die stützen den Motor allenfalls im Millisekundenbereich und da gewinnt eher die Motorträgheit. Bei Schrittgeschwindigkeit ist der Kondensator gleichfalls entladen - nützt also auch nichts. Man braucht, um das zu beweisen, nur mal Zettel und Stift herzunehmen, dann kann man sich leicht ausrechnen, dass das alles gar nichts bringen kann. Anders sieht das digital aus, dort nützt ein Kondensator natürlich auch nichts, um den Motor zu stützen, aber er nützt etwas, um den Decoder zu stützen. Ändert man die Schaltung so, das er nur das macht, kann das sogar richtig Sinn machen.

Zum Stützen des Motors ist ein Kondensator viel zu schwach. Da verbaut man in dem von ihm benötigten Platz lieber Gewichte, am Besten Schwungmassen ...

 

[Kalle]

@Kalle
kann das sogar richtig Sinn machen

Hallo Harka,

das ist mir bewusst, dass sich die Kontaktproblem nur im Digtalbetrieb so deutlich zeigen. Aber das wissen doch auch die Hersteller. Statt nun auch noch die letzte Türklinke mehrfach zu bedrucken, sehe ich hier einfach einen größeren Handlungsbedarf. Für mich steht halt die Betriebssicherheit an erster Stelle.

kalle

 

[Jenny_Lo]

Da verbaut man in dem von ihm benötigten Platz lieber Gewichte, am Besten Schwungmassen ...

Die bei langsamer Fahrt auch nichts bringen...

 

[Stardampf]

Da der Kondensator auf dem Decoder keinen Platz finden wird, gehört er natürlich in die Lok.

Bei Verwendung einer geeigneten Schnittstelle (PluX, Next18 o.ä.) stehen ja die Anschlüsse bereits zur Verfügung und nur der Hersteller des Fahrzeuges ist in der Lage, schon bei der Konstruktion einen entsprechenden Einbauraum vorzusehen. Zukünftig wäre es denkbar, daß bei Neukonstruktionen ein Kondensator bereits fest verdrahtet auf der Platine vorgesehen wird, mit einer entsprechenden Aussparung im Rahmen darunter.

Bei größeren Triebfahrzeugen sicher kein Problem, die haben genügend Platz, aber oft keinen wirklichen Bedarf - dank Drehgestellen und ausreichender Anzahl stromabnehmender Räder. Anders ist das bei den wirklich kleinen Loks, da fehlt es an den Stromabnahmepunkten ebenso, wie an verfügbarem Volumen für einen effektiven Kondensator, welches dann auch noch der 'Massegewinnung' (für gute Stromabnahme und Zugkraft) verloren ist.
Eine Zwickmühle...

 

[Tobi05]

Da der Kondensator ja nicht den Motor sondern nur den Prozessor auf dem Decoder dienlich ist kann man auch Goldcaps nehmen und die entsorechend anschließen sodaß sie nur für den Prozessor da sind .

Und dann können diese auch um einiges kleiner sein und würden auch in kleine Lok's passen . Hätten aber trotzdem genug Energie damit der Prozessor weiterrechnen kann .

 

[Jenny_Lo]

Eine wirkliche Lösung liegt eigentlich nur in der Entwicklung entsprechend kleiner Stromspeicher. Vielleicht in 10 Jahren...

 

[Stardampf]

Im Analogbetrieb nützen dir die Kondensatoren gar nichts.

Das sehe ich auch so.

Anders sieht das digital aus, dort nützt ein Kondensator natürlich auch nichts, um den Motor zu stützen, aber er nützt etwas, um den Decoder zu stützen. Ändert man die Schaltung so, das er nur das macht, kann das sogar richtig Sinn machen.

Zum Stützen des Motors ist ein Kondensator viel zu schwach. Da verbaut man in dem von ihm benötigten Platz lieber Gewichte, am Besten Schwungmassen ...

Es gab da mal(?) ein System von Lenz,
da konnte eine Lok auf einem über das Gleis gelegtes Blatt Papier fahren und dank Kondensator und induktiver Signalübertragung nicht nur weiterfahren, sondern reagierte sogar ohne jeglichen elektrischen Kontakt noch auf digitale Befehle!

Ob das aktuell noch weiter verfolgt wird, weiß ich leider nicht, aber es beweist eindeutig, daß auch die Stützung des Motors durch einen Kondensator/Akku durchaus sinnvoll und machbar ist.