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Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel

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fido
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 19.02.2003
Beiträge: 10221
Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 08.07.05 10:11    Titel: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallöchen,

einige von euch kennen die Bombe ja schon. Ich will in den folgenden Beiträgen etwas über das warum und wie erzählen.



Nach dem Bau des Schienen-LKWs, der recht problemlos läuft, wollte ich mich an ein dieselekektrisches Modell heranwagen. Daher habe ich erstmal ein Versuchsträger für meinen Antrieb gebaut, um den Antrieb so optimieren zu können, dass er problemlos läuft. Daher ist das "Modell" mehr als nackt, was aber auf Veranstaltungen tatsächlich positiv aufgenommen wird, da man die Technik wirklich anfassen und nachvollziehen kann.

Es gibt hier verschiedene Antriebs-Konzepte:

1) Generator -> Fahrtenregler 12/14V -> Fahrmotor
Diese Variante ist einfach und im Aufbau sehr günstig, wenn ein 12V oder 14V Fahrtenregler verwendet wird. Leider sind die Betriebskosten sehr hoch, da immer dann, wenn der Generator deutlich über 12V/14V erzeugt, der Fahrtenregler abraucht und ein neuer fällig ist. Das Problem ist, dass der Verbrennungsmotor wegen des Sounds auf niedrige Drehzahl eingestellt wird und der Generator schnell mehr als 20V liefert, wenn man den Verbrennungsmotor mal hochdrehen läßt. Eine Störung reicht ja schon. Dieses Konzept verfolgt ein Kleinserienhersteller und weiter möchte ich das nicht ausführen.

2) Generator -> Fahrtenregler 24V -> Fahrmotor
Leider kostet ein Robbe NAVY CONTROL 540 R ca. eur 100,-, doch sind leider Fahrtenregler für grosse Spannungen und Vorwärts-Stopp-Rückwärts sehr teuer. Diese Lösung ist robust und auch für 5" zu verwenden. Alternativ tut es auch ein Robbe NAVY CONTROL 535 R (bis 17V).

3) Generator -> Fahrtenregler 36V -> Umpolschalter -> Fahrmotor
Bei dieser Variante ist nach dem Fahrtenregler ein elektronischer Umschalter (oder auf Basis eine Servos mit Microschaltern) Vorwärs-Rückwärts geschaltet. Nun kann ein günstiger Flugregler, der nur für Vorwärts-Stopp ausgelegt ist und bis zu 36V verträgt (z.B. von Conrad), eingesetzt werden.

4) Generator -> Spannungsbegrenzung 12V -> Fahrtenregler 12V -> Fahrmotor
Diese Lösung habe ich noch nie gesehen, müsste aber die einfachste und günstigste Lösung sein. Als Spannungsbegrenzung nimmt man einfach eine "Programmierbaren Spannungsregler" von z.B. Conrad und setzt einen LM 350 ein, der mehrere Ampere aushält.

In Konzept 1-4 wird die Geschwindigkeit des Modells über den Fahrtenregler gesteuert. Der Verbrennungsmotor läuft hierbei mit gleichmäßiger Drehzahl und wird normalerweise über den Mischer im Sender zu ca. 5-10% mitgenommen. Dh. je schneller das Modell fährt, desto mehr Gas wird gegeben. Durch die höhere Strombelastung ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors recht konstant.

Das Modell fährt sich ähnlich wie eine Modell mit Akkus. Nett ist der Sound, aber mir persönlich wird das schnell langweilig. Damit braucht es noch ein Konzept.

5) Generator -> Schalter -> Widerstand -> Umpolschalter -> Fahrmotor

Hierbei wird beim Anfahren über den Schalter der Saft auf die Fahrmotoren geschaltet. Am Widerstand fallen ca. 6-12V ab. Der Widerstand ist typischerweise kein echter Widerstand, sondern eine Zehnerdiode oder eine andere Schaltung mit festen Spannungsabfall. Der Widerstand dient dazu, die Leerlaufspannung des Generator zu verbraten. Der Umpolschalter steuert Vorwärts-Rückwärts.

Mit dieser Schaltung wird die Geschwindigkeit komplett über den Verbrennungsmotor gesteuert. Es ergibt sich ein tolles Fahrgefühl, wie es an echte Vorbilder erinnert. Beim Anfahren gibt man Gas, so dass der Verbrennungsmotor qualmt und dann das Modell beschleunigt. Je nach Anhängelast muss ganz unterschiedlich viel Gas gegeben werden. Auch am Berg muss nachgeregelt werden und das hört und sieht man ganz deutlich. Der Fahrspaß ist ähnlich wie bei Live-Steam.

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arne012
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Anmeldungsdatum: 14.11.2003
Beiträge: 1109
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BeitragVerfasst am: 08.07.05 10:18    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Geht es nicht auch ohne Widerstand oder schadet das dann dem Generator?
Gruß, Arne

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fido
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Anmeldungsdatum: 19.02.2003
Beiträge: 10221
Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 08.07.05 10:44    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

arne012 hat folgendes geschrieben::
Geht es nicht auch ohne Widerstand oder schadet das dann dem Generator?

Hallo Arne,

wenn Du die Leerlaufspannung, bei mir 10V, nicht irgendwo verbrätst, hast Du mit 12V Motoren nur die Wahl zwischen Stopp und Schnell. Wir wollen aber die Fahrmotoren von 0V bis 12V regeln.

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running dog Viele Grüße, fido
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arne012
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Anmeldungsdatum: 14.11.2003
Beiträge: 1109
Wohnort: Wanne Eickel

BeitragVerfasst am: 08.07.05 12:17    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Bricht denn die Spannung nicht am stehenden Fahrmotor zusammen oder ist die Leistung so hoch, daß im Leerlauf schon losgefahren wird?
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fido
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Anmeldungsdatum: 19.02.2003
Beiträge: 10221
Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 08.07.05 12:32    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

arne012 hat folgendes geschrieben::
Bricht denn die Spannung nicht am stehenden Fahrmotor zusammen oder ist die Leistung so hoch, daß im Leerlauf schon losgefahren wird?

Hallo Arne,

nein. Meine Faulhabermotoren laufen bereits bei wenigen Volt Spannung los. Daher fuhr das Modell in Schkeuditz recht ruckartig los und ich musste den Spannungsabfall um ca. 2V vergrößern, dass es nun passt.

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Bommel
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Anmeldungsdatum: 27.02.2003
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BeitragVerfasst am: 08.07.05 13:39    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Moin,

wie verträgt sich denn eigentlich nun Faulhaber und die "üblichen" Fahrtenregler/Flugregler. Irgendwo ist immer wieder mal zu höhren, daß die Puls-Ansteuerung im Bereich 1...3 KHz nicht so "gesund" für die Faulis sein soll, andere sprechen von pfeifenden Motorgeräuschen. Was ist denn da in Theorie und Praxis wirklich dran?
Mein konkretes Problem: Suche einen guten Regler für einen Fauli, Eckdaten: ca. 10A, 18V (ist zwar nur ein 12V Fauli, nur sicherheitshalber falls mal die Versorgungsspannung von einem Generator höher ausfällt). Hab keine Lust, 130Eus kurz-, mittel- oder langfristig zu himmeln, schon gleich gar nicht vorsätzlich Blass .

Schöne Grüße

Bmmel
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theylmdl
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Anmeldungsdatum: 14.01.2005
Beiträge: 5812
Wohnort: Frankfurt a.M.

BeitragVerfasst am: 08.07.05 16:16    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo!

Zur Begrenzung der Generator-Spannung vor dem Umpolschalter bieten sich doch preisgünstige 3A-Festspannungsregler an, wie es sie beispielsweise von Motorola gibt. Die lassen unterhalb der Nennspannung die Spannung einfach durchmarschieren und riegeln sie erst darüber ab. Die zu vernichtende Leistung ergibt sich aus der maximal zu verbratenden Überspannung (Differenz zu Nennspannung) und dem gezogenen Motorstrom bei Nennspannung.

Über ein Poti und einen Servo (allerdings mit Zwischengetriebe wegen der 270°-Drehung der Poti-Achse) können auch regelbare Spannungsregler verwendet werden.

Beste Grüße -

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Thomas Hey'l - info@themt.de - www * themt * de
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fido
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Anmeldungsdatum: 19.02.2003
Beiträge: 10221
Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 08.07.05 16:28    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Bommel,

Faulis mögen keine Regler mit niedriger Taktfrequenz. Also ist entwede reine Gleichspannung oder ein hohe und unhörbare Taktfrequenz zu empfehlen. Ich habe einen Robbe ROKRAFT (Best Nr. 1-8421) an einem Fauli angeschlossen und das klappt zumindest im Testbetrieb gut. Langzeiterfahrungen habe ich keine.


Quelle: Robbe


Hallo Thomas,

ich will nicht nur die Spannung begrenzen, sondern einige Volt vor dem Motor an einer Schaltung abfallen lassen. Ich mache das mit Festspannungsregelern, aber zuerst will ich die Mechanik erklären und dann die Schaltung des Modells.

Zur Spannungsbegrenzung ist für mich ein programmierbarer Spannungsregler besser geeignet, weil man ihn schön auf die Schaltung und die Motorparameter einstellen kann.

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running dog Viele Grüße, fido
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viereka z-Stellung
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Anmeldungsdatum: 28.02.2003
Beiträge: 2170

BeitragVerfasst am: 08.07.05 21:23    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Fido,
kann man irgendwo einen "Energieflußplan" von Deiner Bombe sehen. Also so ne Zeichnung, wo man mal Signalflußplan gesagt hat und wo an den Blöcken dran steht, was in den Black Boxen drin ist Frage Frage

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cu
Hans-Jürgen schaf
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fido
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Anmeldungsdatum: 19.02.2003
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Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 08.07.05 22:57    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallöchen,

machen wir mal weiter. Den Schaltplan gibts im Dritten Teil. Vorher muss das Fahrzeug noch einige Tests auf der Versuchsstrecke bei Dr. Kübel über sich ergehen lassen.

Nach der Einleitung komme ich nun zur Mechanik. Verbaut sind vier Tatzlagerantriebe ala Fido in LGB Drehgestelle. Details finden sich unter http://www.buntbahn.de/phpBB2/viewtopic.php?t=345

Tatzlagerantrieb:


Drehgestell, darüber der Generator:


Die Antriebe sind die kleinsten Antriebe, die ich bisher in der Hand hatte. Und nebenbei auch eine der stärksten. Sie sind so kompakt, dass sie sogar in die LGB-Diamond-Drehgestelle passen und nicht nach oben in den Wagenkasten ragen. Die Leistung der vier Motore a 2W reicht für einen Zug mit 80 Achsen in der Ebene. Viel mehr zieht eine LGB-Drehgestelllok auch nicht. Und die laufen frei ohne Selbsthemmung, so dass das Modell leicht ausläuft und bergab ohne Leistung rollt. Daher ist eine Bremse nötig, aber dazu komme ich später.

Ich hatte bisher trotz ausgiebiger Testfahren nur ein Problem mit den Tatzlageantrieben. Ich bin im Garten offroad über eine zugewachsene und mit Schotter verfüllte Strecke gefahren. Mehr neben dem Gleis als darauf und dabei hat sich eine Schraube eines Motors gelöst. Die Reparatur dauerte nur 10 Minuten Grins

Der Motorträger:


Der Motorträger ist eine Steck-Konstruktion aus 4mm Messingblech mit Verstärkungen aus 2mm Messingblech. CNC-gefräst, zusammengesteckt und verlötet. Der Motorflansch ist exakt winklig. Der Motor, ein OS Max FS 30 und der Generator, ein Gefeg 42/40, sind im Träger verschraubt und mit einer Graupner-Kardanwelle verbunden. Der ganze Träger ist auf Gummipuffern schwingend eingebaut. Die Schwungscheibe ist selbst abgedreht und das Gewinde in die Kardanwelle auf der Verbrennerseite mit einem UNF-Gewindebohrer geschnitten.

Der Motorträger mit der Abstimmung Motor/Generator war ein echtes Problem. Schließlich soll der Verbrennungsmotor möglichst langsam laufen (gibt einen besseren Sound), die Spannung für die Fahrmotoren sollen 0V bis 12V steuerbar sein und der Generator muss als Anlasser funktionieren. Ich habe verschiedene Motoren als Generator mit verschienden Übersetzungen ausprobiert. Funktionert hat erst die Ottmar-Standardversion mit 1:1 Verbindung zwischen OS Max und dem Generator und der dritte Motorträger. Die ersten beiden sind in den Abfall gewandert.

Der OS MAx FS 30 Surpass ist eigentlich schon zu gross, da der Gefeg ihn gerade noch starten kann. Der OS Max FS 26 wäre besser.

Hier sieht man schön den 12V PC-Lüfer, der den Motor kühlt:




Dann könnte ich mal so langsam zur Elektrik überleiten, um euch völlig zu verwirren. Aber vorher habe ich noch eine mechanische Grausamkeit in Form dieser Servomechanik



Die Idee ist, dass beim Sender Knüppel-Mitte nach vorne Gas beim Verbrenner gibt. In der Mitte ist Leerlauf und nach hinten setzt die elektrische Bremse ein. Mit den Federn am Gestänge habe ich das genau wie beschrieben entkoppelt. Die vordere Stellstange geht zum selbstgebauten Hebel am Microschalter, der beim Antippen des Knüppels nach Vorne vom Leerlauf bzw. der Bremse auf den Generator umschaltet.

Mit einigen Tricks konnte ich den Verbrennungsmotor weit unter die minimale Nenndrehzahl drücken. Hierzu vielen Dank an Ottmar für die vielen Tipps. Jetzt läut der Verbrennungsmotor bei einer Generatorspannung von 8V stabil (12V entsprechen 3000 U/Min).

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