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Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Teil 2

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Tyron
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 09.10.2006
Beiträge: 65
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 29.11.06 01:22    Titel: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Teil 2 Antworten mit Zitat

Ausruf Um die Verwirrung möglichst gering zu halten, eine kurze Erläuterung: Die nachfolgenden Postings waren eigentlich die Fortführung des 3 Jahre alten Themas "Stromlose Abschnitte und Gold-Caps", wurden dann aber als eigenständiger Thread abgekoppelt, da eine substanziellere Beleuchtung des Themas offensichtlich unerwünscht war. Zum Verständnis empfiehlt sich daher, zunächst das genannte Thema zu lesen. Danach geht's dann hier weiter.



Hi Stoffel, hi Fido, hi alle Grins

verschiedentlich wurde die Hitzeentwicklung im Ladewiderstand angesprochen. Nehmen wir die genannten 47 Ohm als Beispiel, so muss der Widerstand bei — sagen wir — 22 Volt Gleichstrom an der Schiene theoretisch bis zu 10 Watt Leistung absorbieren. Der anfängliche Ladestrom von — in diesem Fall — knapp 0,5A tritt ja aber nur relativ kurz auf. Die Frage ist also:

Frage Welche nominale Leistung muss der Ladewiderstand in der Praxis haben?

Wer fährt mit großen Kapazitäten von 50.000µF und mehr und hat seinen Ladewiderstand bezogen auf die Wattzahl stark unterdimensioniert, ohne dass es zu Problemen gekommen ist? Wer hat vielleicht schon mal Widerstände zerschossen, weil sie zu schwach waren?

Ohne Erfahrungswerte konnte ich mich nur auf Formeln stützen und habe mich aktuell für 33Ohm 5W Drahtwiderstände entschieden, die in Kürze verbaut werden sollen. Dieser Widerstand muss anfänglich 15W verkraften (bei 22V DC), ist also bezogen auf diesen Wert quasi 3fach unterdimensioniert. Allerdings ist der Widerstand ja auf 5W Dauerleistung ausgelegt. Eine kurzzeitige Spitze von 15W dürfte da wohl kein Problem sein. Die Frage ist: Wie lange dauert diese Spitze?

Nach den Gesetzen für RC-Glieder brauchen 100.000µF (mehr wird wohl kaum jemand verbauen) bei einem 33 Ohm Widerstand rund 16,5 Sekunden, um sich voll aufzuladen. Bereits nach etwa 3,2 Sekunden fließen durch den Widerstand nur noch 5 Watt Leistung, auf die er ja dauerhaft ausgelegt ist. Näherungsweise fließen in den ersten 3 Sekunden durchschnittlich 10 Watt durch den Widerstand. Das müsste er meines Erachtens aushalten können.

Frage Kann jemand diese Theorie durch Erfahrung erhärten?

Fido, Du sprichst sogar von nur 4,7 Ohm, was bei 22V kurzzeitig zu 4,7A und zu satten 100 Watt führt, die Trafo und Widerstand verkraften müssen!!! Was für einen Widerstand verwendest Du dabei? Verwirrt

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Zuletzt bearbeitet von Tyron am 06.12.06 00:28, insgesamt 2 Male bearbeitet
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Pirat-Kapitan
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 26.04.2003
Beiträge: 685
Wohnort: Rösrath (bei Köln)

BeitragVerfasst am: 29.11.06 16:25    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Tyron !

Ich benutze als Ladeschaltung einen Spannungsregler 7820 (man könnte für 25 V Goldcaps auch den 7822 und für 35 V Elkos auch den 7824 nehmen). Dahinter sind gleich die Goldcaps (10 Stück je 3,3 F und 2,5 V). Für die Entladephase überbrückt eine Schottky-Diode SB 560 den Spannungsregler. Damit fahre ich jetzt mit meinem ersten Probemuster seit über einem Jahr und hatte mit allen meinen Umrüstungen noch keine Probleme.
Eine Ladeschaltung mit 2 Watt Widerstand ist mir in beiden Fällen abgeraucht, daher bin ich komplett auf die Spannungsreglerschaltung umgestiegen.

Schöne Grüße
Johannes
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Stoffel
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 10.07.2003
Beiträge: 3970
Wohnort: Via Montana

BeitragVerfasst am: 29.11.06 18:27    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Moin Tyron,

die Ladeschaltung mit einem 47 Ohm-Widerstand ist mit 1 Watt ausreichend dimensioniert. Erwärmung hat was mit Wärme-/Zeitkonstanten zu tun. Bis der Widerstand warm wird, ist der Ladevorgang auch schon wieder weitgehend abgeschlossen.


Gruß
Stoffel
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Tyron
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 09.10.2006
Beiträge: 65
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 29.11.06 19:09    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Johannes,

ein vorgeschalteter Spannungsregler ist zunächst eine von der obigen Problematik unabhängige Geschichte. Der regelt ja höchstens die Spannung herunter, um den Kondensator vor einer Überspannung zu schützen, wenn die Spannung höher ist als — in Deinem Fall — 20 Volt. Der Ladewiderstand hat hingegen die Aufgabe, den Strom zu begrenzen, um den Kondensator und den Trafo vor zu hohen Strömen zu schützen.

Es wundert mich, dass es bei Deiner Schaltung noch nie zu Problemen gekommen ist. Denn bei leeren Goldcaps ist der Ladewiderstand praktisch 0 Ohm. Für Deinen Trafo kommt das einem Kurzschluss gleich. Vielleicht hat es bei Dir nur deshalb nie Aussetzer gegeben, weil Deine Goldcaps bei der sehr hoch angesetzten Kapazität nie wirklich leer sind, also auch imer über einen gewissen inneren Widerstand verfügen. Vielleicht reicht aber auch der innere Widerstand des Spannungsreglers. Keine Ahnung. Ich persönlich würde jedenfalls nicht riskieren, ohne Ladewiderstand zu fahren. Der kostet sehr viel weniger als 10 fette Goldcaps.

Wenn Du die Goldcaps völlig leer saugst und die Lok bei eingeschaltetem Trafo auf die Schienen stellst, was passiert denn dann? Hast Du ein Ampère-Meter mit Peak-Funktion, so dass Du sehen kannst, wieviel Ampère die Goldcaps kurzfristig ziehen? Geht Dein Trafo mal kurz aus? Macht's irgendwo leise "knacks"?

Für die Untersuchung der obigen Frage nach der Dimensionierung des Ladewiderstands freut es mich natürlich, dass Deine 2 Watt Widerstände durchgebrannt sind Verdrehter Teufel (sorry), weil uns das eine deutliche Grenze aufzeigt. Wieviel Ohm hatten sie denn? Ohne diese Angabe kann man wenig dazu sagen.

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Tyron
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Anmeldungsdatum: 09.10.2006
Beiträge: 65
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BeitragVerfasst am: 29.11.06 19:13    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Stoffel,

ja, das war ja auch mein Gedanke. Trotzdem gibt's eben Grenzen, wie Johannes' durchgebrannte 2W-Widerstände zeigen. Sobald ich seine Ohmzahl kenne, lässt sich das ja berechnen.

Was war die größte Kapazität, die Du mit Deinen 47 Ohm, 1 Watt Widerständen problemlos aufgeladen hast?

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Pirat-Kapitan
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Anmeldungsdatum: 26.04.2003
Beiträge: 685
Wohnort: Rösrath (bei Köln)

BeitragVerfasst am: 29.11.06 19:36    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Tyron !

Ich vergass zu schreiben, dass der Spannungsregler eine Strombegrenzung von 1 A hat. Eigentlich setze ich ih wegen der Strombegrenzung und nicht wegen der Spanungsbegrenzung ein.

Die Messung kann ich die Tage mal machen, jetzt bin ich gerade etwas durchgekühlt von einem schönen Freiluft-Dunkelheit-Fahren mit langen beleuchteten Zügen zurückgekommen und möchte mich lieber ein wenig aufwärmen.

"Geht Dein Trafo mal kurz aus? Macht's irgendwo leise "knacks"? " Ich habe die Lok mal in einen stromlosen Bereich hineinfahren lassen und dann wieder von Hand zurück auf den stromversorgten Abschnitt geschoben, vom Trafo / Booster habe ich dabei nicht den leisesten Mucks gehört.

Mini-Max-Messungen sind mit meinem Schätzeisen kein Problem, nur der Bediener mag jetzt nicht an den Messaufbau.

Schöne Grüße
Johannes
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Stoffel
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 10.07.2003
Beiträge: 3970
Wohnort: Via Montana

BeitragVerfasst am: 29.11.06 21:09    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hi Tyron,



Zitat:
Was war die größte Kapazität, die Du mit Deinen 47 Ohm, 1 Watt Widerständen problemlos aufgeladen hast?


Mmmmh, lass uns mal rechnen. Grins Ich nehme immer 10 Stück vom 1 Farad - Typ (den Fido irgendwo eingangs in diesem Thread beschrieb) in Reihe, macht also 0,1 F = 100 mF.




Grüße
Stoffel
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Tyron
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Anmeldungsdatum: 09.10.2006
Beiträge: 65
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 29.11.06 21:21    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Johannes,

also, jetzt wird's immer verwirrender: Habe ich hier mein Hobby-Elektroniker-Leben lang etwas mißverstanden? Verwirrt Wenn bei einem Spannungsbegrenzer eine Ampère-Zahl angegeben ist, so ist das nach meiner Kenntnis der maximale Strom, mit dem man diesen Spannungsbegrenzer belasten darf — bei dem genannten 7820 also 1 Ampère. Begrenzt wird da meines Wissens nichts. Insofern kannst Du eher von Glück sagen, dass Dir das Teil noch nicht durchgebrannt ist.

Mache mal die Messung. Dann sehen wir ja, ob das Teil bei 1 Ampère dicht macht Cool

Und nicht vergessen: Es würde mich nach wie vor brennend interessieren, wieviel Ohm die 2 Watt Widerstände hatten, die Dir durchgebrannt sind. Das würde nämlich die Frage nach der Dimensionierung einen ganzen Schritt weiter bringen.

Danke Sehr glücklich

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Tyron
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 09.10.2006
Beiträge: 65
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 29.11.06 21:24    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo Stoffel,

Du hattest in Deinem Posting, dass mich so verwundert hat, von 4,7 Ohm gesprochen, später aber von 47 Ohm. Wieviel Ohm hat der 1 Watt Widerstand jetzt tatsächlich?

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

BeitragVerfasst am: 29.11.06 23:06    Titel: Re: Stromlose Abschnitte und Gold-Caps Antworten mit Zitat

Hallo!

@Tyron: Die Motorola-Spannungsregler sind Kurzschluss-fest - es spielt also keine Rolle, ob das eine Ampère überschritten wird. BTW: Das sind sie wirklich.

Zum Thema "peaks" kann ich Euch auch noch 'was erzählen, was gar nicht so off-topic ist. Früher habe ich mit meinem Freund und Kollegen Peter Sigling Neuheiten auf der Nürnberger Spielwaren-Messe fotografiert, mit zwei 800 Watt-Funzeln (wie haben am Tag rund sieben Liter Flüssigkeit ausgeschwitzt, ohne zu pinkeln Winke ).

Nun geschah es immer wieder, dass es beim Einsatz unseres mobilen Fotostudios plötzlich batsch machte und der Stand war stromlos - Sicherung durchgeknallt. Also habe ich mir von einem Freund bei der VDO einen Softstarter mit Peak-Messung bauen lassen.

Zugesichert werden je Stand 16A. Die Sicherungen - das konnten wir im nächsten Jahr beweisen - flogen aber oft schon bei 10A 'raus. Aha! Das Geld für den Softstart der Halogen-Brenner war übrigens gut angelegt, denn jeder Tag, den der Messebericht früher erscheint, war damals gut 10.000 DM wert.

Fall 2: Ich habe hier direkt vor meiner Nase zwei Krankenhäuser. Wenn die da Schicht haben, ergeben sich hier enorme Spannungsspitzen (Spikes). Die Stadtwerke verlangen von mir, dass ich eine Langzeitmessung bezahle. Das Gefackel hat mich schon sehr viele Elektrogeräte gekostet (durchgeknallte Elkos), darunter einen tollen Hängebohr-Motor und mehrere Bohrmaschinen, von Glühlampen (früher mit der hohen Leuchtmittelsteuer belastet) ganz zu schweigen. Ungelogen wahr: Wegen der Spikes kann ich bei mir im Flur nur Osram-Lampen benutzen - die von Billiganbietern halten nur wenige Zyklen aus.

Beste Grüße von einem sehr nachdenklichen

_________________
Thomas Hey'l - info@themt.de - www * themt * de
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