Strompufferung duch Elkos

[Henner (Henry)]

Hi,
ein bischen "off-topic": Hin und wieder spiele ich mal mit H0e. Nachdem viele Leute behaupten, so kleine Loks kann man nicht dazu bringen, ruckfrei und langsam zu fahren, hier meine Antwort (falls im Video ein Ruckeln zu sehen ist - das liegt and der Uebertragung):

http://uk.youtube.com/watch?v=mm5UCQbDH3U

Wie oben angeregt, mit GoldCap Kondensator und Eigenentwicklung (HW+SW) eines DCC Decoders mit Lastregelung und (internem) 3V Betrieb (wegen des GoldCap). Das sollte auch fuer die Gartenbahn machbar sein: Glockenankermotor und GoldCaps in Reihe. Ein kleiner Trick noch: Wenn die Lok zum Halten kommen soll und bei Stillstand kein DCC Signal mehr sieht, beginnt sie zu kriechen, bis wieder "Saft" da ist. Ansonsten behaelt sie das letzte gueltige Kommando bei. Sie kann also nicht auf einer stromlosen Stelle "verloren" gehen.
Regards

[timme]

Hallo,

ich konnte es nicht lassen und mußte mir doch zwei große Kondensatoren besorgen.

Ich habe nichts an der Schaltung geändert, außer daß ich jetzt zwei 22000µF Elkos mit der Spannungsfestigkeit von 25V (wir fahren nur mit max. 20V ) benutzt habe. Versehentlich habe ich wieder + miteinander verbunden, daß wird später geändert.

Hier mal ein Bild:

Bipolarer Kondensator (timme)

Versuchsaufbau mit zwei 22000µF Kondensatoren nachdem er an einem 22V= LGB-Trafo (aus Starterpackung) war.

Und hier noch ein kleines Video (nur 528KB):
http://www.youtube.com/watch?v=L2J-izd4P84

Grüße, Tim

[Mikado]

Interessant, dass das mit den Elkos tatsächlich analog auch funktioniert.
Hat schon jemand Erfahrungen wie sich der hohe Ladestromimpuls auswirkt? Der Kondensator kann kurzzeitig wie ein Kurzschluss wirken und einen flinken Überlastschutz am Trafo auslösen.

Beim Kondensator am DCC Decoder habe ich dazu einen Ladewiderstand der den Ladestrom auf erträgliche Werte reduziert. Weiter habe ich parallel zum Kondensator einen Widerstand mit hohem Wert, damit die Lok nicht weiter schleicht. Eine Drossel verhindert, dass der Kondensator mit dem DCC Signal belastet wird.
Das würde ich so oder so allen Trafologen wärmstens empfehlen, die ihre Lok auch nur ein einziges mal irgendwo hin zu Fahren mitnehmen, denn jedes DCC System kann Loks ohne Decoder wie ein Trafo betrieben. Allerdings neigt ein Kondensator ohne Drossel in Serie dabei vor Wut zu platzen!

Ich habe die Elko Leistungsreserve, allerdings mit DCC, schon weit über ein Jahr in etlichen Loks im Einsatz. Dabei spare ich Platz und Kosten, weil ich nur einen Elko brauche, da ja ein Decoder, etwas banalisiert gesagt ein erweiterter Umschalter wie bei Märklin HO ist, der die Fahrtrichtung in der Lok und nicht am Trafo definiert.

Ich habe mit einem 25 V 15mF Kondensator in einer Drehgestellok ein 25 cm grosses Magnolienblatt, welches flach auf den Schienen lag im Schneckentempo überfahren und lediglich der Sound wurde kurz etwas leiser.

Bei kleinen Zweikupplern mit Haftreifen von LGB, mit einem 10 mF Kondensator am DCC Decoder, haben die Eigenschaft, falls sie beim Anhalten die Schienenspannung verlieren, mit einem kleinen Ruck ein paar Zentimeter weiter zu fahren, wo sie fast immer wieder unter Spannung stehen.

Die Kombination Kondensator und Schienenstromversorgung kontra Akkubetrieb hat zwei entscheidende Vorteile:

• Ein Akku lebt im Mittel 3 Jahre, ein Kondensator 20 und mehr Jahre.
  Beim Akku muss man 14 Stunden bevor es aufhört zu regnen wissen, dass es aufhören wird und die Akkus laden. Beim Kondensator dauert das Aufladen nur Sekunden.

Gruss
Heinz

[ottmar]

Hallo Heinz,

es gibt auch noch eine dritte Variante: Anstatt Elkos kann man in speziellen Fällen auch einen Akku verwenden. Das Problem ist nur das Ausschalten. Irgendwie muss sich die Lok merken, wie lange kein DCC Signal mehr anliegt und dies dann als "aus" ansieht. Bei mir war es das Mittel der Wahl weil der Strombedarf auf der Zahnstange mit schweren Zügen nicht mehr sinnvoll über Elkos zu lösen ist. Außerdem dient der Akku zum Starten meiner Dieselschneeschleuder - die Lok steuert dann die Schleuder.

Gruß Ottmar

[Regalbahner]

Hallo Heinz,

ich will ja nicht die uralte Diskussion "Schiene gegen Akku" wieder aufwärmen
aber diesen zwei Punkten muss ich widersprechen

Ein Akku lebt im Mittel 3 Jahre, ein Kondensator 20 und mehr Jahre.
Beim Akku muss man 14 Stunden bevor es aufhört zu regnen wissen, dass es aufhören wird und die Akkus laden.

Ich verwende seit Jahren Billig - und Billigstakkus aber ein gutes Ladegerät
Die Conrad Akku-Ladestation CT-2500 Artikel-Nr.: 512013 - 62 .
Damit gibt es auch bei NiCd Zellen aus jedem Ladezustand keinen Memoryeffekt
und jede Lok ist nach spätestens drei Stunden voll einsatzbereit.
Selbst wenn sie ein par Monate gestanden haben fahren sie meisstens noch eine Weile
und ich habe noch nicht einen einzigen Akkuausfall gehabt

So jetzt aber wieder zum Thema Elkos

Tschau Christoph

PS. zur besseren Einschätzung des Regenrisikos gibt es hier ein Regenradarbild,
mit 15 minütlicher Aktualisierung und Loopfunktion

[Mikado]

Vielen Dank für den Hinweis Christoph,

es ist wie Du richtig schreibst auch mit einer 3 Stunden Ladezeit möglich.
Meine Angaben mit 14 Stunden sind die Normladezeit.

Die von mir gennanten 3 Jahre Lebensdauer sind die mittlere Lebensdauer, die wir immer für Akkus bezeichnet haben.

Ich kann zig Beispiele von Ausfällen vor 2 Jahren einer Reihe von unglaublich langen Lebendauern genenüber stellen. Das ist empirische Erfahrung und steht wissenschaftlcihen Testreihen manchmal kontrovers gegenüber. Das ist wie mit der Kliomneterleistung der Autos.

Die Normladezeit und die mittlere Lebendauer zu der sie führt, ist für mich dementsprechend das rationale und statistische Kriterium der Wissenschaft.

Aber vielleicht bin ich da auf einer anderen Schienen, denn ich weiss das alles so genau, weil ich mal in der Fabrik Leclanché in Yverdon für Batterien, Akkus und Kondensatoren im Labor gearbeitet habe.

Schon damals war mir klar, wenn wir mal kompakte Power Elkos hinkriegen, ist das genau dasjenige was in der Modellbahn das kleine Manko des temporär nicht ganz sicheren Kontaktes löst und das ist ja der Ausgangspunkt von dem was zu allen Wegen wie Akku oder Elko in der Lok geführt hat.

Vor 20 Jahren hatten wir gegen die Kontaktprobleme nur die Akkus die in die Lok passten. Vor 10 Jahren wusste man von Insidern, dass man die jetzt aktuelle Leistungsdichte in Kondensatoren erreichen wird. Heute können wir das Stotterproblem einfacher und in einem gewachsenen System mit Trafo oder DCC mit Elkos elegant lösen.

Die Kondensatorlösung ist auch 1:1 im Einsatz. Die Amerikaner, bekannt als Ernergie ineffizient, verwenden seit Jahren in Hybrid Rangierloks der Union Pacific Kondensatoren, und bei uns um die Ecke werden die dieselektrischen Omnibusse mit zwei Gelenken mit riesigen Kondensatorgruppen auf dem Dach gebaut um die Bremsenergie für die Anfahrt zu speichern.

Wir sind also in der glücklichen Lage zwischen zwei Wegen wählen zu können und da wählt sicher jeder den Weg, der für ihn am besten stimmt. Toll, dass die Kondensatoren auch analog mit dem alterwürdigen Trafo funktionieren.

Heinz

[Regalbahner]

Hallo Heinz,

bei dem Hintergrundwissen gebe ich mich natürlich sofort geschlagen

Viele Grüße
Christoph

[Mikado]

Sorry Christoph, wollte Dich nicht umhauen.

Ich bin absolut kein Gegner eines autonomen Betriebes, wie dies mit Akku oder Live Steam möglich ist. Ich sehe darin sehr wohl Vorteile, die mich gerade da überzeugen wenn ich zu Besuch bei Kollegen bin. Ich muss dann nämlich keinen Gedanken darüber verlieren, ob meine Lok mit dem Strom des Kollegens klar kommt. Andererseits braucht das auch Platz in der Lok, Zeit zum Laden und die Lebensdauergeschichte.

Ich möchte hier aber auch den Mahnfinger zur Kondensator Lebensdauer erheben. Die Dinger sind auch empfindlich. Wehe man trägt dazu nicht Sorge. Immer für genügend Spannungs Overhead sorgen. Nie mit 24 Volt einen 25 Volt Elko betrieben. Der feine Oxidfilm auf der hauchdünnen Alufolie kann von Spannungspitzen durchschlagen werden. Wer kannte nicht Opas brummendes Röhrenradio. Da haben die Elkos durchgeschlagen.

Ein Beispiel aus der Grosstraktion. Bei der RhB wurde sämtlichen Ge 4/4 II eine neue Elektronik verpasst - nicht zuletzt wegen der Lebensdauer der Elkos.

Auch Geiz ist geil ist beim Elkokauf der Anfang die Lok früher wieder zu öffnen. Kondensatoren leben zwischen 20 und 30 Jahren. Billigprodukte durchlaufen meist keine Qualitätsicherung, und stammen manchmal von der Verwertung der Randzonen bei der Folienfertigung.

Schon mal gemessen wie warm es unter der sengenden Sommersonne in der Lok wird? Was ist Sommersonne? Aktuell Schlotter schlotter auf der Gartenbahn! Bitte immer auch auf die maximal erlaubte Temperatur des zu wählenden Elkos achten.

Mein Schlusswort: Lasst Euch den Spass nicht verderben. Endlich haben wird verschiedene Möglichkeiten mit unserem Bähndli ziemlich stotterfrei zu fahren.

Ein Beispiel aus der Praxis:
In einer Anwandlung von qualifiziertem Wahnsinn, habe ich mir die klitzekleine Witcomb Benzinmotor Lok von Accucraft gekauft. Natürlich war das Ding überhaupt nicht fahrbar, weil der Strom nicht von der Schienen beim Motor ankam. Ein Fall zur Entsorgung in die Vitrine? Kein Platz in der Lok. Unter der Motorhaube sitzt der Pittmann Getriebemotor der mit einem Rucksackgetriebe eine Achse antreibt. Die andere ist mit einer Delrin Kette gekuppelt. Ein Rad ist unisoliert auf die Achse gepresst, gibt den Strom durch das Achslager auf das Messinggehäuse ab und am anderen dem isolierten schleift ein Bronzefederstreifen. Wer sich an LGB gewohnt ist macht hier eine unhappy landing in American Modellrailroading.

Ich habe im knappen Rahmen neben den Rädern einen Decoder mit Sound, einen Microlautsprecher und einen 10 mF Kondensator untergebracht. Seither fährt die Lok als hätte sie 10 Achsen Stromnabnahme und verblüfft mit Geratter, Horn und Glocke und dem Gelabber des Lokführers und der hochwertige Pittmannmotor zeigt nun was in ihm steckt.

Heinz

[timme]

Hallo,

ich habe heute mal zwei Meter der Außenanlage befahrbar gemacht (vom Schnee befreit) und den Antriebsblock mit den beiden Elkos fahren lassen.
Bisher bin ich davon ausgegangen, daß es nicht funktionieren kann, da wir ein Impulsfahrregler verwenden, aber ich durfte staunen, da es sehr wohl funktionierte. Selbst extreme Kriechgeschwindigkeit war möglich!
Mal sehen, sobal der Schnee weg ist, hole ich mal die kleine Diesellok aus dem Schattenbahnhof und implantiere ihr die Kondensatoren.
Nebenbei wird ihr auch ein richtiger Führerstand eingebaut und eventuell auch die Farbgebung angepaßt, so daß sie bereit für eine vernünftige Beschriftung ist.

Grüße, Tim

[timme]

Moin,

die Kondensatoren sind in der Lok und ich habe sie sogleich mal auf die Aussenanlage gestellt, auf der gestern noch Schnee lag. Die Gleise sind daher richtig dreckig.
Die Lok konnte, wie erwartet, in Kriechgeschwindigkeit bewegt werden! Man hat nur das Knierschen des Sandes zwischen den Rädern und Schienen gehört.
Ebenso ist das lästige Aufblitzen der Lampen, die nicht in Fahrtrichtung sind, weg. Vorher mußten die Gleise absolut blank sein, sonst haben die Loks, durch die 6V-Schaltung mit Fahrtrichtungsdifferenzierung, Disko gemacht.

Beim Einfahren in stromlose Gleisabschnitte rollt die Lok jetzt auch etwas aus. Bei den uns üblichen, niedrigen Geschwindigkeiten, sieht man allerdings nicht allzuviel davon. Das Anfahrverhalten ist jetzt super. Man bekommt die Lok nur noch sehr schwer dazu durchzudrehen.


Fazit: Es funktioniert!


Hier noch ein kleines (331KB) Händie-Video, wie die Lok auf dem Testgleis sehr langsam über eine alte LGB-R1-Weiche (mit tiefem Herzstück, daher das Kippeln der Lok) fährt:
http://de.youtube.com/watch?v=qvcGgJOFRR4

Grüße, Tim

PS: Wie versprochen, bleibt die Lok gleich im RAW. Momentan werden die Flaschenöffner entfernt und eine Trichterkupplung gebastelt. Mehr dazu später im richtigen Thema.