Fahrpult

[kalledom]

Mit einem Elko wird das Problem behoben sein, aber ....
- Die Höchstgeschwindigkeit wird höher sein, ich schätze 1,414 mal
- Die Verlustleistung am Transistor wird sehr hoch werden. Bei einer langsamen Fahrstufe von z.B. 3V bleiben min. 12V am Transistor. Bei einem Fahrstrom von 0,5A ergibt sich dann eine Verlustleistung von 12V * 0,5A = 6W; da kann man ohne großen Kühlkörper Spiegeleier drauf braten
- 1/2 Spannung bedeutet 1/4 Leistung am Motor der Lok. Bei 1/4 Spannung sind es nur noch 1/16 Leistung. Damit hat der Motor, besonders zum Anfahren, wenig Drehmoment und wird ab einer bestimmten Spannung, wo das Drehmoment groß genug ist, plötzlich "losschießen".

Ich empfehle pulsweiten-modulierte Gleichspannung, wobei der "Leistungs-Plus" gegenüber dem "Steuer-Plus" auch pulsieren darf.
Bei PWM bekommt der Motor immer die volle Spannung. Dadurch wird die Leistung durch die Dauer der PWM-Ein- / Aus-Zeit linear und nicht quadratisch geregelt.
Der 555 Timer-Baustein, gefolgt von einem Leistungs-Transistor oder -FET ist dafür gut geeignet. Siehe die Schaltung: Der 555 erzeugt PWM-Signal
Eine Ausgangsbeschaltung mit FET gibt es etwas weiter unten. Freilaufdiode nicht vergessen, da ein Motor eine Induktivität ist !

Edit: Das geht auch mit dem kleinen Platinchen in dem Thread Totmann-Schaltung. An einen freien Eingang wird ein Poti angeschlossen, fertig

[geloescht]

Hallo Kalledom,

mit einer Thyristorschaltung sollte man sogar ohne Glättungskondensator auskommen, zumal der Thyristor dann beim Erreichen von Null Volt selbst sperrt und erneut durch die Elektronik angeschubst werden müsste. Man könnte damit eine stufenlose Steuerung realisieren.

Gruß


Alois

[kalledom]

Ja, das ginge, als Phasenanschnitt.
Dafür werden aber zur Erzeugung der Zündspannung im richtigen Zeitpunkt / Phasenwinkel mehr Bauteile als nur ein paar Widerstände benötigt.

Mit PWM und einer "glatten" Gleichspannung (kostet nur einen Elko mit 1000...4700µF) läßt es sich aber linearer, besser, schöner reglen
Eine elektronische Kurzschluß-Sicherung oder Strombegrenzung ist hierbei durch den bereits vorhandenen Leistungstransistor oder den Reset-Pin des 555-Bausteins einfach zu integrieren.

Was EMV betrifft, dürften beide Varianten ohne entsprechende Entstörmaßnahmen den gleichen "Ärger" machen.

[Olaf S-H]

Moin zusammen,

glatte Gleichspannung und PWM für den Lastkreis ist nicht. Es handelt sich teilweise auch um ältere Fahrzeuge, deren Motoren auf wellige Gleichspannung ausgelegt sind.

Der Gedanke mit der Entladung des Elkos über den Transistor bei zu geringer Nachladung durch den Stufenschalter war gut. Ich habe da auch schon einen Gedanken, wie ich dem entgegen wirke. Die Lösung - oder beim Scheitern den Lösungsansatz - stelle ich dann hier ein.

Gruß Olaf

[harmi]

Moin Olaf,

schon mal versucht, mit Pulsweitenmodulation zu fahren? Damit kann man sehr schön langsam und fast ruckfrei auch mit schweren Zügen anfahren. kann man dann auch über Drehschalter ansteuern.

[Olaf S-H]

Moin Harmi,

PWM wollte ich vermeiden. Ich hatte mal - schon lange her - einen Bericht in einer Fachzeitschrift gelesen, wonach ältere Motoren gerne mit pulsierenden Strömen arbeiten. PWM wurde dort allerdings als "Motorentöter" bezeichnet.

Gruß Olaf

[kalledom]

Die steilen Flanken der PWM-Rechteck-Spannung sind für manchen älteren Motor ein Alptraum.
Es läßt sich aber sehr schnell mit der Finger-Meß-Methode ermitteln, ob der betreffende Motor nicht zu heiß wird, sofern es nicht durch hohe Induktionsspannungen zu Windungs-Überschlägen mit nachfolgendem -Schluß kommt. Letzteres ist aber äußerst selten, weil bei PWM wegen der Halbleiter Freilaufdioden da sind, um solche Spannungen "im Keim zu ersticken" und der Motor während Spannungsmaximum unterbrochen werden müßte (z.B. schlechter Schienen-Kontakt). Das kann aber genau so gut bei pulsierender Spannung passieren.

[Olaf S-H]

Moin zusammen,

ich habe den Schaltplan etwas überarbeitet.

R3: simuliert den Rollwiderstand des Zuges
R4: simuliert die Bremse
S1: Fahrschalter
S2: Bremse

Habe ich Chancen, dass dieser Aufbau funktioniert?

Gruß Olaf

[Teletrabi]

Moin Olaf,

du wirst nich bis auf volle Versorgungsspannung aussteuern können, ansonsten sollte es im groben klappen. Problem ist der Darlington am OP-Ausgang. Brauht etwa 1,5V mehr als motorspannung. Und die meisten OpAmps kommen nicht bis an die Versorgungsspannung heran. Gibt zwar rail-to-rail-OpAmps, aber auch die liefern dort im Randbereich kaum noch Strom. Ist dann eher zur FET-Ansteuerung zu gebrauchen, weniger für Bipolar-Varianten.
Hast du 'ne Möglichtkeit, noch 5V für den OpAmp als Versorgungspannung auf die Fahrtrafospannung draufzupacken? Bzw. ihn aus einem eigenen Steuertrafo mit entsptrechend großer Spannung zu Versorgung? Brauchst halt etwa Amplitude der Fahspannung zuzüglich mal überschlagene 5V am OpAmp-Versorgungseingang.

Ansonsten hast ein kleines Abbilungsproblemmit der Bremse - die wird mit sinkendem Kondensatorinhalt immer weniger bremsen, soll heißen die Spannung langsamer abbauen. je nachdem, wie störend das ist...
Ggf. könnte man den Fahrtintegratorteil um beispielsweise halbe fahrpsannung anheben, diese vor dem Opamp wieder abziehen mittels zenerdiode, während die bremsströme gegen die echte masse abgeführt werden und somit auch bei kleinen geschwindigkeiten nicht zu null werden. den dann nur noch halb so großen aussteuerbereich kompensiert man durch V = 2. wenn du die echte motorspannung abgreifst, kompensierst auch gleich den basis-spannungsfall durch den darlington.

[Olaf S-H]

Moin Teletrabi,

das Problem liegt in der Versorgungsspannung. Ich kann nur die Fahrspannung abgreifen.

Wenn von der Versorgungsspannung 1,5V fehlen ist es nicht ganz so schlimm. Der Motorstrom schwankt zwischen 0,5A und 3A.

Gruß Olaf

PS:Kann jemand die Schaltung simulieren?