RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#1 von SAH , 04.11.2017 21:40

Guten Abend liebe Forenmitglieder,

Bezugnehmend auf die Diskussion um die BR 120 (Märklin BR 120 (M37528)), in welcher auch die Sprache auf den Sinus-Antrieb kam; möchte ich hier eine neue Diskussion anfangen.
Es soll hier im Detail um mögliche Schwachstellen der Gesamtkonzeption gehen. Ich habe in diesem Zusammenhang auf eine Diskussion im FAM verwiesen, dort in der Artikelserie Märklin model 39802 bezeichnet. Inzwischen hat der Autor Belegfotos für massive Verformungen der Kunststoffrahmen durch Motorüberhitzung vorgelegt.
Für die FFC (Folienleiterkabel) habe ich vermutet, dass diese ebenfalls leicht verformbar sein könnten. Dies hängt ab von zwei Größen: die Dicke der Kupferschicht und die Stromaufnahme.
An dieser Stelle eine Frage an die Elektroniker: welche Schichtdicke haben die Kupferschichten in den FFC der Sinusmodelle?
Zur Absicherung gegen mögliche Fehlkonzeption auf den Dekoderplatinen auch hier: wie dick sind die Kupferleiter auf den Dekoderplatinen von Märklin?

Eine weitere Frage an die Nutzer von Sinusmodellen mit entsprechender Ausstattung: wie groß ist bei Euch jeweils die Stromaufnahme des Motors?
Hierzu meine eigenen Messungen (im Leerlauf):
Sinus1:
39160 (BR 42.90) 27mA (FS 3/14) über ca. 120mA (FS 7/14) bis 170-270 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale)
39370 (BR 101) 36 - 60 mA (FS 2/14) über 78-130 mA (FS 7/14) bis 143-225 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale)
39700 (BR RAm TEE) 107mA (FS 7/14) bis ca. 170 mA bei FS 14/14
39821 (BR V200) 117-150 mA (FS 3/14) über 208-237 mA (FS 7/14) bis 312-373 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale)

Sinus3/SDS:
39020 (BR 18.5): 40-72 mA (FS 4/14) über 48-95 mA (FS 7/14) bis 138-155 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale)
39500 (BR E50): 40-58 mA (FS 1/14) über 68-168 mA (FS 7/14) bis 150-254 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale und CV-Einstellung: Vmax, Kennlinie)
39562 (BR Ce 6/8): 22-28 mA (FS 1/14) über 68-73 mA (FS 7/14) bis 129-140 mA bei FS 14/14 (je nach Zentrale)

Aufgrund der Leerlaufströme kann eine Kupferschichtdicke der FFC von 35µm ausgeschlossen werden (siehe auch FFC-Raster-100 der Firma Esskabel) und selbst für 50µm wird es knapp:

Zitat von Firma Esskabel unter www.esskabel.de
max. Strombelastung: 280 mA (0.035mm), 400 mA (0.050mm) oder 800 mA (0.10mm)



Schaut man sich die Maximalströme im Lastbetrieb bei FS 7/14 an: 400-500 mA bei Sinus 1 (39821) und 600-700mA bei Sinus3/SDS (39500).
Extrapoliert aus den Leerlaufdaten und dem Anstieg durch die Belastung wird es bei einigen Modellen auch mit 0,1mm knapp.
Daher nochmal die Frage: wie dick ist die Kupferschicht in den FFC-Zuleitungen für die Sinusmotoren?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#2 von supermoee , 04.11.2017 23:10

Hallo,

Keine Ahnung, wieviel Strom der SDS zieht. Bei Versuchen, mein SDS Krokodil in Doppeltraktion zu fahren, war die Synchronisierung der Geschwindigkeiten sehr mühsam. Die Regelungen der Motoren hatten so gegeneinander gearbeitet, dass der SDS Motor so heiss geworden war, dass ich mir die Pfoten daran regelrecht verbrannt hatte. Der Motor war thermisch so ausgedehnt, dass er auseinander gefallen war. Wieder abgekühlt, habe ich ihn wieder zusammengebaut und mit ein Tröpfchen Kleber fixiert und den Versuch eingestellt, bevor grössere Schäden enstanden.

Gruss

Stephan


Der Trend geht deutlich zur Zweitanlage hin.


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#3 von BR71 , 04.11.2017 23:23

Hallo Stephan,
um es vorweg zu nehmen, von der "hohen Schule" der neuzeitlichen Modellbahn - Digitalisierung, habe ich relativ wenig Durchblick. Habe in den letzten 2 Jahren 43 Loks auf das Lenz "Gold"-System umgebaut....überwiegend Loks, die nicht für Dekoder "vobereitet" waren, das war schon eine tolle Friemelei!

Zum Thema: Meine Frage betrifft, was sind "Sinus-Antriebe"?
Ich kenne DC-Antriebe, auch AC-Antriebe sind mir nicht unbekannt....aber Sinus-Antriebe?
Es gehört oder passt nicht zum Thema, aber ich stelle die Frage trotzdem.....auch mit 66 (fängt das Leben nicht erst an) aber zulernen würde ich dennoch gern, was sind "Sinus-Antriebe" ? Welche Vorteile, oder Nachteile haben sie, gegenüber "analog"? Die Nachteile der digitalen Steuerung habe ich kenenlernen dürfen, kurze Stromunterbrechung und die Lok steht ruckartig! Schwungmasse am Motor völlig sinnlos.
Gruß Claus


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#4 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 04.11.2017 23:36

Hallo Claus,
mit Sinus-Motoren sind die von Märklin eine Zeit lang verbauten bürstenlosen Drehstrommotoren gemeint.

Der Vorteil von Drehstrommotoren bzw. bürstenlosen (brushless) liegt in erster Linie an der Verschleißfreiheit, weil es eben keine Kohlen, Bürsten und Kollektor gibt. Lediglich die Lager sind natürlich auch einem Verschleiß unterlegen.

Weitere Vorteile von Brushless-Motoren:
- kein Rastmoment
- kein Drehmomentrippel
- hohes Drehmoment
- kleine Bauform (passt in den Kessel von Dampfloks)
- geringe Stromaufnahme

Gruß


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#5 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 04.11.2017 23:53

PS: Auch beiden BLDC-Motoren geht die Entwicklung weiter: https://www.industr.com/de/A-und-D-Magaz...bauraum-2296786

Diesen Motor habe ich schon auf der Hannovermesse begutachten dürfen. Interessant die Grenztemperaturen, 120°C, klar, dass da die Finger schmerzen. Erst Recht bei 150°C.


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#6 von SAH , 05.11.2017 20:40

Guten Abend Gleichstromer,

vielen Dank für die schnelle Beantwortung. In einem Punkt muss ich Dich korrigieren:

Zitat

Weitere Vorteile von Brushless-Motoren:
- geringe Stromaufnahme



bei den in Märklinmodellen enthaltenen Motoren sind die Glockenanker- und teilweise sogar die alten Reihenschlussmotoren sparsamer (Letztere vor allem unter Belastung).

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#7 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 10:16

Zitat

In einem Punkt muss ich Dich korrigieren:

Zitat

Weitere Vorteile von Brushless-Motoren:
- geringe Stromaufnahme



bei den in Märklinmodellen enthaltenen Motoren sind die Glockenanker- und teilweise sogar die alten Reihenschlussmotoren sparsamer (Letztere vor allem unter Belastung).




Hm, das ist seltsam. Bei mir benötigen die Sinus-Motoren eher deutlich weniger Strom, da kommen höchstens HLA-Motoren mit zwei Kugellagern ran, die wirklich im guten Zustand sind.

Auch sprechen eigentlich alle Hersteller den Brushless-Motoren eine geringere Stromaufnahme zu, entsprechend einen besseren Wirkungsgrad bzw. bezogen auf die Stromaufnahme ein höheres Drehmoment.

Daher verwundern mich Deine Messwerte.


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#8 von volkerS , 06.11.2017 11:04

Hallo Stephan-Alexander Heyn,
die zitierte Stromtragfähigkeit im Startbeitrag bezieht sich, was nicht genannt wurde, auf Leiterbahnbreiten von 0,65mm.
Deshalb sollte man unbedingt diese im Auge behalten.
Gleiches gilt auch für die Decoderplatinen. Standart-Kupferschichtdicke der äußeren Leiterbahnen ist 35um. Innere Lagen bei Multilayern üblicherweise 18um.
Volker


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#9 von Asslstein , 06.11.2017 11:20

Servus,

ja, man darf auch nicht Motoren und komplette Antriebskonzepte in einen Topf werfen und versuchen das zu vergleichen.
Wenn Ihr die Motore im Modellbahneinsatz vergleicht, hängt immer noch ein Getriebe dran und auf alle Fälle im Fall der bürstenlosen Motoren auch noch eine Elektronik. Auch die meisten Motoren mit Bürsten werden heute an einer Elektronik (Dekoder) betrieben. Da kommen jede menge Verluste hinzu. Wenn er die nicht berücksichtigt, bleibt die Richtigkeit eines Vergleichs Zufall.

Und noch eine komplette Korrektur zu den unterschieden bürstenlos und mit Bürsten:

Zitat

Hallo Claus,
mit Sinus-Motoren sind die von Märklin eine Zeit lang verbauten bürstenlosen Drehstrommotoren gemeint.

Der Vorteil von Drehstrommotoren bzw. bürstenlosen (brushless) liegt in erster Linie an der Verschleißfreiheit, weil es eben keine Kohlen, Bürsten und Kollektor gibt. Lediglich die Lager sind natürlich auch einem Verschleiß unterlegen.


Soweit stimmt es.
Der Rest ist leider falsch.

Zitat

Weitere Vorteile von Brushless-Motoren:
- kein Rastmoment
- kein Drehmomentrippel
- hohes Drehmoment
- kleine Bauform (passt in den Kessel von Dampfloks)
- geringe Stromaufnahme



Ob ein Motor ein Rastmoment und einen dadurch bedingten Drehmomentrippel hat oder nicht, hängt bei den Motoren mit Permanentmagnet in erster Linie davon ab, ob es ein eisenloser oder einer mit Eisen ist. Motore mit Eisen haben immer ein Rastmoment und einen Drehmomentrippel. Diesen kann man durch schräge Lage der Magnete oder Wicklungen minimieren, aber nicht komplett beseitigen.
Es gibt sowohl unter den bürstenlosen Motoren als auch den Motoren mit Bürsten eisenlose Ausführungen. Beispiele sind die Glockenankermotoren von Faulhaber und Maxon.

Ein hohes Drehmoment hängt in erster Linie von Größe und Auslegung der Motoren ab. Sehr stark vereinfacht kann man vielleicht sagen, dass große Motoren ein großes Drehmoment haben und kleine Motoren
ein kleines Drehmoment.
Damit ist wohl auch klar, dass die größe der Bauform nichts mit den Bürsten zu tun hat.
Auch haben bürstenlose nicht generell eine geringere Stromaufnahme, auch nicht bei gleichem Drehmoment.

Das was den bürstenlosen Motor von dem mit Bürsten unterscheidet ist nur der mechanische Kommutator. Dem bürstenlosen fehlt dieser und damit ist er ohne Zusatzelektronik, die die Kommutierung übernimmt, nicht lauffähig. Und diese Elektronik ist zu einem nicht unerhblichen Maße am Wirkungsgrad des Motors beteiligt.

Schöne Grüße,
Knut


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#10 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 11:23

Zitat

Hallo Stephan-Alexander Heyn,
die zitierte Stromtragfähigkeit im Startbeitrag bezieht sich, was nicht genannt wurde, auf Leiterbahnbreiten von 0,65mm.
Deshalb sollte man unbedingt diese im Auge behalten.
Gleiches gilt auch für die Decoderplatinen. Standart-Kupferschichtdicke der äußeren Leiterbahnen ist 35um. Innere Lagen bei Multilayern üblicherweise 18um.
Volker



Ich verstehe gar nicht, wie die auf die Werte 280/400/800mA kommen, aus der PDF gehen ganz andere Werte hervor: http://www.esskabel.de/upload/files/pdf/...ISTICS_2016.pdf

Bei einem Pitch von 0,8mm / size 0,05 kommt man schon auf 1A und bei 0,8mm / size 0,1 sind es dann schon 2A rated! Da es ja aber ein drei-Phasen-Drehstrom ist, dürfte da in der Spitze noch etwas mehr drin sein.


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#11 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 11:44

Zitat

Das was den bürstenlosen Motor von dem mit Bürsten unterscheidet ist nur der mechanische Kommutator. Dem bürstenlosen fehlt dieser und damit ist er ohne Zusatzelektronik, die die Kommutierung übernimmt, nicht lauffähig. Und diese Elektronik ist zu einem nicht unerheblichen Maße am Wirkungsgrad des Motors beteiligt.



Nun, so einfach kann man es aber nicht machen. Der mechanische Kommutator ist ja nun nicht der einzige Unterschied zwischen einem herkömmlichen DC-Motor und einem bürstenlosen.

Herkömmliche DC-Motoren mit mechanischer Kommutierung
- haben einen außen liegenden Permanentmagnet
- haben einen Kollektor mit 3 oder 5 Kollektorspalten
- Spulenwicklung auf der Motorwelle (bei Glockenankermotoren eisenlos)
- werden mit einer Gleichspannung oder gepulster Gleichspannung (PWM) betrieben.

Brushless-Motoren mit elektronischer Kommutierung dagegen
- haben einen innen liegenden Permanentmagnet auf der Motorwelle oder beim C-Sinus einen Glockenmagnet auf der Motorwelle
- haben keinen Kollektor
- haben meist 9 oder 12 feststehende Spulenwicklung (außenliegend bzw. innenliegend beim C-Sinus-Motor mit Magnetglocke)
- werden mit einem 3-phasigen Drehstrom betrieben.

Also wenn man den Unterschied lediglich auf die Art der Kommutierung reduziert, dann könnte man auch sagen, der Unterschied zwischen einem Apfel und einem Erdapfel ist lediglich der, dass die einen über der Erde und die anderen unter der Erde wachsen


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#12 von Asslstein , 06.11.2017 12:27

Servus Gleichstromer,

vergleiche bitte zwei konkrete Motormodelle (z.B. Faulhaber 1618 xyz gegen Märklin Sinus 09/15 yy) oder beschränke Dich auf tatsächliche Unterschied.
Wenn man nämlich generell Motoren mit Bürsten und Bürstenlose vergleicht, ist der Unterschied genau der mechanische Kommutator und es sind nicht die Punkte, die Du zuerst nanntest und es sind auch nicht:

Zitat


Herkömmliche DC-Motoren mit mechanischer Kommutierung
- haben einen Kollektor mit 3 oder 5 Kollektorspalten

Brushless-Motoren mit elektronischer Kommutierung dagegen
- haben meist 9 oder 12 feststehende Spulenwicklung (außenliegend bzw. innenliegend beim C-Sinus-Motor mit Magnetglocke)
- werden mit einem 3-phasigen Drehstrom betrieben.


Das ist eifach wieder nur falsch.

In einem aber gebe ich Dir Recht. Man sollte nicht unerwähnt lassen, dass ein mechanischer Kommutator erfordert, dass das drehende Teil des Motors die Wicklungen enthält. Beim bürstenlosen Synchronmotor dreht zwangsweise der Teil mit den Magneten. Das ist wie einige andere Unterschiede auch Folge der Tatsache ob der Motor mit oder ohne mechanischem Kommutator gebaut wurde. Diese tasächlichen Unterschiede wären z.B.:
- Möglichkeit der besseren Wärmeabführung aus der Wicklung beim Bürstenlosen, da die Wicklungen nicht rotieren und daher an viel wärmeleitendes Material montiert werden können.
- Damit einhergehend ist meist eine höhere Überlastfähigkeit.
- Der fehlende mechanische Kommutator erfordert zur Drehwinkelerfassung und korrekten Bestromung zusätzliche Bauteile.

Schöne Grüße,
Knut


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#13 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 12:32

Zitat

Zitat

Herkömmliche DC-Motoren mit mechanischer Kommutierung
- haben einen Kollektor mit 3 oder 5 Kollektorspalten

Brushless-Motoren mit elektronischer Kommutierung dagegen
- haben meist 9 oder 12 feststehende Spulenwicklung (außenliegend bzw. innenliegend beim C-Sinus-Motor mit Magnetglocke)
- werden mit einem 3-phasigen Drehstrom betrieben.


Das ist einfach wieder nur falsch.




Hallo Kurt,
ich lasse mich gerne berichtigen, aber dann sag doch bitte, was an den obigen Ausführungen einfach nur falsch sein soll.

Hat ein herkömmlicher DC-Motor für die Modellbahn 3 oder 5 Kollektorspalten oder nicht? (Ja, es mag auch hier und da welche mit 7 geben, aber meist werden es wohl doch 5 sein, oder?)
Wird ein Drehstrommotor wie die Märklin Sinus-Motoren mit einem 3-phasigen Drehstrom betrieben oder mit DC-Gleichspannung?
Haben Brushless-Motoren feststehende Spulenwicklungen oder nicht?

Gruß,


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#14 von Asslstein , 06.11.2017 12:45

Servus,

jetzt kommen wir der sache näher.
" herkömmlicher DC-Motor für die Modellbahn" ist wohl etwas anderes als "Herkömmliche DC-Motoren mit mechanischer Kommutierung". Wenn Du dann noch die Einschränkung auf "Modellbahn der gängigen kleineren Baugrößen wie H0 und N" erweiterst werden Deine letzten Aussagen richtig.
Ebenso verhält es sich mit "Drehstrommotor wie die Märklin Sinus-Motoren". Das ist eben etwas spezieller als "Brushless-Motoren mit elektronischer Kommutierung". Dann gelten auch hier Deine letzten Aussagen.
Die aus dem ersten beitrag mit Drehmoment und Baugröße sind aber auch hier nicht haltbar.

Schöne Grüße,
Knut


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#15 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 12:56

Zitat

" herkömmlicher DC-Motor für die Modellbahn" ist wohl etwas anderes als "Herkömmliche DC-Motoren mit mechanischer Kommutierung". Wenn Du dann noch die Einschränkung auf "Modellbahn der gängigen kleineren Baugrößen wie H0 und N" erweiterst werden Deine letzten Aussagen richtig.
Ebenso verhält es sich mit "Drehstrommotor wie die Märklin Sinus-Motoren". Das ist eben etwas spezieller als "Brushless-Motoren mit elektronischer Kommutierung". Dann gelten auch hier Deine letzten Aussagen.



Nun gut, da wir uns hier im Bereich Modellbahn Technik > Elektrik und Elektronik befinden, sollte es klar sein, und davon war ich ausgegangen, dass wir uns nicht über Drehstrommotoren eines echten ICE oder der BR 120 unterhalten und ebenso mit herkömmlichen DC-Motoren solche gemeint sind, die im Modellbahnbereich Anwendung finden.

Alles andere würde auch keinen Sinn ergeben und den Rahmen der Diskussion sprengen.


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#16 von Asslstein , 06.11.2017 13:29

Servus,

dann ist es ja gut, wenn wir uns schön langsam einig werden. Aber drehe es jetzt bitte nicht so hin, als würde ich Wortklauberei.
Deine ersten Aussagen waren defintiv grundsätzlich falsch.
Und Deine zweiten Anmerkungen, mit denen Du mir, zu Recht, eine zu starke Vereinfachung vorgeworfen hast, waren zu speziell und auch mit Bezug auf Modellbahn nicht korrekt. Lediglich aus Sicht des H0-Bahners kann man sie akteptieren.

Von mir aus kann jetzt auch wieder zur Überhitzung übergegangen werden.
Wenn Ihr mich fragt, ist der Sinus als Motor schon genial, aber die Umsetzung als Modellbahnmotor war einfach nur schlecht gemacht. Das Konzept stimmte definitiv nicht.

Schöne Grüße,
Knut


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#17 von SAH , 06.11.2017 20:07

Guten Abend Gleichstromer,

Zitat

Hm, das ist seltsam. Bei mir benötigen die Sinus-Motoren eher deutlich weniger Strom, da kommen höchstens HLA-Motoren mit zwei Kugellagern ran, die wirklich im guten Zustand sind.
Auch sprechen eigentlich alle Hersteller den Brushless-Motoren eine geringere Stromaufnahme zu, entsprechend einen besseren Wirkungsgrad bzw. bezogen auf die Stromaufnahme ein höheres Drehmoment.
Daher verwundern mich Deine Messwerte.



OK, dann hier meine Ergebnisse mit Sinus vs. Nichtsinus bei gleichem Getriebe und gleicher Zentrale bei FS 7/14, bzw. mittl. Fahrstufe
1'E-Maschinen BR 52 (26830) vs BR 52 (37155) vs BR 42.90 (39160) Tams EC 20V (Motor netto)
500mA vs. 370mA vs. 70 bzw. 125mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen (RAm TEE) 3471 (Delta) vs Sinus 1 6021
116mA vs. 145mA Vorteil Delta

Bo'Bo' Maschinen BR 152/34350 (DCM2/Delta) vs. BR 152/34350 (FDCM/Delta) vs. BR 101/39370 (Sinus1)
260mA vs. 320mA vs. 130/100mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen BR E50 Glockenanker (29500.1F) vs. neuer Hochleistungsmotor (37852) vs. Sinus3 (39500)
123mA vs. 160mA vs. 160mA Vorteil eindeutig Glockenanker

Für den Vergleich in der E44 gehlt mir noch die 39440.


mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#18 von SAH , 06.11.2017 20:48

Guten Abend Volker und Gleichstromer,

Zitat

Zitat

Hallo Stephan-Alexander Heyn,
die zitierte Stromtragfähigkeit im Startbeitrag bezieht sich, was nicht genannt wurde, auf Leiterbahnbreiten von 0,65mm.
Deshalb sollte man unbedingt diese im Auge behalten.
Gleiches gilt auch für die Decoderplatinen. Standart-Kupferschichtdicke der äußeren Leiterbahnen ist 35um. Innere Lagen bei Multilayern üblicherweise 18um.
Volker


Ich verstehe gar nicht, wie die auf die Werte 280/400/800mA kommen, aus der PDF gehen ganz andere Werte hervor: http://www.esskabel.de/upload/files/pdf/...ISTICS_2016.pdf
Bei einem Pitch von 0,8mm / size 0,05 kommt man schon auf 1A und bei 0,8mm / size 0,1 sind es dann schon 2A rated! Da es ja aber ein drei-Phasen-Drehstrom ist, dürfte da in der Spitze noch etwas mehr drin sein.




Leiterbahnbreite 0,65mm bei pitch 1,0 auch Deinem Zitat (Gleichstromer). Nennströme bei 1/1/2A.
Aber: ist der Nennstrom wirklich der dauerhaft zulässige Strom? Ich stelle die Frage deshalb, weil auch bei Mikromotoren angegeben wird, dass z.B. die Nennleistung nicht dauerhaft erbracht werden soll, um vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#19 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 21:07

Zitat

Leiterbahnbreite 0,65mm bei pitch 1,0 auch Deinem Zitat (Gleichstromer). Nennströme bei 1/1/2A.
Aber: ist der Nennstrom wirklich der dauerhaft zulässige Strom? Ich stelle die Frage deshalb, weil auch bei Mikromotoren angegeben wird, dass z.B. die Nennleistung nicht dauerhaft erbracht werden soll, um vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden.



Nach den meisten Spec Sheets bezeichnen die Nennströme / Nennleistung etc. den dauerhaft zulässigen Wert. Ich habe gerade einen Artikel zu Brushless-Motoren gelesen, da stand, dass in dem beschriebenen Einsatzzweck die Motoren deutlich länger und häufiger mit X% über Nennstrom belastet werden können.

Auch bei elektronischen Bauteilen wird zusätzlich zum Nennstrom/Nennspannung angegeben, um wie viel dieser Wert wie lange überschritten werden darf.

Daher würde ich mal davon ausgehen, dass der Nennwert für Dauerbetrieb gilt.

PS: Das stand in dem schon oben von mir zitierten Artikel:

"Der Motor, welcher in den Türrahmen integriert und somit auf den Durchmesser 22 mm begrenzt ist, wird dabei mit dem 3-fachen Nennmoment belastet, also zirka sechs Newton Zentimeter (Ncm). Ausgehend von einer Start-Temperatur von 25 Grad Celsius, erreicht der herkömmlich gebaute Motor bereits nach weniger als zwei Sekunden in seiner Wicklung die Grenztemperatur von 155 Grad Celsius, während der BGA 22 nach 30 Sekunden die Grenztemperatur von 120 Grad Celsius erreicht. Der BGA 22 kann demnach 15-mal solange das 3-fache Nennmoment liefern und erreicht dabei nicht die Grenztemperatur von 155 Grad Celsius des vergleichbaren Motors."

Es scheint also durchaus normal zu sein, dass man so einen Motor mit dem 3-fachen Nennmoment belastet!

An anderer Stelle fans ich übrigens einen Hinweis zu dem in der Diskussion über Sinusmotoren erwähnte Überhitzung. Bei Drehstrommotoren ist der kritischste Moment die Anfahrt und Langsamfahrt auf lange Zeit. Denn ein Sinusmotor hat schon bzw. gerade bei geringer Drehzahl den maximalen Drehmoment, folglich fließt auch ein hoher Strom und die Spulen erwärmen sich. Drückt nun eine Lok in FS1 eine halbe Stunde gegen den Prellbock, wird der Motor quasi dauerhaft maximal belastet. Das kann dann tatsächlich tödlich enden. Das steckt ein DCM-Motor vermutlich lockerer weg.

Und hier auf S. 11 und 12 sieht man, dass typische Werte für erlaubten, kurzzeitigen Überlastbetrieb bei ca. dem 2-fachen des Nennwerts liegen (für Strom und Drehmoment): https://www.maxonmotor.ch/medias/sys_mas...-Handzettel.pdf

Gruß,


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#20 von SAH , 06.11.2017 21:15

Guten Abend Gleichstromer,

dann komme ich ebenfalls auf die von Dir formulierte Frage: wie kommen die auf die 280mA.....?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#21 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 06.11.2017 22:21

Zitat

OK, dann hier meine Ergebnisse mit Sinus vs. Nichtsinus bei gleichem Getriebe und gleicher Zentrale bei FS 7/14, bzw. mittl. Fahrstufe
1'E-Maschinen BR 52 (26830) vs BR 52 (37155) vs BR 42.90 (39160) Tams EC 20V (Motor netto)
500mA vs. 370mA vs. 70 bzw. 125mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen (RAm TEE) 3471 (Delta) vs Sinus 1 6021
116mA vs. 145mA Vorteil Delta

Bo'Bo' Maschinen BR 152/34350 (DCM2/Delta) vs. BR 152/34350 (FDCM/Delta) vs. BR 101/39370 (Sinus1)
260mA vs. 320mA vs. 130/100mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen BR E50 Glockenanker (29500.1F) vs. neuer Hochleistungsmotor (37852) vs. Sinus3 (39500)
123mA vs. 160mA vs. 160mA Vorteil eindeutig Glockenanker



OK, mit so umfangreichen Messreihen kann ich leider mangels Masse nicht dienen. Ich habe nur mal eben auf die Schnelle drei Loks gemessen:

Messung jeweils auf einem Rollenprüfstand, das entspricht in etwa der Lok-Leerfahrt, mit einer CS2, Strommmessung laut CS2-Stromanzeige.

E 94 mit C-Sinus-Motor, DsM 2.0 Treiber, mSD-Decoder
FS1 / FS62 / FS125
33mA / 51mA / 136mA (Messung CS2 Programmiergleisausgang)

V 3201 mit HL-DCM, 2 x Kugellager (die läuft wirklich extrem gut!), D&H SD21A
FS1 / FS62 / FS125
66mA / 100mA / 170mA (Messung CS2 Programmiergleisausgang)

V 200 021 mit kompakt-Sinus, Esu OEM LokSound V3 M4
FS1 / FS62 / FS125
60mA / 106mA / 185mA (Messung CS2 Programmiergleisausgang)
33mA / 66mA / 142mA (Messung CS2 Fahrgleisausgang)

Woher diese Diskrepanz zwischen der Messung am Programmiergleis und am Fahrgleis herrührt (beide mit gleichem Kabel an gleichen Rollenprüpfstand angeschlossen), ist mir noch nicht erklärlich. Ich werde die beiden anderen Loks auch noch mal am Fahrgleisausgang messen.

Ich kann in den nächsten Tagen noch ein paar andere Sinuslok-Messwerte nachliefern.

Gruß,


Gleichstromer

RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#22 von Martin Lutz , 07.11.2017 08:03

Zitat

Guten Abend Gleichstromer,

Zitat

Hm, das ist seltsam. Bei mir benötigen die Sinus-Motoren eher deutlich weniger Strom, da kommen höchstens HLA-Motoren mit zwei Kugellagern ran, die wirklich im guten Zustand sind.
Auch sprechen eigentlich alle Hersteller den Brushless-Motoren eine geringere Stromaufnahme zu, entsprechend einen besseren Wirkungsgrad bzw. bezogen auf die Stromaufnahme ein höheres Drehmoment.
Daher verwundern mich Deine Messwerte.



OK, dann hier meine Ergebnisse mit Sinus vs. Nichtsinus bei gleichem Getriebe und gleicher Zentrale bei FS 7/14, bzw. mittl. Fahrstufe
1'E-Maschinen BR 52 (26830) vs BR 52 (37155) vs BR 42.90 (39160) Tams EC 20V (Motor netto)
500mA vs. 370mA vs. 70 bzw. 125mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen (RAm TEE) 3471 (Delta) vs Sinus 1 6021
116mA vs. 145mA Vorteil Delta

Bo'Bo' Maschinen BR 152/34350 (DCM2/Delta) vs. BR 152/34350 (FDCM/Delta) vs. BR 101/39370 (Sinus1)
260mA vs. 320mA vs. 130/100mA Vorteil eindeutig Sinus 1

Co'Co' Maschinen BR E50 Glockenanker (29500.1F) vs. neuer Hochleistungsmotor (37852) vs. Sinus3 (39500)
123mA vs. 160mA vs. 160mA Vorteil eindeutig Glockenanker

Für den Vergleich in der E44 gehlt mir noch die 39440.


mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn




...und wie hast du gemessen? FS?, Zug hinten dran,


Martin Lutz  
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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#23 von SAH , 07.11.2017 21:20

GUten Abend Gleichstromer,

vielen Dank für die Ergänzung Deines vorherigen Beitrags. Die maxon-Akademie (.pdf) ist eine willkommene Ergänzung zur Broschüre "Einheiten, Formeln, Faktoren", die ich vor Jahren von einem Fremo-Mitglied geschenkt bekam.
Darin wird ein Teil meiner Einwände bestätigt. In kurzform: Nennbetrieb bei < M_max/2 (entsprechend <I_max/2).
Die Belastung auf das n-fache (2,3,....) ist wie Du selbst sagst, kurzfristig.
Zum Problem der Kriechfahrt: das war dann wohl ein klassisches Eigentor: Langsamfahrt in Extremform verlangen und dabei höchste Belastung abfordern. Das geht nicht (lange gut)!

Zu Deinen Messungen (vielen Dank dafür!):

Zitat


Messung jeweils auf einem Rollenprüfstand, das entspricht in etwa der Lok-Leerfahrt, mit einer CS2, Strommmessung laut CS2-Stromanzeige.
V 200 021 mit kompakt-Sinus, Esu OEM LokSound V3 M4
FS1 / FS62 / FS125
60mA / 106mA / 185mA (Messung CS2 Programmiergleisausgang)
33mA / 66mA / 142mA (Messung CS2 Fahrgleisausgang)
Woher diese Diskrepanz zwischen der Messung am Programmiergleis und am Fahrgleis herrührt (beide mit gleichem Kabel an gleichen Rollenprüpfstand angeschlossen), ist mir noch nicht erklärlich. Ich werde die beiden anderen Loks auch noch mal am Fahrgleisausgang messen.
Ich kann in den nächsten Tagen noch ein paar andere Sinuslok-Messwerte nachliefern.



Von "Messungen" mit der CS2-Anzeige bin ich komplett abgekommen, weil ich aufgrund Überprüfungen bei meiner CS2 große Diskrepanzen festgestellt habe. Doch der Reihe nach:
Bei Deiner V200 ist ohne weitere Überprüfung nicht ersichtlich, welcher Messwert der richtige ist. So wie Du es gemessen hast, ergeben sich folgende Werte:
47mA +/- 17% FS1; 86 mA +/- 13,4% FS 62; 164 mA +/- 7,6% FS 125
Da wäre es eine Überlegung Wert, ob Du vielleicht eine Systemunabhängige Messung durchführen kannst und möchtest. Eine Anleitung hierzu findest Du (einschließlich Auswertungen) hier im Forum unter Stromaufnahme im Digitalbetrieb messen. Meine Vorbehalte gegen die CS2 basieren auf erheblichen Unterschieden, die ich im Digitalbetrieb mit den hier angegebenen Aufbauten erzielt habe (meine CS2 zeigt <1/3 des Stroms und mit nicht nachvollziehbaren Gradienten an, welcher mit dem Shunt gemessen wird).

Zur V200 kann ich ebenfalls Werte beitragen (die hatte ich doch glatt vergessen) ops:. Werte im Leerlauf, bei FS 7/14, Tams EC 20V
V200 150 (39821, Sinus 1) 284mA vs. V200 048 (30210, Retromodell mit DDCM2 "HLA"): 89mA vs. V200 027 (3021.6 mit LFCM1, LRA+ und Kuehn T-125) 255mA; eindeutiger Vorteil "HLA" und Vorteil LFCM1 Selbst bei Deine SDS-V200 ist nicht hier nicht besser als der "HLA".

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#24 von SAH , 07.11.2017 21:29

Guten Abend Martin,

Vielen Dank, dass Du nun auch hier bist, ich habe Dich früher erwartet!

[quote="Martin Lutz" post_id=1746304 time=1510038224 user_id=124]

Zitat

OK, dann hier meine Ergebnisse mit Sinus vs. Nichtsinus bei gleichem Getriebe und gleicher Zentrale bei FS 7/14, bzw. mittl. Fahrstufe


...und wie hast du gemessen? FS?, Zug hinten dran,
[/quote]

Fahrstufe habe ich geschrieben und noch mal rot markiert.
Ohne Zug (Leerlauf)
Messungen führe ich wie in Rahmenbedingungen für Tests dokumentiert durch.
Der Fehler ist zwar größer als die direkte Messung mit Shunt, aber damit konsistent (ich habe die Vergleiche oft genug durchgeführt).

Noch eine Frage/Bitte an Dich: ich möchte Dich gerne außerhalb des Forums kontaktieren, wäre dies möglich? (Ich habe einige Fragestellungen für Dich)

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Sinus-Motoren und Überhitzung?

#25 von Gleichstromer ( gelöscht ) , 09.11.2017 13:45

Hallo SAH,
ich hatte ein 103 (39562) hier zur Reparatur, und da fiel mir auf, dass der neue Transistor relativ warm wird, schon bei kurzer Laufzeit. Die CS2 zeigt auch immerhin 280mA bei Vmax auf dem Rollenprüfstand, wo die E94 mit gleichem Motor deutlich weniger anzeigt.

Ob der Sinus-Treiber von Märklin mehr Strom zieht als der DsM 2.0 Treiber von Rail4You.ch? Je nach Form des Drehstroms wäre das ja durchaus denkbar.


Gleichstromer

   


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