RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#1 von Tosss ( gelöscht ) , 22.07.2011 00:52

Hallo,

als Elektroniklaie kann ich mein Wissen und alles Brauchbare zur Steuerung einer MoBa-Anlage nur erlesen, aufsaugen oder sonst wie aneignen.

Daher folgende Frage:
Wenn ich Kondensatoren (zwei an der Zahl) fälschlicher Weise nicht parallel geschaltet habe, um die Gesamtleistung zu erhöhen, sondern sie in Reihe geschaltet habe, negiere ich dadurch nur ihre Leistung oder zerstöre ich sie dadurch auch?

Wenn ich sie dadurch geschrottet haben sollte, dann muss ich sie in die Tonne befördern, andernfalls brauche ich ja lediglich meine Schaltung korrigieren.

Danke.


Tosss

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#2 von RainerK , 22.07.2011 07:43

Hallo Thorsten,

wenn es sich um Elkos handelt und bei der Reihenschaltung die Polarität korrekt war ([+ -] [+ -]), haben sie das sicher stressfrei genossen.
Bei 2 gleichen Elkos von z.B. 100µF sinkt die Gesamtkapazität von 200µF der Parallelschaltung bei der Reihenschaltung auf 1/4 = 50µF.

Es grüßt RainerK


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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#3 von Tosss ( gelöscht ) , 22.07.2011 17:27

Danke Rainer,

dann kann ich sie ja weiterverwenden.

Spielt es eigentlich eine Rolle auf welche Art man die Elkos parallel schaltet?
Sicher denke ich da nur laienhaft, aber ich könnte ja beispielsweise zwei Elkos direkt miteinander - an - und + an + verlöten. daran kommen dann die beiden Leitungen des Decoders (wenns ums Puffern geht). Vorstellbar wäre aber doch auch, dass ich den Decoder mit beiden Leitungen an einen Elko löte und dann vom einen Elko zum anderen noch ein langes Kabel dazwischen löte (natürlich dann auch - an - und + an +). Bringt der Elko, der sich am Ende der langen Kabel befindet exakt gleich mit dem ersten Elko seine Leistung? Kommt da durch das Kabel nicht eventuell ein Widerstand dazu? Oder ist das zu vernachlässigen?

Konnte man verstehen, was ich meine?


Tosss

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#4 von Loadstefdn , 22.07.2011 17:38

Zitat von Tosss
...Elko, der sich am Ende der langen Kabel befindet exakt gleich mit dem ersten Elko seine Leistung? Kommt da durch das Kabel nicht eventuell ein Widerstand dazu? Oder ist das zu vernachlässigen?

Hallo, ja, das ist völlig zu vernachlässigen. Und so lang können die Kabel ja wohl auch nicht sein, oder wie groß sind deine Loks? mfG


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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#5 von Schwanck , 22.07.2011 17:41

Moin Thorsten,

ein langes Kabel schreibst du; wie lang?
Alles unter 1m spielt praktisch keine Rolle.

Tschüss

KFS


Tschüss

K.F.


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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#6 von Tosss ( gelöscht ) , 22.07.2011 23:34

Könnte mir noch jemand sagen, was passiert, wenn ich zwischen Decoder und Elko den Widerstand und die Diode weglasse.

Danke.


Tosss

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#7 von Bodenbahner ( gelöscht ) , 23.07.2011 00:06

Nabend,
wenn du den R und die Diode wegläst passiert von nichts bis zur Totalzerstörung des Dekoders, abhängig vom Elko.

Erklärung (Vereinfacht)
2 Fälle sind zu betrachten:

a) Ladung:
Ein Elko ist, wenn er leer ist wie ein Kurzschluß. Er zieht also den maximalen Strom, der vom Dekoder geliefert wird. Meist haben aber die Dekoder keine Strombegrenzung an dieser Stelle, sondern die Elkos hängen Parrallel zum Gleichrichter. Somit wird fast der maximale Stom gezogen, den die Zentrale liefern kann.

Der Begrenzende Faktor ist dabei nur der Ohmische Widerstand des Elkos und der Kabel.
Somit wird der Dekoder Strommäßig ggf. überlastet und KANN kaput gehen. Das ist um so Wahrscheinlicher, je größer der Elko ist, also je länger er zum Laden einen hohen Strom zieht.

Deshalb begrenzt der Wiederstand den maximalem Ladestrom auf Dekoderbekömliche Werte.

b) Entladen:
Die Diode dient dazu das beim Entladen der Strom ungebremst vom Kondensator zu Dekoder fliest, er also ohne Verlust seine Energie abgeben kann. Wenn die Diode nicht währe, wurde der Dekoder seine Energier ggf nicht Schnell genug liefern, weil er ja durch den Widerstand zurück muß. Der Kondensator würde seine Überbrückungsfunktion nicht oder schlecht erfüllen können.

Zusammenfassung:
Das Weglassen der Diode kann "nur" zur Unwirksamkeit des Kondensators führen, das weglassen des Widerstandes jedoch zum "Durchbrennen" des Dekoders.


mfg

Ralf


Bodenbahner

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#8 von Tosss ( gelöscht ) , 23.07.2011 00:49

Danke Ralf für Deine ausführliche Antwort.

Eigentlich hätte ich noch viele Fragen, aber ich werde auch noch selber im Internet schauen, was ich mir so erlesen kann.

Zum Beispiel:
Wann ist ein Elko leer, wann wird er wieder geladen?
Wie schnell lädt er? Kann es sein, das zwei kurz hintereinander folgende schmutzige Gleisstellen Grund sein können, dass eine Lok doch stehen bleibt, weil die Zeit zwischen den Stellen nicht gereicht hat, um den Elko zu laden? Oder geht das blitzschnell?

In eine HAMO Lok habe ich mittlerweile 3470 uF eingebaut und trotzdem bleibt sie bei äußerst langsamer Fahrt ab und an stehen. (HAMO typisch nur zwei Achsen zur Stromabnahme). So richtig zufrieden bin ich da nicht. Oder sind nur meine Ansprüche zu hoch? Kann man von einer Stromabnahme überhaupt verlangen, dass sie bei absoluter Kriechfahrt ununterbrochen mit Strom versorgt wird? Und wenn mal nicht, dass Elkos dieser Größenordnung auf jeden Fall aushelfen können? Wahrscheinlich ist Anspruch und technische Möglichkeiten bei mir mal wieder weit auseinander.


Tosss

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#9 von Kurt , 23.07.2011 01:51

Hier mal ein Link zu Wiki zum Lade- und Entladeverhalten eines Kondensators.
Damit läßt sich dein Problem erklären. Er braucht im oberen Bereich der Spannung relativ lange zum laden. Während es beim entladen gerade andersrum ist. Es kann also sein, dass bei zwei stromlosen Stellen der Kondensator noch nicht ganz geladen ist. Wobei das natürlich abhängig von Widerstand und der Kapazität ist. Was das rechnen auch nicht gerade vereinfacht. Vielleicht sollte man da doch so was wie einen Heißleiter statt eines Widerstands einsetzen. Kalt relativ großer Widerstand und je wärmer er wir, desto kleiner wird sein Widerstand.


Kurt

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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#10 von Loadstefdn , 23.07.2011 02:22

Hallo Thorsten,

Zitat von Tosss
Wann ist ein Elko leer ...?
In eine HAMO Lok habe ich mittlerweile 3470 uF eingebaut und trotzdem...
Wahrscheinlich ist Anspruch und technische Möglichkeiten bei mir mal wieder weit auseinander.

Du ahnst es schon ganz richtig:
Wenn Du die Kapazität Deiner Kondensatoren = 0,00035 Farad mit den 20 Volt die anliegen multiplizierst, erhältst du die Amperesekunden, die sie Stom liefern können. Ergibt 0,007 As. Bei einem angenommenen Stomfluß durch deinen Motor von nur 100 mA ergibt sich ein Stromfluß von 0,07 Sekunden.
Also wenig erbauliche Sieben Hundertstel Sekunden.
Das Puffern mit solchen Elkos nützt eigentlich nur was, wenn man die Logikkreise des Decoders stützt und den Strom nicht über die Leistungsstufen an den Motor/Lichter abgibt.
Ein Moba-Motor wäre besser durch einen 9 V Akkublock zu stützen. Der braucht weniger Platz als deine Kondensatoren, verlangt aber eine Schaltung dass er sich nicht entleert, wenn die Moba außer Betrieb ist.
Vielleicht kennt ja ein anderer User schon eine Seite wo die Akku-Lösung Thema ist. Würde mich auch interessieren.
MfG vom Loadstefdn


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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#11 von Schwanck , 23.07.2011 09:38

Moin,

dies ist der Versuch einer Schnellerklärung des Kondensators (C)


Wir betrachten dieses Bauteil vieler elektronischer Schaltungen von seiner Maßeinheit her; sie lautet Farad und ist eine abgeleitete Größe aus Strom (A), Spannung (V) und Zeit (s). Das s steht für Sekunde wie folgt:

1 F = 1 As/V

Das reicht bereits, um alle notwendigen Berechnungen zu machen.

Kennt man nun noch das Bauteil Widerstand (R) und dessen Maßeinheit Ohm, was auch wieder eine abgeleitete Größe aus Strom und Spannung ist

1 Ohm = V/I darin steckt das Ohm'sche Gesetz U = I x R

ist man schon fast ein Fortgeschrittener.
Wenn man nun noch aus der Schulmatematik weiß, wie man Gleichungen umstellt, kann sich schnell alle für Schaltungen notwendigen Größen ausrechnen.

Tschüss

KFS

p s

Vielleicht gehört das in "Grundlagen"?


Tschüss

K.F.


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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#12 von H0! , 23.07.2011 09:50

Moin!

Zitat von Loadstefdn
Wenn Du die Kapazität Deiner Kondensatoren = 0,00035 Farad ...


Ich komme da auf 0,0035 Farad. Bei 100 mA komme ich dann auf 0,7 Sekunden (in der Praxis vielleicht noch kürzer, weil die Spannung sinkt und nicht die gesamte Ladung ausgenutzt wird).
Und wenn ich von 200 oder 300 mA ausgehe, wird die Zeit noch kürzer.


Viele Grüße
Thomas


 
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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#13 von Tosss ( gelöscht ) , 23.07.2011 10:59

Hallo Kurt,

Deinem Link zu Folge heißt das (mal simpel gelesen), dass schon etwas Zeit vergeht bis er wieder geladen ist. Stellt sich die Frage, ob der in Reihe davor geschaltete Widerstand korrekt gewählt ist.

Ich nutze 100 Ohm, egal ob bei 470uF oder 3000 uF.

Mir fällt aber Folgendes auf. Man kann viel rechnen. Das habt Ihr hier oben auch getan. Am Ende hilft immer nur ausprobieren.
Meine TRIX 141 blieb bei absoluter Kriechfahrt (Stufe 1) ab und an mal stehen. Sie hat nun einen Elko mit 470uF und fährt seitdem zuverlässig selbst in Fahrstufe 1 (so gefällt mir das)

Eine verwendete HAMO Lok ist selbst bei 3470 uF noch ab und an stehengeblieben (Fahrstufe 1).

Im normalen Regelbetrieb wird eine Lok niemals derart langsam fahren, somit ist die Gefahr, dass sie mal stehenbleibt eher gering. Jedoch sollte man bedenken, dass die Geschwindigkeit beim Anfahren von 0 (null) hochgeregelt wird. Dass heißt zu Beginn dieser Fahrt existieren tatsächlich diese äußerst langsamen Geschwindigkeiten und somit auch die Gefahr, dass die Lok während des Anfahrens stehenbleibt.


Tosss

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#14 von Kurt , 24.07.2011 00:35

Hallo Toss, es kommt drauf an. Wenn ich viele Züge auf der Anlage habe, sollte der Widerstand etwas größer sein wegen des "Einschaltstromes". Wie soll man "korrekt" eigentlich definieren? ops: Ein korrekt im dem Sinne gibt es eigentlich nicht. Ich persönlich würde bei größeren Kapazitäten lieber einen etwas höheren Widerstand nehmen.
Wobei natürlich auch nicht die ganze Kapazität eines Kondensators verwendet wird. Denn erstens ist die Kapazität abhängig von der Spannung und ich erreiche im Normalfall gar nicht die Nennspannung und zweitens geht ab einer gewissen Mindestspannung auch nichts mehr (obwohl sich der Kondensator weiterhin leert). Drittens hängt es auch noch vom "Verbrauch" der Komponenten, bspw. Glühlampen oder LEDs, stromsparender oder stromfressender Motor usw., ab. Und dann sollte man noch die Toleranzen des Kondensators berücksichtigen (ca. 10%). Es kann also durchaus sein, dass deine 141 "genau so viel" Kapazität hat wie deine Hamo. Trotz unterschiedlicher Kapazität.


Kurt

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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#15 von Bodenbahner ( gelöscht ) , 24.07.2011 01:21

Nabend,

Normalerweise sollte der Decoderhersteller den R vorgeben.
Ansonsten gilt als Näherung:

1
2
3
4
5
6
 

Betriebspannung am Gleis
R = ---------------------------------------------------------------
Maximalstrom Dekoder - Maximalstrom Motor - Strom aller Verbraucher
 

 



Der Strombegrenzende Punkt im Decoder ist der Gleichrichter.
Alles was nach Abzug der zum Fahren benötigten Ströme noch übrig bleibt kann zur Ladung verwendet werden.

Aber Achtung, ggf ist dann die Programierbarkeit des Dekoders nicht mehr sichergestellt.

mfg

Ralg


Bodenbahner

RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#16 von Kurt , 24.07.2011 02:03

Meinst du jetzt die Dauer- oder die kurzzeitige Belastung? Ich kenne Decoder, die Dauer 1A können aber für 1-2 Sek. auch mal 1,5-2A.
Für die Programmierung gehört eh ne Schaltung eingesetzt.


Kurt

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RE: Kondensatoren falsch angeschlossen

#17 von Bodenbahner ( gelöscht ) , 24.07.2011 14:41

Hallo,

Tja, wenn man jetzt die Grenzen der Bauteile wüste. Ich Denke um zur sichern Seite zu fallen muß man die Dauerlast zu rate ziehen. Ich würde zwar drauf wetten das die Dauergrenze der Wärmebelastung der Motorendstufen geschuldet ist, aber das ist halt kein Beweis das die Gleichrichter nicht zum Gleich-richt-Er werden...

mfg

Ralf


Bodenbahner

   


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