Grundsätzliche Frage zum Transformator

#1 von Varg , 04.05.2025 20:00

Hallo Leute,

ich habe bereits mehrfach erwähnt, daß ich einerseits i.S. Elektrik völlig ahnungslos bin und mich andererseits zu alt fühle (bzw. bin) da noch groß einsteigen zu wollen.

Vielleicht ist aber jemand trotzdem so freundlich, über meine Frage nicht nur zu lachen, sondern sie ggf. einfach und verständlich zu beantworten
und
niemand möge sich bitte gedrängt fühlen, zu antworten oder zu kommentieren, der diese Frage zu einfach findet.

Folgender Sachverhalt: Ein Modellbahntransformator, in meinem Fall von Märklin, hat einen Ausgang für Fahrstrom und einen Ausgang für Lichtstrom.

Jetzt fiel mir kürzlich in einer hiesigen Diskussion die Bemerkung auf "........ wenn da xy Lämpchen und mehr am Transformator hängen, dann bleibt für Fahrstrom kaum noch was übrig".

Habe ich das richtig verstanden, daß der zur Verfügung stehende Fahrstrom auch vom Verbrauch des Lichtstroms beeinflußt wird ?

Ich hatte die vermutlich falsche Sicht, daß es sich dabei um zwei von einander unabhängige Bereiche handelt.

Würde mich über freundliche Rückmeldungen zum Thema freuen.

Gruß
Varg


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#2 von JoWild , 04.05.2025 20:19

Hallo,
die Märklin-Transformatoren haben nur eine Sekundärwicklung von der sowohl der Beleuchtungs- und Magnetartikelausgang wie auch der Bahnausgang an verschiedenen Abgriffen versorgt wird. Der in dieser Wicklung fließende Strom ist damit die Summe aus dem Strom an den beiden Ausgängen.

Zitat aus der Produktbeschreibung https://www.maerklin.de/de/produkte/details/article/6647 :

Die am Transformator angegebene Ausgangsleistung (in VA) steht für die Leistungsaufnahme aller Verbraucher im Stromkreis zur Verfügung. Dazu einige Berechnungsbeispiele: Unter Last benötigen kleinere Lokomotiven (z.B. Tenderlok 3000) etwa 9 VA, größere Lokomotiven (z.B. Diesellok 33803) etwa 12 VA. Die Leistungsaufnahme der Zugbeleuchtungen richtet sich nach den eingebauten Glühlampen und liegt meist unter 2 VA je Wagen. Nach Abzug der am Gleis benötigten Leistung kann die verbleibende Reserve des Transformators am Lichtausgang für elektrisches Zubehör genutzt werden. Hier verbrauchen Glühlampen zwischen 0,5 und 1 VA (siehe Tabelle "Glühlampen für Zubehör") und Weichen- oder Signalantriebe beim Schalten etwa 6 VA. Weiteres elektrisches Zubehör ist an zusätzlichen Lichttransformatoren anzuschließen.


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Joachim


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#3 von SAH , 04.05.2025 20:21

Guten Abend Varg,

jeder Trafo ist für eine bestimmte Leistung ausgelegt. Auf der Primärseite befindet sich auch eine Bimetallsicherung, die den Trafo vor Überlastung (und damit Zerstörung durch Überhitzung) schützt.
Welche Leistung vom Trafo abverlangt werden kann, findet man auf dem Typenschild, das jeder Trafo haben muss (z.B. 32VA). Die Sekundärseite (also die Modellbahnanschlüsse) besteht aus zwei cerschiedenen Anschlüssen (rot und gelb) mit dem gemeinsamen Rückleiter braun.
Schließt man nun Glühbirnen an gelb und braun an, so verbraucht jede Glühbirne (E600000) z.B. 1VA. Somit kann ein Trafo mit 32VA entsprechend 32 Glühbirnen mit elektr. Strom versorgen. Sind es mehr, schaltet der Trafo früher oder später ab.
Sind nun Glühbirnen auf gelb/braun und eine Lok mit Zug auf rot/braun wird die Leistung aufgeteilt:
z.B. 2 Signale 4 Weichen und 6 Lampen am Bahnhof macht klassisch (M-Gleis) 14 Glühbirnen = 14VA.
Eine Lok mit Schnellzug 6 Wagen davon 3 mit Innenbeleuchtung benötigt
6VA für die Wagen mit Beleichtung und 8VA für die Lok. Zusammen 14VA.
Insgesamt also 28 VA. Der Trafo kann fas, es sind 4VA noch "frei".


mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#4 von alexus , 04.05.2025 20:38

Hallo Varg

Bei den Trafos die ich kenne haben diese eine Sekundärwicklung mit unterschiedlichen Abgriffen. Bei Märklin Trafos ist die innen offen liegende Wicklung ein nahezu stufenloser Abgriff 4-16V. Der 16V Abgriff für den Lichtstrom ist auch gleichzeitig das Ende der Fahrstromwicklung. Zusätzlich gibt es bei Märklin Trafos noch den 24V Abgriff für den Umschaltimpuls.

Die angegebene Leistung bezieht sich immer auf die max. Gesamtleistung des Trafos > Fahrstrom mit Lichtstrom.
Bsp.: Ein 32VA Fahrtrafo ist mit 32 1VA Birnchen ausgelastet oder mit 3 Loks à rund 10VA.
Darüber hinaus bricht die Spannung stark ein, eine Lok fährt nicht mehr richtig, Birnchen werden dunkel und der Überlast-BiMetall-Schalter löst aus.


Alexander, nur noch lesend.
nix mehr in der Signatur


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#5 von Langsamfahrer , 04.05.2025 23:12

Hallo Varg, alle!

Was da bisher geschrieben wurde, ist ja alles richtig. Ich möchte aber doch etwas Anderes betonen:

Das alte Märklin-Konzept (Analog-Betrieb) nimmt eine einheitliche, anlagen-weite "Masse" an, beim alten M-Gleis war das der metallene Bettungskörper (Trafo "0", braun). Die Fahrspannung im Mittelleiter (Trafo "B", rot) liegt relativ zur Masse an, ebenfalls die Lichtspannung (Trafo "L", gelb). Darum reicht im Märklin-Trafo eine Sekundär-Wicklung mit den festen Anschlüssen am Anfang ("0") und bei 16 V ("L"), die aber danach noch weitergeht bis 24 V (Umschalt-Impuls).
Dann gibt es den Schleifer, der über die Wicklung streicht (meines Wissens über den Bereich 6 - 16 V) und mit "B" verbunden ist.
Wenn man aber den Drehknopf nach links dreht, verliert der Schleifer zunächst den Kontakt zur Wicklung (keine Fahrspannung mehr) und erhält bei weiterer Links-Drehung Kontakt mit dem 24-V-Ende.
(Bei älteren Modellen war das nicht die weitere Links-Drehung, sondern ein Ankippen des Drehknopfs - mechanisch anderer Aufbau, elektrisch der gleiche Effekt.)
Vom Wicklungs-Anfang bis zum Schleifer fließen also Bahn- und Lichtstrom durch den Draht.

Bei analogem Gleichstrom-Betrieb ist zwischen der Wicklung und den Anschlüssen für das Gleis noch ein Gleichrichter mit einer Umpol-Möglichkeit (durch die Schleifer-Mechanik bei Nullstellung in der Mitte, oder manchmal auch durch einen separaten Schalter). Es gibt also keine dauerhafte, feste Verbindung zwischen irgendeinem Punkt der Bahn-Wicklung und dem Anschluss zum Gleis.
Darum haben Gleichstrom-Fahrpulte zwei getrennte Sekundär-Wicklungen für "Bahn" und "Licht" (oder "Weichen", je nach Symbol).

Auch bei denen ist die Gesamt-Leistung begrenzt, durch die Größe des Eisenkerns, die (Thermo-)Sicherung und die Drahtstärken. Man könnte den Trafo und die Wicklungen so herstellen, dass jede einzelne Wicklung die volle Leistung abgeben kann, aber nicht beide gleichzeitig - oder aber so, dass die Gesamtleistung für die Summe der Maximal-Leistungen ausreicht. Diese zweite Wahl scheint im DC-Bereich vorherrschend zu sein, aber sicher gibt es Ausnahmen.

Gute Fahrt!
Jörg


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#6 von Varg , 05.05.2025 00:03

Hallo Leute,

ich bedanke mich bei Euch allen für Eure sachlichen und verständlichen Beiträge.

Ich habe wieder etwas dazu gelernt.

Herzlichen Dank nochmals.

Etwas aber ist mir noch nicht ganz klar :

Zitat von alexus im Beitrag #4
Zusätzlich gibt es bei Märklin Trafos noch den 24V Abgriff für den Umschaltimpuls.



Dieser 24 V Abgriff für den Umschaltimpuls ist also immer zusätzlich vorhanden ?

Wenn also eine Lok zumindest an manchen Stellen der Anlage nicht zuverlässig schaltet, dann kommt das vermutlich von einem Spannungsabfall durch zu wenige Fahrstromeinspeisungsstellen ?
Sehe ich das richtig ?

Gruß
Varg


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#7 von SAH , 05.05.2025 04:23

Moin moin Varg,

wenn ein Modell auf der Anlage nicht zuverlässig schaltet gibt es zwei mögliche Ursachen:
a) der Umschalter (d.h. das Relais in Analogmodellen) ist nicht richtig eingestellt.
In diesem Fall wird entweder überall nicht oder zu früh umgeschalten. Dann müssen alle Federn und Kontakte des Relais überprüft und gerichtet werden.
b) zum Relais kommt zu wenig Spannung und schaltet daher nicht um.
Das kann durch zu wenige Einspeisungen oder durch Kurzschlüsse aufgrund von Entgleisungen verursacht werden. Indiz für zu wenig Einspeisungen: das rote Kontroll-lämpchen bleibt beim Umschalten unverändert. Indiz für Kurzschluss: beim Umschaltversuchbwird das Kontrolllämpchen dunkler. Ist dies der Fall zuerst die Kurzschlussursache finden und beheben!


mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#8 von vikr , 05.05.2025 08:09

Hallo Varg,

Zitat von Varg im Beitrag #1
Habe ich das richtig verstanden, daß der zur Verfügung stehende Fahrstrom auch vom Verbrauch des Lichtstroms beeinflußt wird ?
Ja, man kann diese Abhängigkeit auch mit einem Multimeter in der Einstellung Wechselspannung nachprüfen.
Nehmen wir konkret an, es handelt sich um den oben verlinkten analogen Märkkintrafo 6647.
Ist kein Verbraucher am den Buchsen angeschlossen wird man beim "Umschalten" eine Spannung von etwa 28 V zwischen roter und brauner Buchse messen können.
Hängen die genannten 30 Birnchen (parallel) zwischen gelb und braun werden beim "Umschalten" nur noch 24 V zu messen sein.
Mit darüber hinaus ansteigender Anzahl an angeschlossenen Birnchen (oder anderen aktiven Verbrauchern) wird die Spannung beim "Umschalten" weiter sinken und ein mechanischer Fahrtrichtungs-Umschalter in der Lok wird irgendwann gar nicht mehr "durchchalten".

Eine häufige Ursache - neben den schon genannten - sind aber hohe, sich addierende, Übergangswiderstände an den Schienenverbindern (insbesondere älterer M-Puko-Gleise), die verhindern, dass eine genügende Spannung zum "Umschalten" bei solchen Loks ankommt, die weit von der nächten "Masse-Einspeisung" auf dem Gleis entfernt stehen.
Das kann man aber auch - wie oben beschrieben - mit einem Multimeter - diesmal aber direkt am Gleis auf der Anlage, zwischen Puko und Schienenprofil (besser sogar noch direkt im Fahrzeug) - messen. Eine geringe Spannung führt zu einem geringen Strom, so dass das erzeugte Magnetfeld ggf. nicht mehr die erforderliche Kraft erzeugen kann.

MfG

vik


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#9 von JoWild , 05.05.2025 20:54

Zitat von vikr im Beitrag #8
...
Nehmen wir konkret an, es handelt sich um den oben verlinkten analogen Märkkintrafo 6647.
Ist kein Verbraucher am den Buchsen angeschlossen wird man beim "Umschalten" eine Spannung von etwa 28 V zwischen roter und brauner Buchse messen können.
Hängen die genannten 30 Birnchen (parallel) zwischen gelb und braun werden beim "Umschalten" nur noch 24 V zu messen sein.
...

Hallo Vik,
an einem 6647 wirst du wohl auch im Leerlauf nicht die 28 V beim Umschaltimpuls messen können, denn dann hätte der Trafo nie die "Spielzeugzulassung" erreicht.


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#10 von alexus , 05.05.2025 21:20

Hallo zusammen

Zitat von JoWild im Beitrag #9
Zitat von vikr im Beitrag #8
...
Nehmen wir konkret an, es handelt sich um den oben verlinkten analogen Märkkintrafo 6647.
Ist kein Verbraucher am den Buchsen angeschlossen wird man beim "Umschalten" eine Spannung von etwa 28 V zwischen roter und brauner Buchse messen können.
Hängen die genannten 30 Birnchen (parallel) zwischen gelb und braun werden beim "Umschalten" nur noch 24 V zu messen sein.
...

Hallo Vik,
an einem 6647 wirst du wohl auch im Leerlauf nicht die 28 V beim Umschaltimpuls messen können, denn dann hätte der Trafo nie die "Spielzeugzulassung" erreicht.



Stimmt, der mir zugelaufene 6647 hat einen unbelasteten Umschaltimpuls von 27,5V.


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#11 von vikr , 05.05.2025 22:27

Hallo Jo,

Zitat von vikr im Beitrag #8
Ist kein Verbraucher am den Buchsen angeschlossen wird man beim "Umschalten" eine Spannung von etwa 28 V zwischen roter und brauner Buchse messen können.
Zitat von JoWild im Beitrag #9
an einem 6647 wirst du wohl auch im Leerlauf nicht die 28 V beim Umschaltimpuls messen können, denn dann hätte der Trafo nie die "Spielzeugzulassung" erreicht.
bei meinem 6647 messe ich mit meinem Multimeter 27,8 V. Und er hat m. E. alle Symbole, die ihn als Spielzeug ausweisen. Wieviel Volt (Veff) konntest Du bei Deinem Exemplar im Leerlauf ermitteln?
Die Spitzen-Spitzen-Spannung liegt natürlich deutlich höher.

MfG

vik


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#12 von JoWild , 05.05.2025 22:38

Zitat von vikr im Beitrag #11
... Wieviel Volt (Veff) konntest Du bei Deinem Exemplar im Leerlauf ermitteln?
Die Spitzen-Spitzen-Spannung liegt natürlich deutlich höher.

MfG

vik

Hallo Vik
24,7 V bei 226 V an der Steckdosenleiste zur Versorgung des Aufbaues. Handelsübliches Bastelmessgerät nicht auf Genauigkeit kalibriert

Und dass die Spitzenspannung höher liegt bei AC bedingt ja auch die 24 V AC statt der 33 V DC als Maximum für Spielzeug.


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#13 von vikr , 05.05.2025 22:45

Hallo Jo,

Zitat von JoWild im Beitrag #12
24,7 V
da siehst Du mal, wie groß bei bestandener Typenzulassung die Streuung im Feld sein kann.

Wie hoch ist die Umschaltspannung Deines Exemplars bei einer Nennlast von 30 VA?

MfG

vik


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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#14 von volkerS , 05.05.2025 23:55

Hallo,
schon oft genug geschrieben, trotzdem kocht es immer wieder hoch.
Trafospannungsangaben beziehen sich immer auf Nennlast des Trafos. Die "relative" Überspannung bei den Modellbautrfos ergibt sich aus der Tatsache dass diese Trafo spannungsweich ausgeführt sind (wie Schweißtrafos). D.h. die Spannung sinkt bei Belastung, dies ist auch ein Schutz für den Trafo bei einem Kurzschluß am Ausgang. Bi-Metall-Schalter sind relativ träge, wäre der Trafos spannungshart (wie in Verstärkern) wäre die Wicklung geschädigt bevor der Bi-Metall-Schalter reagiert. Dann wäre als Schutz eine schnellauslösende Sicherung erforderlich.
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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#15 von vikr , 07.05.2025 13:08

Hallo Volker,

Zitat von volkerS im Beitrag #14
schon oft genug geschrieben, trotzdem kocht es immer wieder hoch.
Trafospannungsangaben beziehen sich immer auf Nennlast des Trafos. Die "relative" Überspannung bei den Modellbautrfos ergibt sich aus der Tatsache dass diese Trafo spannungsweich ausgeführt sind (wie Schweißtrafos). D.h. die Spannung sinkt bei Belastung, dies ist auch ein Schutz für den Trafo bei einem Kurzschluß am Ausgang. Bi-Metall-Schalter sind relativ träge, wäre der Trafos spannungshart (wie in Verstärkern) wäre die Wicklung geschädigt bevor der Bi-Metall-Schalter reagiert. Dann wäre als Schutz eine schnellauslösende Sicherung erforderlich.
daraus folgt, dass man unter bestimmten Rahmenbedingungen, z. B. frühe Märklin-Loks mit Sinusmotor und Decoder im reinen Vorführ-Analog-Betrieb, d.h. eigentlich immer nur die eine Lok als Verbraucher auf dem Gleis und Umschaltimpuls immer im Stillstand.
Diese Konstellation führt auf die Dauer zur Spannungsüberlastung einzelner Bauteile der damals meist direkt auf der Platine verbauten Decoder, insbesondere, wenn man blaue Trafos verwendet. Es resultiert der wirtschaftliche Verlust der ganzen Loks, weil es bislang keine erschwinglichen Treiberplatinen für die Sinusmotoren gibt.

MfG

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RE: Grundsätzliche Frage zum Transformator

#16 von 8erberg , 01.06.2025 14:01

Hallo

Umbau auf passende Glockenankermotoren mit modernen Decoder geht auch noch.

Peter


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