RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#26 von ozoffi ( gelöscht ) , 15.08.2011 10:07

Hallo Kalle!
Wie TOSS es gemacht hat kann ich nicht sagen, aber wie man es machen sollte:
Um die Kapazität eines Elkos zu erhöhen IMMER Parallel!
Eine Serienschaltung würde die Spannung erhöhen, dafür die Kapazität verringern - ist also für unsere Zwecke absolut ungeeignet.
Letzteres würde man bei Goldcaps nutzen, da die Dinger 2,5 bzw. 5 Volt vertragen. Die, die klein genug für H0 sind, haben eine Kapazität von 1 bis 3 F. 6x 3F / 2,5Volt ergäbe dann : 0,5F/15V ... nur DAS muss man erst einmal in einer Lok unterbringen!

Eine Höchstgrenze gibt es nicht - die ergibt sich eh durch die Platzverhältnisse
Einige Decoder bieten aber auch eine CV an, in der die Zeit angegeben wird, die der Decoder ohne DCC Signal fahren darf - auch wenn noch genug Energie im Elko für länger vorhanden wäre.

Im Großbahnbereich wird übrigens auch mit Akkus experimentiert ... da wären theoretisch "Pufferzeiten" von bis zu 15 Minuten möglich (bei Verwendung von größeren Akkus in "Akkuwaggons" auch mehrere Stunden)

Daher werden derzeit in der Regel meißt normale Elkos benutz. Diese werden dann zur Erhöhung der Kapazität eben PARALLEL geschalten! Je nachdem, ob man nur digital fährt und mit welcher Schienenspannung (ob diese STABIL ist, oder bei "Entlastung" Spannugnsspitzen aufweisen kann etc.), kommt man mit 15Volt, oder 25Volt Typen aus (die 15 Volt Dinger sind natürlich kleiner). Für Fahrzeuge, die auch auf analogen Märklin Anlagen unterwegs sein sollen, sollte der Elko eine Spannungsfestigkeit von 30Volt mindestens haben - oder, man muss einen Spannungstabi zur Versorgung verbauen.

Wichtig dabei ist, dass die Elkos natürlich immer alle die gleiche Spannungsfestigkeit haben - ob sie die gleiche Kapazität haben ist nicht so wichtig, die addiert sich eh bei der Parallelschaltung.

SO - und was viele offenbar dabei nicht beachten:
Jeder Spannungspuffer aus Elkos wird beim Einschalten der Anlage einen recht hohen Ladestrom haben, was einige brustschwache Zentralen u.U. als Überlast mit Abschalten quittieren... Daher rate ich dringend, eine "Ladestrombegrenzungsschlatung", bestehend aus einem Widerstand und einer Diode, in Serie zu den Elko(s) einzuschleifen (Widerstand parallel zur Diode, beides in Serie zum Elko. Diode in "Flußrichtung" vom Elko zum Decoder).
Dadurch wird eben der Ladestrom begrenz, aber auch die Ladezeit verlängert. Was bedeutet, dass der Elko eben nicht sofort aufgeladen ist, sondern einige Sekunden braucht, bis er voll ist und den Decoder bei Bedarf auf korrekt puffern kann. Was bedeutet, dass bei vielen kurzen Stromunterbrechungen auch irgendwann der Saft alle ist, weil der Elko dazwischen eben nicht genug Zeit hat sich aufzuladen.
Was bedeutet, dass man auch bei Verwendung eines Decoders, der die Digitalinformation auch Kapazitiv empfangen kann (zb. ein LENZ), das nichts nützt, wenn die Gleise total verdreckt sind...
Der erwähnte ZIMO Decoder braucht so eine "Ladestrombegrenzungsschaltung" nicht mehr - WENN man den Elko an den dafür vorgesehenen Anschlüssen anschließt.
1000uF ergeben leider nur in etwa max. 0,5 Sekunden Pufferzeit (zumindest beim Sounddecoder) - zur Überbrückung von kleinsten Schmutzpartikel aber ausreichend.


ozoffi

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#27 von kaeselok , 15.08.2011 12:11

Hallo Oliver,

vielen Dank für die detailierten Erklärungen!

Ich vermute, die Ladestrombegrenzungsschaltung gilt auch - oder gerade - bei Verwendung von 6 Goldcaps in Reihe geschaltet?

Die Elkolösung habe ich verstanden, vielen Dank. Nehmen wir mal an, ich hätte die räumlichen Verhältnisse in der Lok um 6 Goldcaps unterzubringen (oder in einem zweiten Dummy, oder in einem Wagen hinter der Lok, verbunden durch 2 polige Kupplungen mit der Lok), was würde dies bringen:

a) wie lange würde es dauern, um die Goldcaps komplett zu laden?
b) wie lange würden diese puffern können bis sie entladen sind?

(sorry, ich hab's nicht so sehr mit Formeln, ich entschuldige mich für meine Faulheit ... daher frage ich die Leute die hier vom Fach sind ... ops: )


Viele Grüße,

Kalle


 
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#28 von Martin Lutz , 15.08.2011 12:27

Hallo,
Eine Faustformel gilt: Nach 5 Tau ist ein Kondensator geladen. Wobei Tau das Produkt aus Kapazitätswert und des vorgeschalteten Widerstandes ist.

Zitat von kaeselok
a) wie lange würde es dauern, um die Goldcaps komplett zu laden?


Also nach 5 * C * (Vorschaltwiderstand + Innenwiderstand des Goldcap).

Zitat von kaeselok
b) wie lange würden diese puffern können bis sie entladen sind?


Auch nach 5Tau. Nur musst du jetzt nicht den Vorwiderstand nehmen sondern den Lastwiderstand (Motor und alles andere was dran hängt)


Zitat von kaeselok
(sorry, ich hab's nicht so sehr mit Formeln, ich entschuldige mich für meine Faulheit ... daher frage ich die Leute die hier vom Fach sind ... ops: )


Viele Grüße,

Kalle


Du siehst, etwas musst du schon selbst beitragen. Kein Elektroniker ist im Stande, ohne deine Angaben über Vorwiderstand und Lastwiderstand, die Lade- und Entladezeit zu bestimmen.


Martin Lutz  
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#29 von kaeselok , 15.08.2011 13:03

Zitat von Martin Lutz
Du siehst, etwas musst du schon selbst beitragen. Kein Elektroniker ist im Stande, ohne deine Angaben über Vorwiderstand und Lastwiderstand, die Lade- und Entladezeit zu bestimmen.



Dazu bin ich auch gerne bereit!!!

So, gerade mal Reichelt studiert (Conrad ist ja wieder mal eine Apotheke, was Gold Caps angeht ...).

0,1 Farad, 5,5 Volt, Maße: Durchmesser 13mm, Höhe 7 mm kostet => 1 Euro

3,3 Farad, 2,3 Volt, Maße: Durchmesser 13mm, Höhe 23 mm kostet => 3 Euronen

Also, wenn ich von den "günstigen" 1 Euro Teilen 3 Stück in Reihe schalte und z.B. an einen ZIMO als "Stützelko" anschließen würde und der ZIMO würde einen HLA-Motor von Märklin (sagen wir mal er nimmt 0,4 A während der Fahrt, das ist schon viel) und es wären noch 2 LED Platinen (Stromaufnahme 0,1 A) zu versorgen (Eigenbedarf der Decoder kenne ich nicht?), wie lange würden mir diese bei Stromausfall helfen?

Und die Rechnung dann mit denen von Oliver vorgeschlagenen 2,3 Volt Typen, also 6 Stück der 3 Euronen Teile (je 3,3 Farad) - wobei wir hier schon von 18 Euro Investition pro Lok sprechen - wie lange würde hier die "Stütze" anhalten, wieder im Beispiel wie oben, Decoderversorgung, HLA mit 0,4 A plus Beleuchtung mit 0,1 A?

Ich möchte a) verstehen wie man das berechnet (Danke Martin) und b) verstehen, ob Goldcaps in Reihe geschaltet Sinn machen, d.h. im Sekundenbereich (???) überbrücken können?


Besten Dank und viele Grüße,

Kalle


 
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#30 von Rainer48 , 15.08.2011 15:50

Hallo,

hat denn jemand praktische Erfahrung mit GoldCaps für eine Kurzzeit-Motorpufferung? Falls ja, bitte hier melden.

Den GoldCap Datenblättern entnehme ich, dass die üblichen 5,5 V Knopfzellentypen einen maximal zulässigen Entladestrom von unter 1 mA haben (wg. Innenwiderstand). Das reicht vielleicht für den Decoder selbst, aber nicht für den Motor.

Entladeströme von über 100 mA erlaubt wohl nur die HW-Serie mit 2,3 V, bei den Kosten für eine Serienschaltung von mehreren GoldCaps oder einem zusätzlichen Aufwärtswandler kann man dann aber auch gleich ein kommerzielles PowerPack kaufen.

Und wie bei Serienschaltung von mehreren GoldCaps die Einhaltung der maximal zulässigen Betriebsspannung am einzelnen Kondensator unter Last technisch realisiert werden könnte, ist mir auch unklar, sicherlich nicht durch Parallelwiderstände.

Also doch besser konventionelle Elkos einsetzen?


Grüsse, Rainer


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#31 von ozoffi ( gelöscht ) , 15.08.2011 18:06

Servus!
Also mit Formeln hab ich es auch nicht so ... deswegen probiere ich aus, bevor ich da rumrechne... Denn bis jetzt war die Praxis noch immer anders, als die errechnete Theorie
Egal: Die 5Volt Goldcaps sind in der Tat ungeeigent - das habe ich leider selbst "erfahren" müssen - den Effekt erreiche ich auch mit 4700uF Elkos.

Eine LED-Leiste mit insgesamt 50mA konnte ich damit aber über rund 10 Minuten puffern, nachdem ich diese ca 1Minute über einen 100 Ohm Widerstand geladen hatte.

Ob nun die 1,5Volt, oder doch eher die 2,3 Volt Typen besser geeignet sind, kann ich leider nicht sagen - aus dem Datenblatt von Conrad werde ich nicht wirklich schlau - eigentlich interpretiere ich dieses so, dass ALLE Typen zu hohe Innenwiderstände haben, also ungeeignet sind.
In G wäre genug Platz für eine entsprechende "Goldcapbatterie" - da kann ich aber auch mit 10.000uF Elkos oder mehr puffern, oder gar mit Akkus - mit 20.000uF erreiche ich inkl. Sound und Licht rund 2-3 Sekunden - und das reicht mir in der Regel aus (und ist auch wesentlich billiger, als Goldcaps o.ä.).

Bei H0 kämpfe ich wie alle Anderen auch , mit dem Platz ... Meist muss ich mich mit 1000uF begnügen. Mehr als 4000uF konnte ich bisher jedenfalls noch nicht verbauen.

Ich bin also auch an einer Lösung mit nur EINEM Goldcap und Spannungsstabi zum Laden und StepUpregler zum Puffern interessiert.
Ich hab da im Web auch schon einiges gefunden - nur ist das Zeugs in Summe auch nicht so klein... würde ca den Platz eines 2200uF/16Volt Elkos benötigen - und der ist schon meist nicht zu verbauen! Einziger Vorteil: man könnte die Teile (Spannungsstabi, Stepupregler, Goldcap) einzeln aufteilen und damit den vorhandenen Platz besser nutzen.
Zum Laden würde vermutlich eine einfache Spannungsbegrenzung mittels Z-Diode und Widerstand genügen - 1/4 Watt Typen sind klein genug und mehr als 100mA Ladestrom sind imho eh unnötig. Als Goldcap würde ich einen 2,3Volt 1F nehmen - das Ding ist sogar etwas kleiner (Durchmesser) als ein 1000uF/16Volt Elko! Beim Stepupregler fällt meine Wahl auf das Ding:
http://www.nodna.de/Roboter-und-Zubehoer...41f6182122ac2cf

Bis jetzt scheitert es lediglich daran, dass ich die Teile noch nicht bestellt habe ... (irgendwie ist es Wahnsinn, für EIN Teil um 5€, 7€ Versand zu zahlen - also warte ich, bis ich mehr brauche ....)


ozoffi

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#32 von lokhenry , 15.08.2011 19:09

Hi Thorsten, was ist mit SMD Elko,s die kosten etwas mehr aber sind deutlich kleiner und 1000µF bei 25 V ist nichts Besonderes?

Es gibt oder gab es Loks von HAG aber auch von Metrix u.a. die Halbherzig für DC Bahner gemacht wurden, zbs. bei vier Achsen wurden davon vier Räder mit Haftreifen und vier für die Stromabnahme benutzt, nicht schlecht Herr Specht?

Also habe ich hier zwei Haftreifen Räder rausgeworfen und gegen Blanke ausgewechselt so dass nun sechs Räder Stromabnahme machen und nur zwei für die Traktion vorhanden sind, weiter wurden zusätzliche Kontakte angebracht so dass alle Räder ein Radschleifer haben.

Aber wie kann es sein das eine Roco BR 110 Problemlos einen 13 Wagenzug zieht und eine Re 4/4 die ca. 200 gr mehr Gewicht hat, nicht von der Stelle kommt, ist hier ein Elko die Lösung?
Zurück zu vier Haftreifen??

Es gab mal ein Möller - Antrieb mit einer Riesen Schwungscheibe die über eine Fliehkraftkupplung gekoppelt wurde, der Motor musste schon sehr hoch drehen bis die Kupplung zupackte aber wehe man will aus Vollspeed anhalten,
da würde die Lok bei einem Sackbahnhof bis zum Rathaus durchfahren und alles mitnehmen, es gehörte sehr viel Fingerspitzen Gefühl um diese Masse Nachbildung zu bewegen, hat ein viel zu großer Elko nicht auch dieses Problem, die Lok kann theoretisch auf der Straße weiterfahren bis der Elko Entladen ist, ca 50 m?

Hier was zum lesen:

http://alte-modellbahnen.xobor.de/t7253f...er-Technik.html


Jaja diese Elkos.

MfG

Henry


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#33 von kaeselok , 15.08.2011 20:35

Zitat von lokhenry
... hat ein viel zu großer Elko nicht auch dieses Problem, die Lok kann theoretisch auf der Straße weiterfahren bis der Elko Entladen ist, ca 50 m?



Hallo Henry,

sooo weit wollen wir nicht! Es geht nicht darum eine Lok mit Höchstgeschwindigkeit über eine komplett isolierte oder stromlose Schiene zu jagen! Das haben wir früher immer gemacht: Märklin Flügelsignal auf ROT gestellt (2 Schienenlängen waren nun ohne Saft) und wer die alte 103 kennt, die ist da locker über 2 oder 3 stromlose Schienen gebrettert!

Darum geht es hier nicht.

Es geht hier darum Loks, die Kontaktprobleme haben oder bei Langsamfahrt bei Schienenverunreinigungen keinen Saft mehr bekommen ein, zwei Sekunden zur Weiterfahrt zu verhelfen. Idealerweise so, dass weder das Licht flackert, noch der Motor runtergeregelt wird, die Lok fährt einfach über die "Problemstelle" drüber als sei nix gewesen. Dass man natürlich trotzdem seine Schienen reinigen sollte ist unbestritten!

Ich wollte ja schon die Gold Caps (die 2,3 Volt Varianten) bei Reichelt bestellen, aber Kollege Rainer hat mich jetzt verunsichert ... ops:
Das mit der Reihenschaltung der goldenen Kapseln habe ich begriffen, die Geschichte mit einem Gold Cap und Stepupregler usw. habe ich nicht begriffen, ist mir auch zu kompliziert ...
Es gibt sogar Gold Caps mit 22 Farad. Allerdings kosten die auch richtig viel Euronen ...

Naja, ich habe hier noch ein paar dicke Elkos rumliegen, ich werde mal experimentieren.

Der Thread wird doch noch interessant!

Viele Grüße,

Kalle


 
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#34 von lokhenry , 15.08.2011 21:04

Danke Kalle,
ich habe etwas absichtlich übertrieben, natürlich haben alle gute Decoder eine Möglichkeit einen Kondensator anzuschließen, aber oft müssen auch Dioden vorgeschaltet werden, ich habe bisher noch keinen Elko mit Decoder benutzt, aber für mich ergibt das höchsten nur Sinn, bei Loks die zu wenig Stromabnahme Punkte haben wie zbs. eine Köf.
Aber schauen wir mal, was hier raus kommt.

Das könnte was hierfür werden:

viewtopic.php?f=2&t=65081

MfG

Henry


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#35 von Marky ( gelöscht ) , 15.08.2011 21:15

Zitat von kaeselok


Es geht hier darum Loks, die Kontaktprobleme haben oder bei Langsamfahrt bei Schienenverunreinigungen keinen Saft mehr bekommen ein, zwei Sekunden zur Weiterfahrt zu verhelfen....




Moin,


also für 2 Sekunden brauchst Du einen "Begleitwagen" und auf keinen Fall die Ladestrombegrenzung vergessen.

10000 µF solltest Du dann schon "investieren".

Ich meine die ganze Gaudi hier ist total übertrieben. Es läuft doch auch ohne (meißtens)

Einfacher und problemloser sehe ich den Einsatz eines "Begleitwagens" mit Puko-Schleifer +Masseschleifer sowie zweipoliger Kupplung zur Lok. Das ist dann wie "gepuffert" und alles ganz ohne Elko

Ich bin eher ein Gegner der "Elko-Lösung".

Gruß Markus


Marky

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#36 von Tosss ( gelöscht ) , 15.08.2011 22:02

Hallo Kalle,

bei der mittlerweile guten Qualität dieses Thread benötigst Du meine Antwort gar nicht mehr. Auch ich habe mich hier erst schlau machen müssen, bis die Elkos den Weg in meine Loks fanden.

Wie oben alles bereits zu lesen ist, alle Elkos parallel, davor Widerstand und Diode am plus der Elkos. Um konkret auf die 3470uF einzugehen. 3x 1000uF/25 und 1x 470uF/25. In der HAMO 221 ist dafür ausreichend Platz. Meine neueren TRIX Maschinen kommen hingegen mit 470uF aus.

Das kurioseste allerdings ist meine PIKO 118. Die fährt selbst schleichend ohne Elko und mit Lopi 1.0!! ohne den geringsten Makel. Die einzige Lok, der ich keinen Elko verpassen werde. Dieser Lopi 1.0 fährt in jeder anderen getesteten Lok grauenhaft, aber die PIKO-Maschine liebt dieses Teil. Wenn man es nicht sieht, glaubt man das nicht.


Tosss

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#37 von Kurt , 16.08.2011 01:43

Alle Elkos parallel ist ja ok. Nur eben bei den Goldcaps nicht. Entweder man braucht Step-Down und Step-Up Regler oder durch die notwendige Reihenschaltung wegen der begrenzten Spannung verringert sich die Kapazität nach der Formel 1/Cges. =1/C +1/C ..... Ganz ohne Formeln gehts nun mal nicht.
Warum beide Arten von Reglern. Einfach weil ein Goldcap erstmal geladen werden muß und nur 5,5 bzw. 2,3V aushält. Also muß die (Lade)Spannung heruntergeregelt (Step-Down) werden. Im Ernstfall habe ich nur eine Spannung von 2,3 oder 5,5V. Damit ist die Spannung zu klein um den Motor usw. zu betreiben. Also muß sie wieder auf xV gebracht (Step-Up) werden.
Wenn der Kondensator für ne Spannung von 25V ausgelegt ist, ich aber nur bspw. 18V an der Schiene habe, ist eben die Kapazität auch etwas kleiner als angegeben, da der Kondensator ja nicht mit 25V sondern nur mit 18V geladen ist. Also enthält mein Tausender nicht 1000, sondern nur 720uF. Noch nicht berücksichtig ist dabei die Toleranz der Bauteile. ops:
Also, es fehlt noch die Spannung zum berechnen. ops:


Kurt

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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#38 von kaeselok , 16.08.2011 07:26

Wie wäre es mit "Super-Caps":

http://www.wima.com/DE/WIMA_Doppelschicht_Kondensatoren.pdf

Was es heute nicht alles gibt - nur die Einbaugröße macht mir Sorgen. Naja, vielleicht in einen angehängten Großraum-Güterwagen (Transwaggon oder so)?!

Diese Teile liefern auch hohe Ströme, genau das richtige für unsere Anwendung, oder? Problem ist nur wieder die stepup/down Elektronik ... woher nehmen, wenn nicht selber bauen?!

Hier noch ein interessanter Link, wo auch Super-/Ultrakondensatoren beschrieben sind:
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelschicht-Kondensator

Wenn ich das richtig verstanden habe ist ein Gold Cap eine Art Sammlung von parallel geschalteten Kondensatoren, wobei die "vorderen", also die dem Anschluß am nächsten liegenden zuerst geladen werden und diese die "hinteren" laden, usw.

Viele Grüße,

Kalle


 
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#39 von ozoffi ( gelöscht ) , 16.08.2011 09:42

Servus Kalle!

Zitat
Problem ist nur wieder die stepup/down Elektronik ... woher nehmen, wenn nicht selber bauen?!



Folge meinen Link - dort gibt es sowohl als auch fertig ....

Stepdown ist sicher optimal, aber imho nicht zwingend nötig - der "Ladestrom" wird ja begrenzt und ist zeitlich auch eher kurz. Mit 100mA über vielleicht 1 Minute sollte das auch eine 1/4 Watt Z-Diode schaffen, ohne heiß zu werden... Womit man schon einiges an Platz einsparen kann.
Stepup ist leider zwingend nötig, weil man ja die gepufferte Spannung von 2,3 Volt auf die benötigten zb. 15 Volt bringen muss.
Das einzige "Problem" dabei ist, den *richtigen* Goldcap zu kaufen, der eben einen entsprechend niedrigen Innenwiderstand hat.
5Volt Typen sind meiner Erfahrung nach ungeeignet - vielleicht gibt es passende ... ich habe jedenfalls noch keine gefunden.

Was die Sache mit der Spannung und Kapazität angeht:
Deshalb ist es sehr empfehlenswert eben nur einen Elko mit 15Volt Spannungsfestigkeit zu verwenden und diesen über einen Spannungsstabi , oder Z-Diode die Ladespannung auf eben 15Volt zu begrenzen. Der Ladestrom wird wie bisher auch mit einem Widerstand begrenzt.
Dann kann auch ein analoger Umschaltimpuls dem Elko nichts anhaben - auch wenn man sonst nur mit 15 Volt am Gleis fährt.

Als DCC Fahrer, der davon ausgehen kann, dass wirklich nur stabile 15 Volt am Gleis anliegen, kann ich mir das allerdigns ersparen


ozoffi

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#40 von Rainer48 , 16.08.2011 17:19

Hallo,

Zitat von Kurt

Wenn der Kondensator für ne Spannung von 25V ausgelegt ist, ich aber nur bspw. 18V an der Schiene habe, ist eben die Kapazität auch etwas kleiner als angegeben, da der Kondensator ja nicht mit 25V sondern nur mit 18V geladen ist. Also enthält mein Tausender nicht 1000, sondern nur 720uF. Noch nicht berücksichtig ist dabei die Toleranz der Bauteile. ops:


Stimmt so nicht einmal im Ansatz!

Bei einem gesunden formierten Elko ist die Kapazität nicht von der Betriebsspannung abhängig. Egal, ob der Kondensator mit Nennspannung betrieben wird oder danach spannungslos auf dem Tisch liegt, seine Kapazität ändert sich dadurch allerhöchstens minimal.

Was sich bei unterschiedlichen Betriebsspannungen ändert, ist die in dem Kondensator gespeicherte Energie. Die Formel dafür ist seit vielen Jahrzehnten bekannt und unverändert: W = 1/2 * C * U². Reduziert man die Betriebsspannung U am Kondensator von 25 V auf 18 V (Faktor 0,72), so halbiert sich die gespeicherte Energie (0,72 * 0,72 = 0,5).

Oder für die Praktiker grob abgeschätzt: ein GoldCap mit 2,3 V muß etwa die 50-fache Kapazität eines mit 15 V betriebenen Elkos haben, um die gleiche Energiemenge zu speichern (hoffentlich habe ich mich jetzt nicht verrechnet). Ganz ohne Formeln geht es halt doch nicht.


Grüsse, Rainer


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#41 von Martin Lutz , 16.08.2011 18:54

Zitat von Rainer48
Hallo,

Zitat von Kurt

Wenn der Kondensator für ne Spannung von 25V ausgelegt ist, ich aber nur bspw. 18V an der Schiene habe, ist eben die Kapazität auch etwas kleiner als angegeben, da der Kondensator ja nicht mit 25V sondern nur mit 18V geladen ist. Also enthält mein Tausender nicht 1000, sondern nur 720uF. Noch nicht berücksichtig ist dabei die Toleranz der Bauteile. ops:


Stimmt so nicht einmal im Ansatz!

Bei einem gesunden formierten Elko ist die Kapazität nicht von der Betriebsspannung abhängig. Egal, ob der Kondensator mit Nennspannung betrieben wird oder danach spannungslos auf dem Tisch liegt, seine Kapazität ändert sich dadurch allerhöchstens minimal.

Was sich bei unterschiedlichen Betriebsspannungen ändert, ist die in dem Kondensator gespeicherte Energie. Die Formel dafür ist seit vielen Jahrzehnten bekannt und unverändert: W = 1/2 * C * U². Reduziert man die Betriebsspannung U am Kondensator von 25 V auf 18 V (Faktor 0,72), so halbiert sich die gespeicherte Energie (0,72 * 0,72 = 0,5).

Oder für die Praktiker grob abgeschätzt: ein GoldCap mit 2,3 V muß etwa die 50-fache Kapazität eines mit 15 V betriebenen Elkos haben, um die gleiche Energiemenge zu speichern (hoffentlich habe ich mich jetzt nicht verrechnet). Ganz ohne Formeln geht es halt doch nicht.



Aus einem Vortrag der Firma AVX (Kondensatorhersteller) geht hervor, dass die Kapazität mit zunehmender Spannung (Näherung an den Nennwert) sogar zurückgeht. Aber ganz sicher nicht umgekehrt. Wenn also die Arbeitsspannung 20V kriege ich von einem 35V Typ mehr echte Kapazität als von einem 25V Typ.


Martin Lutz  
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#42 von Rainer48 , 16.08.2011 22:47

Hallo Martin,

und wieviel Prozent "mehr echte Kapazität" würde man bei den von Dir angegebenen Spannungswerten in etwa kriegen?


Grüsse, Rainer


Rainer48  
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#43 von Soulman ( gelöscht ) , 22.08.2011 05:31

Wenn ich auch noch kurz meinen Senf dazugeben darf:

- Elkos "altern" bei Spannungsspitzen sehr schnell. Es ist meiner Auffassung nach daher immer sinnvoll in der Spannung eher eine Nummer grösser zu wählen. Die Kapazität ändert sich dadurch wie hier schon gesagt nicht, nur die Baugrösse. Ich würde, wenn ich 15 Volt Gleisspannung habe nie und nimmer einen 16 Volt Elko einbauen, die Sicherheitsreserve ist zu gering. Ich würde in mehr oder weniger alle digitalen Loks 25 Volt verbauen, bis vor kurzem habe ich sogar 35 Volt verbaut.

- Serienschaltung von Goldcaps Zwecks erreichen der Spannung sehe ich kritisch. Das wird nicht lange gut gehen, weil durch leicht abweichende Leckströme die Spannung sich nicht in 100% gleichmässigen Schritten abbaut. Es passiert leicht, das einzelne Goldcaps höhere Spannungen bekommen. Das kann gut gehen oder auch nicht.
Ich würde also mindestens in der Reihenschaltung zu jedem Goldcap eine Zehnerdiode in Nennspannung parallel schalten.


Soulman

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#44 von Soulman ( gelöscht ) , 22.08.2011 05:31

(gelöscht wegen 3x post)


Soulman

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#45 von Soulman ( gelöscht ) , 22.08.2011 05:31

(gelöscht wegen 3x post)


Soulman

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#46 von Rainer48 , 22.08.2011 08:53

Hallo,

Zitat von Soulman
Elkos "altern" bei Spannungsspitzen sehr schnell. Es ist meiner Auffassung nach daher immer sinnvoll in der Spannung eher eine Nummer grösser zu wählen.


im Prinzip vollkommen richtig. Jeder kompetente Entwickler von kommerziellen Geräten wird sich an diese Regel halten (müssen), da man ja dort nicht einfach nach z.B. 1000 Betriebsstunden schnell mal den Elko austauschen kann.

Beim Hobbyanwender sieht das aber doch etwas anders aus. Altern bedeutet beim Elko in erster Linie Kapazitätsverlust und höherer Reststrom. Nimmt man die nächsthöhere Spannungsstufe bei gleicher Baugröße (und darum geht es ja hier beim Einbau als Pufferelko in eine Lok), so reduziert sich die Kapazität sofort um grob geschätzt ein Drittel. Warum also nicht doch bis knapp an die Nennspannung gehen, den Elko mit der höheren Kapazität einbauen und dann bei spürbarem Kapazitätsverlust nach etlichen 100 Betriebsstunden eben einen Ersatzelko einbauen?

Ganz wesentlichen Anteil an der Alterung des Elkos hat eine erhöhte Betriebstemperatur (dafür gibt es sogar Formeln), also den Elko möglichst nicht in der Nähe des Motors oder von anderen Wärmequellen montieren.


Grüsse, Rainer


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#47 von Berderwe , 22.08.2011 10:07

Hallo Thorsten, hallo Moba-Kollegen,

noch einige kleine Anmerkungen von mir zu dem Thema Elko's.
Ich bin zwar kein Elektroniker, nur Anwender
und habe schon viele Elko's in meine Loks und Wagen eingebaut,
hauptsächlich um bei z. B. nicht ganz sauberen Gleisen oder Kontaktschwierigkeiten
einen Decoder nicht ins Stocken zu bringen. Wenn immer möglich, baue ich sie ein.

Mir ist bei tel. Nachfrage erklärt worden, dass die Auswahl eines entsprechenden Elko's
immer auf einen Decoder oder Zweck abgestimmt sein sollte.

Z. B. gibt Tams die Empfehlung für Lokdecoder einen
Elko mit 35 Volt und 100 yF
zu verwenden.
Märklin und Trix gehen bei der Verwendung der neuen Lokdecoder
bis auf 50 Volt. Oft sind diese bereits in den Platinen eingebaut,
sodass man sich keine Gedanken mehr machen muss.

Für Wageninnenbeleuchtungen z. B. empfiehlt Hufing Tronic
Elko's von 25 Volt 470 yF pro LED-Lichtleiste,
um ein Flackern der Beleuchtung zu verhindern.

Viel wichtiger erscheint es mir, die Elko's z. B. mit Schrumpfschlauch
zu isolieren, damit sie nicht versehentlich Kontakt mit irgendwelchen
Metallteilen bekommen und ebenso wichtig, + und - nicht zu verwechseln!
Beides führt zum unweigerlichen Ableben eines Decoders.

Man sollte keine überhöhten Erwartungen für einen Elko haben.
Er korrigiert letztlich keine "schmutzigen" Gleise. Da hilft auch
keine unendliche Leistungsvergrößerung eines Elko's, im Gegenteil.

Ich habe Elko's schon direkt an einem Decoder angelötet
und ebenso mit Kabel etwas weiter entfernt, je nachdem
wieviel Platz mir zur Verfügung stand.
Bisher hatte ich damit keinerlei Probleme.
Man sollte aber auch beachten, z. B. bei ESU-Decodern,
dass es bei Verwendung von Elko's Einschränkungen
im Analogbetrieb gibt.

Hier als Beispiel noch ein Bild der am meisten von mir verwendeten Elko's:

[url][/url]

Vielleicht helfen meine Anmerkungen dem einen oder anderen
zu dem Thema Elko's weiter.

Eine schöne Woche noch

Mit freundlichen Grüßen

Reinhard Welz


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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#48 von ozoffi ( gelöscht ) , 22.08.2011 11:18

Hallo!
Die Spannungen, die seitens Hersteller angegeben sind, beruhen auf der Annahmen, dass der Großteil mit 16-18 Volt "Digitalspannung" am Gleis fährt. Weil frühere Zentralen auch keine Stabilisierung hatten und die bekannten Spielzeugtrafos mit angegebenen 16Volt im Leerlauf locker 30Volt haben, werden eben Elkos mit entsprechender Sicherheitsreserve angegeben.
Die 50 Volt bei Märklin beruhen auch auf der Annahme, dass die Lok u.U. analog betrieben wird, und daher den Umschaltimpuls aushalten muss.

Wenn ich nun auf meiner Anlage garantieren kann, dass ich NUR digital fahre und die Schienenspannung nachweislich auf *stabile* 14 - 14,9 Volt einstelle, kann ich bedenkenlos Elkos mit einer Nennspannung von 15-16 Volt einsezten - OHNE weitere Spannungsbegrenzung.

Wenn ich meine Modelle aber bei Freunden oder im Verein fahren lassen will und nicht weis, welche Gleisspannung dort verwendt wird und ob diese dann auch stabil ist, etc. Wird es besser sein, eben Elkos mit entsprechender Spannugnsreserve zu nutzen, oder eben eine Spannungsbegrenzung für den Elko ein zu bauen - bei den eher nicht vorhandenen Platzverhältnissen in H0 wird das aber kaum möglich sein (weil dann vielleicht der Elko wieder kleiner sein müsste etc.).


Was die Schienespannung betrifft:
Weshalb irgendwann jemand das Gerücht aufbracht, dass man digital mit 16-18 Volt in H0 fahren soll, weil "mehr bringt mehr", ist mir ein Rätsel!
Es mag sein, das frühere Zentralen durch den Trafo bedingt eben diese Spannung ausgaben - das war einfach technisch so bedingt, hat aber nichts mit "besser" zu tun!
Die damit verbundenen Probleme haben sicher alle Digitalbahner erfahren müssen:
Austausch der Lampen, weil die alten entwerder durchbrannten, oder einfach nur zu heis wurden und so manchesn Kusntstoffgehäuse schmolz ...
Austausch der Rauchgeneratoren, aus ähnlichen Gründen.
Und da soll mir jetze einer erklären, dass eine höhere Spannung "besser" wäre!

Die Kontaktsicherheit ist wegen der maximal 4 Volt mehr auch nicht wirklich besser geworden ...
Und da dann eh alle Modelle (oder wenigstens die Meisten) zu schnell fuhren, wurde deren VMAX zum Teil begrenzt ... oder der Regler halt nicht so weit aufgedreht ...

Die "Digitalspannung" dagegen auf stabile 14 Volt in H0 zu begrenzen löst alle genannten Probleme und bringt keinen mir bekannten Nachteil (ich fahre auch in "G" anstelle von den berühmten 24 Volt, mit nur 19 Volt.).


ozoffi

RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#49 von kaeselok , 22.08.2011 11:42

Zitat von ozoffi
Weshalb irgendwann jemand das Gerücht aufbracht, dass man digital mit 16-18 Volt in H0 fahren soll, weil "mehr bringt mehr", ist mir ein Rätsel!



Hallo Oliver,

hier irrst Du leider. Die Schienenspannung MUSS mindestens 18 Volt betragen wenn ECoS, CS1 oder CS2 mit Märklin Loks im Einsatz ist!

Ursache sind die Sounddecoder aus dem Haus der Tante die unter 18 Volt "spinnen". Manchmal kommt was raus, manchmal nicht, manchmal werden Bremsstrecken ignoriert, usw.

Diese "Spannungsempfindlichkeit" unter 18 Volt resultiert immer aus der Empfehlung für alle Zentralen wenn HO Märklin Material unterwegs ist, mindestens 18 Volt (stabilisiert wenn möglich) zu verwenden. Meinte ECoS gibt 19 Volt aus - seitdem keine Probleme mit Soundaussetzern. Meine TAMS dito. Und die CS2 gibt von Haus aus mehr als 18 Volt raus, keine Ahnung wieviel es genau sind. Da müßte ich jetzt nachschauen.

Viele Grüße,

Kalle


 
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RE: 1000er Elko in einer V100 (west)

#50 von ozoffi ( gelöscht ) , 22.08.2011 17:53

Servus!
Na ja, das Gerücht hält sich aber hartnäckig für ALLE Digitalsysteme und stammt aus einer Zeit, wo es noch keine Sounddecoder gab. Mag sein, dass damals die MM Decoder mindestesn 15 Volt benötigten und eben mit den 18 Volt Gleisspannung war man auf der sicheren Seite. Weshalb das aber heute noch so ist - bei nicht Märklin?
Heute werden Prozessoren mit 3.3Volt Technik verbaut. Vernünftige Decoder stellen ihren Soundchips die benötigte Spannung über Stepup/Stepdown-Regler zur Verfügung.
Im DCC Bereich ist das jedenfalls nicht nötig und macht mehr Probleme, als es hilft.

Egal!

Fazit daraus ist für mich: Wer Märklin digital fährt benötigt Elkos mit mindestens 25 Volt - es sei denn, die Lok soll auch analog betrieben werden, dann muss der Elko 50Volt aushalten.
Wer *heute* mit aktuellen Decodern und Systemen unter DCC fährt, kann die Spannung auf 14 Volt reduzieren und somit Ekos mit nur 15/16 Volt benutzen - WENN gewähleistet werden kann, dass die Zentrale diese 14 Volt STABIL ausgeben kann.


ozoffi

   


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