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THEMA: Frage nach Stromversorgung Beleuchtung

THEMA: Frage nach Stromversorgung Beleuchtung
Startbeitrag
verifier - 25.04.17 15:11
Hallo,

eigentlich habe ich ja ein wenig elektrotechnische Kenntnisse, was man halt als Maschinenbauer im Studium so mitnimmt....

Zu meiner Frage: Warum läuft die Stromversorgung der "Lichtverbraucher" auch heute noch über Wechselstrom und nicht Gleichstrom da ja eh meist LED-Leuchten eingesetzt werden?
Viessmann man empfiehlt ja auch hierzu noch das Powermodul was die Spannung glättet.

Warum also nicht gleich Gleichstrom? Z.B. auch den Einsatz nicht mehr benötigter Laptop-Netzteile?

Danke im vorab für Euer Feedback.

Schöne Grüße

Manfred

Hallo,

ja es wird vermehrt Gleichstrom und Schaltnetzteile eingesetzt. Bei den aktuellen Startsets gibt es überhaupt nur mehr Gleichstrom im System, da für Spielzeug seit Jahren die Trennung zwischen Regler und Netzgerät erforderlich ist. Weiters fordert die Elektrogeräteverordnung eine sehr geringe Standby-Leistungsaufnahme, welche von Steckernetzteilen mit Klotztrafos und Linearregler nicht eingehalten werden kann.

Seit einiger Zeit werden daher sowohl in analogen wie in digitalen Sets nur mehr Stecker-Schaltnetzteile mit 18 V und 18 VA bzw. 36 VA ausgeliefert. Die sind bei Märklin, Trix, Roco und Fleischmann gleich. Verschiedene Hersteller von Digitalzentralen liefern ein "Laptop" Netzteil mit oder bieten dieses als Zubehör an. Das hat auch den Vorteil, dass die Schienenspannung nicht höher sein kann, als die Gleichspannung die man ins Gerät hinein schickt.

Digitaldecoder schalten Weichen, Signale und Licht - mit wenigen Ausnahmen (z.B. Lenz LS150) - seit je her allesamt mit Gleichstrom.

Das Powermodul ist, salopp gesagt, für'n Friedrich.

Grüße, Peter W.
Hallo Manfred,

ich habe 2 verschiedene Spannungen für Licht und Weichen (mit der Fahrspannung sind es 3) auf meiner Bahn: die Weichen schalte ich mit einem Notebooknetzteil 12V, für die LED Beleuchtung habe ich ein identisches Netzteil, welches mir aber 5V bringt. Die Vorwiderstände an den LED Haus- und Straßenleuchten sind trotzdem im 800 Ohm-Bereich, da mir die LEDs an 12V aber etwas zu hell erschienen habe ich auf 5V reduziert.

Wechselspannung gibt es bei mir gar nicht mehr.

Gruß
Freddie

PS: an den Weichen habe ich keine Decoder, die werden alle händisch betätigt.
Hallo,

Wechselstrom als "Lichtausgang" am alten Trafo..... Relikt aus der Zeit, als es nur Glühbirnen gab und noch keine LED.

Spulenantriebe werden zwar bevorzugt mit AC betrieben, schalten aber auch mit DC ganz gut, insbesondere ungesiebt. Als Beispiel sei die analoge Kondensator-Pufferschaltung erwähnt.

So lässt sich das meiste auch mit Schaltnetzteilen erledigen, gerade die Beleuchtung. Die angebotenen Module AC in DC zu wandeln richten sich eher an die, die noch/auch ältere Trafos verwenden.

VG
Christian

P.S. gibt natürlich auch Verbraucher, die explizit AC benötigen ! Aber hier geht es ja um Licht.


Hallo,
Vorsicht beim Betrieb von Spulenantrieben mit Gleichstrom!
Da können sehr hohe Spannungen entstehen, die u.U. andere Elektronik zerstören könnten.
Bei einer Ansteuerung von Spulen mit Gleichspannung immer Freilaufdioden verwenden.

Dies nur als Hinweis

Viele Grüße
Günter
@ Günter,

was sind denn Freilaufdioden? Und wie schließt man die an?

Grüße - Werner P
Meine Gebäude laufen alle über Gleichstrom. Durch verschiedene LED kommen unterschiedliche Helligkeiten zustande. Diese wird einfach über den Trafo reguliert.
Gruß Achim

Hallo Weichensteller,

Märchen sind Kulturgut und daher unsterblich, deshalb:

1. Weichenspulen mit ihren kleinen Induktivitäten werden mit Wechselstrom 100mal in der Sekunde (50Hz-Betrieb) 'an- und ausgeschaltet', ohne dass man Schutzdioden braucht, daher auch bei Gleichstrom entbehrlich.
2. Bei Gleichstrom müssten die Schutzdioden direkt im Antrieb, also VOR dem Endabschalter eingebaut werden, aber wer macht das schon ...
3. Bei Gleichstrombetrieb von Weichen sollte man NICHT mit Kondensatoren sieben! Die kleinen Funken und Lichtbögen, die die Endabschalter langsam abbrennen, verlöschen bei pulsierendem Gleichstrom 100mal in der Sekunde, bei reinem Gleichstrom brennen sie weiter. Das ist auch der Grund, warum Schalter laut Datenblatt Wechselströme mit höheren Leistungen schalten als Gleichströme.

Viele Grüße
Nimmersatt
Hallo,
@Nimmersatt:
Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

2. Bei Gleichstrom müssten die Schutzdioden direkt im Antrieb, also VOR dem Endabschalter eingebaut werden, aber wer macht das schon ...


es gibt auch Weichen ohne Endabschaltung!
Ich versuche nur zu erklären, dass ein Betrieb von Spulenantrieben mit Gleichstrom mit Problemen behaftet ist und zur Zerstörung von Elektroniken oder Fehlfunktionen führen kann!
@Werner P:
ein Schaltungsbeispiel stelle ich gleich ein. Muss es noch zeichnen.

Viele Grüße
Günter
Hallo,

habe ja geschrieben "analoge" Weichenschaltung..... und in der Praxis funktioniert das alles recht gut, seit Jahren! Die Weiche bekommt bei der Kondensator-Schaltung EINEN Impuls, bei ungesiebtem! Gleichstrom doppelte Halbwelle..... Thyristortechnik.
Freilaufdioden sind allerdings bei Transistor- oder Relaisschaltungen mit DC immer angebracht.
Geglätteten DC würde ich jetzt auch nicht empfehlen.

Aber, nicht vergessen, es geht hier um die Beleuchtung!!

VG
Christian

P.S. Ok, sorry, hab hier jetzt da zuviel Fachwissen vorausgesetzt.... eben, unter Berücksichtigung aller fachlichen Notwendigkeiten.



Hallo,
ecmodell (Christian) brachte die Spulen ins Spiel, daher mein Einwand.

im Anhang das Bild:

Viel Grüße
Günter

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Hallo,

was soll die Freilaufdiode bewirken, wenn durch die Endabschaltung die Verbindung zur Spule überhaupt nicht mehr existiert???
Ein Weichenantrieb mit Endabschaltung ist kein Relais!!

Die nächste Frage: was hat dese Diskussion mit dem Thema zu tun?

Grüße Michael Peters
Hallo Michael,

in #10 habe ich erklärt, warum ich den Einwand machte.

Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

was soll die Freilaufdiode bewirken, wenn durch die Endabschaltung die Verbindung zur Spule überhaupt nicht mehr existiert???



dphi/dt ist die Antwort!

vereinfacht ausgedrückt:
eine Spule hat das Bestreben ihren Zustand beizubehalten; d.h. der Strom soll bitte weiter so fließen wie vor der Abschaltung; dazu induziert die Spule eine Spannung in umgekehrter Richtung, die ein Vielfaches der angelegten Spannung sein kann (bis zu einigen 1000 Volt!)
Diese "Hochspannung" kann zu Spannungsüberschlägen führen und dadurch Elektronik zerstören.
Diese Spannung, bzw. der Strom, wird durch die Freilaufdiode eliminiert und schütz die Gesamtschaltung.

Ich wollte nur helfen.

Viele Grüße
Günter
Hallo Günter,

das ist richtig für ein normales Relais in einer Standardanwendung.

Nur davon sind wir bei der Weichenspulenansteuerung mit ENDABSCHALTUNG weit entfernt.
Das Ding heißt Endabschaltung, weil nach der Funktionsausübung keinerlei Verbindung von der Spule zu irgendeinem anderen Bauteil existiert. Also stören auch irgendwelche induzierten Spannungen nicht.

Grüße Michael Peters
Hallo Michael,
leider irrst du.

Die induzierte Spannung kann hoch genug sein, um zu einem Funkenüberschlag an den Kontakten der Endabschaltung zu führen. Und dann haben wir wieder einen Stromfluss, der die Elektronik zerstört.

Aber es kann natürlich jeder so machen wie er es für richtig hält! Manchmal geht es gut! Oft aber leider nicht!

Grüße
Günter
Hallo Günter,

um einen Funkenüberschlag bei 1mm frei Luft zu erzeugen, muß die Spannung >1000V betragen.
Die Kontakte in den Weichen haben aber ca. 2mm und mehr Abstand, und dann wird Deine Theorie mit dem Funkenüberschlag sehr unrealistisch.

Weiterhin haben wir bei einer normalen Weichenansteuerung keine weitere Elektronik die Schaden nehmen könnte, und auch bei digitaler Ansteuerung gibt es keine Probleme. Oder haben  Generationen von Mobahnern die unter den Teppich gekehrt?

Grüße Michael Peters
Thema verfehlt. 6, setzen.
Hallo Michael,
wir können die Diskussion hier endlos führen.

Der Funkenüberschlag erfolgt nicht erst bei 1mm Kontaktabstand, sondern erheblich früher. Die 1000Volt werden sehr schnell erreicht, abhängig von Spule und Stromfluss.

Gute Hersteller für Weichenantriebe haben dieses Problem natürlich erkannt und in ihrer Schaltung berücksichtigt.
Nochmals: ich wollte nur helfen und warnen: Einen Weichenantrieb bedenkenlos mit Gleichstrom zu versorgen wird (oder kann) zu Problemen führen! Nicht mehr und nicht weniger.

Viele Grüße
Günter
Hallo Günter,

o.k., lassen wir das, man muß keine Probleme konstruieren, wo keine sind.

Grüße Michael Peters
Hallo Michael,
mache doch einmal folgenden Versuch, und halte deine Finger an die Stromversorgung

Viele Grüße
Günter

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Hallo Günter,

Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

halte deine Finger an die Stromversorgung



damit schließe ich ja den Stromkreis

Aber bei endabgeschalteten Weichen ist er ja offen

Grüße Michel Peters
Hallo Michael,
genau das passiert wenn das Relais anzieht: der Stromkreis wird geöffnet!
Trau´dich doch mal und berichte
LG
Günter
Ist ja gut, Günther!

Rechnerisch entsteht bei Abschalten des Stroms an einer Induktivität tatsächlich  eine unendlich große Spannung, wie auch beim Laden eines leeren Kondensators ein unendlich großer Strom fließen sollte - theoretisch.
Der Schaden bei Induktivitäten (Abbrand, Lichtbogen usw.) hängt aber nicht von der Höhe der Spannung, sondern von der gespeicherten Energie in der Spule ab, also Integral über Spannung, Strom und Zeit. Diese Energie ist bei unseren kleinen Spulen gering, ich meine Weichenspulen liegen so im µH-Bereich.
Wenn Spannung alleine schlimm wäre, würden die vor 100 Jahren noch so eindrucksvollen Spielereien mit Influenzmaschienen mit 100 000 V und mehr nicht möglich sein. Hier sind die Ströme und damit die Leistungen winzig klein.

Schönen Abend und viele Grüße
Nimmersatt

PS. Immerhin wurden (sehr große) Drosseln in Lokomotiven auch als Energiespeicher verwendet.
Hallo Nimmersatt,
Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

Der Schaden bei Induktivitäten (Abbrand, Lichtbogen usw.) hängt aber nicht von der Höhe der Spannung, sondern von der gespeicherten Energie in der Spule ab, also Integral über Spannung, Strom und Zeit.



das Integral ist entscheidend für die Energie, die Bauteile zerstören kann, aber wie in #12 schon geschrieben: dphi/dt ist entscheidend für die Spannungsspitzen, die die Elektronik in ihrer Funktion stört! ... und Bauteile zerstören kann

auch euch einen schönen Abend von mir

Gruß
Günter
Hallo Günter,

welche Elektronik ist bitte in einem magnetischen Weichenantrieb?

Offen hatte ich schon MTX und Roco, da ist nix drin außer der Doppelspule.
GFN könnte ich öffnen, Arnold habe ich nicht vorliegen. die werden aber wohl vom Innenleben nicht großartig anders sein. Werden ja klassisch mit WS geschaltet

Haben Tomix und Kato irgend was drin? Die werden ja hauseigen mit GS geschaltet.

Gruß Detlef

PS: bei mir leuchtet noch alles mit klassischen Lämpchen. Magnetische Antriebe und Beleuchtung aber von verschieden Trafos.

@Peter, #1

Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

da für Spielzeug seit Jahren die Trennung zwischen Regler und Netzgerät erforderlich ist.



Gibt es da eine Richtlinie, die eine Trennung vorschreibt? Wenn ja, wie wird diese begründet?

Grüße, Jürgen
Hallo Zusammen,

zunächst herzlichen Dank für Eure Antworten. Diese haben das bestätigt was ich vermutete. Aber bevor man "umswitcht" wollte ich sicher gehen.

Viele Grüße aus dem Winter hier im Süden.... Ideal zum basteln.

Manfred
Hallo Detlef,

GFN (alt) und Kato hatte ich offen. Nix drin, wozu auch? Bei den neueren FL sollen wohl PTCs (Polyswitches) drin sein. Kato ist halt ein gepoltes "Relais", sonst nichts weiter.

Aber: Mit Roco Weichenantrieben hatte ich schon mal Probleme mit dem hauseigenen Weichendecoder, und der hat definitiv "Freilaufdioden" drin. Erst nach Einbau von keramischen Kondensatoren parallel zu den Ausgängen war Ruhe. Soweit zum Kontaktfeuer.

Grüße, Peter W.
Hallo,
@Detlef #24:
Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

welche Elektronik ist bitte in einem magnetischen Weichenantrieb?


es geht nicht um die Elektronik innerhalb der Weichen, sondern um die Elektronik die diese ansteuert. Die ansteuernde Elektronik soll geschützt werden, zum Ersten.
Zum Zweiten: Die Elektronik rundherum sollte geschützt werden (Stichwort EMV) um zu keinen Fehlfunktionen bei den verwendeten Micro-Controllern zu kommen, die der Funkenüberschlag erzeugt, bzw. erzeugen kann.

Viele Grüße
Günter


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