Hallo zusammen,
vorneweg Infos über das Vorhaben:
Automatisches Umschalten am Gleisende mit weichem An- und Abfahren,
sowie Einstellen der Fahrspannung in verschiedenen Bereichen einer
vollautomatisch ablaufende Modelleisenbahnanlage auf 16V Wechselstrom .
Die ganze Anlage kommt ohne Digitaltechnik aus, es geht um das reine
Steuern über die 16V Versorgungsspannung. Damit lassen sich alle
Anforderungen an den automatischen Betrieb abdecken.
Anforderungen im Einzelnen:
16V AC Versorgungsspannung, auf dem Trafo steht 30VA, sollen Ein/Aus
geschaltet werden können.
16V AC Versorgungsspannung soll über die Amplitude der Halbwellen
geregelt werden, im Grunde mit dem selben Effekt wie es der Trafo tut.
Nach längerem Nachforschen kam ich zu MOSFETs in komplementärer
Anordnung, um die Wechselspannung zu regeln, angeregt durch [[diesen
Beitrag.]] Beitrag "Wechselstrom mit MOSFET schalten"
Schwierig ist es, passende Komplementärtypen zu finden, da ja
prinzipbedingt N- und P- Typen von Natur aus unterschiedliche Kennwerte
aufweisen. Ich habe, mit meinen beschränkten elektrotechnischen
Kenntnissen, den IRF 9530 sowie den IRF 530 rausgesucht.
Die haben beide eine "Maximum Power Dissipation" von über 70Watt, heißt
für mich, bei entsprechender Kühlung und im von mir angestrebten
Regelbereich können die soviel Leistung "verbraten". Vds haben die 100V,
Gate to Source Spannung kann 20 Volt haben, liegt leider nur Knapp im
angestrebten Bereich.
Da ich in Elektrotechnik nicht sehr bewandert bin, nun die Fragen, ob
man die Mosfets im angestrebten Arbeitsbereich wie von mir geschildert
betreiben kann, welche Schutzvorkehrungen vorzusehen sind, da ja auch
induktive Lasten gesteuert werden sollen wie Spulen und
Weschelstrommotoren mit Schleifkollektor.
Eine Alternative wäre direkt verschiedene Versorgungsspannungen
vorzuhalten über getrennte Leitungen und Zentrale Trafos, und dann per
Relais zu schalten. Klackert aber viel und ich hab kein weiches
Anfahren. Dieses würde ich gerne über einen Entladekondensator ausführen
über die Mosfets. Schaltsignale erhalte ich über Schaltgleise, welche
wohl zu puffern wären.
Ich hoffe, daß ich mit meinem Anliegen einen bisher unkommentierten
Bereich abdecke. Es gibt viele Beiträge über Phasenanschnitt und PWM bei
Wechselstrommotoren, aber für über die Amplitude steuern habe ich nichts
gefunden. Eventuell lässt sich das ganze noch viel einfacher lösen?
Vielen Dank für jede Antwort.
@Ben:
Soweit ich weiß, lässt sich AC besser über ein Stecksystem übertragen
und "brennt" sich im Zweifelsfall auch mal einen Weg "frei". In so einem
Modellbahnsystem hat man pro Meter 5 - 6 Steckverbindungen mit zwei
Polen, auch ist das Gleismaterial nicht immer in einem einwandfreien
Zustand.
Die Motoren haben zwei unterschiedliche Bürstenmaterialien. Wenn man da
nur von einer Seite aus reingeht mit dem Strom fehlen die Effekte von
der anderen Seite aus, wie es bei AC dauernd passiert.
Mein Motto ist, es so nehmen wie es ist und mit wenig Aufwand was
machen.
Torsten Kühnel schrieb:> Die Motoren haben zwei unterschiedliche Bürstenmaterialien. Wenn man da> nur von einer Seite aus reingeht mit dem Strom fehlen die Effekte von> der anderen Seite aus, wie es bei AC dauernd passiert.
Das halt ich aber für ein Gerücht.
Jetzt die Amplitude der Wechselspannung zu stellen mit einem
veränderlichen Widerstand (MOSFET)ist aber reine Energieverschwendung.
Sowas macht man mit einer PWM. Märklinmotoren laufen auch mit
Gleichspannung b.z.w. einer PWM modulierten Gleichspannung. Nichts
anders machen die eingebauten Lokdekoder.
Auch würde ich dir raten das ganze auf Digitalbetrieb umzurüsten. So
teuer sind die Decoder nun auch wieder nicht. Dann kannst du jede Lok
einzeln steuern.
Torsten Kühnel schrieb:
> Die ganze Anlage kommt ohne Digitaltechnik aus
das geht ja mal garnicht ;)
> ...MOSFETs... Schwierig ist es, passende Komplementärtypen zu finden
wenn man einen Brückengleichrichter davor schaltet, braucht man nur noch
einen N-Kanal FET.
Aber wenn schon analog, dann schon mit Transduktor, der produziert auch
nicht ganz soviel Abwärme:
Beitrag "Der magnetische Verstärker"
> IRF 9530 sowie den IRF 530
Frage ist, wie viel Strom im Kurzschlussfall fliesst, wie es bei
Modelleisenbahnen ständig vorkommt. Diese Transistoren sind beim ersten
Kutzschluss kaputt.
> Es gibt viele Beiträge über Phasenanschnitt und PWM bei> Wechselstrommotoren, aber für über die Amplitude steuern habe ich nichts> gefunden.
Natürlich findet man da nichts, weil Amplitudensteuerung unsinnig ist.
Das wissen die anderen.
> Wenn man da> nur von einer Seite aus reingeht mit dem Strom fehlen die Effekte von> der anderen Seite aus, wie es bei AC dauernd passiert.
Kein Hinderungsgrund für Phasenanschnitt.
> Mein Motto ist, es so nehmen wie es ist und mit wenig Aufwand was> machen.
Dann mach es so, wie die anderen.
Die sind doch nicht alle viel dööfer als du.
noch ein analoges Friedensangebot: man nehme eine NF-Endstufe von der
Stange und steuere das Eingangsignal. Das geht dann mit einem
Analog-Multiplizierer, einem LDR oder einem OTA (Reichelt verkauft immer
noch den CA3080).
Helmut Lenzen schrieb:> Jetzt die Amplitude der Wechselspannung zu stellen mit einem> veränderlichen Widerstand (MOSFET)ist aber reine Energieverschwendung.> Sowas macht man mit einer PWM. Märklinmotoren laufen auch mit> Gleichspannung b.z.w. einer PWM modulierten Gleichspannung. Nichts> anders machen die eingebauten Lokdekoder.
Dann ist Musikhören mit Mosfet-Endstufe auch nur reine
Energieverschwendung, wenn die Wechselspannung da dauernd geregelt wird,
geht das auch für 16V AC und zwei bis drei A.
Ich möchte eine einfache Lösung ohne viel high-tech Klimbim, einfach ein
Wechselspannungssignal mit ein paar Ampere regeln, meinetwegen wie in
einem NF-Verstärker. gnd3 hats verstanden wo es mir drum geht.
Für mich ist es halt "Musik" wenn die Anlage mit Wechselstrom läuft.
Umrüsten können die Anderen, darum geht mir auch in diesem Thread nicht.
Also bitte beim Thema bleiben, nichtsdestotrotz Dank für die Anregung.
MaWin schrieb:>> IRF 9530 sowie den IRF 530>> Frage ist, wie viel Strom im Kurzschlussfall fliesst, wie es bei> Modelleisenbahnen ständig vorkommt. Diese Transistoren sind beim ersten> Kutzschluss kaputt.
Auf dem Trafo steht 30VA, und die genannten Bauteile sollen angeblich
knapp 80 Watt verbraten können, wenn ich das richtig verstehe mit dem
power dissipation maximum.
>> Es gibt viele Beiträge über Phasenanschnitt und PWM bei>> Wechselstrommotoren, aber für über die Amplitude steuern habe ich nichts>> gefunden.>> Natürlich findet man da nichts, weil Amplitudensteuerung unsinnig ist.> Das wissen die anderen.
Vertue ich mich jetzt oder macht ein NF-Verstärker nicht genau das?
>> Wenn man da>> nur von einer Seite aus reingeht mit dem Strom fehlen die Effekte von>> der anderen Seite aus, wie es bei AC dauernd passiert.>> Kein Hinderungsgrund für Phasenanschnitt.
Das stimmt. Ich bleibe aber bei Wechselstrom, das muss auch gehen,
ansonsten fehlt halt noch was an technischer Entwicklung.
>> Mein Motto ist, es so nehmen wie es ist und mit wenig Aufwand was>> machen.> Dann mach es so, wie die anderen.> Die sind doch nicht alle viel dööfer als du.
Nöö, aber die breite Masse hat oft so ein Rudelverhalten und läuft sich
blind selber hinterher. Warum high-tech auffahren, wenns auch mit ein
paar diskreten Bauteilen in analoger Technik geht? Wie gesagt soll die
Anlage "vollautomatisch" ablaufen, mit blinden Endgleisen und
automatischer Umkehrung per Schaltgleis und weichem An-/Abfahren. Einen
Trafo zum regeln hab ich schon, der brauch nicht digital sein, ich will
gar nicht mehr selber regeln.
Torsten Kühnel schrieb:>> Kein Hinderungsgrund für Phasenanschnitt.>> Das stimmt. Ich bleibe aber bei Wechselstrom, das muss auch gehen,> ansonsten fehlt halt noch was an technischer Entwicklung.
Phasenanschnitt geht besonders gut bei Wechselstrom. Und es kommt auch
Wechselstrom wieder raus.
Bei Gleichstrom gibt es keinen Phasenanschnitt ;-(
Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb:> Phasenanschnitt geht besonders gut bei Wechselstrom. Und es kommt auch> Wechselstrom wieder raus.> Bei Gleichstrom gibt es keinen Phasenanschnitt ;-(>> Gruß Dietrich
Wie sähe denn eine Phasenanschnittssteuerung für den Anwendungsfall aus,
was Bauteil- und Schaltungsaufwand angeht?
Ich erhoffe mir von dem "einfachen" Weg einfach über die Mosfets zu
regeln und ruhig einen Teil der Leistung zu verbraten, Vereinfachung im
Aufbau und geringere Bauteilkosten. Ich bräuchte ja für jeden
Streckenabschnitt was regelbares, so 10 bis 20 Einheiten sollen das
insgesamt werden.
Für mich ist halt die Frage, in welche Richtung ich mich weiter
informiere, da für mich jede Richtung Neuland ist und ich eher löten und
ausprobieren will als forschen.
Über Phasenanschnitt gibts ja genug zu lesen, da werd ich mal forschen.
Obwohl die Alternative mit geregelten Mosfets weiterhin interessant ist.
Auch das mit der NF-Endstufe, obwohl mir das zu hoch was ich da lese
über OTA und so.
Vielen Dank für Eure Antworten bisher.
Torsten Kühnel schrieb:> Ich möchte eine einfache Lösung ohne viel high-tech Klimbim, einfach ein> Wechselspannungssignal mit ein paar Ampere regeln,
Ich nehme an, Du meinst "steuern"?
Dann niomm einen Stelltrafo, so wie alle anderen auch.
Gruss
Harald