Liebes Forum,

ich modernisiere gerade eine alte Re 6/6 von HAG (Modell 207). In der Lok ist ein dreipoliger Feldspulenmotor mit Scheibenkollektor verbaut. Die Feldspule ersetze ich durch den HAG-Permanentmagneten. Als Decoder soll ein ESU v5 fungieren. Nun möchte ich an den Motoranschlüssen Drosseln/Induktivitäten einlöten. HAG bietet oder viel mehr bot einmal Drosseln unter der Artikelnummer 501005-50 an, lässt aber offen, wie viel µH bzw. wie hoch die Belastbarkeit in mA hierbei ist. In diversen Foren findet man immer Angaben wie 68µH und 0,7A.

Meine Frage: Welche Drosseln würdest Ihr empfehlen? Lieber die Märklin-Drosseln mit nur 3,9µH, aber 1.1A Belastbarkeit oder halt 68µH, aber nur 0,7A Belastbarkeit? Ich möchte hiermit keine Diskussion über den Sinn dieser Drosseln anstoßen, ich weiß, dass die Lok auch ohne läuft.

Die Motoren von Märklin und HAG sind sehr bauähnlich und die genaue Auslegung einer Funkentstörung sind eine Wissenschaft für sich. Da bei der Digitalisierung wirklich nur der hochfrequente Störbereich jenseites 10MHz wichtig ist sind die Märklin-Drosseln (oder vergleichbare Bauteile aus dem Elektronikladen, da meist sehr viel preiswerter) sowie ein Keramik-Kondensator mit 10nF direkt über die Bürstenhalter als Entstörung ausreichend.
0,7A sollten reichen, das ist schon ordentlich. Wenn die Mechanik der HAG-Lokomotiven wirklich so präzise und leichtgängig ist wie sie den Bildern nach aussieht dürften kaum mehr als 300mA durch den Motor fließen. Zum Vergleich Fleischmann E110 Bj. '78 (Motor gleiche Grundkonstruktion): 310 mA mit Licht wenn die Räder anfangen durchzudrehen, leer laufend 130 mA.

Hallo Christian,
ein weiterer Punkt bei diesen Betrachtungen ist die PWM-Frequenz des LP5.
Die niedrigste ist nämlich 10 kHz.
Alte Motoren habe oft eine hohe Eigeninduktivität und benötigen eigentlich niedrige PWM-Frequenzen, um ordentliche Feldstärken (=Drehmoment) speziell beim Anfahren entwickeln zu können.
Ich versuchte mal einen "Roten Pfeil" mit einem LokSound 5 zu versehen - das Ergebnis war dermassen ernüchternd, daß ich schließlich notgedrungen einen LokSound 2 wegen der niedrigen PWM-Frequenz dieses Decoders eingebaut habe.
Viel Erfolg
Ernst

Zitat von Stahlblauberlin im Beitrag #2

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Die Motoren von Märklin und HAG sind sehr bauähnlich und die genaue Auslegung einer Funkentstörung sind eine Wissenschaft für sich. Da bei der Digitalisierung wirklich nur der hochfrequente Störbereich jenseites 10MHz wichtig ist sind die Märklin-Drosseln (oder vergleichbare Bauteile aus dem Elektronikladen, da meist sehr viel preiswerter) sowie ein Keramik-Kondensator mit 10nF direkt über die Bürstenhalter als Entstörung ausreichend.
0,7A sollten reichen, das ist schon ordentlich. Wenn die Mechanik der HAG-Lokomotiven wirklich so präzise und leichtgängig ist wie sie den Bildern nach aussieht dürften kaum mehr als 300mA durch den Motor fließen. Zum Vergleich Fleischmann E110 Bj. '78 (Motor gleiche Grundkonstruktion): 310 mA mit Licht wenn die Räder anfangen durchzudrehen, leer laufend 130 mA.

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Zitat von Häisbischer im Beitrag #3

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Hallo Christian,
ein weiterer Punkt bei diesen Betrachtungen ist die PWM-Frequenz des LP5.
Die niedrigste ist nämlich 10 kHz.
Alte Motoren habe oft eine hohe Eigeninduktivität und benötigen eigentlich niedrige PWM-Frequenzen, um ordentliche Feldstärken (=Drehmoment) speziell beim Anfahren entwickeln zu können.
Ich versuchte mal einen "Roten Pfeil" mit einem LokSound 5 zu versehen - das Ergebnis war dermassen ernüchternd, daß ich schließlich notgedrungen einen LokSound 2 wegen der niedrigen PWM-Frequenz dieses Decoders eingebaut habe.
Viel Erfolg
Ernst

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Der genaue Wert des Kondensators ist bei der Pi x Daumen-Entstörung recht egal. Alles 47nF und kleiner kommt sich auch nicht mit der Lastregelung ins Gehege. Ab 0.1 µF kommen aber manche Decoder ins Schleudern, insbesondere die Lastregelung. Die oft beschriebenen überhitzten Decoder sind mir aber auch bei verhältnismäßig großen Kondensatoren (Alte Lima-Modelle, 0,22µF) nicht untergekommen. Da war dann eher der restliche Zustand des Motors ein Problem. Wie immer gilt: die Lok muss vor Decodereinbau analog perfekt laufen, nach Einbau des Magneten den Motor z.B. mit einem 9V-Block testen.

Hallo Stahlblauberlin,
bei einer Motor-PWM von 10 kHz und einem Kondensator von 0,22 µF über dem Motor bedeutet das für den Decoder einen Wechselstrom-Widerstand von 72 Ohm, der parallel zum Motor liegt. Gut, das wäre der Widerstand bei sinusförmiger Spannung, aber bei der digitalen Rechteck-Spannung ist der Verschiebungsstrom durch den Kondensator noch höher (= Widerstand noch kleiner).
Bei 18 V Digitalspannung bedeutet das min. 250 mA mehr, die dem Decoderausgang zugemutet werden.
Grüße
Ernst

Hallo, ich habe gerade in Erfahrung gebracht, dass HAG in diese Motoren Kondensatoren mit 470 pF verbaut hat. Die Abkürzung auf dem Folienkondensator ist nicht ganz eindeutig zu erkennen, aber im Netz finde ich die Information mit 470 pF.

Lass den wie er ist, der reicht

Zitat von chrilu im Beitrag #8

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Hallo, ich habe gerade in Erfahrung gebracht, dass HAG in diese Motoren Kondensatoren mit 470 pF verbaut hat. Die Abkürzung auf dem Folienkondensator ist nicht ganz eindeutig zu erkennen, aber im Netz finde ich die Information mit 470 pF.

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Hallo Martin,
für mich ist das ein Styroflex Kondensator 470pF. Der schwarze Strich (oder andere Farbe) zeigt dabei nach rechts. Entweder in Klartext oder über die Farbe des Striches (schwarz = 630V DC) wurde die Spannungsfestigkeit dargestellt. Dann gab es noch große Buchstaben, diese definierten die Toleranz.
Volker

@Häisbischer Woher kommt eigentlich das seltsame Stichwort Wechselstromwiderstand in diesem Kontext? Die Decoder liefern einen pulsierenden Gleichstrom, keinen Wechselstrom. Würde man einen Kondensator als einzige Last an einen Decoder hängen wäre der, je nach Kapazität und zur Verfügung stehendem Strom, nach einigen Pulsen einfach nur auf die Betriebsspannung des Decoders minus Spannungsabfall des Gleichrichters und der Leistungsstufe aufgeladen. Dann ist die Last = NULL. Das Thema wurde hier im Forum schon halb tot diskutiert.
Besagte Lima-Lok, genauer ein ET 403, hat vom mir einen billigen Appel-Decoder verpasst bekommen, mit originalem 0,22er Kondensator. Trotz 16khz wird nix warm, auch hat sich die Stromaufnahme mit etwa 250 mA nicht verändert...Nur läuft das Ding jetzt erschreckend geschmeidig, nur sehr laut halt. Die Mechanik ist ja original...

Zitat von volkerS im Beitrag #11

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Hallo Martin,
für mich ist das ein Styroflex Kondensator 470pF. Der schwarze Strich (oder andere Farbe) zeigt dabei nach rechts. Entweder in Klartext oder über die Farbe des Striches (schwarz = 630V DC) wurde die Spannungsfestigkeit dargestellt. Dann gab es noch große Buchstaben, diese definierten die Toleranz.
Volker

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Guten Morgen,

ich habe gestern den Permanentmagneten von HAG eingebaut und nochmal auf die Beschriftung des Kondensators geachtet. Es steht tatsächlich 470 drauf, auf dem Kopf:



Hier im Probelauf mit einem DCC-ESU v4-Decoder.

Hallo !

Jetzt muß ich hier (wieder einmal) rein grätschen:

Zitat von Stahlblauberlin im Beitrag #12

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@Häisbischer Woher kommt eigentlich das seltsame Stichwort Wechselstromwiderstand in diesem Kontext? Die Decoder liefern einen pulsierenden Gleichstrom, keinen Wechselstrom. Würde man einen Kondensator als einzige Last an einen Decoder hängen wäre der, je nach Kapazität und zur Verfügung stehendem Strom, nach einigen Pulsen einfach nur auf die Betriebsspannung des Decoders minus Spannungsabfall des Gleichrichters und der Leistungsstufe aufgeladen. Dann ist die Last = NULL. Das Thema wurde hier im Forum schon halb tot diskutiert.
Besagte Lima-Lok, genauer ein ET 403, hat vom mir einen billigen Appel-Decoder verpasst bekommen, mit originalem 0,22er Kondensator. Trotz 16khz wird nix warm, auch hat sich die Stromaufnahme mit etwa 250 mA nicht verändert...Nur läuft das Ding jetzt erschreckend geschmeidig, nur sehr laut halt. Die Mechanik ist ja original...

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          vo      4 v0                    1                 1
f(t) = ------ + ---------- * (sin(w*t) + --- sin(3*w*t) + --- sin(5*w*t) + ..... )
          2       pi                      3                 5
 
 

Es gilt vo = Scheitelspannung (das was man an der Zentrale in der Regel einstellt), w = 2 * pi * f mit f = PWM Frequenz (typisch 10-20 kHz).
Wie weit man die Reihe entwickelt bestimmt wie "schön" die Rechteckschwingung ist.

Zu den Drossel und Kondensatoren: Bei vielen modernen Decodern übernehmen die Decoder die Funkentstörung (hier hilft ein Blick in die Bedienungsanleitung des Herstellers; die ist auch verbindlich). Wenn der Decoder übernimmt, kann man diese Bauteile problemlos entfernen, vor allem wenn die Regelung aufgrund völliger Fehl-, oder besser Überdimensionierung (Stichwort Piko C4) sehr schlecht ist.

Also ob man sie entfernen kann, ist keine Geschmacksfrage sondern hängt von den Umständen ab. Ganz ohne Funkentstörung geht es nicht.

lg
Wolfi

Zitat von WolfgangReder im Beitrag #15

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Zu den Drossel und Kondensatoren: Bei vielen modernen Decodern übernehmen die Decoder die Funkentstörung (hier hilft ein Blick in die Bedienungsanleitung des Herstellers; die ist auch verbindlich). Wenn der Decoder übernimmt, kann man diese Bauteile problemlos entfernen, vor allem wenn die Regelung aufgrund völliger Fehl-, oder besser Überdimensionierung (Stichwort Piko C4) sehr schlecht ist.

Also ob man sie entfernen kann, ist keine Geschmacksfrage sondern hängt von den Umständen ab. Ganz ohne Funkentstörung geht es nicht.

lg
Wolfi

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Hallo Martin,

ich habe nicht geschrieben, dass die Teile nicht notwendig sind.
Btw: die Motorzuleitungen vom Decoder sind sehr kurz (sollen sie sein, je kürzer um so besser für die Regelung!) , und stellen kein Problem dar.
Ein Problem wären die vielen Meter von der Lok bis zum Trafo.
Die von den Herstellern verbauten Teile sind für den Analogbetrieb vorgesehen. Sie können in der Regel drinnen bleiben, aber wenn es Probleme mit der Regelung gibt und der Decoderhersteller es zu lässt kann man sie auch entfernen.
Der Decoder selbst muß ja auch entstört sein; sowohl aktiv als auch passiv sonst würde er keine vernünftige Back-EMF messen können und daher auch nicht ordentlich regeln.
Die Dimensionierung der Entstörteile von so manchem Modellhersteller wird scheinbar weniger nach der Notwendigkeit, als nach dem Motto "Viel hilft viel" und Hauptsache auf der sicheren Seite bestimmt.

lg
Wolfi

@WolfgangReder Eher andersrum: eine Gleichspannung mit Wechselspannungsanteil. Es gibt außer beim Richtungswechsel keine Polaritätsumkehr. Allerdings ist in der kompletten Schaltung aus Decoder, Entstörkondensator und Motor jeder Teilpfad separat zu betrachten. Über den Entstörkondensator fließt natürlich ein Wechselstrom, während des PWM-Pulses vom Decoder ein Ladestrom in den Kondensator, in der inaktiven Phase des PWM-Signals vom Kondensator Richtung Motor. Gefährlich wird dabei vor allem die Kombination aus Motoren mit sehr niedriger Induktivität (Eisenlose Motoren)und großen Entstörkondensatoren bei sehr kurzen PWM-Pulsen: Dicker Ladestrom für den Kondensator bei gleichzeitig hoher Anstiegsgeschwindigkeit der Stroms durch den Motor (ist ja keine Induktivität da die ihn bremst) plus in der Inaktiven Phasen des PWM-Signals vollständige Entladung der Kondensators über den Motor. Das bringt einige Decoder ins schwitzen.
Die Entstörung auf dem Decoder funktioniert, soweit vorhanden, gut. Aber nur bei kurzen (<<10 cm) Leitungen. Der vollständige Verzicht auf eine HF-Entstörung (HF fängt für mich bei 10 MHz an) kann z.B. WLAN ganz schön stören. Entstörkondensatoren wie z.B. der 470pF-Kondensator in der HAG-Lokomotive sind ja erst in dem Bereich wirklich wirksam. 0,22µF sind dagegen schon reichlich üppig, im konkreten Fall hat Lima wohl einfach das Verbaut was günstig zu kriegen war, Digital war ja noch kein Thema.

Zitat von WolfgangReder im Beitrag #17

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Die von den Herstellern verbauten Teile sind für den Analogbetrieb vorgesehen. Sie können in der Regel drinnen bleiben, aber wenn es Probleme mit der Regelung gibt und der Decoderhersteller es zu lässt kann man sie auch entfernen.

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Ich kann Martin nur voll Unterstützen, GERADE beim Betrieb mit PWM/Rechteckpulsen ist eine ordentliche Entstörung Pflicht. Und zwar so dicht wie möglich an der Quelle. Kabellängen um 12 cm sind 1A Antennen im 2,4GHz-Band, mit 6cm im 5GHz-Band. Wer möchte lasse mal eine komplett unentstörte Lok, am besten eine mit Kunststoffgehäuse, im Umkreis seines Routers laufen und gucke sich dabei an wie die WLAN-Qualität ist. Bei den Fritz!-Boxen geht das schön grafisch. Richtig gut funktioniert das mit älteren Hamo-Modellen, meine BR 86 hat das WLAN so lahmgelegt, auch bei den Nachbarn.
Und wenn sich jemand darüber beschwert das bei alten Analogschätzchen die Kollektoren nach dem Digitalisieren auf einmal ratz-fatz verschleißen und es immer so schön blau in der Lok leuchtet ist an der Stelle mal der Hebel anzusetzen.

Liebes Forum,

ich habe heute die Induktivitäten mit 68 µH und 700 mA, erhalten und festgestellt, dass diese mit einer Größe von mehr als 10x5 mm viel zu groß und nicht sinnvoll (heißt nicht direkt an den Motorausgängen) zu montieren sind, da das Drehgestell sonst im Gehäuse blockiert.

Heißt: Es müssen kleinere Induktivitäten rein, 0307 zum Beispiel oder kleiner.
Diese haben jedoch zumeist nur 100 oder 185 mA …

Welche negative Konsequenzen hätte es, wenn ich eben jene Induktivitäten mit 68 µH und 185 mA verbauen würde?

Oder wäre es eher sinnvoll, Märklin-Induktivitäten mit 3,8 µH und 1,1A zu verbauen?

Sollte ich das Augenmerk eher auf die Induktivität (µH) oder die Belastung (mA) legen?

Hallo Christian,
den Strom, den der Motor benötigt, den muss die Drossel schon tragen, ca. 25% Reserve sind sinnvoll.
Volker

Hallo allerseits,
gestattet auch mir ein paar Anmerkugen meinerseits.

Was diese Drosseln angeht, so sind diese zur Funkentstörung vorgesehen. Dabei sollen diese Drosseln für die hochfrequenten Störströme, die beim Kommutieren des Motors entstehen, einen deutlichen Wechselstromwiderstand darstellen, der Störströme vom Motor in Richtung des Decoders und weiter zu den Schienen (die ja eine recht ausgedehnte "Sendeantenne" für HF-Störunge darstellen) dämpft. Was vielleicht nicht allen bekannt ist: Während der Widerstand einer Drossel bei Gleichstrom praktisch nur dem Widerstand des Drahtwickels entspricht, stellt eine Drossel mit ihrer Induktivität eine sogenannten induktiven Scheinwiderstand dar, der von der Größe der Induktivität abhängt und mit zunehmender Frequenz größer wird. Idealisiert gilt Xc = 2x Pi x f X L (mit f: Frequenz in Hz, L: Induktivität in Henry und Pi rund 3,14). Bei 30MHz hat demnach eine Drossel von 3,8uH einen Scheinwiderstand von rund 735 Ohm, der für einen Störstrom bei 30MHz wirksam ist. Bei 68uH wären das schon rund 12 Kiloohm.

Die Kondensatoren sollen hingegen hochfrequente Störspanungen "Kurzschließen", den ein Kondensator hat für Wechselspannungen einen Scheinwiderstand, der mit zunehmender Kapazität und Frquenz abnimmt (also ein genau gegenläufuges Verhalten zu einer Drossel).
Bei 30MHz hat z.B. ein Kondensator von 10nF einen kapazitiven Scheinwiderstand von rund 0,5 Ohm.

Nun ist es nicht grenzenlos so, dass "viel" auch viel hilft. Bei realen Induktivitäten und Kapazuitäten gibt es "parasitäre Efekte", die deren Entstörwirkung wieder abnehmen lassen. Daher macht es wenig Sinn, zur Entstörung im Bereich von mehreren 10MHz Kondensatoren von mehreren 100nF einzusetzen, da diese dann meist schon über ihrer Eigenresonanzfrequenz sind, wo deren Scheinwiderstand schon wieder zunimmt.

Bei den Drosseln mit Ferritkern muss man auch bedenken, dass deren Induktivität mit zunehmendem Betriebsstrom abnimmt, da das Kernmateriel magnetisch ausgesteuert wird und irgendwann auch magnetisch gesättigt wird. Die Stromangaben beziehen sich deshalb nicht immer nur auf den zulässigen Betriebsstrom.

Die Entstörmittel müssen, wie schon richtig gesagt wurde, möglichst dicht an der Quelle (d.h. am Motor) angebracht sein. Drosseln in der Größenordnung von einigen uH bis zu einigen 10uH sind in der Regel ausreichend Von daher würde ich eher zu den 3,8uH und 1,1A Betriebsstrom tendieren).
Bei den Kondensatoren sollte man sich mit den Kapazitäten im Bereich von einigen nF bis zu einigen 10nF bewegen, wobei auf möglichst kurze Anschlussdrähte zu achten ist!
Mit diesen Werten sollte auch jeder Decoder klarkommen.

Ich hatte zu diesem Theme schon vor einiger Zeit etwas gepostet: Motor entstören bei RC-Steuerung? (siehe ab Post #12)

Die Störfeldstäkemessungen in meinem Post hatte ich vor Jahren im EMV-Labor meiner alten Firma an einem größeren Modellbaumotor vorgenommen; Modellbahnmotoren verhalten sich recht ähnlich.

Viele Grüße
Klaus-Dieter

Okay, Danke für die Informationen.

Was mich allerdings wundert: HAG verbaut 68 µH Induktivitäten, Ampere nicht bekannt. Größe 0307. Soweit ich es überblicken kann, gibt es 68 µH-Induktivitäten in der Größe 0307 nur mit 100 oder 185 mA. Ich glaube kaum, dass HAG da irgendwelche Sonderanfertigungen genommen hat, sondern das, was weltweit Standard ist.

Ist die Frage, ob die originalen HAG Induktivitäten mit 68 µH tatsächlich nur 185 mA haben.

Die kleinen 68uH Drosseln scheinen problemlos zu reichen! Der Motor nimmt ja auch nicht 1A.

Gruss
Rufer