Hallo allerseits,
@Wolfgang:
Zitat von weichenschmierer im Beitrag #35
Oder geht die Induktion einfach so durch das Kupfer der "ruhenden" Spule??
Die Angelegenheit wird durch die sog. "relative Permeabilität" (Formelzeichen "µr") geprägt. Für ferromagnetische Stoffe (also auch Eisenkerne) ist diese "µr" wesentlich größer als 1. Für nicht ferromagnetische Stoffe (Luft, Kupfer) ist sie im Rahmen der technischen Relevanz mit 1 anzusetzen. Das hat zur Folge, dass ein Eisenkern das Magnetfeld praktisch "in sich" bündelt. Damit ist weitere Luft oder Kupfer darum herum nicht mehr so relevant.
Für unseren Bereich dürfte also die weitere Luft oder das weitere Kupfer praktisch irrelevant sein. Für den Bereich technischer Großmaschinen oder auch Großtransformatoren kann ich mir aber gut vorstellen, dass es Formeln gibt, die auch das berücksichtigen. Aber damit habe ich mich noch nicht auseinandergesetzt.
@Stephan-Alexander:
Aufgrund der Namensgebung für Deine jpeg-Dateien hatte ich es inzw. schon von allein begriffen. Es dreht sich also immer um das gleiche ÖBB-Krokodil und die neuerlichen unteren 3 Bilder in Deinem Beitrag #33 geben die Problemfahrtrichtung dieses Krokodils wieder.
Ich möchte jetzt etwas auf Deine Oszillogramme eingehen und daher schildern, was ich da so verstanden habe, wo ich noch Fragen habe und versuchen bereits etwas zu interpretieren.
1. Nehmen wir zunächst die beiden Bilder unter der Überschrift "Referenzpunkt zwischen Dioden" in Beitrag #29:
Im oberen Bild hast Du etwas links der Mitte offenbar eine Messpause des Decoders abgebildet (der etwas "zippelige" Teil). Die Messpause des verwendeten Decoders ist damit etwa 2ms lang. Der deutliche Gesamteinbruch in den negativen Spannungsbereich ist aufgrund der Umpolung der Dioden in der Messpause zu erwarten. Die kurzen Spitzen innerhalb der Messpause könnten Induktionsspitzen durch Kommutator/Ankerwicklung sein. Dabei sind natürlich innerhalb der extrem kurzen Zeit nicht mehrere Umschaltvorgänge des Kommutators zu erwarten. Vielmehr dürfte es sich um Folgen einer naturgemäß unsicheren Kontaktgabe am Kommutator durch die Drehung selbst handeln (Stichwort "Bürstenfeuer").
Im unteren Bild liegt die 2ms Messpause etwas rechts der Mitte. Die Wirkung des Kondensators Cx ist nun sehr schön zu erkennen: Er verhindert die Umpolung der Dioden. Zugleich werden die Induktionsspitzen "gebügelt". Sie werden damit am Decoder erscheinen. Aber das ist kein Unterschied zu der "klassischen" Schaltung, für die die Decoder ausgelegt sind, wo nämlich die Induktionsspitzen des durch Permanentmagnet erregten Motors auch direkt am Decoder erscheinen.
Weiter erkenne ich oben links auf diesem Bild die Anzeige der Diodendurchlass-Spannung für die aktive Feldspule (L1/C1) mit 0,737V. Das ist absolut erwartungsgemäß. Die Diode im Stromkreis der inaktiven Feldspule sperrt. An ihr fallen nun gem. dem Bild 1,200V (in Sperrichtung) ab. Das ist etwa 0,46V mehr als die obige Diodenspannung. Diese 0,46V sind nun genau der Spannungsabfall an L1/C1, weil die Spannung an L2/C2 0V ist. Mit dem gemittelten Wert für Deine Angabe des Gleichstromwiderstandes der beiden Feldspulenanteile in Beitrag #31 (ca. 4,3Ohm) ergibt sich ein Stromfluss von ca. 0,11A. (
Wichtig: Wegen der Elkos fließt Gleichstrom. Es ist also nur der Gleichstromwiderstand relevant. Die Induktivität der Spulen spielt
keine Rolle!)
Zu diesem zuletzt beschriebenen Bild gehört nun das zweite Bild in Deinem Beitrag #33, welches jetzt Deine "Problemfahrtrichtung" darstellt. Ich kann hier nun leider nicht genau erkennen, was die 2ms Messpause ist und was der Bereich der Motoransteuerung ist. Da wir aufgrund des vorangegangenen Bildes jedoch wissen, dass Cx greift und dass sich daher zwischen Messpause und Ansteuerperiode überhaupt keine gravierenden Unterschiede in der Gesamthöhe des Signals ergeben, ist das auch gar nicht wichtig. Wichtig ist vielmehr, dass sich aufgrund der Umkehrung der Fahrtrichtung auch die Stromrichtung umkehrt. Die Spannungen oben im Bild haben daher ein neg. Vorzeichen. Die Durchlass-Spannung der Diode im Stromkreis der aktiven Feldspule finden wir nun oben rechts im Bild. Diese erscheint nun mit einem Betrag von 0,757V nur geringfügig höher als im letzten Bild. Wir finden jedoch aufgrund der exponentiellen Diodenkennlinie einen ersten Hinweis auf einen deutlich erhöhten Strom durch die Feldspule. Durch Differenzbildung zu dem anderen Kanal finden wir 0,93V an der aktiven Feldspule. Der Strom beträgt jetzt also ca. 0,22A. Wir erkennen nun also tatsächlich, dass sich der Strom ziemlich genau verdoppelt hat!
Wenn wir die letzten Ergebnisse zusammenfassen, hat die Lok bei einem saft- und kraftlosen sowie ruckelnden Fahrverhalten in der Gegenfahrtrichtung einen deutlich erhöhten Stromfluss durch den dann aktiven Feldspulenanteil. Zusätzlich mit der alten Feststellung, dass es offenbar weder an Motor noch an Getriebe noch an dem verwendeten Feldspulenanteil liegt, gibt es nur wenige Fehlerquellen:
a) Der Decoder ist defekt.
b) Du hast da doch so ein kleines "Kurzschlüsschen" irgendwo eingebaut.
c) Ist der von Dir verwendete Tantalelko für Cx wirklich bipolar??? - Ich hatte da einen Hochkapazitäts-Keramikkondensator vorgeschlagen.
2. Bilder unter der Überschrift "Referenzpunkt Motorschild rechts" in Beitrag #29:
Das obere Bild behandelt wieder den Fall, wo noch kein Cx verwendet wurde. Da der Zeitmaßstab geändert wurde, sind jetzt eine Reihe von Messpausen dargestellt. Die "fetteren" Areale von jeweils etwa 10ms Länge sind nun die Zeiträume, in denen die Motoransteuerung durch Pulsbreitenmodulation erfolgt, wobei die Elkos noch größere Ausschläge verhindern. Die kurzen "Striche" dazwischen sind wieder die 2ms langen Messpausen. Viel mehr lässt sich daraus nicht herauslesen, außer der Anzeige oben links, die nämlich im Kanal A eine Gleichspannung von gut 1V misst. Das ist die Gleichspannung an der "aktiven" Statorspule. ... Aber das bedeutet ja in der "guten" Fahrtrichtung einen Strom wie wir ihn unter 1. nur in der "schlechten" gefunden hatten
!!!???Das untere Bild (jetzt wieder mit Cx) hat nun einen komplett anderen Zeitmaßstab als das obere. Insges. wird auf der Bildschirmbreite nur 1ms dargestellt. Daher muss ich jetzt fragen: Ist es ein Ausschnitt aus einer Messpause? Ist es ein Ausschnitt aus einer Ansteuerphase? - Damit kann ich so gar nichts anfangen.
Das dritte Bild in Deinem Beitrag #33 hat zum Glück wieder den "richtigen" Zeitmaßstab. Ich sehe da - wohl aufgrund von Cx - keinen Unterschied zwischen Messpausen und Ansteuerperioden. Interessant ist aber wieder die Spannung von 0,912V. Es ist erneut der Wert, den wir unter 1. nur in der "schlechten" Fahrtrichtung gefunden hatten! - Tja, und dann haben wir ihn eben gerade
ohne Cx auch in der "guten" Fahrtrichtung gefunden...
!!!!!!So langsam fängt's mir nun an zu dämmern. Ich würde jetzt wirklich frech in den Raum stellen, dass Dein Tantalelko Cx überhaupt nicht bipolar ist. Er müsste als unipolarer Typ in der "guten" Fahrtrichtung offenbar falsch gepolt liegen und damit rund den halben Strom an der aktiven Statorspule "vorbeiziehen". Mit der resultierenden Feldschwächung läuft der Motor in der "guten" Fahrtrichtung damit schneller. Das erscheint zwar widersinnig, ist aber innerhalb gewisser Grenzen tatsächlich so! Offenbar hast Du nun die Lastregelparameter Deines Decoders genau für diesen "Fehlerfall" optimiert. In der Gegenfahrtrichtung liegen jetzt zwar die "richtigen" Verhältnisse vor, die Decoderparameter stimmen jedoch überhaupt nicht!
3. Bilder unter der Überschrift "Referenzpunkt Motorschild links" in Beitrag #29:
Diese Bilder sind nun wirklich nicht mehr spannend, weil sie Verhältnisse wiedergeben, die nur in Differenzbildung zu 1. wirklich interessant wären. Diese "Differenzbildung" wäre das Signal am Decoder. Dieses hast Du zwar in Beitrag #33 im oberen Bild dargestellt, ohne jedoch zu erklären, ob mit oder ohne Cx. Außerdem ist unklar, was im Kanal A des Oszilloskops dargestellt wird.
Ich hätte jetzt eine dringende Bitte: Gib doch einmal die Bezugsquelle und die Artikelnummer des angeblich "bipolaren" Tantal-Elkos an!
Viele Grüße
Thomas
P.S.:
Ich musste in diesem Beitrag zwischen mehreren Beiträgen und 2 Seiten des Threads hin und her springen und dazu auf komplexe Sachverhalte eingehen. - Müsste ich nun als Außenstehender meinen eigenen Beitrag lesen, hätte ich wohl spätestens im oberen 1/3 das Handtuch geschmissen mit der Bemerkung: "Elender Spinner!" Also Leute: Gebietet mir endlich Einhalt und verbannt das in den PN-Bereich!