geändert: 2012_01_12
--->HomepageInspiriert durch Diskussionen im Forum von Jans Modellstraßenbahnseiten, hatte ich mir das Ziel gesetzt, einen Antrieb zu konstruieren, welcher in die Drehgestelle der Tatras passt.
Dieses Ziel ist mittlerweile erreicht.
3. Elektronik zur Spannungsanpassung von 12V auf 2V
Hier das komlett aufgebaute Fahrgestell des T4D. Beide Drehgestelle sind angetrieben,
Und hier die Drehgestelle:
Video Drehgestellantrieb Stand 2012
Demo des fertigen Drehgestellantriebes, der im TW 462 eingebaut ist.
Hier noch älterre Videos aus der Entwicklungszeit:
1. Reihenschaltung mit einem Widerstand (diese Schaltung habe ich letztlich nicht umgesetzt):
!!! Die Werte in der Zeichnung sind geschätzte Werte für 6V Motoren. !!!
Die Reihenschaltung ist einfach aufzubauen und liefert brauchbare Ergebnisse. Probleme gibt es, da sich der Motorwiderstand mit der Drehzahl ändert. Zum Schutz der Motoren habe ich deshalb 2 antiserielle 3V Z-Dioden vorgesehen. Beim Einsatz von 2 Antrieben, ist es sinnvoll die Motoren in Reihe zu schalten. Der Widerstand muß eine ganze Menge Energie in Wärme umwandeln und sollte mindestens 2 Watt vertragen. Ich habe 68 - 100 Ohm 4 Watt Widerstände benutzt. Er muß so angeordnet werden, dass Plastikteile nicht zu heiß werden. Der Höchststrom liegt bei dieser Schaltung bei ca. 150 mA.
Ungünstig bei der Reihenschaltung mit einem Widerstand ist, das Anlaufverhalten der Motoren. Diese haben im Stand nur den ohmschen Widerstand der Windungen. Dreht sich der Motor, dann kommt der induktive Widerstand hinzu. Das bedeutet für die Reihenschaltung, dass beim Anfahren die meiste Energie am Vorwiderstand verbraten wird und nicht an den Motoren. Dadurch laufen die Motoren etwas spät an.
Mechanische Probleme bei 2 Antrieben, die sich ergeben, wenn ein Drehgestell blockiert oder eins durchdreht, sind eher vorbildgerecht. Wenn ein Gestell anfängt zu fahren, zieht es das andere mechanisch mit und dieses läuft dann mit annähernd gleicher Geschwindigkeit, vorausgesetzt, die Mechanik läuft einwandfrei
2. elektronische Spannungsanpassung mit Transistoren:
Ich habe die 12V Betriebsspannung über eine Transistorschaltung auf ca. 1,5V abgesenkt. Durch die Schaltung ist die Spannung am Motor proportional zur Betriebsspannung, was mit den Serienwiderständen nicht der Fall ist. Beim Anfahren hat der Motor somit auch die volle Leistung zur Verfügung. Der Vorteil liegt im besseren Anlaufverhalten. Nachteilig ist allerdings der große Platzbedarf und die Wärmeentwicklung.
Hier die Schaltung:
Der Transistor wird dabei durch den Spannungsteiler gesteuert und liefert eine der Eingangsspannung proportionale Ausgangsspannung. Die Schaltung muß natürlich doppelt, für beide Richtungen, aufgebaut werden. Anpassung für andere Spannungsverhältnisse ist über die Widerstände möglich. Die 30 Ohm Widerstände dienen nur dem Überlastschutz und haben im Normalfall wenig Einfluß. Die Elektronik ist zwischen 2 Kühlblechen verschraubt und zwischen den Drehgestellen des Tatras angeordnet. Die 30 Ohm Widerstände sind in extra Kästen vor den Drehgestellen angeordnet. Dem Wärmeschutz für die Plastikteile dienen Kartonkästen, in welchen alles angeordnet ist.
Die Schaltung funktioniert seit längerer Zeit problemlos, ich hab jetzt eine 2. mit zusätzlich integriertem LM317 zur Beleuchtungsreglung aufgebaut. Auch diese funktioniert gut. Leider ist das ganze aber nur ein Kompromiß, der den Vorteil der kleinen Motoren eigentlich wieder zunichte macht. Besser wäre es, 12V Motoren einzusetzen.
Die elektrische Probleme, wurden bereits hier ----> diskutiert. Diese werden durch die mechanische Kopplung und die Schutzbeschaltung egalisiert. --->Anfang
Letztlich ist die Geschwindigkeit auch sehr von der Güte des Getriebes und dem Zustand des Motors abhängig.
Die Getriebeteile bestehen aus geätztem Neusilberblech, Zur Isolation dient Leiterplattenmaterial. Zahnräder und Schnecken habe ich aus Delo Duopox 1895 gegossen. Die Gestellteile sind alle nur durch Rasten verbunden. Der Drehschemel besteht aus 0,3mm GFK. In der Mitte befindet sich ein Kunststoffröhrchen durch welches die Verdrahtung für den Motor geführt wird. Das wird von den Seitenteilen oben verklemmt und bildet den Drehzapfen. Die Seitenteile haben am Drehzapfen Nasen, womit das Drehgestell im Waqenboden gehalten wird. --->Anfang 
Die Stromübertragung erfolgt über die mittig isolierten Achsen direkt auf die Getriebeseitenteile. Die oberen Fahnen der Seitenteile bilden zusammen mit einem Kunststffröhrchen den Drehzapfen. Rechts und links der Drehzapfen sind im Wagenboden Kontaktfedern angebracht, welche den Strom zur Anpassungselektronik weiterleiten. Dort wird die Spannung auf 2V herabgesetzt und dann an Steckbuchsen im Wagenboden geführt. An die Steckbuchsen werden die Leitungen des Motors angeschlossen, welche durch das Innere des Drehzapfens verlegt sind.
--->Anfang
Ich habe die Antriebe jetzt schon eine ganze Weile im Einsatz. Die leistungsschwachen Motoren sind durchaus in der Lage eine Modellstraßenbahn zu bewegen. Für einen einzelnen Wagen würde ein Drehgestell reichen, wenn ein Beiwage gezogen werden soll, rutscht dieser aber ziemlich schnell und Haftreifen beeinträchtigen die Stromabnahme. Der Einsatz von 2V Motoren erfordert eine Spannungsanpassung. Diese erzeugt allerdings Wärme. Ich habe da sehr lange rumprobiert, um brauchbare Ergebnisse zu erziehlen. Letztlich fahren die Modelle annähernd mit Modellgeschwindigkeit (60 - 70 km/h). Das Ziel, die vorhandenen Bausätze nicht zu verändern habe ich prinzipiell erreicht. Lediglch kleinere Ausbrüche unter den Sitzen mußten gemacht werden, da ich die Verdrahtung nicht nochmal erneuern wollte.
Übrigens sind die Motoren in vielen Geräten eingebaut beispielsweise: