Spannungsüberwachung an Graetzbrücken und Z Dioden

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Autor
Spannungsüberwachung an Graetzbrücken und Z Dioden

    







BID = 950185

mgor

Gerade angekommen
Beiträge: 4
 

  


Hallo,

(bitte lesen, auch wenn es viel ist)

in einer Lok ist eine Gleichrichterschaltung und Spannungsstabilisierung verbaut. 40 Jahre alt und russischer Herkunft.

Dieser Block geht ab und zu mal kaputt, weil Z-Dioden einfach den Dienst quittieren.

Der Gleichrichterkasten ist als Einschub gebaut, man kann also im Betrieb nicht messen, außerdem ist der Ort, wo der Kasten verbaut ist ohnehin nicht zu betreten, wenn die Lok in Betrieb ist... und auch nur dann arbeitet die Gleichrichterbox nur.


Ursprünglich wollte ich einen externen Prüfplatz für diese Boxen bauen, jedoch muss die Lok, bzw die Box immer in die Werkstatt. Dazu habe ich mit Eplan schon einen Plan gezeichnet und hätte da die einzelnen Gleichrichterelemente mit einem Oszi prüfen können.

Es macht meiner Meinung nach aber mehr Sinn, die Ausgangsspannungen per LED anzeigen zu lassen, dafür wäre in der Gleichrichterbox ausreichend Platz und der Lokführer hätte sofort im Blick, ob die Box abgeraucht ist.

Die drei Graetzbrücken gehen eigentlich nie kaputt, sehr viel öfter kommen die Zenerdioden...

und sicherlich sind die Kondensatoren nach 40 Jahren auch irgendwann mal platt.

Auf der Elpan Zeichnung ist rechts bis zum Steckkontakt der Prüfling.
Links vom Steckkontakt auf dem Plan wäre meine externe Oszimessvariante.

Zu den Spannungen im Betrieb kann ich keine klare Aussage treffen, ich weiß, dass:

- Der Kondensator nach der ersten Graetzbrücke 100 Volt hat, somit kann man mit höherer Spannung rechnen, als bei der dritten Gleichrichtung, wo die Spannung mit einer Z-Diode bei höchstens 7,5 Volt gehalten wird.


Jetzt die Fragen:

Ich baue in alle drei Gleichrichterschaltungen jeweils eine Led, die anzeigt, dass aus der Baugruppe Spannung kommt,

-also LED 1 an Kontakt 3 und 4
-LED 2 an Kontakt 7 und 8
-LED 3 an 16 und 17

Auf dem Bild schlecht /nicht zu erkennen die Kontaktbelegung: die ist von oben nach unten durchnummeriert 1-2-3-4, 5-6-7-8, 9 und 10 frei, 11-12-13 Z Dioden (2 mal 6 Volt in Reihe, 14-15-16-17 (auch mit z Diode auf 6 Volt festgenagelt)

Erste Frage:

-Sollte in einer Graetzbrücke eine Diode defekt sein, sehe ich das an der LED gegebenenfalls (evtl. Flackern, weil von einer Halbwelle dann das Gegenpotential fehlt?

- Die wichtigere Frage:

wie kann ich die Spannungen über den Z-Dioden sinnvoll auswerten??






BID = 950192

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17434

 

  

Zum Messen der Spannung verwendet man sinnvoll ein Voltmeter.
Das Deine Z-Dioden ab rauchen wundert mich nicht! Sobald da keine Last dranhängt werden diese mit dem max Strom belastet. Deshalb werden Z-Dioden über einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung eingesetzt.


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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 950193

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Dass Deine Z-Dioden abrauchen wundert mich nicht!
Mich auch nicht.
Rusische Technik halt.
Es gibt Leute, die behaupten, sie wäre unkaputtbar, aber das widerspricht meiner Erfahrung und hier ist ein Beweis.


Allerdings funktioniert die Schaltung wohl auch anders als du annimmst.
Wenn das nicht ein Zeichenfehler ist, sind das nämlich keine Graetzbrücken.
Dafür sind die jeweils unteren Diodenpaare falsch gezeichnet.


Wozu dient dieser ominöse Gleichrichterkasten denn?

P.S.:
Der Fehler ist nur im Schaltplan, nicht auf dem Deckel.
Was stimmt denn nun?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 14 Jan 2015 12:47 ]

BID = 950194

der mit den kurzen Armen

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ZD3 ist auch auf dem Deckel ohne Vorwiderstand parallel ohne Vorwiderstand am Gleichrichter.
Edit und D1 fehlt in der Zeichnung des TE auch komplett!

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 14 Jan 2015 12:57 ]

BID = 950196

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
ZD3 ist auch auf dem Deckel ohne Vorwiderstand parallel ohne Vorwiderstand am Gleichrichter.
Die Strombegrenzung kann ja auch vor dem Gleichrichter passieren, z.B. durch eine Drossel.

Da aber im Kasten tatsächlich nur ein Widerstand zu sehen ist, sind im Plan sicher weitere Fehler vorhanden.
100V am Kondensator passen auch nicht zur 7V Zenerdiode, es sei denn da findet eine Rückspeisung statt.

BID = 950201

mgor

Gerade angekommen
Beiträge: 4


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 14 Jan 2015 12:26 geschrieben :

Zum Messen der Spannung verwendet man sinnvoll ein Voltmeter.


Ja, aber ich möchte nicht wissen, wie viel Spannung da rauskommt, sondern ob Spannung rauskommt, also ob der Gleichrichter mit allen 4 Dioden fehlerfrei arbeitet.




Zitat :
Das Deine Z-Dioden ab rauchen wundert mich nicht! Sobald da keine Last dranhängt werden diese mit dem max Strom belastet. Deshalb werden Z-Dioden über einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung eingesetzt.


Der Strom ist in der Anlage vorher schon begrenzt. Außerdem ist es unmöglich, in diesem "Einschub" die Last abzuklemmen / abzustecken, ohne die Versorgungsspannung zu unterbrechen.

Vielleicht kannst du dich einfach damit zufrieden geben, dass die Technik schon über 40 Jahre alt ist und auch schon über 5.000.000 km auf dem Tacho hat.

Die untere rechte Diode war falsch, ich hab es korrigiert. Der Rest stimmt so und ich hab die Daten von den Kondensatoren eingefügt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: mgor am 14 Jan 2015 14:08 ]
Kann man beim Anworten keine Bilder mehr anhängen?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: mgor am 14 Jan 2015 14:10 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: mgor am 14 Jan 2015 14:12 ]

BID = 950202

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17434


Zitat :
Der Strom ist in der Anlage vorher schon begrenzt. Außerdem ist es unmöglich, in diesem "Einschub" die Last abzuklemmen / abzustecken, ohne die Versorgungsspannung zu unterbrechen.
Das die Schaltung durch Unterbrechung der Last auch leer laufen kann ist dir wahrscheinlich entfallen) Wackelkontakte kommen ja bei einer Lok nicht vor
Du solltest solche Informationen auch geben und nicht Deine Messschaltung hier vorstellen!
Des weiteren ist die Frequenz mit der die Gleichrichter gespeist werden auch von Interesse.
Bei 50 Hz siehst du kein Flimmern der LED und schon gar nicht wenn da noch ein Kondensator zur Glättung vorgesehen ist! Das du mit dem Oszi die Rohspannung nach den Gleichrichtern dir ansehen kannst und aus dem Schirmbild auch auf Fehler schließen kannst bezweifelt niemand. Nur dürfte es wohl kaum sinnvoll sein da einen Oszi auf der Lok zu montieren.
Bei Fehlern ist es also sinnvoller da die Spannungen zu Überwachen und dafür ist ein Voltmeter noch immer die beste Lösung! Alternative sind Komperatoren ,die die Spannung im zulässigen Bereich überwachen und bei Fehlern( Überspannung oder Unterspannung) ein Alarmsignal geben.

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BID = 950209

mgor

Gerade angekommen
Beiträge: 4

Ich kann keine 4 Spannungsmesser irgendwo hinhängen oder hinbauen. Es ist einfach kein Platz vorhanden. Es ist absolut unmöglich. Es kommt auch nicht darauf an, ob die Diode mal kaputt gehen kann oder ein Wackelkontakt vorhanden ist, sondern es soll auf einem Blick gesehen werden, ob das Modul 3 Ausgangsspannungen liefert.


Es interessiert an der Stelle wirklich niemanden, ob aus 15 V mit zwei Z Dioden 12 V zurecht geschnitten werden. Ich könnte auch einen 7812 Festpannungsregler einbauen, wenn ich es genau haben wöllte.

Fakt ist, die Maschine läuft und es soll bei Ausfall auf einem Blick gesehen werden, ob die Spannungsversorgung aus dem Bauteil kommt.

Sollte materiell- oder altersbedingter plötzlicher "Lastabwurf" die Z-Dioden schädigen / zerstören, spielt das keine Rolle. Es gibt einen zweiten Einschub, der vom Maschinenbediener direkt getauscht werden kann.

Dazu muss es nur von 3 Metern Entfernung anzeigen, ob es defekt ist.

Mit anderen Worten, sind 4 Betriebsbereit-Meldungen an der Einheit erkennbar, muss niemand messen oder auf gut Glück, das Bauteil tauschen.

Die Graetzbrücken selber stellen ja auch kein Problem dar, aber wie überwache ich die 2 Z-Dioden in Reihe?


Irgendwie klappt das mit Foto einfügen bei mir nicht mehr, ich kann zwar nach Bildern durchsuchen, aber hochladen tut es sie nicht mehr.

Hier das Bild von meiner Baustelle:
http://www.fotos(minus)hochladen.ne.....0.jpg

[ Diese Nachricht wurde geändert von: mgor am 14 Jan 2015 15:12 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: mgor am 14 Jan 2015 15:12 ]

BID = 950212

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5316


Zitat :
mgor hat am 14 Jan 2015 15:04 geschrieben :

Ich kann keine 4 Spannungsmesser irgendwo hinhängen oder hinbauen. Es ist einfach kein Platz vorhanden. [...] sondern es soll auf einem Blick gesehen werden, ob das Modul 3 Ausgangsspannungen liefert.

Wo ist jetzt das Problem 3 (4?) LEDs mit Vorwiderstand an die "Ausgangsspannungen" zu hängen? Wenn eine LED aus ist, bedeutet es einen Defekt.
Für Unterspannungserkennung kann man auch eine Z-Diode in Reihe mit der LED schalten und den Vorwiderstand verkleinern. (Wäre die einfachste Möglichkeit von vielen.)

Oder habe ich die Frage falsch verstanden?

BID = 950214

der mit den kurzen Armen

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Zitat :
mgor hat am 14 Jan 2015 15:04 geschrieben :



Fakt ist, die Maschine läuft und es soll bei Ausfall auf einem Blick gesehen werden, ob die Spannungsversorgung aus dem Bauteil kommt.

Sollte materiell- oder altersbedingter plötzlicher "Lastabwurf" die Z-Dioden schädigen / zerstören, spielt das keine Rolle. Es gibt einen zweiten Einschub, der vom Maschinenbediener direkt getauscht werden kann.

Dazu muss es nur von 3 Metern Entfernung anzeigen, ob es defekt ist.

Mit anderen Worten, sind 4 Betriebsbereit-Meldungen an der Einheit erkennbar, muss niemand messen oder auf gut Glück, das Bauteil tauschen.

Die Graetzbrücken selber stellen ja auch kein Problem dar, aber wie überwache ich die 2 Z-Dioden in Reihe?



Die Ausgangsspannungen kannst du mit LED +Vorwiderstand realisieren.
Die Beiden Z-dioden kannst du mit einem Komparator überwachen. Im einfachsten Fall mit einer Z-diode und einer LED parallel dazu.





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BID = 950218

mgor

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Ok, danke. Könnte man auch einen Spannungsabfall über 2 Dioden provozieren, dazu parallel eine LED, die quasi über diesen Spannungsabfall versorgt wird?

Das verschiebt aber die Regelung der zwei ZDioden sicherlich um 1,4 Volt nach oben, richtig?


-----------------------------------
zDiode
zDiode
Abzweig...................
Diode in Fluss Vorwiderstand
Diode in Fluss LED
------------------------------------

BID = 950219

der mit den kurzen Armen

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Was denkst du warum da eine Z-diode eingesetzt wird und warum die 2 te LED über Vorwiderstand betrieben wird! Deine Idee mit 2 Dioden geht nach hinten los ! Warum kannst du Dir mal selber überlegen!

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BID = 950223

perl

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Hier das Bild vom obigen Link:




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