Stromverbrauch überwachen

Im Beitrag "Wieviel Strom ziehen die Lokomotiven" ist eine Methode aufgezeigt worden, um den Strombedarf einer bestimmten Lok unter Lastbedingungen zu ermitteln.

Im praktischen Betrieb ist es natürlich von Interesse, wieviel Strom gesamt in einem Stromkreis gezogen wird um festzustellen:

  • Ist noch Reserve vorhanden?
  • Wie hoch ist die Belastung der Booster?
  • Gibt es in bestimmten Situationen besondere Probleme wie z.B.
    • Anfahrstrom zu hoch?
    • Kurzzeitige Überlastungen durch Kontaktschlüsse?

Anregung lieferte ein Beitrag im Internet über die Kontrolle des Stromverbrauchs in DCC-gesteuerten Anlagen:

Der Bedarf an Bauteilen ist gering:

  • Brückengleichrichter mit ausreichender Strombelastbarkeit
  • Gleichstrom-Amperemeter in gleicher Größenordnung
  • Schalter zum Überbrücken der Messeinrichtung, wenn der Spannungsabfall über dem Gleichrichter (ca. 1,5 bis 2 Volt) nicht verkraftet werden kann (Störungen)

Also kurz zusammengelötet und in den digitalen Stromkreis eingebunden.

(Die Links zu den Bauteilvorschlägen sind ggfs nicht mehr aktuell. Ähnliche Komponenten zu finden sollte nicht schwierig sein; die Gesamtkosten sind problemlos unter EUR 20,- zu halten)

Bei Messungen zeigte sich, dass das vermeintlich für DCC geeignete Verfahren für MOTOROLA keine plausiblen Werte anzeigte. Der Grund liegt in den Unterschieden der Pulsbreitenmodulation der beiden Systeme. Asymmetrien führen zu unrealen Werten.

Da ich aber schon Gleichrichter und Amperemeter beschafft hatte, habe ich nach einer Stelle in der Versorgung gesucht, die reale Werte liefern kann. Hier bietet sich das Einschleifen der Messeinrichtung in die Ausgangsleitungen der Transformatoren an:

  • Es ist reiner 50Hz Wechselstrom
  • Die nominelle Spannung von 16 VAC ist im Leelauf ca. 18,5 VAC
  • Der Spannungsabfall über den Gleichrichter ist an dieser Stelle vor dem Booster weniger bis gar nicht schädlich

Die Strom-Messeinrichtung ist nun in die Primärversorgung der Booster eingeschleift. Bei Bedarf kann durch einen Kurzschluss-Stecker die gesamte Messeinrichtung überbrückt werden:

Versorgung mehrerer Stromkreise für die Modellbahn

 

Also wurde für die schon gekauften Amperemeter und Gleichrichter eine Alutafel zugeschnitten, die dann neben dem Steuerpult unter die Anlagenkante montiert wurde.

Montageplatte für die Modellbahn-Stromüberwachung

 

Die Abmessungen richten sich hauptsächlich nach den Anzeigeinstrumenten. Ich habe klassische Zeigerinstrumente gewählt, die sich auf einem Blick erfassen lassen. Neben den Instrumenten sitzt der Überbrückungsschalter für den jeweiligen Stromkreis. Die Gleichrichter sind mit einem Alustreifen hinter der Frontplatte klemmend befestigt. Somit dienen alle Aluteile auch gleichzeitig der Wäremabfuhr der Brückengleichrichter. Der Strommessbereich von 5 Ampere ist genau richtig, da einer meiner Booster maximal 3,5 Ampere Digitalstrom liefern kann. Gehen also Zeiger über die Mittenstellung hinweg wird die Strombelastung kritisch.

Zusammengebaut sieht die Überwachungseinheit dann wie folgt aus (einige Bohrungen in der Platte stammen von vorheriger Anwendung und verschwinden hinter dem Anlagenrahmen) :

Montiert an Anlagenrahmen habe ich dann einen schnellen Überblick über den Stromfluss in den jeweiligen Stromkreisen. Den Eigenverbrauch der Booster bzw der Intellibox kann man dabei vernachlässigen. Das sind jeweils deutlich unter 100 mA.

Bilder und Zeichnungen sind im Downloadbereich zusammengefasst. Die Zeichnung der Frontplatte könnt ihr nach den euch verfügbaren Bauteilen anpassen, entweder mit CorelDraw oder mit LibreOffice.

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