Referenz Spannung

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Regelungs-Referenz

Reference Voltage

Immer wieder erreichen mich Fragen zum Thema "Was ist die Bedeutung der Referenz Spannung?" Kurz: Das ist jene Spannung die der Decoder erwartet wenn der Motor mit voller Geschwindigkeit läuft an Gegen EMK abgeben soll. Frequently I receive questions about "What does that reference voltage setting mean, what is it for?" Briefly, it is the voltage of EMF that the motor should generate when it runs with 100% speed.

Anwendung

Usage

Geregelte Decoder messen die Spannung die der Motor in den Pausen der PWM Ansteuerung erzeugt. Da sich der Motor in den Stromlosen Phasen weiter dreht, bewegt er einen Draht durch das Feld der Permanentmagneten. Dadurch wird eine Spannung induziert. Diese Spannung ist Drehzahlabhängig. Dies erlaubt eine Regelung aufzubauen. Regulated decoders meter the voltage which is generated by the motor in the powerless phases of the PWM. As the motor continues spinnimg wire is moved through the magnetic field. This generates voltage. The voltage is proportional to the speed of the motor. This allows constructing a regulating loop.

Motor PWM

 

Damit die Sache funktionieren kann muss der Decoder wissen wie viel Spannung zu erwarten ist wenn der Motor mit voller Geschwindigkeit läuft. Theoretisch ist das jene Spannung mit der er betrieben wird. Es gibt aber eine Reihe unvermeidbarer Verluste wie die Gleichrichterdioden, die Motorreibung und dergleichen mehr. Daher wird es ein wenig weniger als die Schienenspannung sein.

Man sollte doch zumindest einige Volt unter die Schienenspannung gehen um dem Regler im Decoder "Platz" für die Nachregelung zu lassen. Wenn man die Referenzspannung zu hoch setzt kann es sein, dass der Decoder nicht mehr genug Reserven hat um Belastungsänderungen auszugleichen.

Zu niedrige Werte, zum Beispiel 9V haben den Nachteil, dass dann der Decoder nicht den vollen Umfang der Drehzahlmöglichkeiten des Motors ausnützen wird. Wegen der unterschiedlichen Schienenspannungen sind die Standardwerte in der Regel nicht passend.

To allow the decoder to calculate the right correction it is necessary that the decoder knows the track voltage. Theoretically this is the track voltage. Unfortunately there are some losses like rectifier and friction. This leads to some volts below track level.

There is even more distance recommended to give the decoder some space to compensate higher load, for example when the loco should pull up a hill.

If you set the reference voltage to low levels like 9V it would be fine for the regulator. Unfortunately you loose a lot on top speed. As the decoder would not allow more speed.

Ein weiteres großes Problem der Modellbahner kann man mit der Referenzspannung elegant beheben. Fast alle Digitalsteuerungen brechen bei Belastung mit der Spannung ein. Soviel ich weiß kann nur ZIMO die Spannung stabil halten. Damit worden die Lokomotiven unterschiedlich schnell fahren. Wenn man die Referenzspannung so einstellt, dass auch bei größter Belastung noch geregelt werden kann, bleiben die Loks stabil   Another problem for model railroaders are the weakness of most central units. The voltage breaks down if load is high. As far as I know only ZIMO is capable to stabilize the voltage. Setting the reference voltage below the lowest expected voltage allows the decoder to keep speed constant independent of how many trains operate on the layout.
Tran hält die Referenzspannung im alten CV Layout in CV49 bzw. CV64 in neuen.

ZIMO hat diesen Mechanismus in CV57. Wobei ZIMO die Spannung misst und automatisch einstellt wenn man CV57 auf 0 setzt. Ausnahme der MX62, der hat diese EInrichtung nicht. Falls man eine besonders einbrechende Spannungsversorgung hat sollte man aber deshalb die Referenzspannung manuell setzen. Bei den meisten Herstellern programmiert man den Wert in 100mV Einheiten also 125 für 12,5V

  Tran controls the reference Voltage in CV49 in the old layout and CV64 in the new layout.

ZIMO uses CV57 for that function. ZIMO senses the track voltage automatically if CV57 is set to 0. Exept the MX62, this decoder does not carry that feature. If you have a very weak power supply you should set the voltage also on the ZIMOs.

Most vendors use values in 100mV to set the reference. This is 125 for 12,5V

 
 

 

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