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Condensadores y filtros de RF en los motores de locomotoras

Electrónica aplicada al modelismo, gama CTMS, investigación y desarrollo.
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Märkos
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Mensaje por Märkos »

Rayos, truenos y :evil: :evil: :evil: :evil: :evil: :evil: :evil: :evil: :evil:

No se que le pasa a este ordenador, he tenido problemas toda la tarde para escribir, se paraba a cada momento y había que pinchar con el ratón para poder continuar, por eso no ha salido el demonio en la firma, y creeme que me fastidia porque yo soy ese, el demonio hecho post.

De pronto se ha puesto a funcionar bien y no se porqué, ya que ha sido en mitad de una sesión y no al apagar o encender como podría ser normal.

Las ultimas modificaciones en el software que he hecho ayer han sido simplemente cargar el messenger de windows versión 7 que se me había picado y descargarme un NOD32 antivirus, y por supuesto pasar el antivirus al equipo con un resultado de 32 virus BACKDOOR, un par de troyanos y tres gusanos.

En cuanto a los condensadores y filtros, ya me están dando que pensar, yo no soy extremista, pero si algo puede funcionar mejor, se aplica la necesaria modificación y a funcionar (a Jos€p le quitaron los condensadores de niño, pero no los antiparasitarios, y así le va).

S2 de J.A. Märkos :evil: :evil:
3C DCC Intellibox Lokpilot Uhlenbrock y casi todo lo que puede correr por vías, original o transformado por mi. Mucho Marklin pero sin exclusivas.
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iguadix
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Mensaje por iguadix »

Buenas:

Como bien dice el artículo inglés que nos ha traido JM, la diferencia entre dejar y quitar los componentes de los motores vienen en función de que el fabricante del descodificador haya pensado en incluir esos componentes (los americanos lo suelen hacer) o no lo hayan pensado.

Algunos fabricantes de locomotoras siguen dejando el condensador, aunque de menor capacidad, entre los dos polos del motor. En la foto que agrego se puede ver como una placa de una locomotora Roco con el interfaz NEM lleva un condensador de 10n.

Como podeis ver, se han reducido los componentes pero los fabricantes siguen protegiendo la radiofrecuencia mediante el condensador, aunque las bobinas han desaparecido.

En esto Markös queda seguir haciendo el método de probar y rectificar, hasta que se encuentre un buen funcionamiento de la locomotora. A alguna de las que tengo con descodificador NEM652 le he tenido que quitar ese condensador azul que llevan.

Salu2
Isaac
Adjuntos
placa_loco.jpg
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Märkos
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Mensaje por Märkos »

Hola.

Pues habrá que hacer una consulta a ESU y a Uhlenbrock en ese sentido para salir totalmente de dudas, el que use otros decoders si no lo tiene claro también la deberia hacer porque si cada fabricante hace lo que le parece bien, al menos deberían comunicarlo al usuario en sus prospectos... claro que como los escriben en alemán es casi como si no dijeran nada.

S2 de J.A. Märkos :evil:

PD: Hoy escribe bien, debe ser qwue hay que dejar al NOD32 que termine antes de empezar a trabajar con el ordenador. :evil:
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jmcosta
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Mensaje por jmcosta »

Hola Isaac,
iguadix escribió:Algunos fabricantes de locomotoras siguen dejando el condensador, aunque de menor capacidad, entre los dos polos del motor. En la foto que agrego
En la foto no solamwente se ve el condensador sino también los inductores, cosas verdes que parecen resistores y que son los que Zimo dice que son más "dañinos".

La razón de que los lleve puede ser similar a la que trascribo por parte de Bachmann.
El contexto es cuando la NMRA todavía creía que podía liderar el movimiento DCC y se estudió la posibilidad de que los componentes para el filtraje RF (por cierto, obligatorio en Europa pero NO en USA) se incorporasen en el dummy plug, vulgo tapón:

I discussed the capacitors with Lee (Bachmann's VP of Technical
Operations, or what ever his title is, he is the Chief Engineer) at the
SoundTraxx Dealer's clinic in 2003.

He said what is being echoed on this group - cut the cap out when you
install a decoder.

I then suggested that, on future designs, they put the inductors and
caps on the plug.

It seems Bachmann is convinced that they won't meet European RFI
standards without the T network. Putting the T network on the plug
involves hand wiring the two inductors and the capacitor on every loco,
which cannot be easily automated. Lee's viewpoint was that it was so
easy to cut the capacitor off, why should they add that expense to every
loco.

Makes sense, but . . .

BTW, the cap can affect BEMF and / or silent running. I ALWAYS cut them
out no matter what decoders is being installed.
El que escribe es Bruce Petrarca, miembro de la DCC-SiG y llegó a mí cuando las discusiones se hacían en una lista de correos más o menos abierta.

Salud,

JM
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iguadix
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Mensaje por iguadix »

Buenas:

Me he dado cuenta que en mi anterior intervención me olvidé de las bobinas esas verdes, la verdad es que por no ponerme las gafas de ver las obvié, cosa que ya me han comentado.

Bueno pués para que quede claro, estoy equidistante entre JM y Markös, y mi disposición es PROBAR y PROBAR y PROBAR, cuando todo está listo se quitan o ponen los componentes que hacen falta. Se tocan las CV y seguro que cualquier descodificador puede entrar en cualquier locomotora, claro que hay que currarselo, y eso es algo para lo que no todos tenemos tiempo.

Salu2
Isaac
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jmcosta
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Mensaje por jmcosta »

Hola Isaaác,
iguadix escribió:...pués para que quede claro, estoy equidistante entre JM y Markös, y mi disposición es PROBAR y PROBAR y PROBAR
¿O sea que debes de estar en Lérida? :lol:

Yo lo de probar intentaría hacerlo de alguna manera objetiva, algo así como hacer un speed profile a la locomotora sola y luego con un par de vagones lastrados. Obtener y ajustar la brake compensation en ambos casos y ver si coinciden. Luego verificar comportamientos de parada virtual a diferentes distancias y velocidades iniciales. Primero con la Roco con toda la parafernalia, luego cortando el condensador y por último puenteando los choques.

Puede ser un coñazo pero como has dicho que ibas a probar, probar y probarrrrr....

Salud equidistante,

JM
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Märkos
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Mensaje por Märkos »

Hola.

Es que a mi no me divierte ver un tren dando estúpidas vueltas por un ovalo y pasando mil veces por la misma estación, a mi lo que me gusta son las conversiones, modificaciones, iluminaciones (en una palabra todo lo que suponga tocar l.... ......ones a las locomotoras), y estas pruebas, destinadas a localizar y corregir problemas son lo que mas me divierte.

S2 de J.A. Märkos :evil:
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jmcosta
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Mensaje por jmcosta »

Bon día,

Como uno mucho probar, probar y probar pero luego solo saca que es equidistante consigo mismo y al otro los demonios parece que se le hayan apoderado, he empezado yo a hacer unas pruebas.

Para que los trenes no den vueltas estúpidas alrededor de un óvalo, he empezado a hacer el speed profile de una loco. Así los trenes hacen idas y venidas inteligentes a lo largo de una recta.
Se me ha ocurrido hacer el Speed Profile a 28 y a 128 pasos y han salido unas conclusiones que creo que aunque esperadas merece la pena insistir en ellas.

Como en principio no tiene nada que ver con antiparasitarios, pues abro otro hilo dedicado a ello.

viewtopic.php?t=1921

Salud,

JM
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fmco
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Mensaje por fmco »

Casualmente en un foro ingles estos dias tambien se habla del famoso condensador, os pongo un par de respuestas:
I installed about 8 or 10 Lenz Silver HO decoders in Fleischmann
locos for a mate.
They all ran great in reverse with their rev. headlights on, however
in forward it was a completely different story.
They would stop and start every few feet or so. Turn the H/L (in
forward) off and all was OK. I tried everything I could think of to no avail.
In desperation my friend then contacted Lenz and was told to fit a 10
nF ceramic cap between the motor terminals and they are now working fine!
En una maquina FLSH que iba bien en un sentido pero no en otro, Lenz le sugiere que ponga un condensador de 10nF!

Esta es una argumentada respuesta de otro forero:
I believe that. Sound like a band-aid to what is really a combo
motor-decoder problem.

Motor: Motor can work great in one direction but bad in the other for a
variety of reasons. If you worked with motors enough, you know many
times they spin better in one direction than the other. I can often
correlate this to the sparking around the motor brushes being far worse
in the bad direction. I can tell by your description that the motor in
this case is making so much electrical noise in the forward direction
that its confusing the decoder electronics. Assuming the motor is not
defective and relatively new, I bet the motor has not been broken in.
The brushes have not taken a good "set" in terms of contact pattern. If
the engine was broken in under DC in both forward and reverse, I bet the
problem would go away. Now if the motor is bad, then your situation is
unique and not representative of what most people would encounter.
Stated another way, the identical engine with a good motor and the same
decoder may not need the cap!

Decoder: Decoders are not equally sensitive to motor noise. Some are
more sensitive than others. I have even seen a decoder even be
sensitive to the type of booster being used with the same type of
control problems. Not that you should go do this, but I bet if you had
installed a different brand of decoder, it will work without the cap
installed. What is well known is the cap's presence has caused FAR MORE
problems with decoders especially ones with BEMF turned on.

Cap: A 10nF (0.01uF) cap is the type used for RFI interference
suppression. It will attack the high frequency voltage spikes coming
from the motor. A capacitor is a passive device that, as installed,
attacks the source of the noise. Hence it is responding to a problem
created by the motor and making the noise tolerable to the decoder.

Bottom Line: I am happy you solved your problem with the application of
the capacitor. But I do not think this type of example supports the
idea that one should keep the cap.
En fin, que si no va bien en un sentido no tiene que ser por culpa del dichoso condensador que hay mas causas pero si con eso lo ha solucionado pues mejor que mejor.

...
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fmco
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Mensaje por fmco »

y mas argumentaciones para quitar el condensador:
Short Answer:

Yes it has the potential to damage a decoder in the form of thermal
overload due to excess current flow not related to the motor itself.
The ability of a given decoder to take "the heat" will depend on the
decoder you use in terms of physical size, motor drive features and
current ratings.

In DCC that is nothing positive with leaving the capacitor in place.
Even it if does not damage the decoder, it will have lots of side
effects. More advanced decoders with features such as high frequency
drive and/or BEMF will not work well if it works at all.

Many companies say to do this. Decoder manufactures such a TCS has a
note about this. Even Bachmann, who's locomotives come with the RFI
filter, had a tech reference notice saying for DCC operation, it that
you should remove it and it will NOT violate the Bachmann warrantee!
The notice is gone since Bachmann redid its website. But it discussed
on the FAQ board that replaced it.

Bottom line, remove the capacitor. Do not worry about what country your
in. That cap was not put there for YOU.

Long Answer:

The capacitor is part of larger circuit that exist to filter motor noise
that could cause Radio Frequency Interference (RFI) in some countries.
The circuit prevents RFI generated by the motor from radiating out into
the air like a radio signal that can interfere with other radio based
electronics. Hence this "RFI filter" circuit "filters out" RFI noise
before it can "escape" and cause problems.

The requirement for a RFI filter varies with the country it is sold
into. It the companies responsibility to put it. Since companies like
Bachmann sell world wide, it simpler to add a capacitor and not worry
about where the locomotive is sold.

That part of most concern is the capacitor in the RFI filter. It is
placed electrically across the two wire leads that go to the motor. In
other words, the capacitor is "effectively" electrically in parallel
with the motor. The capacitor job is to allow RFI to pass freely
between its two terminals. Given it placement in the circuit, the
capacitor "shorts out" any RFI energy that is on the two wires going to
the motor. It does not care where the RFI energy is coming from on the
motor wires. It will simply short it out.

When working under plain DC power and capacitor can perform it RFI
function with no side effects on anything. In this case, the only
source of RFI energy is the motor itself which is why the circuit exist
in the first place. It has not effect on the DC power packs.Since more
DC locomotives are sold than DCC locomotives, the majority of the market
has no problem with the RFI filter.

However, when working under DCC, the motor is no longer driven with
plain DC power. It use "pulse power" which to the capacitor looks like
RFI. When you use High Frequency (Silent/hyper) Drive the pulse
driving the motor look even more like RFI to the capacitor. Since the
capacitor attempts to "short out" any RFI looking signal regardless were
it comes from, the DCC Decoder will see a momentary short circuit at the
very beginning of each motor pulse!

Assuming the decoder still functions at all, it must deal with the short
circuit by providing more current. More current = More Heat.
Hence it has the long term potential too hurt a DCC decoder even if it
works.

Remove the capacitor. End of story.
Mas o menos lo que se ha comentado, sobre la RFI y el calentamiento. Asi que mejor lo pruebes y que si da problemas que lo quites.

saludos,

Paco
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iguadix
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Mensaje por iguadix »

Buenas:

Pués JM como yo no tengo posibilidad de hacer nada en un circuito de vía, dígase maqueta, etc, pués me dedico a hacer pruebas de otro tipo, y consigo que lo que antes no funcionaba, dígase electrotren antiguas, ibertren antiguas, lima, jouef, y cosas con motores de 30 años y más funcionen decentemente, incluso cambiandoles los motores por motores sacados de bandejas de CD-Rom de informática.

Por eso lo de probar, probar y probar, y luego arreglar, arreglar y arreglar. Además lo de la Xdistancia es sólo hablar de tomarme una especie de distancia entre Markös y tu con respecto a lo de los componentes que quitar o que dejar porque no siempre es blanco o negro, y mi escala de grises es de 256 colores por lo menos.

Por cierto, que ya me gustaría ver que mis trenes pueden dar vueltas estúpidas, porque es que no salen de las cajas, este año sólo a la otoñal, así que ya veis.

Salu2
Isaac

PD. Espero que pase la crisis, que me da más faena de la cuenta. Y a las Fle antiguas les quito a todas todo lo que tengan en las tapas, y luego las aislo, y luego...
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Märkos
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Mensaje por Märkos »

Hola.

Todas la explicaciones que he leido, me parecen muy razonadas en base a la opinión de los que las dan, pero.... no hay ni una explicación que con números y formulas nos diga cual es la reacción de esa BFEM o de esa PWM al encontrarse con el "capacitor" de marras, asi que no veo ni una respuesta verdaderamente científica que pueda considerarse definitivamente válida para cerrar el tema que nos ocupa.

He desmontado el "capacitor" y los filtros de 10 micro Henrios de mi BR92 motor CC y he hecho las pruebas pertinentes con ella.

Ni se observan mejores ni peores prestaciones en velocidad pura, ni se observa mejor o peor comportamiento enganchándola a un tren bien cargado o dejándola correr sola, asi que como tampoco se calienta mas o menos que antes, he recogido el material y ahí lo tengo guardado para cuando vuelva a abrir esa maquina, a lo mejor se lo vuelvo a colocar, pero sin base científica ni fundamento alguno, solo por no saber donde ponerlo para que no se pierda.

Yo se que nos leen señores que tienen colgado de la pared un titulo universitario que los acredita como ingenieros superiores en electronica y en electricidad y que alguna vez han hecho ondear el titulo por los foros como demostración de que saben mas que los que responden a las preguntas que se formulan, estoy esperando a que alguno de ellos me muestre una gráfica con su correspondiente fórmula y razonamiento del comportamiento de estos motores con y sin estos filtros de RF, pero parece que el tema es tan peliagudo que ni los fabricantes se atreven con ello, asi que seguiremos haciendo lo que nos parezca y cada uno en su casa es feliz con aquello con lo que se acuesta. (me refiero al pijama, malpensados).

S2 de J.A. Märkos

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Mensaje por jmcosta »

Hola Jose Antonio,

Siento mucho que no hayamos sido capaces de darte el tipo de respuesta que buscabas, aunque me parece que esa fórmula mágica que liga unas cosas con otras sería de la misma complejidad de la todavía buscada y no hallada que debería ligar la relatividad general con la teoría cuántica.

Sin embargo, fórmulas que unen las impedancias de condensadores e inductores con la frecuencia de la corriente puedes encontrarlas en la Wikipedia, aunque posiblemente poco te van a servir ya que describen un estado teórico mediante unos comportamientos ideales.

Desgraciadamente el mundo real se diferencia en mayor o menos medida del ideal generalmente en base a las especificaciones técnicas de los componentes usados y así el PWM no solamente tiene una frecuencia principal, sino que genera unos armónicos de diferentes frecuencias.
Así mismo el “todo o nada” del PWM no lo es tal. Dependiendo de las especificaciones de los transistores de salida, la pendiente de los flancos no es igual, e incluso hay rebotes.
Y de la compensación de carga no hablemos. Como excelente traductor de los manuales LokPilot sabes que dentro de un mismo decoder puedes variar muchos factores por software.

Así que yo al menos dejo ya la teoría y voy a los ensayos prácticos. ¿No dicen que la experimentación es la madre de la ciencia?

Mi ensayo:

La famosa locomotora Roco ref 63906 con decoder Gold y Power1.
He medido el tiempo que tarda en ir de un punto a otro de mi instalación, con una longitud aproximada de 9 metros y medio.
Hay un desnivel de 15 cm que asciende en 5 metros de trazado, es decir con una pendiente de 30 milésimas.

He hecho y cronometrado el recorrido a pasos 7, 14 y 28 de 28.
Primero con la loco sola y luego con dos vagones, uno el limpiavías de Roco (la goma frota y frena) y otro una tolva de dos ejes cargada con 100 grms de plomo.
Posteriormente he añadido 5 tolvas de 4 ejes. Como no tengo un dinamómetro ad hoc no puede decir cuál era el esfuerzo de tracción.
Una vez hechas y repetidas las pruebas y sacada la media de las mediciones (tres, no nos pasemos), he procedido a repetirlas primero cargándome el condensadorcete entre escobillas y luego los quitando y puenteando inductores.

En la tabla se ven los resultados.


Imagen


Mis observaciones:

En los comportamientos no medibles (suavidad en la arrancada, ausencia de tirones a baja y finura en la frenada) no se observan variaciones en uno u otro caso.

La compensación de carga funciona (sin ella a paso 7 la loco no subiría la rampa) pero tiene un error, en un caso del 2% y en el de la carga gorda de un 4,5%.

Quitarle condensador e inductores podría indicar una mejora, pero es tan leve que podría más deberse a desviaciones de la ISA que a otra cosa.


Mis conclusiones: para el caso de una locomotora moderna Roco, con motor can y en la que ya esté previsto inicialmente el uso de un decoder y si encima se le pone uno “premium” como el Lenz Gold, no importa en absoluto que se mantenga o se eliminen los filtros RFI.

No puedo sacar más conclusiones.
Perdón, una más: mi práctica habitual de dejar los filtros en las nuevas y quitárselos a las viejas, no va mal encaminada.

Saludos,

JM
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Märkos
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Mensaje por Märkos »

Hola.

Bueno, esa si es una respuesta, no cita la estrella polar ni el logaritmo de PI ni pretende sentar las bases de la teoría de la gravitación universal (hay quien lo hace para dar la dirección de una tienda, creedme), pero al menos hay una practica con unas mediciones y unas conclusiones que ya son válidas porque muestran las diferencias en uno u otro caso y que personalmente me parecen muy interesantes.

En mi practica, no ha habido diferencias medibles pero tal vez ha sido porque las he hecho con una locomotora Marklin moderna, con un motor que a mi parecer es muy malo y que debido a su lentitud intrínseca no permite observar variación ni en tiempos ni en comportamiento dinámico, a ver si lo repito con una locomotora de verdad y puedo aportar algo útil, pero eso será cuando bajen "las calores", que vengo ahora mismo del Burgo de Osma (Soria) de reparar un AVE de electrotren y alguna cosilla más y ni siquiera allí se soporta el calor de día.

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