Überstromschutz !

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– ein Thema, das bisher fast-niemand interessiert hat, könnte doch wichtig sein….
Es geht um unsere Empfangsanlagen, insbesondere in größeren Modellen mit vielfältigen Funktionen, die einer Versorgung einiges abverlangen. Da meine ich taucht ein bisher wenig beachtetes Ausfallrisiko auf, das in folgendem Beitrag diskutiert werden soll………..

In Großmodellen, oder auch schon in Modellen mittlerer Größe haben wir meist eine Doppelakkuversorgung mit nachgeschalteter Umschaltung / Weiche / oder Spannungsregler mit Weichenfunktion. Das erhöht die Sicherheit eines Akkuausfalles ohne Zweifel, aber wie sieht es mit dem Servoausfall aus, der sich in einem heftigen Überstrom auswirkt, dessen Ursache ein elektronisches Versagen oder einer mechanischen Überlastung durch klemmen der Abtriebskinematik ist. Man darf auch nicht vergessen, dass das Ausfallrisiko wegen Servoausfall proportional mit der Anzahl der Servos steigt. Es sind bei komplexeren Modellen heute schon bis zu 20 Servos verbaut!

Wenn das passiert, hilft keine Doppelstromversorgung – da werden beide Akkus leergesaugt – was dann passiert, kennt jeder. Was kann man dagegen unternehmen? Wünschenswert wäre, dass das betroffene Servo abgeschaltet wird – die verlorene Funktion muss man in Kauf nehmen – da führt kein Weg vorbei. Da gibt es einmal Schmelzsicherungen, die ausgetauscht (gelötet) werden müssen. Das ist im Moment die Variante von Multiplex. Da habe ich mich an ein Bauelement erinnert, das rückstellend arbeitet – nämlich POLYMER PTC Sicherungen. Ich habe diese und auch Schmelzsicherungen eingehend untersucht und bin zu dem Schluß gekommen, dass speziell in dem Strombereich, wie er bei unseren Servos typisch ist, eine rückstellende POLYMER- PTC-Sicherung die Anforderungen erfüllen kann. Die Funktionsweise sei kurz beschrieben: Das Bauelement, das aussieht wie ein keramischer Kondensator, etwa 8x8x2mm groß ist, hat einen Widerstand von 0,15 bis 0,3 Ohm bei Raumtemperatur. Der Servostrom bewirkt an dem Widerstand eine kleine Erwärmung, die in dem Bauelement eine Widerstandserhöhung bewirkt. Der extrem hohe positive Temperaturkoeffizient bewirkt, dass bis zu einem spezifizierten Strom durch Abkühleffekte weiter nichts passiert. Fließt aber durch einen Fehler in der Servoelektronik oder durch eine klemmende Mechanik ein Strom, größer als die TRIP-Schwelle, erhöht sich lawinenartig der Widerstand, wodurch sich der Strom bis unter die TRIP-Schwelle einpendelt. Ist der Überlastfall weg und die Sicherung ist wieder abgekühlt, funktioniert alles wie zuvor. Es ist eine Frage der Dimensionierung, wie hoch dieser Strom noch ist. Versuchsreihen haben mit den rückstellenden Sicherungen der Serie PFRA-XX von Schurter ergeben, dass der Typ 090 bei mittleren Servos und der Typ 135 bei großen Servos eine gute Wahl wären. Die Stromauslöseschwelle liegt z.B. beim Typ 090 bei 1,8A und der Haltestrom liegt bei ca. 1A. Der Typ 135 hat 2,7A bzw. 1,35A Ih. Der Preis für solch eine Schutzschaltung liegt unter einem Euro!

 

Die Anordnung  im Modell wäre, solange es keine integrierte Lösung im Servo gibt, an beliebiger Stelle der +Leitung zum Servo, möglichst nahe am Empfänger, vorzunehmen. Es ist denkbar, den Schutz nur speziell für hochbelastete und blockagegefährdeten Funktionen, wie Fahrwerks- oder Antriebsturmservos, einzusetzen, oder generell alle Funktionen zu schützen. Dies deshalb, weil ein Ausfall von Zusatzfunktionen meist keine schwerwiegenden Konsequenzen hat.

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Die Testschaltung gem. Abb.1 zeigt die Vorgehensweise bei den Versuchen mit unterschiedlichen Lasten bis zum Kurzschluss. Es muss erwähnt werden, dass der Einsatz von Polymer Sicherungen im Ganzen gesehen werden muss mit dem Vorregler, der eine strombegrenzende Wirkung hat. Dadurch wird sichergestellt, dass der Empfänger im Kurzschlussfall nur für einen Zeitraum kleiner als eine Sekunde mit ca. 3V versorgt wird. Ohne strombegrenzende Vorregler sprechen die Polymer-Sicherungen zwar schneller an, es werden aber ggf. je nach Installation die Leitungen u.U. mehr gefährdet. Der erste Anwender in unserem Club ist Walter Sickinger mit seiner großen SF27. Er hat konsequent alle Servos mit PFRA 090 ausgerüstet.

Lieferanten: Firma Bürklin oHG        Typ Schurler PFRA 090   Best.Nr: 50G1518

Typ Bourns  MF-R 110    Best.Nr: 50G1680

Günter Frank

Über Günter Frank

Modellflug betreibe ich seit nun 56 Jahren und habe damit alle wichtigen Epochen dieses Hobby´s mitverfolgt. Beruflich war ich 40 Jahre in der Flugerprobung von Dornier tätig. Elektronik und Flugphysik im Beruf, konnte man immer gut für die Modellfliegerei anwenden. Daher entstanden auch immer wieder Schaltungen und Praxistipps für den Modellflugbereich. Als weiteres Betätigungsfeld wäre da noch die Fotografie und Video zu nennen.

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