Phasendreher

Wenn es beim Überfahren einer Trennstelle (Boosterbezirksgrenze) "zirpt", dann liegt ein Phasendreher vor.

Was ist eigentlich ein Phasendreher, und was bedeutet das für die Modellbahnlok?

Ein wenig Theorie

Bei DCC ändert sich zwar die Polarität der Spannung im Gleis andauernd. Aber wenn wir in Gedanken die Zeit zu einem beliebigen Zeitpunkt "x" anhalten, ist an der einen Schiene Plus und an der anderen Minus (oder umgekehrt).

Nun betrachten wir die Situation bei einer Trennstelle im Gleis:

Wenn wir eine Trennstelle im Gleis haben, dann sind normalerweise die Gleisspannungen zu einem beliebigen Zeitpunkt "x" auf beiden Seiten der Trennstelle gleich rum polarisiert. D.h. Plus ist auf beiden Seiten der Trennstelle an der "Nordschiene", Minus auf beiden Seiten der Trennstelle an der "Südschiene". Wenn der Pegel des DCC-Signals ändert, ist es umgekehrt. Aber immer auf beiden Seiten der Trennstelle gleich.

Bei einem Phasendreher ist die Polarität auf der einen Seite der Trennstelle genau entgegengesetzt zur Polarität auf der anderen Seite der Trennstelle. Der Pegel des DCC-Signals ist "gespiegelt". In der Elektrotechnik spricht man auch von einer Phasenverschiebung um 180 Grad, daher "Phasendreher".

Solange die beiden Stromkreise nicht verbunden sind, passiert nichts. Wenn aber eine Lok auf die Trennstelle fährt, werden die beiden Trennstellen durch Räder und Radschleifer überbrückt. Es befinden sich nun zwei Spannungsquellen im Stromkreis, deren Spannungen addiert werden - wie zwei Batterien, die in Serie geschaltet sind.

Der Gesamtwiderstand des Stromkreises besteht nun im Wesentlichen aus dem Übergangswiderstand Schiene-Rad-Radschleifer, wie im Bild gut zu erkennen ist. Ein satter Kurzschluss!

Und weil sich zwei Spannungsquellen im Stromkreis befinden, fällt über beiden Trennstellen bzw. Radschleifern jeweils die ganze DCC-Spannung ab. Es wird also in beiden Schiene-Rad-Radschleifer-Übergängen die maximale Verlustleistung P_V = U_DCC * I_Kurzschluss verheizt.

Wenn zwei 24V / 5A Booster beteiligt sind, dann ergibt sich eine Verlustleistung von 24V * 5A = 120W und das mal zwei, weil zwei Schiene-Rad-Radschleifer-übergänge beteiligt sind. Das Drehgestell, das sich auf der Trennstelle befindet, verheizt also satte 240W!

Da kann man nur hoffen, dass die Lok schnell wieder von der Trennstelle runterkommt. Ist das nicht der Fall (d.h. wenn die Lok ausgerechnet auf der Trennstelle stehenbleibt), dann ergibt sich innert Sekunden ein "Brandopfer" und du wirst eine neue Lok beschaffen.

Auch darum ist es eine gute Idee, die Gleisspannung und den maximalen Gleisstrom auf vernünftige Werte einzustellen.

Anmerkung: Der gleiche Effekt (Ausgleichsstrom durch die Radschleifer) tritt auf, wenn die Booster phasenrichtig angeschlossen sind, aber ungleiche Spannungen abgeben. Der Ausgleichsstrom ergibt sich nach dem ohmschen Gesetz aus der Spannungsdifferenz und dem Übergangswiderstand an der Trennstelle. Wenn die Booster auf ungefähr gleiche Spannung eingestellt sind, dann ist jedoch die Spannungsdifferenz an der Trennstelle klein. D.h. es entsteht nur ein kleiner, ungefährlicher Ausgleichsstrom.

Phasendreher finden

Wenn die Lok "zirpt" beim Überfahren der Trennstelle, liegt ein Phasendreher vor. "Zirpen" ist ein sicheres Indiz für Kurzschluss.

Es geht aber auch ohne die Lok zu riskieren:

Leuchten die Lampen, liegt ein Phasendreher vor.

Das geht auch mit LED: Man nehme z.B. eine analoge Polaritätsanzeige und schliesse sie "um 90 Grad verdreht" an:

Leuchten die LED, liegt ein Phasendreher vor.

Phasendreher beheben

Den Phasendreher zu beheben ist simpel: Man kehrt die Einspeisung eines der beiden Boosterkreise - genau so, wie man bei einem analogen Trafo die Kabel umstöpselt, damit die Fahrtrichtung auf der Anlage umgekehrt wird.

In der Praxis wird man die Hauptleitung an den Boosterklemmen oder am ersten Steckerpaar nach den Boosterklemmen umgekehrt anschliessen.

Das war's auch schon.

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