Motorenzähmung durch Z-Dioden

Hallo Leute,
ich habe heute nochmal mit Zenerdioden an Loks (im Analogmodus) herumexperimentiert, bei einigen mehr, bei anderen weniger erfolgreich.

Ich habe verschiedene sog. Zenerdioden antiseriell über den Motorpolen von intern mit DC betriebenen Loks eingelöten, das bedeutet eine Diode in Flußrichtung, die andere dagegen, also mit der Zenerspannung entgegen der Motorspannung. Hört sich kompliziert an, ist aber ganz einfach:
Eine Zenerdiode hat eine spezifische Durchlaßspannung, oberhalb der Strom in ihrer Gegenrichtung fließen kann, in Flußrichtung ist immer Durchlaß (mit einem typischen Spannungsabfall von ca. 0.7V, so wie bei einer normalen Diode).

Da der Motor in beiden Richtungen arbeitet, muß man zwei Dioden antiseriell, d.h. Kathode an Kathode bzw. Anode an Anode betreiben, sonst ist in einer Richtung immer Durchlaß.

Statt die Diodenkette nun in Reihe zum Motor habe ich sie über den beiden Motorpolen eingelötet was bewirkt, das oberhalb der Durchlaßspannung der Dioden die Spannung am Motor nicht weiter steigt, da sie abgeschnitten wird ('Clippen'), ein weitverbreitetes Verfahren, mit Zenerdioden Spannungen zu stabilisieren.

Das hat zur Folge, daß die Lok ab einer bestimmten Spannung, d.h. Reglerstellung einfach nicht mehr oder nur unwesentlich schneller wird, nur kräftiger, weil mit steigender Spannung am Trafo auch die Stromstärke zunimmt.

Ich habe das an meiner KLVM mit DC 'Spezialmotor' und der DHG 700C mit werksmäßigem HLA DC Motor wie folgt ausprobiert:

In der KLVM habe ich bereits zwei Widerstände 1/2W 27Ohm in Reihe zu den Motorpolen eingelötet, dieser Allerwelts DC Motortyp* hat einen recht hohen Innenwiderstand, daher der hohe Wert. Dies tat ich, um die Langsamfahreigenschaften zu verbessern bzw. auf einen größeren Bereich auszudehnen, was zu einem durchaus befriegenden Ergebnis geführt hat.

Nun ist es so, daß diese Widerstände relativ gesehen, mit steigender Drehzahl des Motors irgendwann klein bis irrelevant gg.über dem steigenden Scheinwiderstand des Motors bei höheren Drehzahlen werden was zur Folge hat, daß die Lok mit steigender Spannung (Reglerstellung) doch immer schneller wird.

*) Mabushi 130-ähnlicher Typ:

Actual rated voltage: 6v, Voltage range: 1v-6v, Speed at 3v: 17,000rpm-18,000rpm, Current: 0.35A-0.4A

Die antiserielle Z-Diodenkette über den Motorpolen beschneidet die Spannung am Motor nun derart, daß die Lok ab einer bestimmten Reglerstellung nicht weiter beschleunigt.
Diese Art Motor hat eine geringe Stromaufnahme, daher genügten hier 1/2 W belastbare Zenerdioden. Ich habe die Zenerspannung der Dioden bei 5,1V als ausreichend empfunden,
die Lok fährt nun selbst bei voll aufgedrehtem Trafo angenehm langsam. Je geringer die Zenerspannung, desto geringer ist die resultierende Höchstgeschwindigkeit.
Da es sich zudem um eine Fantasielok handelt, hielt ich die Höchstgeschwindigkeit für angemessen

Hier ein Bild sowohl der beiden schon Widerstände als auch der -noch provisorischen- Antiseriellschaltung der beiden Zenerdioden an den Motorpolen:


Bei der DHG 700 ergeben sich andere Werte aufgrund der anderen Motorart, logisch. Zwar läuft auch sie intern mit Gleichstrom, doch sind die Spulenwerte des Ankers ganz andere.
Es ist werksmäßig ein zum HLA umgebauter DCM Motor mit 5poligem Anker verbaut, dessen Strom-/Spannungsverhältnis insoweit anders ist, daß die Lok anfangs sehr viel mehr Strom aufnimmt als der obige DC Motor, bei gleichzeitig geringer Spannung. Erst wenn die Spannung am Regler weiter aufgedreht ist, nimmt der Motor aufgrund des mit der Drehzahl steigenden Scheinwiderstandes Spannung an und beginnt zu 'rennen'.


Ich habe bei der DHG 700 mit DCM HLA 5poligem Motor folgende Werte verbaut:
2,7V Durchbruch(Zener-)spannung* bei 1,3W Belastbarkeit, das hört sich wenig an, aber das Vorbild der Lok hat eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von 37km/h, was nun gefühlt auch in etwa zutrifft, geringfügig schneller mag sie schon sein. Die strommäßige Belastbarkeit habe ich hier höher gewählt, weil der Stromfluß der Motorart größer ist, um Überhitzung der Bauteile zu vermeiden. Aber selbst diese Diodenbauart ist immer noch sehr klein, nur weniger Zehntelmillimeter dicker als die 0,5W Bauteile.
Ich hatte auch hier zwei 27Ohm Widerstände in Reihe zum Motor verbaut, einen vor, einen hinter den Motorpolen, einen habe ich wieder entfernt, da mir der Gesamtwert doch zu hoch erschien, außerdem reduziert sich damit die Zenerspannung der Diode. Es befindet sich also nur noch ein 27Ohm Widerstand in Reihe zum Motor.

*Nachtrag: Der Diodenwert ist mittlerweile auf 3,3V erhöht um eine gewisse Spannungsreserve bspw. für entlegene oder stark verzweigte Rangiergebiete zu haben, siehe Bild.

Soviel zu den DC/DC HLA Antrieben ...

Mit den herkömmlichen Motoren, also 'Anker plus Feldspule' = Allstrommotor sieht es nicht ganz so gut aus, egal ob intern mit Gleichstrom betrieben, also mit Vor-/Umschaltelektronik oder klassisch. Das liegt daran, daß hier ein derart großer Stromfluß herrscht, der die Bauteile schnell an ihre Grenze der Belastbarkeit, d.h. zum Überhitzen bringt und letztlich zur Zerstörung führt.

Ich habe zunächst nur über den Motorpolen, also dem Anker, als auch parallel zu Anker und Feldspule getestet, die 1,3W Dioden überhitzten.
Ich kaufte noch Zenerdioden mit 5W Belastbarkeit, diese hatte mein Händler allerdings nur mit dem Wert 5,6V vorrätig.
Diese sind schon etwas anderen Kalibers, aber immer noch relativ klein, in etwa wie die Dioden in leistungsfähigen Netzteilen, DC Trafos usw., zudem schaltete ich zwei davon parallel, um die Belastbarkeit zu erhöhen, was zumindest mit meiner 3304 -mit Dreipolanker und Umschaltelektronik- funktionierte:



Hier brauchte es keine Antiseriellschaltung, da der Motor (und die Feldspulen) immer in der gleichen Stromrichtung gespeist werden, also nicht wie bei den oberen Beispielen umgepolt werden, die Fahrtrichtung wird über die eine oder die andere Feldspule ausgewählt wie in analogen Loks, nur daß auch hier intern mit DC gearbeitet wird. Die Dioden werden in der höchsten Trafostellung gerade so fühlbar warm, was für elektronische Bauteile vertretbar und durchaus üblich ist. Da man eigentlich nie ganz aufdreht, es sei denn man(n) ist Kind, würde wohl auch eine Diode vollkommen ausreichen.

Diese Belastbarkeit von insgesamt 10W entspricht ja auch ungefähr dem, was z.B. für die Berechnung der benötigten Trafoleistung pro Lok von Märklin veranschlagt wird, nämlich ~10W.
Nun wird nicht ja die ganze Leistung des Motors über die Zenerdioden verbraten, es fließt nur soviel Strom ab, wie über die Spannung der Dioden verlorengeht, 'abgeschnitten' wird.

Ganz anders das Bild bei meiner 3313 BR75, nun seit neuestem mit dem 5***** Anker 610030 (kein HLA im Sinne von 'DC-Umbau', diesen Anker gab es schon wesentlich früher)
Dort fließen erheblich größere Ströme, die auf den Anker zurückzuführen sind, dieser ist dafür bekannt und hat schon so manchen gestandenen Märklinisten zur Verzweiflung gebracht.
Dieser Anker besitzt zwar auch schon im Langsamfahrbereich eine Laufkultur, die nur noch von den HLA Fünfpolern übertroffen wird, aber für den Preis einer sehr hohen Stromstärke, die kleinere Trafos an ihre Leistungsgrenze bringt. Sein Spulenwiderstand ist geringer als der der vergleichbaren dreipoligen Anker, was er schon mit einem sehr hohen Anfahrstrom quittiert. Zudem zieht der Anker natürlich 2x mal öfter Phase im gleichen Zeitabschnitt als der dreipolige, auch das darf man nicht außer Acht lassen.

Bei dieser Motorenart wird man nicht um eine Thyristorenregelung oder Triacsteuerung herumkommen, was aber auch bedeutet, daß dem Motor über den gesamten Drehzahlbereich, also auch dem unteren etwas weniger Leistung zur Verfügung steht, was sich im Durchzug/Anfahrverhalten bemerkbar machen wird, aber das muß man sehen ..

Videos der bis jetzt umgebauten Loks folgen morgen im Hellen, die Experimente haben den ganzen Tag gedauert, besser is' das

Viele Grüße
Frank

Hallo Leute,
habe heute mal die provisorisch 'drangetüdelten' Zenerdioden an den Loks ordentlich eingelötet, hier Bilder davon, damit ihr eine Vorstellung davon habt, wie es gehen kann ..

Erstmal die 3304 (intern DC wg. Vorschalt-/Umschaltelektronik), hier ist ja die 'fetteste' Diode drin (eine 5W, 5,6V Zenerspannung), unten am Motorschild an den Federhaltern vorbei kann man sie gut hindurchstecken und die gekürzten Lötfahnen sauber mit den Motorpolen verbinden:


Links der Minuspol des Motors, rechts der Pluspol, die Z-Diode wird in Sperrichtung, also mit der Kathode (silberner Ring) an den Pluspol gelegt. Gehäuse wieder 'drauf, fertig ist die Laube

Die DHG 700C (Decoderbetrieben, DC intern mit 5poligem DCM Motor (HLA) und Feldmagnet)
Man lötet zunächst die grüne Drossel ab ...


Nun kann man die antiseriell verbundenen Dioden (1,3W, 3,3V Zenerspannung) sehr gut mit den Motorpolen verbinden und lötet die Drossel anschließend wieder dran:


Dies kann beispielhaft für viele Loks angewendet werden, die einen zum HLA, also DC umgebauten Motor mit 60760 o.ä. baugleichen Einfachstdecodern besitzen, die Zenerspannung der verwendeten antiseriell verschalteten Dioden ist letztendlich davon abhängig, wie hoch man die Vmax der Lok haben will, in diesem Beispiel fährt die Lok nicht schneller als geschätzt 45..50km/h, was schon über ihrer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 37km/h bei der DHG 700C liegt. Wie schon erwähnt habe ich die Zenerspannung bereits von 2,7V auf 3,3V erhöht um gewisse Reserven für große oder weit entfernte Rangiergebiete zur Verfügung zu haben. Nicht vergessen, dieser Wert bezieht den Reihenwiderstand von 27Ohm zum Motor zur Verbesserung der Langsamfahreigenschaften mit ein, läßt man diesen weg, verringert sich die benötigte Zenerspannung der Dioden, oder die Lok fährt mit höherer Trafostellung, also Spannung dann schneller als gewünscht. Da es Zenerdioden in fein abgestuften Voltagen gibt kann man hier reichlich experimentieren, zudem besteht die Möglichkeit (solange die Lok ohne Feldspulen betrieben wird), die für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt gewünschte Vmax sogar getrennt abzustimmen, indem man einfach verschiedene Zenerspannungen verwendet

Als Beispiel könnten hier Schlepptenderloks oder Dampfloks mit asymmetrischem Fahrwerksaufbau dienen, also z.B. eine 24er mit 90km/h Vorwärtsgeschwindigkeit und 50 km/h mit Tender voraus oder die P8 mit 100km/h vorwärts (wobei Quellen berichten, daß sie locker 130 km/h schaffte ) und 50km/h rückwärts oder eine 50er mit 80km/h bzw. 50km/h.

Nun die KLVM mit einem Mabushi 130-ähnlichen DC 'Billligmotor', ein weitverbreitetes China Massenprodukt, aber mit recht akzeptablen Laufeigenschaften, wenn der Motor 'gezähmt' ist, hier gibt's nicht viel zu sagen, die Reihenwiderstände sind 2x 1/2W 27 Ohm an den Motorpolen zur Verbesserung der Langsamfahreigenschaften, die Zenerdioden sind je 0,5W belastbar bei 5,1V Zenerspannung (willkürlich gewählt da 'Fantasielok', Vmax ca. 40km/h), auch hier antiseriell verschaltet, da sich die Stromrichtung bei Fahrtrichtungswechsel umpolt:


Es gilt hier das gleiche wie bei der DHG 700C, läßt man die Reihenwiderstände zum Motor weg, reduziert sich die benötigte Zenerspannung, sonst läuft die Lok mit Vmax schneller ..

Ich hoffe, daß es für euch einigermaßen aufschlußreich war ..

Viele Grüße
Frank

Hallo Frank,
bei analogen Loks ist Deine Methode zur Motorenzähmung durchaus gerechtfertigt (ist eine alte Methode), aber nicht bei Loks mit Decoder.
Über die entsprechende CV kann man die Höchstgeschwindigkeit und alle anderen Parameter wie Anfahr,- und Bremsverzögerung einstellen, auch für den Analogbetrieb.Bei guten Decodern wie z.B. von ESU Lokpilot 3, 4 und 5 oder Märklin mLD, mSD, mLD/3 und mSD/3 gibt es extra Einstellmöglichkeiten für den Analogbetrieb.
Die eingelöteten Dioden werden die Lastregelung negativ beeinflussen und die Widerstände werden den Decoder überlasten.Die einfachen PIC Decoder vertragen keine große Überlast, sodass sie schnell defekt sind. Aus diesem Grund versucht man möglichst die Kollektorspalten sauber zu halten. Ab Werk kam es z.B. bei den ersten Märklin BR 94 Varianten zur Verfettung des Motors.Das Fett des Getriebes ist durch eine Öffnung in den Motor gekommen. Durch den erhöhten Widerstand wurde der jeweilige Decoder zerstört.

Danke Dir Tobias,
mir ging es hauptsächlich um diejenigen, die 'gezwungenermaßen' neuere digitale Loks verwenden, diese aber analog betreiben wollen. Die von Dir genannten Einflüße auf den Decoder konnte ich bis jetzt noch nicht beobachten, aber wenn Du es sagst mag es wohl so sein. Die Z-Diodenbrücke stellt im Grunde nichts anderes als eine virtuelle Lastanforderung dar, die lastgeregelte Decoder ausgleichen wollen, da die Spannung unter Last absinkt wie also z.B. am Berg, das sollten stabil aufgebaute Decoder aber abkönnen. Mit den CV Einstellungen ist nicht jedermann vertraut und nicht jeder Decoder hat sie in dem Maße, z.B. haben die Märklin Einfachstdecodern keine einstellbare Vmax unter analog wie Du es sagst sowie ältere oder auch Delta Decoder, also suchte ich nach einer Möglichkeit, die Vmax auf einfachstem Wege und für jedermann nachvollziehbar passiv-elektrisch zu begrenzen, nicht anderes.
Von einem Analogfahrer zu verlangen, den werksseitig verbauten Decoder auszutauschen, nur damit er unter analog gewisse Vorzüge (jedoch nicht die, die der Decoder eigentlich bietet) genießen kann finde ich ein bißchen übertrieben.

Gerade mit DC- bzw. zu DC umgebauten Motoren (ohne Feldspulen) funktioniert die Methode fantastisch, bei klassischen Allstrommotoren, einerlei ob intern mit AC oder DC betrieben ist der Stromfluß meist zu groß, daher wird hier eine andere Regelung zum Zuge kommen müssen, eine Lösung ist in Sicht. Das Negativbeispiel ist der fünfpolige Anker 610030 in meiner analogen 3313, dessen Stromfluß ist so groß, daß jegliche Dioden- oder Widerstandslösung hier scheitert. Das gleiche wird für den recht kräftigen LFCM, je nach Ankertyp gelten, moderne DC- bzw. 'intern-DC' AC Fahrer mit Mabushimotoren haben das Problem einfach nicht, hier fließen selten so hohe Ströme wie in manch alten, analogen 'Schätzchen'

Viele Grüße
Frank

Hallo Frank,
alle aktuell ab Werk verbauten Decoder bei Märklin kann man für den Analogbetrieb optimal einstellen oder einstellen lassen.
Der mLD/3 bietet extra für den Analogbetrieb einen Analogregler und die Parameter AC Mindestgeschwindigkeit (Anfahrspannung) und Höchstgeschwindigkeit. Vmin ist optimal bei 5 Volt und Vmax bei 16 Volt. Die sonstigen Motorparameter müssen auch für den Analogbetrieb korrekt auf den jeweiligen Motor abgestimmt sein.Eine falsche Einstellung führt zu schlechten Fahreigenschaften im Digitalbetrieb und Analogbetrieb. Märklin bekommt es zum Glück wieder gut hin perfekte Parameter für den Analogbetrieb und Digitalbetrieb zu programmieren. Ein Beispiel für eine perfekte Analogbetrieboptimierung ab Werk ist die lange Märklin Insider BR 103 Märklin 39170 aus dem Jahre 2017. Diese wurde auch für den Analogbetrieb beworben.Märklin hat nicht zu viel versprochen.
Manchmal muss die Anfahrspannung und die Höchstgeschwindigkeit etwas per CV Programmierung optimieren, da sie von den perfekten und schlüssigen Werten erheblich abweichen. Bei der DHG 700 mit HLA und Einfachdecoder kommen die schlechten Fahreigenschaften durch den Kondensatoren, der eine Verbindung Motoranschluss mit der Masse herstellen. Wenn man genau hinhört im Digitalbetrieb (oder im Analogbetrieb auf dem Rollenprüfstand bei voll aufgedrehtem Fahrregler), hört man einen Kurzschluss. Sind diese beiden Kondensatoren entfernt, ist der Kurzschluss weg und die Lok wird sehr schön geregelt. Bei allen Nachrüstdecodern steht drin, dass diese Kondensatoren zu entfernen sind. Auch bei dem Umrüstset 60760 ist nur der Kondensator zwischen den Motoranschlüssen vorhanden. Der Einfachdecoder in den DHG 700 mit HLA ab Werk ist bekanntlich eng verwandt mit dem 60760 Decoder.
Nur der Kondensator zwischen den beiden Motoranschlüssen darf und muss bleiben.

Du wirst lachen, ist bei meiner DHG der Fall. Trotzdem war die Höchstgeschwindigkeit, die sich auch über CV Parameter im Analogmodus nicht mindern ließ ein Ärgernis. Dem habe ich nun anderweitig Abhilfe geschaffen, der Decoder ist nicht durchgebrannt, sogar eine geschwindigkeitsabhängige Führerstandsbeleuchtung ist eingebaut, eine Rangier-(Doppel-A) Beleuchtung, ebenfalls geschwindigkeits-, d.h spannungsabhängig wird folgen, und das alles analog und in Farbe. Man staune.

Einstellen lassen kann man viel, Selbertüfteln ist befriedigender .. finde ich

Ach ja, und wenn die Spannungsbegrenzung an Motoren durch Z-Dioden angeblich so ein 'alter Hut' ist, warum habe ich dann weder hier noch anderswo in Bezug auf Modellbahnen schon mal etwas darüber gefunden? Kann es sein, daß sich sonst noch niemand wirklich intensiver (und fallabhängig) damit beschäftigt hat?

Viele Grüße
Frank

Hallo Frank,
hier mal ein Vidoe von meiner DHG 700 mit HLA und PIC Decoder ab Werk.
Den Höchstgeschwindigkeitswert habe ich mit der MS II auf 35 gestellt (ab Werk 63) und die Anfahr,- und Bremsverzögerung auf den Wert 16.Im Video fährt die DHG 700 zunächst mit Trafostellung 150 dann voll aufgedreht und zum Schluss Trafostellung etwas über 50.Mit den Werkswerten fuhr sie bei voll aufgedrehtem Trafo so schnell, dass aus der Kurve flog.

Hallo Tobias,
danke für die Videodemonstration, mir kommt sie bei Höchstgeschwindigkeit zwar immer noch etwas schnell vor, aber ich mag mich täuschen.
Auch meine DHG läuft bei niedriger Spannung langsam (genug), ob nun mit oder ohne Widerstände bzw. Dioden, es geht darum, die Loks so untereinander abzugleichen zu können, daß sie bei höherer Trafostellung nicht zu rennen anfangen, man stellt den Trafo quasi einmal ein und keine der Loks 'bricht aus', man ist nicht gezwungen ständig am Trafo nachzuregeln.
Als Beispiel wäre hier ein Automatikbetrieb zu nennen, also mehrere Züge wechseln sich ab, da wäre es doch schön wenn diese wenigstens einigermaßen vergleichbar schnell wären, natürlich ist ein Güterzug meistens langsamer als ein Personen-, Eil- oder gar Schnellzug, aber ich denke es ist klar, wie das gemeint ist?

Wählt man eine niedrigere Trafostellung, kann es sein, daß manche Loks, die schneller sein müßten zu langsam sind oder erst gar nicht in Fahrt kommen, je nach Motor- oder Getriebetyp.
Die moderneren Loks haben eine hohe Getriebeuntersetzung, meistens auch noch Schneckenantrieb. Dann muß ich für solche Loks eine mittlere bis eher hohe Spannung (Reglerstellung) wählen damit sie eine angemessene Geschwindigkeit haben, eine ältere Lok flitzt mir bei der gleichen eingestellten Spannung dann meistens davon

Nun besitzen Du und ich zufällig die DHG 700 Version mit Fünfpoler, Feldmagnet und Decoder, aber was machen die, die eine ältere 3088 oder eine der anderen unzähligen Varianten der DHG 700 (oder sogar der 500er) betreiben die genau solche Rennsemmeln sind?

Die DHGs sind ja durchaus beliebte Loks, in den älteren 700ern und der 500 sind noch SFCM verbaut, die neueren 700er ab ca. '92 haben schon den DCM drin, den ich mit der Z-Diodenbehandlung wie in der 3304 (BR80) recht gut zügeln konnte, auch wenn in dieser noch Feldspulen verbaut sind, es also ein Allstrommotor ist.
Der SFCM hat einen geringeren Stromfluß aufgrund des kleinen Ankers, und ist das hohe Losbrechmoment dieses Motors erst einmal überwunden läuft auch dieser Motor ganz passabel und ruhig, wenigstens sehr leise im Vergleich zum DCM.

Kopfzerbrechen bereiten mir nur der 5Sterne Anker 610030, der momentan in der 3313 eingebaut ist und möglicherweise der LFCM, wie er z.B. in alten 01ern oder der V200 zu finden ist, aber da wird sich über kurz oder lang eine Möglichkeit ergeben.

Es ist, um hier einen Vergleich mit der Lautsprechertechnik zu bemühen, etwa wie bei einer Aktiv- oder Passivweiche. Eine sog. 'Aktivregelung', also eine, die die Frequenzbereiche noch vor dem Verstärker aufteilt, ist immer einer passiven Lösung vorzuziehen i. Ggs. zu verlustbehafteten Passivbauteilen in einer Frequenzweiche direkt vor den Wandlern, die dann eine gewisse Leistung vertragen können müssen und alle nicht benötigte Leistung eben in Form von Wärme umsetzen. Klar wäre es bequemer und elektrisch sinnvoller, z.B. eine mikrocontrollergesteuerte Regelung vor die eigentliche Leistungsabnahme d.h. den Motor einzupflanzen (wie es ja auch bei den decodergesteuerten Loks der Fall ist) und das dann auch bei vollständig analogen Loks, auch das ist im Gespräch, aber eine möglichst einfache, mit wenigen einfachen Bauteilen zu verwirklichende Regelung wäre eher mein Favorit.

Viele Grüße
Frank

Hallo Leute,
nach einem erneuten Test meiner 3313 BR75 habe ich festgestellt, daß ich einen grundlegenden Fehler gemacht hatte.
Zwar hatte ich die Stromrichtung des Motors (wird aufgrund der Vorschaltelektronik intern mit DC betrieben) richtig bestimmt, die Z-Dioden aber trotzdem falsch herum, d.h. in Flußrichtung mit der Stromrichtung des Motors eingelötet was bedeutet, daß die Dioden ständig überlastet waren, da diese in Flußrichtung betrieben ja wie ganz normale Dioden arbeiten.

Nun habe ich testweise erneut zwei 1,3W Z-Dioden mit 3,9Ohm parallel, also mit insgesamt 2,6W Belastbarkeit über den Motorpolen eingelötet, die Höchstgeschwindigkewit ist noch etwas hoch für meinen Geschmack, aber deutlich niedriger als ohne.

Die Dioden erwärmen sich stärker bei Vollast, aber bei mittleren Geschwindigkeiten bis ca. 150km/h Trafostellung ist kaum etwas wahrnehmbar. Abhilfe kann hier eine stärker dimensionierte Z-Diode mit 5W Belastbarkeit schaffen, auch mag ein geringerer Z-Wert (3,3V) zugunsten einer niedrigeren Höchstgeschwindigkeit angebrachter sein, leider hatte mein Elektronikhändler keine 3,3V/5W Z-Dioden vorrätig

Hier also ein Bild der richtigen Einbaurichtung am DCM Motor der 3313, Kathode (schwarz) zeigt zur Feldspule (also dem ermittelten Pluspol des Motors), Anode (nicht markiert) zur Drossel und diese führt damit weiter zur Vorschaltelektronik, was hier der Minuspol ist. Warum sie so herum angeschlossen ist, ist mir ein Rätsel.
Der Lokmotor ist also intern 'verkehrt herum' verkabelt, das rote Kabel impliziert eigentlich einen Pluspol, vielleicht ist mir deswegen im Eifer des Gefechts der Fehler unterlaufen.


Die Dioden sind mit etwas Abstand über den Bürstenschächten gebogen was man hier in der Aufsicht nicht sehen kann, damit ein Bürstenaustausch nicht unmöglich wird
Die Drossel habe ich zur besseren Sicht auf die Motorpole weggenommen, normalerweise liegen die beiden schwarz ummantelten Kabel unterhalb des Motorschilds entlang, die UKW Drossel sitzt aufrecht neben dem Feldspulenkörper.

Hinweis: für den normalen dreipoligen Anker benötigt man aufgrund des höheren Spulenwiderstands einen vergleichsweise höheren Z-Wert, sonst wird die Lok wirklich zu langsam!

Nochmal zum fünfpoligen Anker 610030 selbst, zwar hat er im Vergleich zum dreipoligen DCM Anker einen deutlich geringeren Innenwiderstand (ca. halb so groß, die Leitungen der Ankerspulenwicklungen sind etwa doppelt so stark ), dennoch ist es anscheinend möglich, ihn mit dem Diodentrick in den Griff zu kriegen wie man sieht

Auf Teddy's Modellbahnseiten/Anker ist eine Übersicht über die Ankertypen, Vorsicht, es sind viele!
Stephan-Alexander Heyn hat auf seinen Ankerseiten die einzelnen Ankertypen technisch genauer untersucht mit einer Auflistung aller nur möglichen meßbaren Daten.

Hier habe ich auch zum ersten Mal etwas vom SLFCM (Super Large Flat ComMutator) gehört, der nur in sehr großen, alten und/oder schweren Modellen Verwendung findet.

Der SLFCM1-Anker 20707 ist eine Spezialkonstruktion eines Ankers, der eigentlich für Spur 0 und Spur 1 Modelle gedacht ist ... Es sind dies die Triebwagenmodelle des ET 25 (3025), der Doppellokomotive DL800 (3010), der Schnelltriebwagen amerikanischer Bauart ST800 (3017) und das legendäre schweizer Krokodil CCS800 (3015), sowie die Insider-Replik 30159/36159

Edit: Um es sich mal auf der Zunge zergehen zu lassen, dieser Anker hat einen Innenwiderstand von 2 (in Worten zwei) ganzen Ohm bei 0.25mm Drahtstärke!
Ich denke mit dem könnte man auch durchaus einen Knetmixer, Pürierstab u. dgl. betreiben ...

Auch er geht auf den niedrigen Innenwiderstand des fünfpoligen Ankers 610030 und seinen damit verbundenen hohen Stromfluß ein, er bezieht dies auf die Verwendung, d.h. den von Märklin empfohlenen Austausch z.B. in Delta Loks, die mit einem dreipoligen Anker zu langsam gewesen wären (.. zu langsam, gibt's das? )

Er weist auch ausdrücklich darauf hin, das dieser Anker eher weniger gut für langsamere bzw. Rangierloks geeignet ist, da Loks ohne Delta/Decoder mit ihm zu schnell laufen würden, warum nichtsdestotrotz in meiner analogen BR80 einer zum Einsatz gekommen ist, ist mehr als fragwürdig

Nun ist er wie gesagt in der 3313 und leistet gute Dienste, und ihr vormals dreipoliger Anker verleiht der 3304 nun ein angemessenes Langsamfahrverhalten

Zum Verständnis, die Lok ist nicht wegen des dreipoligen Ankers an sich langsamer, sondern weil dieser einen höheren Innenwiderstand als der fünfpolige 610030 aufweist, selbstverständlich ist das Fahrverhalten eines Fünfpolers dem eines dreipoligen Motors (meistens) vorzuziehen ...

Für den/die LFCM sehe ich gar nicht mal so schwarz, sein Innenwiderstand ist nicht wesentlich geringer als der der meisten DCM oder des SFCM

Ein Video mit einem Vergleich der Fahreigenschaften/Höchstgeschwindigkeit der 3313 mit und ohne Dioden folgt noch ..

Viele Grüße
Frank

Also, hier sind die Videos der mit der 'Z-Dioden Methode' gezähmten 3313 BR75.

Erstes Video, mit Zenerdioden, wie gesagt, die Vmax erscheint mir noch ein bißchen hoch, aber ein geringerer Z-Spannungswert, z.B. 3,3V könnte hier Abhilfe schaffen, hatte ich nur nicht.
Eine gewisse Spannungsreserve für entfernte Streckenabschnitte, Steigungen oder Anhängelast schadet nicht, sie fährt in einer annehmbaren Geschwindigkeit bei mittlerer Trafostellung.
3313 mit Dioden, Zenerspannung 3.9V

Zweites Video, mit abgelöteten Z-Dioden, die Lok 'rennt', auch natürlich dem 610030 Anker geschuldet, aber selbst mit dem dreipoligen Anker war's im Grunde nicht viel besser.
3313 ohne Dioden

Fazit: Wer sich nicht an gewisse Halbleiterbauteile, sprich Thyristoren, Triacs und dergleichen 'rantraut, über die ich noch referieren werde, für den ist die 'Diodenmethode' eine akzeptable 'hemdsärmelige' Lösung, wenn sie auch ein wenig Probieren und Geduld voraussetzt, also das Erproben der individuellen Zenerspannung für die gewünschte Höchstgeschwindigkeit.
Sie erfordert kein allzugroßes Geschick, nur etwas Geduld bis man die für jeden selbst akzeptable Vmax für jede Lok individuell eingestellt und festgelegt hat.
Mit einem regelbaren Baustein, also z.B. einem Thyristor, (für intern AC dann in Antiparallelschaltung oder einem Triac) und, im idealen Fall einem Poti ist das einfacher u.v.a. Dingen jederzeit veränder- d.h. regelbar und ohne Austausch von Bauteilen zu handhaben.

Viele Grüße
Frank