BR74
 

Pienoisrautatien sähköistäminen

RSS
Modified on 2008-07-12 14:46 by Administrator Categorized as Elektroniikka ja sähköistys

Perusteet (tasavirtakäyttö)

Pienoisrautatien sähköistäminen tuntuu vaikealta aiheelta. Pienoisrautatien sähköistämisessä tulee yleensä ongelmia kun poiketaan valmistajauskollisuudesta tai valmiista estellyistä ratakaavioista.

Tämä esitys koittaa valottaa näitä ongelmia.

Perusajatus

Sähkö on vähän niinkuin vettä: se tekee työtä vain virratessan. Kotona vettä tulee hanasta ja poistuu viemärin kautta. Väliin voi panna vaikka vesipyörän, joka pyörii hanan alla. Jos hanan sulkee, ei vettä virtaa, eikä vesipyörä pyöri. Pienoisrautatiellä hana on ajolaitteen toinen ajovirtaliitin ja viemäri se toinen. Jos nämä yhdistää kulkee liittimien välillä suuri virta, liian suuri, ja siksi ajolaitteesa yleensä jokin varoke tai sulake laukeaa. Virta kasvoi siis liian suureksi. Jos virta kulkee veturin moottorin kautta moottorin resistansii (ym) vastustaa virran kulkua, ja sulake ei laukea, mutta sähkö tekee työtä ja pyörittää moottoria. Pienoisrautatien sähköistyksen perusajatus on saada sähköä ajolaitteen toisesta ajovirtaliittimestä johtoa pitkin radan toisen kiskoon, edelleen veturin toisen puolen pyörien kautta moottorille ja takaisin toisen puolen pyörien kautta toiseen kiskoon ja johtoa pitkin ajolaitteen toisen ajovirtaliittimeen. Tällaista silmukkaa sanotaan virtapiiriksi. Jos piiri katkeaa, eli esmerkiksi siksi että johto irtoaa ajolaitteesta, ei virta enää kulje eikä moottori pyöri. Jos jostain syystä ajokiskot menevät oikosulkuun, ei virta kulje enää moottorin kautta kun sillä on helpompi tie oikosulun kautta.

N-mitakaavassa käytetään ajamiseen tasavirtaa. Moottorin pyrimissuuntaa voidaan vaihtaa kytkemällä ajolaitteesta tulevat johtimet toisin päin. Vesileikeissä tilanne vastaa sitä että vettä tulee viemäristä ja poistuu hnasta -- ei ihan hyvä rinnastus ;)

Ympyräradan sähköistys on helppoa, toinen kisko toiseen ja toinen kisko toiseen ajolaitteen napaan. Jos rataan tulee vaihteita on tilanne jo haastavampi

Vaihteet ovat ongelmallisia paitsi mekaanisesti myös sähköisesti. Vaihteessa kaksi kiskoa risteää, ja jos nämä kiskot yhdistyvät sähköisesti saadaan aikaan oikosulku. On siis keksittävä keinoja joilla oikosulkuja vältetään. Vaihteiden tyypistä riippuen on vaihteen eri kiskot vaihteen asennosta riippuen toisinaan tarkoituksellisesti oikosulussa. Siksi on tarkkaan pidettävä huoli ettei virtaa syötetä vaiheeseen sellaisten kiskojen kauta jotka voivat vaihteen asennosta riippuen mennä oikosulkuun.

Vaihdetyypit

Eri valmistajilla on eri tyyppisiä vaihteita, ja vaihteista saadaan joko ilman työkaluja tai muokkaamalla tehtyä eri tyyppisiä. Tässä esitetty jaottelu ei ole "virallinen". Mikäli radassa on vain yhden valmistajan vaihteita on syytä pitäytyä valmistajan antamissa ohjeissa radan sähköistyksestä.

Aina virrallinen

Image

Aina virralliseksi sanotaan sellaista vaihdetta jossa jokainen vaihteen kiskon pää on aina virrallinen eikä ole koskaan väärässä navassa. Koska näissä vaihteissa ei ole mitään sisäänrakennettua vaihtokytkintä, on näissä siksi myös eristetty virraton (muovinen tai metallinen) risteys. Tällainen vaihde on kaikkein yksinkertaisin käyttää asennusmielessä, mutta koska kaksikiskovirroitus on melko onnetonta ei ole mielekästä tehdä yhtään kiskon pätkää virrattomaksi. Siksi näitä vaihteita ei voi oikein suositella N-mittakaavaan.

Ajattelevat vaihteet (Insulfrog)

Image

Termin "Ajattelevat vaihteet" on luonut Fleischmann/Jokipii. Näissä vaihteissa risteyksestä lähtevät kiskot ovat joko oikein päin virrallisia tai virrattomia riippuen vaihteen asennosta. Näitä voi käyttää esimerkiksi ratapihan raiteiden virrattomaksi tekemiseen tai jopa vastakkaisten vaihteiden tapauksissa ilman eristyksiä, sillä oikosulun vaaraa ei ole. Näissä on kuitenkin "pimeä" risteys, joten näitäkään ei siksi voi oikein suositella N-mittakaavaan.

Electrofrog

Image

Electrofrog-vaihde on virroituksen kannalta ehdottomasti paras, sillä vaihteessa ei ole lainkaan virrattomia raideosuuksia. Tästä seuraa tarve vaihtaa risteyksen ja siihen liittyvien kiskojen napaisuus vaihteen asennon mukaan.

Pecon code 55 -Electrofrog-vaihteissa ei ole kielen yhteydessä sellaista kontaktiliuskaa joka on H0-vaihteissa. Siksi Elctrefrog-vaihteen kanssa on pakko käyttää aina vaihteen kanssa samaan aikaan kääntyvää vaihtokytkintä. Tämän kytkimen tulee kääntyä juuri sillä hetkellä kun kielet eivät kosketa kumpaakaan tukikiskoa, muuten seurauksena on (hetkellinen) oikosulku.

Electrofrog (muokattu)

Image

Jotta em. vaihteen ja vaihtokytkimen samanaikaisuuden tarkkuusvaatimukselta vältytään on tapana kytkeä vaihteen kielet kiinteästi tukikskoihin, ja katkaista välikiskot jotta risteyksen napaisuuden vaihto ei tarvitse olla synkronissa kielten kanssa.
Image

Image

Kuvassa näkyy kuinka syöttölangat on kytketty vaihteeseen. Lehtisahalla on varovasti sahattu pölkkymatto kahden pölkyn välistä, kiskojen alapinnat on puhdistettu viilalla, ja langat on juotettu paikoilleen. Sen jälkeen on lehtisahan terä pujotettu kiskojen väliin ja kiinnitety takakaisin sahaan ja sahattu eristysrako punaisten nuolien kohdalle. Rakoon on liimattu pikaliimalla tai epoksilla eristys tai väli on täytetty liimalla. Kuvista puuttuu risteyksen syöttölanka. Se kytketään kiiltävään pistehitsamalla risteyksen kiskoihin kytkettyyn lankaan. Kannattaa esmes kynnellä vääntäen tarkistaa että pistehitsaukset todella ovat onnistuneet. Mulla on yksi vaihde jossa pistehitsaus ei ole onnistunut

Electrofrog (muokattu 2)

Image

Joillakin on tapana eristää risteys myös ennen takajatkosta, mutta tämä on turhaa, sillä takajatkoksessa voi käyttää eristettyjä kiskoliittimiä.

Toisaalta jos tätä vertaa "aina virralliseen" vaihteeseen niin huomataan että mikäli aina virrallisessa vaihteessa on metallinen eristetty vaihteen risteys sen virrottaminen vaihtokytkimen kautta tekee siitä juuri tämän tyyppisen vaihteen.

Nyrkkisäännöt radan sähköistämisestä Eectrofrog-vaihtein

1. nyrkkisääntö: Vaihdetta tulee aina syöttää kielien päästä, ei koskaan vaihteen risteyksen päästä
Vihreä = virransyöttö rataan

Vihreä = virransyöttö rataan


2. nyrkkisääntö: Jos kaksi vaihdetta on radassa niin, että niiden risteyksen puoleiset kiskot kohtaavat, on tässä välissä kummatkin kiskot eristettävä.
Vihreä = virransyöttö, punainen = eristyskohta

Vihreä = virransyöttö, punainen = eristyskohta


Näillä pääsee jo pitkälle, etenkin DCC-maailmassa, jossa junen seisottamista varten ei tarvitse luoda erillisiä seisontaosuuksia.

Lisää perusviisauksia

Jos kaksi vaihdetta on peräkkäin niin että ensimmäisen vaihteen risteyksen puoleinen pää on liitetty seuraavan vaihteen kielien puoleiseen päähän, ei tässä välissä edellä olevien nyrkkisääntöjen mukaan tarvita eristyksiä. Ehtona on, että tuo ensimmäinen vaihde oikeasti syöttää sitä seuraavaa vaihdetta, eli jos ei ole eristyksiä välissä, ei saa tuoda syöttölankoja toiseen risteykseen ohi ensimmäisen vaihteen.

Jos sitä raidetta, joka alkaa tai päättyy vaihteen risteyksen puoleiseen päähän on syötettävä jostain muualta kuin vaihteen kautta on vaihde eristettävä tästä raiteesta eristetyillä kiskoliittimillä

Creative Commons License
Tämän wikin sisällön käyttö on sallittu Creative Commons lisenssin Nimeä/Epäkaupallinen/Ei muutettuja teoksia 3.0 Unported mukaisesti. Aineistoa lainattaessa on lähteenä mainittava aina N Club Finland ja http://www.n-club-finland.org/wiki. Pidempien lainausten yhteydessä on mainittava tarkka linkki, josta tieto löytyy. Aineistoa ei saa käyttää mihinkään kaupalliseen tarkoitukseen ilman tekijänoikeuden haltijan lupaa.

ScrewTurn Wiki version 3.0.0.333. Some of the icons created by FamFamFam.

 

Copyright ©2008 N Club Finland. All Rights Reserved.