Sollten wir uns über die Polarisierung von Weichenspulen Sorgen machen?

Ein Thema, das manchmal im Zusammenhang mit spulenbetriebenen Weichen zur Sprache kommt, ist das der Polarisierung.

Dieses undurchsichtige Phänomen beunruhigt die Modellbauer, die oft von einem „Experten“, der es schon einmal von einem anderen Experten gehört hat, erschreckt werden, usw. Manchmal könnte es die Zögerlichen entmutigen, die vielleicht lieber alle Einschränkungen der analogen Technik beibehalten, als dieses Risiko einzugehen.

Doch besteht ein Grund zur Sorge? Wir von Helvest haben dieses Phänomen untersucht. In diesem Artikel sehen wir, dass dies überhaupt kein Grund zur Sorge ist… solange man den richtigen Decoder verwendet.

Ein bisschen Theorie

Ohne auf tiefgreifende wissenschaftliche und technische Fragen einzugehen, wollen wir versuchen, in wenigen Zeilen (also ohne jeden Anspruch auf Strenge oder Vollständigkeit) zu erklären, was der Ursprung dieser Angst ist.

Spulenmotoren sind die älteste Form des elektrischen Antriebs von Weichen. Das Prinzip ist sehr einfach: Spulen oder Solenoide erzeugen ein Magnetfeld, wenn Strom durch sie fließt. In einem Schaltmotor gibt es zwei Spulen, die jeweils ein Magnetfeld in einer Richtung erzeugen und einen Eisenkern bewegen. Die Zunge der Weiche ist mit diesem Kern verbunden, eine Spule bewegt sie zur einen Seite, die andere zur anderen.

In analogen Systemen floss durch diese Spulen Wechselstrom. Bei fast allen Digitaldecodern hingegen werden die Spulen mit Gleichstrom versorgt, weil es für Decoder viel einfacher (und damit billiger) ist, diese Art von Strom zu liefern. Normalerweise ist es aus zwei Gründen etwas schwierig, Gleichstrom statt Wechselstrom durch eine Spule fließen zu lassen:

Erstens ist der Strom, der durch die Spule fließt, intensiver (vor allem, wenn die Spule an ihrem Ende ist), und das kann sie beschädigen.

Zweitens: Da der Gleichstrom immer in dieselbe Richtung fließt (von + nach -), ist das Magnetfeld immer in dieselbe Richtung ausgerichtet, was dazu führen kann, dass der Metallkern magnetisiert wird und auf Dauer weniger auf den Impuls reagiert. Wenn man sich über die Polarisierung von Motoren Gedanken macht, geht es um genau das.

Schematische Darstellung der Funktionsweise einer Doppelspule. Bei der Versorgung von Spule A bewegt sich der Kern nach links. Wenn man B mit Energie versorgt, bewegt es sich nach rechts. A, B und COM in schwarz sind die drei Drähte, die aus dem Gerät kommen und mit dem Decoder verbunden sind.

Die Entwicklung des Moduls EMW400

Das Modul EMW400 ist dafür konzipiert, die Spulen zu schalten. Aber nicht alle: Unserer Philosophie folgend haben wir nicht versucht, ein Produkt zu bauen, das „alles kann“ (alles aber vielleicht schlecht). Das EMW400 schaltet nur Spulen, die für den digitalen Betrieb konzipiert bzw. geeignet sind. Auf diese Weise konnten wir sowohl den Ausgangsstrom fein abstimmen, so dass er nicht zu hoch war, als auch die Schaltzeit, um zu vermeiden, dass die Spule lange nach dem Umschalten der Weiche unter Strom steht.

Dabei haben wir alle Kriterien beachtet, um die Spule so wenig wie möglich zu belasten, so dass sie lange Zeit ohne Probleme halten kann. Ein Produkt, das wahllos jede Art von Spule antreibt, hätte mehr Strom liefern müssen, und das vielleicht sogar über einen längeren Zeitraum, was die Lebensdauer des Motors verkürzt hätte.

Unsere Tests: Millionen von Nächten mit friedlichem Schlaf.

Aber natürlich reicht die Theorie nicht aus: Um wirklich zu sehen, ob das Phänomen auftritt, haben wir intensive Tests durchgeführt: Viele Spulen verschiedener Typen, die gemäß den Herstellerangaben mit Strom versorgt wurden, wurden tagelang von einem EMW400 mit Dauerschaltung betrieben. Dieser Test wurde mit jeder Spule durchgeführt, die auf der Website und in der Dokumentation als für das EMW400 geeignet angegeben ist. Jede Spule musste je nach Modell zwischen 500 000 und 1 200 000 Schaltungen durchführen.

Testbeispiele auf einer Märklin*-Weiche

Das Ergebnis? Keine der getesteten Spulen zeigte am Ende des Tests eine Verschlechterung der Leistung. Und wir haben uns entschieden, den Test abzubrechen, weil wir das Ziel für erreicht halten: Die Stromversorgung, die das EMW400 bietet, stört die Magnete nicht, so dass wir nicht glauben, dass eine Fortsetzung des Tests zu wesentlich anderen Ergebnissen führen würde. Auf jeden Fall ist es kaum möglich, dass jemand von Ihnen so viel Zeit hat, um mit dem Modell zu spielen, dass Sie auf viele Millionen von Umkehrungen kommen.

Stattdessen haben wir einen Gegentest gemacht: Wir haben Fleischmann 640000 Spulen mit der falschen Stromversorgung gespeist, wie auf dem Bild zu sehen. In diesem Fall begann die Spule nach etwa 50-60 000 Schaltungen schlechter zu arbeiten, und eine brannte sogar durch. Dies bestätigt, dass die richtige Stromversorgung entscheidend für die Langlebigkeit der Laufwerke ist.

TUN SIE ES NICHT! Die Fleischmann*640000-Weichenspule muss zwischen 14 und 18 V arbeiten. Wir haben sie separat mit einem DCC100-E mit 25 V versorgt, wie auf dem Bild zu sehen. Dies führt zu einem Leistungsabfall und einer Verkürzung der Lebensdauer. Durch die Versorgung mit 18 V war diese Spule genauso zuverlässig und langlebig wie alle anderen.

Schlussfolgerung

Wie häufig bei technischen Produkten hängen die Probleme davon ab, wie gut die Technologie für die jeweilige Situation geeignet ist. Die Spulenpolarisation ist ein Phänomen, das zwar existiert, aber durch die richtige Stromversorgung für die richtige Zeitdauer nicht auftritt.

Unsere Tests machen deutlich, wie wichtig eine gründliche Recherche und ein sorgfältiges Design sind. Das unterscheidet ein hochwertiges elektronisches Produkt von einem minderwertigen, und das Engagement, das wir dafür aufbringen, damit Sie lange Zeit sorgenfrei genießen können.

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