Oude LGB trafo's 5000 en 5008 door Klaas Robers
GS 73
Ik heb iets met elektriciteit en dat geldt ook voor de LGB. Daarom, wanneer ik iets elektrisch tegenkom dat bij de LGB hoort, dan neem ik dat als het even kan mee. Zo heb ik een aantal verschillende typen "LGB-tuinregelaars", u weet wel, van die seinhuisjes met een snelheidsregelaar erin. Maar daarover een andere keer. LGB voedingstransformatoren Alweer enige jaren geleden kwam ik bij Big Train in Noordwolde in de hoek met tweedehands spullen een mij onbekende LGB voedingstransformator tegen. Een groot en rood blok met LGB-nummer 5008, met een zwart draaischakelknopje: 0–14V–18V–0 en met grote letters "Super" erop. Nog nooit gezien. Blijkbaar van vóór de tijd dat ik de LGB-catalogi ken. Hij was niet zo duur, dus meenemen dat ding. Ik wist uit een verzamelaarsboekje waarin de eerste vijf nummers van de Depesche waren afgedrukt, dat in de begindagen van LGB er een transformator was zonder zo'n knopje, maar die had ik nog nooit zien staan. Maar plotseling, een paar maand geleden werd zo'n trafo aangeboden op "Marktplaats" op het internet. Ook die kon ik voor weinig geld bemachtigen. Hij bleek even groot te zijn en net zo rood.
LGB-voedingstransformator nr. 5000, anno1968 Op de rails stond nog de trein die zo was samengesteld dat hij juist 1 ampère trok. Net als in het vorige artikel zijn daarmee de spanningen onbelast (zonder trein) en met een afgenomen stroom van 1 ampère gemeten. Zie de tabel onderaan deze pagina, waarin als referentie ook de regeltrafo 50080 (startset) is opgenomen.
Even er aan meten Sinterklaas had een mooie nieuwe digitale multimeter voor mij meegebracht. Tussen Kerst en Nieuwjaar had ik die al leuk gebruikt om een regeltrafo uit de startset aan de tand te voelen. U hebt daarover al kunnen lezen in ons blad. En nu het spul er toch lag was dat een mooie aanleiding om deze veteranen van LGB ook eens goed te bekijken. Zo komen we erachter in hoeverre Lehmann zijn beloftes waarmaakt. Beide transformatoren geven een gelijkspanning en een wisselspanning. Dit stond achterop in het plastic: LGB 5000 5008
= 14 V 14 V 18 V
De resultaten Uit de daling van de spanning is gemakkelijk de inwendige weerstand uit te rekenen. Zo deden we dat ook bij de trafo 50080. Het valt dan op dat bij beide trafo's de spanning nominaal is (de aangegeven waarde heeft) als de stroom ongeveer 1 ampère is. Bovendien is de inwendige weerstand van de "Super" trafo 5008 een stuk lager. Waarschijnlijk komt dat doordat er een veel modernere gelijkrichter is gebruikt, vier silicium dioden in Graetzschakeling in plaats van een seleengelijkrichter, zoals die in de 5000 is toegepast. Die dioden heb ik niet gezien, maar de seleengelijkrichter is beschreven en ook te zien in Depesche nr.3 pag.22 en op de foto op de volgende pagina onderaan. Dat zijn, zo is bekend, nogal "softe" dingen, d.w.z. zij hebben een relatief
~ 1A 2A 2A
14 V
1A
14 V
1A
Het teken = betekent gelijkstroom voor de trein en het teken ~ betekent wisselstroom voor de verlichting en de wissels (nee hoor, dat is niet de reden dat dit wisselstroom heet). Transformator LGB nr. stand 5000 14 V 5008 18 V 50080 max.
= gelijkspanning DC Inwendige onbelast belast 1 A weerstand 18,0 V 14,0 V 4Ω 16,1 V 14,6 V 1,5 Ω 19,5 V 18,0 V 1,5 Ω 24,5 V 17,5 V 7Ω 1
~ wisselspanning AC onbelast belast 1 A 15,3 V 14,3 V
Inwendige weerstand
Gewicht
1Ω
1,2 kg
15,4 V
14,1 V
1,3 Ω
1,4 kg
-
-
-
0,9 kg
Verder is de voortschrijding van de regelgeving ook te merken. De 5000 heeft nog een tweelingsnoer met een lengte van 90 cm, nauwelijks genoeg om van de vloer bij een stopcontact te komen. Wel zit er al een aangespoten platte stekker aan. Aan de 5008 zit een stevig rond snoer, dat een lengte heeft van 2 meter, met precies zo'n aangespoten stekker. Ook de uitloop bij de bevestiging aan de trafo is een stuk degelijker. Bij de zoveel jongere trafo 50080 zijn snoer, stekker en de bevestiging nog steeds zo.
LGB Super transformator nr. 5008, anno1972 hoge inwendige weerstand. Dat zou best eens de oorzaak van die extra 2½ ohm kunnen zijn. De spoel voor de wisselspanning is in beide trafo's zo goed als gelijk. De spanning is iets aan de hoge kant, maar deze trafo's zijn ontworpen voor 220 volt, terwijl de netspanning intussen toch een behoorlijk stuk in de richting van de 230 volt gekropen is. Nou is dat maar 5%, maar op de 14 volt maakt dat toch nog 0,7 volt uit. In de praktijk merk je er niets van. Zo kritisch zijn lampjes en EPL-aandrijvingen nou ook weer niet.
Bimetaalschakelaar die los aan zijn draden hing. Open maken? De huidige transformatoren voor speelgoed zitten dicht met plastic pennetjes die je er niet onbeschadigd uit krijgt. Na een reparatie in de officiële werkplaats zet men er nieuwe pennetjes in, maar die zijn niet als los onderdeel beschikbaar. Jij mag ze niet open maken. Deze oude transformatoren zitten links en rechts dicht met holnietjes. Die zijn er gemakkelijk uit te boren. Dat was ik eigenlijk niet van plan, maar bij de 5000 hoorde je binnenin een onderdeel rammelen als je hem even op zijn kop hield. Toen vond ik toch dat hij open moest. Gelukkig was het niets ernstigs, de bimetaalschakelaars waren uit hun plastic houders geschoten en bungelden aan hun draadjes tegen de binnenkant van de behuizing. Ik kon ze er zó weer in terug drukken. Maar ook kon ik toen voor u een mooie foto van het binnenste maken. Normaliter is dat onmogelijk. Bij nadere beschouwing bleek ook nog het lampje stuk, dat gaat branden als bij overbelasting het bimetaal de stroomkring onderbreekt. Ook dat heb ik kunnen repareren met een nieuw lampje.
Verdere opmerkingen De trafo's zijn even op de keukenweegschaal gezet en dan blijken ze slechts weinig in gewicht te schelen. Dat is niet zo merkwaardig, want de trafo van de 5000 is 36W en die van de 5008 is 50W. Blijkbaar maakt dat 200 gram uit aan ijzer en koper.
2
LGB regeltransformatoren 5003 door Klaas Robers
GS 85
Bij LGB is het lang niet altijd zo dat een nieuw product ook een nieuw nummer krijgt. De kleine regeltrafo met het LGB-nummer 5003 is er in de loop der jaren in drie versies geweest. In de nummering komt dat niet tot uitdrukking maar aan de uitvoering is het heel goed te zien. Regeltransformatoren Na de beginjaren van LGB, waarin de treinen geacht werden te rijden op een grote rode niet regelbare transformator 5000 en de "tuinregelaar" 5010, kwam er in 1971 een kleine rode regeltransformator met het LGBnummer 5003 bij. De invoering hiervan viel samen met de invoering van de tuinregelaar 5012 Super, die bedoeld was voor de wat grotere treinen, want hij mocht een stroom leveren van 1,5 ampère. Voor de beginner was dit een wat kostbaar ding, dus moest er iets goedkopers komen: een kleine regeltransformator. Voor treinen in H0 waren deze toen heel gebruikelijk en zij konden door diverse bedrijven geleverd worden. Tussen 1971 en 1992 zijn er minstens drie typen in het programma geweest. Zie het overzicht op deze pagina. Alle drie konden ze een wisselsspanning leveren van 14 volt bij 0,5 ampère. De regelbare gelijkspanning werd echter in de loop der jaren steeds iets hoger. Principe Het principe is geen vaste transformator met een regelbare weerstand, zoals in de tuinregelaars uit die tijd. Het is een transformator met een sleepcontact dat over de koperen wikkeling glijdt. Daarmee neemt de spanning toe of af, zonder dat de inwendige weerstand hoog wordt. Er volgt dan een gelijkrichtbrug die bestaat uit vier dioden, een ompoolschakelaar (recht door of gekruist) en een thermische schakelaar die uitschakelt bij overbelasting (te grote stroom). Het resultaat is een gelijkspanning (DC), die veel beter constant blijft wanneer er stroom wordt afgenomen. 5003 versie 1 5003 versie 2 5003 versie 3 Er zit dan nog een extra wikkeling op de transformator, die een vaste wisselspanning (AC) van 14 volt afgeeft voor wat lampjes en voor het aansturen van wissels en seinen.
1971 - 1975 rood bolle zwarte knop DC 0-14V bij 0,6A AC 14V bij 0,5A ?
1976 - 1983 rood platte zwarte knop DC 0-16V bij 0,53A AC 14V bij 0,5A Siemens
1984 - 1992 rood platte rode knop DC 0-18V bij 0,5A AC 14V bij 0,5A Bühler 3
Weinig stroom De maximaal af te geven stroom is met 0,5 ampère heel krap. Een loc met één motor kun je daar net mee laten rijden. Toen men eind 70-er jaren beginsets met trafo ging leveren zat de 5003 daar dan ook steevast in.
LGB regeltrafo 5003 (versie 3) door Klaas Robers
GS 85
De kleine transformator zoals die lange tijd bij de beginnersset werd meegeleverd, draagt het LGB nummer 5003. Er zijn drie verschillende versies van geweest. Wij zien er één van de derde versie. Laten wij deze trafo eens aan de tand voelen om gevoel te krijgen voor wat hij kan. Versie 3 De versie 3 voerde LGB van 1984 tot 1992. Daarna stond hij niet meer in de catalogi. In de dozen van Toytrain zat in de jaren daarna iets, dat er op lijkt, maar in het zwart en met een platte rode draaiknop. Die trafo had echter geen uitgang voor wisselstroom. De echte versie 3 is vuurrood, heeft een geanodiseerd aluminium frontplaatje en een platte rode draaiknop. Typisch LGB. Onder op de zwarte bodem staat Bühler met een dennenboompje erbij. Maak je motoren, dan kun je vast ook wel transformatoren maken. Regelkarakteristiek Het was al snel duidelijk dat er een groot verschil zou zijn tussen de afgegeven spanning onbelast, dus bij een stroom van 0 ampère en bij de nominale stroom van 0,5 ampère. Voor de metingen werd de transformator met een instelbare weerstand belast. Om een reële waarde van de onbelaste spanning te verkrijgen werd er een heel kleine stroom (10 mA) afgenomen. Doe je dat niet, dan meet je 1½ volt teveel. Dat komt door de drempelspanning van de diodes van de gelijkrichtbrug.
Belastingskarakteristiek In hoeverre daalt de spanning als de stroom toeneemt? Dat zien we in de volgende karakteristiek.
In deze grafiek valt op dat: - met de knop op de stand ½ ineens de spanning omhoogschiet, - de onbelaste spanning op de hoogste stand dik 20 volt is, - bij belasting met 0,5 ampère (onderste lijn) de spanning 2 tot 4 volt gezakt is, - op de hoogste stand (stand 4) hij niet hoger komt dan 16 volt, terwijl er 18 volt beloofd is.
Het cijfer bij de lijn is de stand van de regelknop. De helling geeft de inwendige weerstand aan. Die staat ook rechts van de lijn. Wisselspanning De uitgang wit-zwart geeft onbelast een spanning van 16,5 volt. Bij een stroom van 0,5 ampère wordt dat 14,5 volt. De inwendige weerstand is derhalve 4 Ω. 4
LGB regeltrafo 50080 door Klaas Robers
GS 72
Sinterklaas had een mooie nieuwe digitale multimeter voor mij meegebracht. Bovendien moest er met Kerstmis een LGB-trein rijden. Niet om de kerstboom, zoals dat bij vele LGB-fans te doen gebruikelijk is, maar hij werd op verzoek van de kleinzoon wel uitgelegd en zo reed er een Stainz met enige rijtuigjes zijn rondjes in de kamer. De Stainz en de Otto De locomotief en de rijtuigjes kwamen uit een beginset, evenals de rails en de trafo. Dit was de welbekende regeltrafo 50080 en het viel mij op dat de Stainz met zijn 5 verlichte rijtuigen zo mooi rustig liep. Ook als de regelknop helemaal omhoog op 4 stond reed de trein nog rustig over het spoor en passeerde netjes de R1 bogen. Ik dacht daarbij terug aan het Toytrain-locje OTTO, dat met dezelfde trafo zoveel snelheid ontwikkelde dat het bij het door de bocht gaan spontaan om viel, als een vrachtwagen die op een kruising van snelwegen met een klaverblad nèt wat te snel linksaf wil. Merkwaardig. Mijn ervaring heeft mij geleerd dat de locomotieven van LGB op dezelfde spanning ongeveer even snel rijden. Zou er in dit geval dan zoveel verschil zijn? Of zou de trafo soms .....? Met de knop op 3½ wordt de eindspanning al bereikt. Bovendien valt het op dat de lijn niet recht is, maar een beetje gekromd. Dat is wel gunstig, want zo kun je op de lage standen mooi rangeren. Overigens is de lijn niet zo vloeiend als hij getekend is. In werkelijkheid gaat hij met kleine stapjes omhoog, maar zo precies is dat niet opgenomen. De lijn waarbij 1A staat is de karakteristiek voor een trein die 1 ampère opneemt. We zien dat de maximale spanning dan zakt tot 17½ volt. Hieruit is de "inwendige weerstand" van de trafo af te lezen. Deze is 7Ω (de spanning zakt 7 volt als de stroom 1 ampère stijgt). Dit is geen echte weerstand die in de trafo zit, het heeft te maken met de inwendige constructie en is onderdeel van de veiligheid van de trafo. Zo kan de stroom bij kortsluiting (3½A) nooit onveilig hoog worden.
De trafo 50080 LGB geeft op dat hij 22 volt levert en maximaal 1 ampère stroom. Met de nieuwe universeelmeter kon dat mooi eens gemeten worden. Het bleek dat de trein, zoals die daar reed, iets meer dan 1 ampère opnam. Daarbij was de spanning van de transformator gezakt naar 17,5 volt met de regelkop op maximum. Karakteristieken opnemen Nu de hele boel toch klaar lag heb ik de karakteristiek van de trafo maar eens opgenomen. Daarbij bleek dat de maximale spanning geen 22 volt is, zoals LGB ons belooft, maar bijna 25 volt. Dat is onbelast, als er geen stroom wordt afgenomen, er dus geen trein op het spoor staat. De lijn waarbij 0A staat geeft de spanning, die dan op de rails staat, aan in volt. Horizontaal staat de stand van de regelknop.
Invloed op de snelheid Nu is meteen duidelijk waarom de trein zo rustig reed. Een spanningval naar 17½ volt betekent een lagere snelheid. De OTTO zonder verlichte rijtuigjes trekt een stroom van slechts 0,4A. Dan zakt de spanning van de trafo 3 volt en wordt keurig 22 volt. Zou dat zijn zoals LGB het voor ons bedoeld had? Waarom neemt de trein 1,1 ampère op? Stainz locomotief met 5 rijtuigen: Een rijtuigverlichting (zie GS 59): Voor een trein met 4 van deze rijtuigen: Sluitwagen met extra binnenverlichting: Totaal voor de hele trein (op 18 volt): 5
0,6 A 0,08 A 0,32 A 0,18 A 1,1 A
Microprocessor-technologie? door Klaas Robers
GS 66
Bij LGB verandert alles voortdurend. In plaats van de intussen overbekende regeltransformator 50080 met een uitgangsgelijkstroom van max. 1 ampère, zit er sinds kort bij de startsets een los rood regelkastje samen met een zwart blok waarin de transformator zit. LGB nr. 50170 "met microprocessortechnologie voor fijngevoelig regelen" staat er op de website van LGB. Daar moest ik meer van weten. Op Marktplaats kwam ik ze tegen. De prijs viel mee, het had me moeten waarschuwen, maar ik heb het maar eens gekocht. Microprocessor-technologie Mijn verwachtingen zijn hoog gespannen. Er komt een printje uit het kastje, met bijna niets er op. Ik zie een spanningsregel-IC van het type LM317T en een paar andere onderdelen. Aan de regelknop zit een schijf met contacten die over sectoren op de print glijden. Niks microprocessor. Het analoge IC LM317T (tachtig cent bij Conrad) met zijn schamele 26 transistoren kun je toch geen microprocessortechnologie noemen? Zoals altijd heb ik het schema maar eens opgetekend. Dat brengt de tweede LGB-overdrijving aan het licht.
Aparte trafo Opvallend is de losse trafo. Dit grote zwarte blok heeft wel wat weg van de voedingseenheden die bij laptop computers horen. Uit het type dat ik gekocht had kwam een vaste gelijkspanning van ongeveer 16 volt. Met een snoertje en een plugje zoals we dat van power-adaptors kennen, gaat die naar het regelkastje. In principe is dit een slimme oplossing. Dit soort voedingseenheden zijn op de professionele markt te kust en te keur te koop, waardoor de zeer strenge eisen die aan "apparaten met een stekker" gesteld worden, door de fabrikant van dat ding opgelost zijn. Zij weten precies waar ze zich aan moeten houden om zoiets internationaal goedgekeurd te krijgen. Wat er volgt is "zwakstroom" en daarvoor gelden veel lichtere eisen. Bovendien hoeft LGB voor de Amerikaanse klanten alleen een ander transformatorblok mee te leveren. Zo is ook het verschil 230 volt versus 120V volt naar een externe leverancier geschoven. Voor de toekomst is te denken aan een elektronische transformator die zonder omschakelen werkt van 90 tot 250 volt.
Fijngevoelig regelen De uitgangsspanning wordt bepaald door een spanningsdeler aan de LM317. Deze wordt in stapjes door een schakelcontact op de schijf veranderd. Door de ongelijke weerstandswaarden in het weerstanden-array 12DT002G klimt de spanning in 12 ongelijke stapjes omhoog. Ik meet achtereenvolgens: 0 2,5 3,1 3,8 4,7 5,8 7,0 8,5 10,5 12,5 15,5 18,5 22,5 volt. Dat was met een ingangsspanning van 25 volt. Met de 16 volt uit het zwarte blok waren de lage stapjes wel hetzelfde maar de spanning bleef hangen bij een volt of 14. En is het schakelen in stapjes dan het fijngevoelige regelen dat LGB ons in het vooruitzicht stelt?
Regelkastje Bij het zwarte trafoblok hoort een mooi LGB-rood regelkastje. In principe kan dit mee naar buiten, net zoals de regelaars in een "seinhuisje". Het kastje heeft qua vorm veel weg van de regeltrafo 50080, met precies zo'n grote rode pijlknop, maar het is wat lager en veel lichter. Een ander opvallend verschil is ook dat het gemakkelijk open te maken is. Bij de transformatoren is dit bijna niet mogelijk, onderdeel van de strenge veiligheidseisen. Die zijn nu niet meer van toepassing, dus het kastje is met vier klikvingers gesloten. Even wrikken met een schroevendraaier en het springt open.
Ingebouwde beveiligingen Maar de LM317 heeft ook zo zijn voordelen. Zo is de uitgangsstroom inwendig begrensd op 1,5A en schakelt het IC zichzelf uit zodra het te heet wordt. Ook is het prettig dat de uitgangsspanning niet af hangt van de opgenomen stroom zolang die onder de 1,5A blijft, noch van de ingangsspanning zolang deze hoog genoeg blijft. Zo kan er eigenlijk niets mis gaan. Bij uitstek geschikt dus voor de jonge beginnende LGB-er.
6
