Motorschaden - interessantes Verhalten

1. offizieller Beitrag

    Gestern Abend hatte ich erstmals einen "kapitalen" Motorschaden an einem D143-Auto (Polizei-Mini, Originalzustand), der sich folgendermaßen abspielte:
    das Auto reagierte zuerst nicht mehr auf den Regler sondern fuhr einfach dahin, bei den folgenden beiden (letzten) Zieldurchfahrten wurden plötzlich alle IDs (1-4) von diesem Fahrzeug angezeigt - dann Kurzschluss (CU-Piepen), Auto tot und die Karre roch ein wenig verschmort ...
    Dachte zuerst nur an den Decoder, daher einen verfügbaren 132-er drangelötet -> wieder Kurzschluss. Erst mit neuem Go-Karli Tuningmotor fuhr der Mini wieder - übrigens eine interessante Fahrzeugkonstellation: 132-er Decoder mit Tuningmotor - da werden die Grenzen der Physik gut auszuloten sein :spiteful:
    Den Motor hab ich dann noch ohne Decoder an die Leiter gehalten -> Kurzschluss
    Den Decoder mit einem später gefundenen Ersatzmotor getestet -> tot
    Frage an die Experten:
    hat ein Decoderschaden den Motor gekillt oder der Motorschaden den Decoder ? Wahrscheinlich eh wurscht, aber vielleicht gibt´s ja jemand der darüber mehr weiß ?(

    • Offizieller Beitrag

    Motor tötet Decoder.

    Wenn der Decoder vor dem Motor defekt wäre, würde der Motor entweder gar nicht oder mit Vollgas laufen.
    Der defekte Motor hat wie du schreibst einen Kurzschluss verursacht und dürfte damit sehr wahrscheinlich (und mit Glück nur) den Transistor T1 und/oder die Diode D1 durch Überlastung in den Tot gerissen haben.

    Hast du das original CU Netzteil dran?
    Ich Frage deswegen, weil ich gelesen habe, das der 143er Decoder nur max 1A
    verkraftet. Bei einem Kurzschluss zieht er sich jedoch die vollen Ampere die das
    Netzteil hergibt. (CU Netzteil hat glaube ich 3,5A)
    Nachdem ich das gelesen hatte, habe ich an meiner Bahn ein Labornetzteil
    in Betrieb und kann so die Ampere regulieren, je nachdem wieviel Fahrzeuge
    gleichzeitig fahren.

    Klingt fast danach, als wäre das die Lösung für mein Problem ... habe allerdings noch nicht geschafft, systematisch probieren zu können ... Das hat mir Andreas nun abgenommen. Jörg und Guidos Anmerkungen machen das Bild rund - aber ist das nur eine Hypothese oder ist das Fakt?

    • Offizieller Beitrag

    Der SI2308DS der dem T1 am nächsten kommen dürfte kann theoretisch 1.6A (bei 70°). Der IRLML0030pbf könnte sogar 4.3A
    Das Problem ist das er die beim Kurzschluß schnell anfallende Wärme nicht loswerden kann und entsprechend schnell überhitzt.
    Nicht Umsonst haben größere Transistor wie die der D132 Decoder an einen Anschluss auf ihrer Rückseite als Wärmeableitung der großflächig mit der Platine verbunden ist um die Wärme möglichst schnell und breit zu verteilen..
    Das kleine SO23 Gehäuse des T1 bietet nichts dergleichen und die Wärmeableitung über die Anschlussbeinchen ist minimal.
    Der sich anbahnende Motordefekt dürft den Transistor dann im oberen Fall bereits "totgekocht" haben wo er nicht mehr auf den Regler reagiert hatte.

    Solange das NT mehr liefert als der Decoder maximal verkraften kann wird er bei einem vollen Kurzschluß dies sehr Wahrscheinlich fast nie überleben.

    Auch wenn man mit 3 Auto Fährt und 3A einstellt kommt es auf das gleiche hinaus, denn die anderen nehmen
    A. eben nicht dauerhaft 1A auf (normaler Fahrbetrieb liegt um einiges darunter)
    B. Strom nimmt immer den Weg des geringsten Widerstand und beim Kurzschluß ist dieser annähernd 0Ohm.

    Also I = U/R entspricht ~14V / 0,xOhm in dem Fall = max Begrenzung des NT
    Dann kommt es auf das NT an wie gut und schnell es reagieren kann. Das wiederum ist aber bestrebt den eingestellten Strom zu halten. Was dem Transistor wieder nicht gefällt/ gut tut.

    Das Netzteil einer D143 hat original 700ma.
    Ein Original Auto zieht Max 300ma.
    Wenn ich jetzt mein Netzteil auf 1A stellen würde, wäre das nicht sicherer für die Decoder bei einem Kurzschluß?
    Oder bin ich auf dem Holzweg?

    • Offizieller Beitrag

    Du gewinst im besten Fall mehr Zeit bis er Überhitzt und Stirbt.
    1A im Falle des Kurzschluß wird als Wärme umgewandelt die das kleine Gehäuse kaum Abführen kann.

    Eigenschaft der FETs ist, das die Belastbarkeit mit steigender Temperatur abnimmt.
    Der oben genannte SI2308DS kann bei 25°C bei einer Gate Steuerspannung von 10V 2A vertragen. Bei 70°C sind es die genannten 1,6A.
    Wenn du dir die Finger verbrennst ist er im innenren bereits noch heißer
    Erschwerend kommt dann hinzu das bei den 25°C mit einer Gatespannung von 4,5V die Belastbarkeit von da her bereits auf nur noch 1,7A sinkt, was bei 70°C ca 1,3A wären
    Letzteres ist beim Decoder der Fall da der Transistor direkt mic ca 5V angesteuert wird

    Motorströme sich auch nicht Konstant. Beim Start und in der Beschleunigung sind es auch einiges mehr als 300mA

    Super erklärt Jörg, Danke (B) Sogar für Elektronik-Laien wie mich absolut verständlich ...
    Und Guido: Ja, ich hab das Original 132-er Netzteil dran. Gefahren wird ohnehin meistens mit den 132-ern bzw. haben nur wenige meiner Autos noch den kleinen Decoder drin (jetzt noch Einer weniger...) - war aber auch bisher der erste "Schaden", den ich nicht selbst durch Verbrutzelungen beim Löten o.ä. Gemurkse verursacht habe :D

    Hallo an alle!

    Das schwächste Glied in der Kette dürfte die Verpolschutz Diode sein. Ich schätze das sie für einen periodischen Spitzen-Durchlassstrom von ca. 0,5A ausgelegt ist.
    Bei einem Kurzschluss im Motor könnte der FET also die Diode gegrillt haben.

    Zum Testen könnte man den Wagen einfach über eine Weiche schieben. Wenn die noch schaltet kostet die Reparatur evtl. nur ein paar Cent.


    Gruß
    Enrico

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