Das Fahrgerät enthält weder einen Netztrafo noch sonst eine Drossel mit dickem Eisenpaket. So etwas wäre für ein Schaltnetzteil auch widersinnig. Im Vergleich zu manch anderem Röhrengerät ist dieses daher ein echtes Leichtgewicht. Das bedeutet auch, dass man beim Testen und Experimentieren mangels Netztrennung niemals stromführende Teile berühren oder auch nur ein Oszilloskop anschließen darf. Das ist nur unter der Bedingung möglich, dass ein Trenntrafo vorgeschaltet wird, oder wenn die Betriebsspannungen aus einem Labornetzgerät eingespeist werden.

Erste Inbetriebnahme

Vor dem ersten Anschluss des Geräts ans Netz empfehle ich, die Funktion unbedingt zuerst am Labortisch zu testen und Spannungen und Ströme zu messen. Dazu muss man aus einem Trafo eine Heizspannung von ca. 17 V direkt an die Heizanschlüsse am Röhrensockel legen. Ich verwende dazu die 16 V Lichtspannung aus einem Spielzeugeisenbahn-Transformator. Die Anodenspannung von 270 V beziehe ich aus meinem HV-Labornetzgerät, das (über ein Amperemeter, Bereich ca. 100 − 200 mA) mit den beiden Polen des Ladeelkos verbunden wird. Jetzt schließe ich das Oszilloskop an die Schaltung an, (Oszi-Masse an den Minuspol) um z.B. die Spannungen an Anode, Gitter und Schwingkreis messen, und fahre die Anodenspannung langsam hoch. Schon bei 40 − 50 V sollten die Schwingungen einsetzen. Ein Hochspannungstastkopf mit einem Teilungsverhältnis von 1:100 ist sehr nützlich, denn am Schwingkreis liegen bei voller Betriebsspannung bis zu 1000 V Hochfrequenzspannung an. Hier noch einmal das Schaltbild des Netzgleichrichters:

Wenn dieser erste Test zur Zufriedenheit verlaufen ist und die Messwerte plausibel sind, dann steht nach dem Zusammenbau des Gehäuses und der nochmaligen Prüfung der Leitungsverbindung (speziell zwischen Gehäuse und Schutzleiter) dem ersten Netzbetrieb nichts mehr im Wege. Obwohl ich hier stets mit größter Sorgfalt vorgehe, ist das erste Mal immer ein spannender Moment. Folgen wir zur Sicherheit einfach nochmals der Schaltung, damit hier kein Fehler passiert:

Anodenspannung

Der Lokomobilisator wird mittels eines dreiadrigen Kaltgerätekabels an die entsprechende Buchse auf der Rückseite an eine Schutzkontakt-Steckdose angeschlossen. Der Anschluss mittels eines zweipoligen Netzkabels wie beim Universator ist beim Lokomobilisator aus Sicherheitsgründen nicht möglich, da wir wegen des notwendigen metallischen HF-Abschirmung keine sog. Schutzisolation realisieren können. Hier ist es nämlich wichtig, dass der Schutzleiterkontakt der Kaltgerätebuchse mit dem Metallkäfig des Gehäuses fest verbunden ist und für Erdung sorgt. Die beiden spannungsführenden Pole sind dagegen (wie beim Universator auch) allein mit der Basisplatine verbunden (keinesfalls mit dem Gehäuse!), wobei im Stromkreis vor alle Schaltelemente eine Schmelzsicherung von 0,8 A eingebaut ist, als Kurzschlusssicherung. Einer der Pole liegt direkt an der Minusleitung des Oszilllators. Auch einer der beiden Heizkontakte der Röhre kommt hierhin. Welcher Pol das ist, spielt keine Rolle.

An den zweiten Pol wird der Vorschaltkondensator angeschlossen, sowie (über einen Vorwiderstand) die Anode der Gleichrichterdiode 1N4007. Diese wirkt als Einweggleichrichter, die den Ladeelko von 100 µF mit ungefähr 270 Volt Gleichspannung aufläd. Ich habe hier noch eine flinke Extrasicherung von 0,63 A vorgeschaltet, um die Diode und die Röhre zu schützen. Der 100-Ohm-Drahtwiderstand vor der Diode begrenzt den Ladestrom, der 50 mal pro Sekunde hier hindurch muss und ohne weiteres kurzzeitige Spitzen von einigen hundert mA hat. Er sollte für mindestens 5 bis 7 Watt Verlustleistung ausgelegt, also ein recht dickes Ding sein.

Außerdem habe ich parallel zum Ladeelko einen Widerstand von 470 Kiloohm eingelötet. Dieser sorgt dafür, dass nach dem Abschalten des Geräts die hohe Ladespannung nach kurzer Zeit abgebaut wird.

Wenn die erste Inbetriebnahme erfolgreich war, kann der Eisenbahnbetrieb losgehen. Der Lokomobilisator hat, wenn man sich bei den Komponenten an die Auslegungsangaben hält, keine Teile, die übermäßig hoch belastet würden. Das gilt auch dann, wenn die Eisenbahn mal wieder einen Kurzschluss hat.

Das Gerät ist übrigens kein Allstromgerät. Mit Gleichspannung am Netzeingang kann es nichts anfangen, weil dann die Röhrenheizung nicht funktioniert.

Die Spannungs- und Widerstandsverhältnisse im Heizkreis sind in diesem Zeigerdiagramm dargestellt. Man beachte, dass die Spannungen an Kondensator und Heizfaden um 90° phasenverschoben sind. Die Spannungen müssen sich deshalb quadratisch, nach Phytagoras, zu 230 Volt Netzspannung summieren.

Heizstrom

Nun zur Heizung der Röhre. Die PL 508 benötigt einen Heizstrom von 0,3 A. Der Heizfaden wird dazu über einen Vorschaltkondensator direkt an die Netzspannung von 230 V gelegt. Am Heizfaden liegen nach der Aufheizphase 17 Volt an. Ich verwende dazu einen Motorkondensator von 4 µF, und parallel dazu nochmals 0,15 µF (wobei es nicht auf jedes zehntel µF ankommt). Am Kondensator fallen bei 0,3 A und 50 Hz etwa 229 Volt ab. Natürlich ist 229 V + 17 V nicht gleich 230 V. Aber (229,4 V)² + (17 V)² ist gleich (230 V)² !

Das Nette an einem Kondensator ist, dass keine Verlustwärme entsteht. Die Wirkleistung, die zur Heizung der Röhre aus dem Netz entnommen wird, sind tatsächlich nur die 17 V x 0,3 A = 5,1 Watt, die man im Innern des Glaskolbens glühen sieht. Hätten wir zu diesem Zweck einen normalen ohnschen Vorwiderstand verwendet, dann müsste dieser allein über 60 Watt Leistung in Wärme verwandeln. Kaum auszuhalten!

Der Heizkreis ist mit einer trägen Sicherung von 0,8 A versehen, für den Fall, dass im Vorschaltkondensator doch mal ein Kurzschluss auftritt. Parallel zum Motorkondensator habe ich einen hohen Widerstand von 820 Kiloohm eingebaut, damit sich nach den Ziehen des Steckers auch hier keine hohe Restspannung halten kann.

Hans Martin Sauer 2016