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SCHEDE TECNICHE
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Circuiti d'epoca
M I S U R A D E L L A C O R R E N T E D I T R A Z I O N E
Introduzione
Fino ad un qualche anno fa, la visualizzazione in cabina della corrente
dei motori di trazione era di fondamentale importanza per il macchinista. Esso doveva infatti tenere
sott'occhio continuamente gli strumenti in modo da non danneggiare la macchina e per accorgersi in tempo di eventuali
anomalie o slittamenti. Dal momento dell'introduzione del comando multiplo, uno dei problemi che gli ingegneri si sono trovati
ad affrontare fin da subito è stato quello di trovare un metodo efficace per poter sorvegliare tutti i motori presenti
nella composizione. Fino agli anni '50 era normale installare un amperometro per ogni motore di trazione.
Descrizione
Per prima cosa, ogni motore è provvisto di un elemento che permette di rilevare la corrente che scorre nello statore. Generalmente si tratta di un cosiddetto "trasformatore di corrente" (1): attorno al cavo in cui scorre la corrente di alimentazione del motore ("primario" del trasformatore) viene avvolta una bobina con un certo numero di spire ("secondario"), il quale fornirà una corrente più piccola proporzionale alla corrente del primario (ad esempio con un rapporto di 2400/5 nella Ae 4/4 BLS). Particolarmente importante è il fatto che il circuito del secondario deve sempre essere cortocircuitato: in caso contrario, il circuito magnetico del trasformatore potrebbe andare in saturazione e provocare, oltre ad un surriscaldamento, delle scariche elettriche ad alta tensione che andrebbero a danneggiare i componenti.
La corrente di misura generata da (1) viene per prima cosa fatta passare attraverso la bobina di eccitazione di un relais denominato "relais di corrente massima" (2): in caso di corrente troppo elevata, il motore viene automaticamente disinserito. Successivamente, dopo essere stata ulteriormente trasformata in un trasformatore di misura (3), la corrente passa attraverso un raddrizzatore (4). A questo punto, la corrente continua risultante viene cortocircuitata su una resistenza con un valore ben definito (5), sulla quale risulterà una caduta di tensione continua (in realtà pulsante a causa del raddrizzatore, ma per facilitarne la comprensione la considereremo continua a tutti gli effetti). Questa tensione, come spiegato più avanti, sarà usata per la visualizzazione sugli strumenti in cabina di guida. Gli amperometri, infatti, non sono altro che dei voltometri con impressa una scala in Ampere.
Ed ora arriva il punto cruciale: la tensione sulla resistenza risulta indipendente
da ogni altro potenziale presente sulla locomotiva. Grazie a questo fatto è possibile collegare
assieme tutti i poli positivi di tutti i motori presenti nel treno, in particolare
tramite il collegamento Ed del cavo di comando multiplo IIId. I poli negativi, invece, sono
separati fra loro tramite dei diodi (6) con l'anodo in comune
(collegamento Ee del cavo di comando multiplo).
Analogamente, per la corrente differenziale (8) avremo , avremo una tensione corrispondente
alla differenza tra la tensione del motore con la corrente massima e a quello con la
corrente minima. Per capire meglio possiamo analizzare il circuito con dei valori numerici:
poniamo il polo positivo comune a 0V. Le tensioni sui vari poli negativi
saranno così minori di 0 (numeri rossi nello schema 2).
Dato che la maggior parte delle persone è più propensa a pensare con i valori di tensione
positiva, trasformiamo il tutto in positivo aggiungendo a tutti i valori una tensione di 6V,
pari al valore più negativo. Avremo così i valori marcati in blu nello schema 3.
Per finire alcuni dettagli: in parallelo ai 2 amperometri sono presenti 2 diodi zener, il cui scopo è semplicemente quello di proteggere i voltometri/amperometri in caso di sovratensioni.
Considerazioni finali
Grazie a questo sistema è possibile sorvegliare l'andamento della corrente nei motori in maniera diretta ed efficace.
Nonostante alcuni difetti, primo tra tutti l'impossibilità di riconoscere immediatamente quale motore ha dei problemi,
si è trattato per lunghi anni del metodo migliore per affrontare la problematica.
Al giorno d'oggi, questa problematica non esiste praticamente più. Infatti, sui veicoli moderni, tutte le informazioni vengono trasmesse in digitale sul bus del treno ed è quindi molto semplice programmare direttamente via software tutte le operazioni desiderate. Inoltre, al macchinista non interessa praticamente più conoscere il valore istantaneo della corrente nei motori in quanto tutta la trazione è gestita in automatico della centralina.