Risposta in notevole ritardo, rispetto il messaggio di origine. Ho utilizzato le loc. 432 e 554 nel lontano 1973, poco dopo aver avuto la nomina a macchinista e trasferito temporaneamente a CN. Si, la condotta della loc. trifase richiedeva un maggior impegno e attenzione rispetto alla cc. I motori della 432 venivano utilizzati permanentemente in parallelo, in quanto la combinazione in cascata era stata abolita per scarsa coppia motrice. Non so se avete presente come si realizza la "cascata". Le locomotive trifase avevano 2 motori, uno primario ed uno secondario, collegati meccanicamente tra loro. Elettricamente, il motore primario risultava collegato direttamente alla linea AT. mentre il secondario era alimentato alla tensione di circa 530 v.uscente dal rotore avvolto del primario. All'atto dell'avviamento, con la manovella di comando si disponeva il controller per la combinazione prescelta. Intanto si azionava la motopompa che cominciava a trasferire acqua ( in soluzione sodica) nella camera degli elettrodi, da dove defluiva immediatamente in quanto la valvola risultava ancora aperta. Nella camera degli elettrodi erano presenti i contatti del rotore di entrambe i motori. In cascata venivano interessati solo i contatti del secondario.
Quindi ci troviamo con il primario collegato alla linea , il circuito disposto in modo che il rotore primo, alimentasse lo statore due e il rotore due con i suoi teminali aperti. Si può fare la similitudine con un trasformatore a secondario aperto. Non appena, con la manovella, si chiudeva meccanicamente la valvola, l'acqua cominciava ad aumentare di livello, fino a sfiorare i contatti. A questo punto il circuito veniva a chiudersi ed iniziava a circolare corrente e a crearsi coppia motrice. Quando l'acqua raggiungeva il livello max, una piastra di cortocircuito chiudeva elettricamente i contatti. Il guaio che con sforzi elevati di trazione, il secondario generava una coppia insignificante, anzi impegnava potenza dal primario. Si era costretti ad effettuare l'avviamento in parallelo, con notevoli perdite in calore e con l'acqua che saliva rapidamente di temperatura, ma con una coppia decisamente buona. Ad ogni commutazione di poli occorreva reinserire il reostato, proprio come in una macchina in continua. Il problema grande era quando, partendo da Savona o verso Limone, in doppia simmetrca con una 554 in coda, se vi erano apprezzabili differenze del diametro ruote. Se con due 554, quella con le ruote più nuove, si trovava ad assumersi tutto il carico del treno, per cui si faceva tutta la salita con una parte di reostato inserita ( e con una generazione di vapore tipo vaporiera). Dovevi stare molto attento alla lettura del Wattmetro. In discesa, capitava l'inverso. La loc. con le ruote più consumate, tendeva a generare oltre il limite, per cui si utilizzava la frenatura pneumatica. Un altra complicazione consisteva nel passaggio sugli scambi aerei delle stazioni (incroci di fase), con numerosi tratti neutri. Io mi divertivo a guidarle! Ho avuto la fortuna di capitare in un momento di grande transizione, dal vecchio al moderno, cosa che mi ha regalato l'opportunità di effettuare tutti i passaggi storici importanti.

Quindi il problema del reostato non era tanto fonderlo, ma consumare tutta l'acqua per evaporazione?

E in discesa la corrente generata aumentava con la velocità, quindi era necessario inserire il reostato per limitarla altrimenti che succedeva: interveniva l'interruttore principale (quello a bagno d'olio)?

Grazie per queste interessanti spiegazioni.

Scusate, non c'entra niente con l'argomento trattato, ma sono meravigliato: non sapevo che un camion potesse avere anche 24 marce!
Gaetano

Ciao Archeofer
La possibilità di finire l'acqua era remota, ma reale. Guardavamo spesso il livello e se occorreva, non esitavamo a rifornire alla prima occasione utile. Non mi ricordo più la capacità del cassone del"bagnomaria", mi sembra di ricordare che fosse sui 1000lt. Se trovo qualche documento cartaceo, tra l'immensa mole di carta ferroviaria che ho conservato, ti farò sapere con precisione.
In discesa, con i treni viaggiatori a peso bloccato, si procedeva con i motori inseriti, in modo automatico veniva mantenuta la velocità e si recuperava.
Con i treni merci, si valutava, di volta in volta,in base al peso.
Non conveniva scendere in recupero se eri con un treno pesante, per evitare di superare la potenza massima ( quindi lo scatto dell'interr. princip. in olio) e per evitare un inutile affaticamento dei cuscinetti delle bielle. Quindi tutto di freno pneumatico. Se invece il treno era leggero, si impostava la combinazione desiderata e venivi giù così.
Nel mio post precedente, ho trascurato una cosa importante. Nella combinazione di cascata, il motore secondario - che era sottoalimentato - sviluppava una coppia assolutamente insufficente e, per ovviare in parte, il controller disponeva gli avvolgimenti statorici in configurazione a triangolo per adattarlo meglio alla tensione più bassa. Malgrado ciò, la cascata da 37,5 km/h, non veniva utilizzata perchè debole (432).
Ciao

Nelle moderne applicazioni del motore asincrono trifase, come voi sapete, si usano azionamenti a frequenza variabile. Detta in maniera davvero terra terra (anzi sotto terra). Si può alimentare il motore a frequenza e tensioni crescenti ottenendo:
Velocità = (60*frequenza)/numero di poli (omega in figura)
Una prima fase dove si aumentano tensione e frequenza e si ottiene una coppia costante e una potenza crescente
P= C (costante)* velocità (in aumento in quanto si aumente la frequenza), quindi potenza crescente.

raggiunto il limite massimo di tensione erogabile dall'azionamento si continua ad aumentare la frequenza e si entra in una fase a potenza costante, coppia decrescente e velocità crescente
P=C (decrescente)*velocità (in aumento in quanto si aumenta la frequenza), quindi potenza costante.

In quest'ultima fase quindi si ottengono alte coppie per basse velocità (bassa frequenza) e alte velocità per basse coppie (alta frequenza). Proprio ciò che serve per la trazione ferroviaria.

Aumentando la frequenza oltre un certo limite si ottiene poi una fase a potenza decrescente in quanto la coppia erogata scende molto più rapidamente dell'aumento di velocità, questa fase non interessa in quanto si realizza a velocità troppo elevate.

Domanda: anche perchè altrimenti dovevi stare attento a non scendere sotto la velocità fissa per non dover andare fuori trazione e poi tornare in trazione/frenatura ogni volta?
Poi credo che il modo di guida degli ultimi tempi fosse più spiccio che nel passato. Ho letto che era ormai consuetudine viaggiare di reostato a velocità intermedie, quindi probabilmente anche nella frenatura in discesa coi merci pesanti le abitudini erano già cambiate.

Non preoccuparti per la quantità d'acqua, dovrei trovarla anch'io sui libri.

Cosa sai dirmi sull'interruttore a bagno d'olio?
Grazie ancora.

ma gli inverter non sono solo dei modulatori di frequenza (cioe' agiscono solo sugli Hz e non sulla tensione)?

Non so rispondere alla tua domanda, tuttavia parlando di azionamenti per motori asincroni trifase, questi ultimi permettono sicuramente anche il controllo del livello di tensione. Nel caso un azionamento venga alimentato in ingresso con tensione alternata sinusoidale il massimo valore di tensione in uscita è corrispondente al valore di picco della grandezza sinusoidale in ingresso, se si alimenta in ingresso con tensione continua, il massimo valore in uscità e corrispondente al valore di tensione continua. Per esempio se sulle locomotive dotate di azionamenti con motori asincroni trifase si alimenta l'azionamento a 3kV in cc la massima tensione di uscita disponibile sarà circa 3kV (in realtà leggermente inferiore per via della cadute sui tiristori GTO o IGBT che siano), se si alimenta l'azionamento a 25kV in c.a la massima tensione in uscità sara 35,36kV. I valori sono teorici, non credo proprio che gli azionamenti vengano alimentati a 25kV ne i motori siano alimentati a tali tensioni, sicuramente a monte degli azionamenti sono interposti dei trasformatori abbassatori. Il concetto resta comunque valido a parte i valori numerici.

Affinchè la coppia rimanga costante per tutta la durata dell'avviamento, è necessario che il rapporto tra frequenza e tensione, rimanga costante. Se alimentassimo il motore a bassa frequenza e a tensione nominale, ricascheremmo nella condizione di ottenere una elevata corrente ed una bassa coppia di spunto, oltre ad un maggiore riscaldamento degli avvolgimenti ( che diventerebbe pericoloso al perdurare di tale condizione, specie se il motore è autoventilato)

Esatto, durante lo spunto si alimenta il motore a tensione e frequenza crescenti mantenendo costante il rapporto, in tale modo si ottiene la coppia costante che è riportata come fase uno nella figura. Si parte da basse frequenze e basse tensioni (tensione inferiore a quella nominale) e si aumentano fino a raggiungere la tensione nominale, dopo si aumenta solo più la frequenza entrando nella fase a potenza costante.

Dunque, non era conveniente mantenere inserita la macchina se questa non era in grado di mantenere la velocità. Conveniva disinserire e agire normalmente con il freno. Ne guadagnavano anche i cuscinetti di biella che evitavano di lavorare continamente sotto sforzo.
Io, per quei pochi mesi che le ho adoperate, non ho mai utilizzato il reostato, al difuori degli avviamenti o per compensare le doppie trazioni a diametro ruote differente.Non mi risulta che fosse una prassi. Ultimamente quelle macchine erano molto trascrate nella menutenzione. Le 432 erano limitate a 75, per non caricare troppo le bielle.
Ho trovato quel po' di documentazione che avevo, che riguarda solo la 554. Il cassone del reostato conteneva 3000 litri di acqua.
L'interruttore a olio, dalla complessa meccanica di azionamento, aveva la fnzione di:
- Inserire i motori
- invertire le fasi per ottenere l'inversione di marcia
- proteggere i motori dalle sovracorrenti
Consisteva in una scatolone metallico con 4 candeloni (contatti fissi) immersi in olio isolante. La parte mobile consisteva di un sistema a bilanciere che permetteva la chiusura dei contatti, azionato da una elettrovalvola che comandava l'aria in un cilindro che muoveva in verticale i contatti mobili. Quando l'ev era eccitata, i motori erano disposti per la trazione, ev diseccitata, avveniva l'aperture e la disinsezione. A contatti chiusi, se il dispositivo di controllo della corrente ai motori, rilevava una corrente maggiore, interveniva su un arpionismo che sganciava velocemente i contatti anche con ev eccitata. Per cui, in caso di intervento, per il riarmo si era obbligati a disinserire prima il circuito di trazione (disecc. dell'ev).
Per l'inversione di marcia, c'erano due ev, una per l'avanti e una per l'indietro. L'inverione avveniva per la rotazione a 90° della piastra dei contatti mobili. Dei 4 contatti, due erano collegati ai motori e due erano collegati alla linea proveniente dai sezionatori. La cassa era ispezionabile (raccomandabile) e poter accedere, occorreva la chiave di blocco. Era prevista anche la manovra manuale di chisura ed inversione, tramite una maniglia.
Spero di essere stato esauriente e chiaro.
Ciao

Uno dei più bei topic degli ultimi tempi! Davvero interessante, soprattutto per una materia "oscura" ma affascinante come le trifasi!

Grazie, è davvero una lettura interessante!
daniele

grazie, davvero molto gentili!

Molto chiaro come sempre.

Adesso probabilmente dirò una fesseria. L'inversione di marcia si faceva con l'interruttore principale, ma doveva essere una cosa relativa visto che dipendeva da come erano disposti i 2 fili della linea aerea. Quando che c'erano tratti con inversione delle fasi (laddove i binari e quindi i fili formavano dei triangoli, per esempio a Ovada, oppure dopo la giratura in piattaforma) bisognava andare fuori trazione e invertire il senso marcia, giusto? Cioè portare l'invertitore nella posizione contraria per viaggiare nella stessa direzione. Era prevista in prossimità dei cambi di fase un' apposita tabella quadrata a fondo bianco con una X nera per avvertire il PdM, simile a quelle che segnalano i tratti neutri o gli abbassamenti archetti.

Se per esempio si entrava in piattaforma e si veniva girati di 180°, per uscire era necessario invertire le fasi della macchina, altrimenti sarebbe andata indietro anzichè avanti.

Allora deduco che le targhette sul banco "avanti" e "indietro" non avessero utilità (ammesso che ci fossero) perchè tutto dipendeva da come erano girati i fili.

E anche durante l'abilitazione non era possibile sapere in che direzione sarebbe avvenuto il primo spostamento.

Quante fesserie ho detto?

Dalle tue domande, sempre coerenti, capisco che hai una preparazione sull'argomento, degna di nota.
Allora. Io ho viaggiato per breve periodo su i mezzi trifase e ti devo dire che, almeno all'epoca e sulle linee che percorrevo (CN-SV-Limone-Carmagnola-Bra) , non vi erano incroci di fase. Mi era stato spiegato dal mio ex macchinista - una vera miniera di informazioni e persona preparatissima che aveva viaggiato trifase - che l'unico tratto di linea (che percorrevano) dove ci fosse l'inversione, era in uscita dalla stazione di Modane.
Esisteva sulle locomotive, sul quadro dei sezionatori, un coltello tripolare che serviva appositamente per questa situazione, commutando il quale, si ristabiliva la corrispondenza delle segnalazioni. Si commutava anche quando una locomotiva veniva girata e tale rimaneva, finchè non venisse ripristinata la condizione iniziale. Nessuna sorpresa di trovarti in marcia indietro, con l'inversore in avanti. Comunque, nelle prove accessorie, era una verifica che si faceva.
Domanda pertinente e acuta.
Ciao