Questo è un bell'argomento perchè, parlare del potenziometro, ci introduce nella parte del circuito di comando, più complessa della E 656; il comando di rotazione dell'avviatore automatico. Vediamo di approfondirlo insieme analizzando i vari apparecchi.
Come è noto a tutti, l'apparecchio che comanda l'esclusione delle resistenze del reostato, è l'avviatore automatico; fisicamente è costituito da un tamburo in materiale isolante, fatto ruotare da un apposito motorino elettrico dotato di gruppo riduttore/frizione, sulla cui periferia sono sagomate varie piste di rame su cui strisciano delle spazzoline. Ruotando, le sezioni di rame, passano sotto le spazzoline che, a loro volta, chiudono il circuito dei contattori provocandone la chiusura e realizzando l’esclusione delle varie resistenze del reostato di avviamento. L'avanzamento o la retrocessione dell'avviatore, avviene tramite due relè; (RA ed RR). Questi due relè sono comandati, a loro volta, da un importante apparecchio che possiamo definire come il "cervello" del locomotore; il relè di accelerazione elettronico (R.A.E.).
il relè di accelerazione elettronicoQuesto apparecchio fu studiato e perfezionato dall’ufficio studi locomotive del Servizio Materiale e Trazione di Firenze. Esso ha sostituito i relè elettromeccanici tradizionali che erano difficili da tarare e, alcune volte, hanno presentato dei malfunzionamenti; Il relè è il modello I.S. 72, E 656. Per comandare il relè sono stati utilizzati per la prima volta, 4 trasduttori di corrente, uno per ciascuna terna di motori, che utilizzano un particolare elemento elettrico; la magnetoresistenza. Questi trasduttori hanno lo scopo di portare al R.A.E. un segnale proporzionale alla corrente che attraversa la spira ad alta tensione del trasduttore interessato, in modo tale che il relè, possa scegliere tra tutti i segnali che gli pervengono, quello relativo alla terna che assorbe più corrente. Un enorme vantaggio del trasduttore è quello di separare galvanicamente, il circuito ad alta tensione da quello di comando a 24 Volt. Prima di vedere in particolare il R.A.E. vediamo come funziona un trasduttore a magnetoresistenza aiutandoci con lo schema.
Il trasduttore a magnetoresistenzaAllegato:
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La corrente che circola nella terna di motori interessata, passa nella bobina B1 creando un flusso magnetico che concatena la magnetoresistenza M1 influendo sul valore della resistenza stessa. La magnetoresistenza è costituita da un particolare materiale che ha la caratteristica di variare la sua resistenza, al variare dell’intensità del campo magnetico al quale viene sottoposto. La magnetoresistenza M1 è inserita in un circuito del quale fa parte, oltre alle resistenze fisse R1 ed R2 ed
ai potenziometri P1 e P2, anche la magnetoresistenza M2 che è immersa nel campo magnetico creato dalla bobina B2, alimentata a bassa tensione stabilizzata attraverso il comparatore C e l’amplificatore A. L’apparecchio deve funzionare in modo che quando nella bobina ad alta tensione B1 circola una certa corrente, quindi un certo flusso magnetico, nella bobina a bassa tensione B2 deve circolare una corrente tale da concatenare nella magnetoresistenza M2, un flusso della stessa entità di quello generato dalla bobina B1. La differenza di potenziale esistente ai capi di RC qundi è proporzionale alla corrente che circola nella bobina B2, ma è anche proporzionale alla corrente che circola in B1. Infatti le due correnti devono creare un flusso magnetico tale da equilibrare il ponte (punti + e – del comparatore alla stessa tensione) altrimenti , il comparatore stesso, provocherebbe una variazione della corrente in B2. Il segnale in uscita da RC, viene inviato al R.A.E. Il motivo perché in realtà le magnetoresistenze sono due, è da ricercarsi nel fatto che la variazione della resistenza in esse, non è lineare con la variazione del campo magnetico ed è oltretutto influenzata dalla temperatura ambiente. A questo punto il relè di accelerazione ha il segnale di riferimento per comandare l’avviatore, per poter regolare l’esclusione del reostato in base alla corrente assorbita; cerchiamo di capirci meglio:
Premesso che il R.A.E. fa avanzare l’avviatore con un valore di corrente, nel circuito di trazione, superiore ai 55 Ampere e lo fa retrocedere se tale valore supera i 600 Ampere. Supponiamo di esere al banco di una E 656; prima di partire impostiamo il potenziometro a cica ¾ della sua rotazione (circa 450 Ampere max) a questo punto abbiamo impostato il valore massimo di corrente che il nostro caimano assorbirà dalla linea. Appena ricevuto l’ordine di partenza, spostiamo l’invertitore di marcia su avanti A e la maniglia del banco in S. La locomotiva, con tutto il reostato incluso, si inserisce con 163 Ampere quindi superiore a 55 Ampere; a questo punto l’avviatore automatico comincia ad avanzare escludendo il reostato con una velocità di rotazione tale da non permettere di superare i 450 Ampere impostati.
Adesso se voglio aumentare l’accelerazione, non dovrò far altro che aumentare il potenziometro, ed il R.A.E. regolerà di conseguenza l’avviatore. Come valore limite posso raggiungere i 550 Ampere max. Se per un guasto allo stabilizzatore dell’avviatore, la rotazione dello stesso assumesse valori incontrollati, provocando assorbimenti superiori a 600 Ampere, il R.A.E. ne provoca l’immediata retrocessione, non permettendo di riavanzare fino a quando la corrente non ha raggiunto i valori impostati dal macchinista col potenziometro. Se invece la corrente dovesse supersre i 650 Ampere, avviene lo scatto del relè di massima di ramo, con la conseguente apertura dell’I.R. Le condizioni realizzate dal R.A.E., sono queste;
RA chiuso – RR chiuso o aperto; avviatore avanza
RA aperto – RR chiuso; avviatore fermo
RA aperto – RR aperto ; avviatore retrocede
La regolazione dell'accelerazione con i potenziometri, è limitata solo alla fase di esclusione del reostato, come giustamente ha detto Guido; le combinazioni motori con le relative velocità, sono del tutto indipendenti dalla regolazione fatta col potenziometro. Normalmente quando si effettuano le transizioni con treni pesanti, specialmente passando dalla SERIE alla SERIE PARALLELO, è una buona abitudine riportare il potenziometro un pò indietro; in questo modo si effettua un transizione senza quel fastidioso strappo e si riduce contemporaneamente l'assorbimento di corrente....sta poi al manico del "maestro"!
Credo di averci messo tutto.......a proposito, ho aperto un thread apposito dove ho elencato tutti i relè, e il loro scopo, della E 656.
Saluti, Andrea