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e656 Liguria
Ausiliario

Liguria
32 Messaggi

Inviato il il 16/10/2007 :  16:47:12  Guarda il profilo di
Avrei alcuni dubbi da chiarire su queste storiche locomotive elettriche, viste le mie limitate conoscenze di elettrotecnica.

Innanzitutto, so che la corrente alternata trifase consiste in tre circuiti in CA aventi la stessa frequenza, sfasati di 1(3 di periodo l'uno rispetto all'altro; ciò permette appunto di creare un campo magnetico rotante che mette in movimento il rotore. Fin qui ok. Ma se i circuiti sono tre, ognuno dovrebbe avere il suo ritorno a terra, che per comodità può anche essere comune; non mi tornano però i conti, visto che nelle foto d'epoca vedo solo due fili sulla catenaria: dov'è allora il terzo polo? In un primo momento ho pensato potesse essere a terra o su una sola rotaia, ma nel primo caso vi sarebbe un cortocircuito e nel seondo non sarebbe possibile perché le ruote di un asse sono comunque collegate.

Secondo, so che il motore di queste locomodive è (appunto) trifase e asincrono: come mai allora le velocità sono fisse, indifferentemente dal peso trainato? Non sarebbero caratteristiche più consone a un motore trifase sincrono?

Terzo, alivello di contatti e circuiti elettrici, cosa significa collegare un motore in cascata a un altro? E come mai ho letto che è come se si dimezzasse la frequenza? Inoltre vorrei sapere cos'è la commutazione dei poli, che permette di avere due configurazioni in più con soli due motori.

Infine, ho una proposta folle: se al giorno d'oggi esistono locomotive dotate di motori trifase asincroni seppure alimentate in corrente continua, non si potrebbero creare dei piccoli rimorchi che trasformano la corrente continua in CA trifase (magari attraverso la condotta REC, se regge), dato che la tensione è grossomodo la stessa? Mi piacerebbe tanto vedere quete locomotive in funzione!


Ringrazio in precedenza per l'attenzione, e mi scuso mer la lunghezza del messaggio e il numero delle richieste. Abbiate pietà di un povero ignorante!



Andrea.

n/a
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3045 Messaggi

Inviato il 16/10/2007 :  19:12:54  Guarda il profilo di
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Messaggio di e656 Liguria

Avrei alcuni dubbi da chiarire su queste storiche locomotive elettriche, viste le mie limitate conoscenze di elettrotecnica.

Innanzitutto, so che la corrente alternata trifase consiste in tre circuiti in CA aventi la stessa frequenza, sfasati di 1(3 di periodo l'uno rispetto all'altro; ciò permette appunto di creare un campo magnetico rotante che mette in movimento il rotore. Fin qui ok. Ma se i circuiti sono tre, ognuno dovrebbe avere il suo ritorno a terra, che per comodità può anche essere comune; non mi tornano però i conti, visto che nelle foto d'epoca vedo solo due fili sulla catenaria: dov'è allora il terzo polo? In un primo momento ho pensato potesse essere a terra o su una sola rotaia, ma nel primo caso vi sarebbe un cortocircuito e nel seondo non sarebbe possibile perché le ruote di un asse sono comunque collegate.



Allora i poli di un sistema tifase o sono 3 ( collegamanto a triangolo ) o 4 ( collegamento a stella ). I locomotori sono collegati a triangolo e usano solo 3 poli ( i 2 del bifiale e 1 nella rotaia ).


( collegamenti a stella e a triangolo )

"Lo sviluppo di una nazione si misura anche dallo stato della sua rete ferroviaria". Camillo Benso Conte di Cavour
"Per tutto quanto non previsto nel presente regolamento il capostazione deve usare senno e ponderatezza." Regolamento d'esercizio FS

Modificato da - n/a il 16/10/2007 19:16:13
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Giancarlo Giacobbo
Professional Senior(1° Aggiunto di Reparto)

Lazio
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Inviato il 16/10/2007 :  20:11:49  Guarda il profilo di
Razziatò, se lo dici così metti il dubbio che se uno toccava la rotaia restava fulminato. In realtà il collegamento di una fase era riferita a terra, pertanto funzionava come una fase normale, ma non poteva provocare danni.
Il motore asincrono trifase ha il massimo numero dei giri strettamente legato alla frequenza di alimentazione e al numero delle coppie polari che generano il campo magnetico.
Esempio: a 50Hz un motore con una coppia di poli, gira ad una velocità teorica massima di 3000 giri/min.. Con due coppie polari a 1500 giri/min, con tre coppie polari a 750 e così via. Pertanto si capisce che le velocità massime di una macchina trifase sono legate alla frequenza di rete.
In ferrovia fu usata la frequenza di 16,2/3 Hz ( 1/3 della 50 Hz)proprio per permettere velocità basse. Queste velocità potevano essere variate, variando il numero di coppie polari dei motori. Inoltre, poichè i motori avevano la parte rotante dotata di un avvolgimento con il quale si variava, mediante un reostato a liquido la corrente asorbita allo spunto, potevano essere posti in "cascata", cioè, l'uscita dell'avvogimento rotorico del primo motore veniva mandata all'avvolgimento statorico del secondo motore e l'uscita di questo al reostato. In questa configurazione, la frequenza sul secondo motore diminuiva e il numero dei giri della coppia di motori vi si adattava. Con questo sistema si potevano gestire un numero maggiore di velocità che comunque riamneva a gradini.
Se vuoi una spiegazione più approfondita non hai che chiederlo.

Giancarlo
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Giancarlo Giacobbo
Professional Senior(1° Aggiunto di Reparto)

Lazio
8031 Messaggi

Inviato il 16/10/2007 :  20:17:44  Guarda il profilo di
Per quanto concerne la possibilità di costruire un carro munito di pantografo ed equipaggiato con un convertitore DC/AC 3F, la cosa non sarebbe impossibile ma alla fine è più semplice mettere un locomotore in coda e usare il trifase come pilota.

Giancarlo
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n/a
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3045 Messaggi

Inviato il 16/10/2007 :  23:30:57  Guarda il profilo di
Io avrei una domanda... ma esattamente i poli cosa sono?

L'avolgimento che avvolge il rotore è diviso in N ( 2 3 ecc ) segmenti?

Prendiamo ( per semplicità ) il motore monofase... abbiamo un magnete permanete sul rotore ( che in realtà per i motori grossi è generato elettricamente mediante una corrente continua ) e attorno una spira in cui circola la corrente alternata. Supongo che il discorso dei poli, e che questa spira è divisa in vari segmenti e che appunto escono dei "morsetti"?

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Giancarlo Giacobbo
Professional Senior(1° Aggiunto di Reparto)

Lazio
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Inviato il 17/10/2007 :  17:29:48  Guarda il profilo di
quote:
Messaggio di Razziatore

Io avrei una domanda... ma esattamente i poli cosa sono?

L'avolgimento che avvolge il rotore è diviso in N ( 2 3 ecc ) segmenti?

Prendiamo ( per semplicità ) il motore monofase... abbiamo un magnete permanete sul rotore ( che in realtà per i motori grossi è generato elettricamente mediante una corrente continua ) e attorno una spira in cui circola la corrente alternata. Supongo che il discorso dei poli, e che questa spira è divisa in vari segmenti e che appunto escono dei "morsetti"?



I poli, o espansioni polari, sono parte integrante del circuito magnetico del motore. Sono quelle protuberanze sulle quali vengono avvolte le bobine che generano il campo magnetico. Un sistema trifase ne ha minimo tre, una per fase. In maniera anacronistica si definisce come "coppia polare". Possono essercene tante multiple di 3. La parte rotante, se il motore è asincrono, ha un circuito costituito di barre trasversali al campo magnetico collegate in corto circuito frà loro. Oppure, se il motore è di grande potenza, ha la parte ruotante munita di un avvolgimento anch'esso trifase e collegato all'esterno mediante tre collettori ad anello che vengono collegati ad un reostato di tre resistenze collegate ad una estremità a stella. In questa maniera si limitano le correnti di avviamento. In questo caso, all'avvio del motore, viene inserito al massimo il reostato che poi viene gradualmente escluso man mano che il motore acquista velocità.
Altro tipo di motore è quello a collettore, quello simile ai trapani a mano o ai frullatori. Possono essere anche di grande potenza. Nella trazione in alternata venivano usati prima dell'avvento dei convertitori statici trifasi.
Quello che tu indichi: " un magnete permanete sul rotore ( che in realtà per i motori grossi è generato elettricamente mediante una corrente continua ) e attorno una spira in cui circola la corrente alternata." Nella realtà sono motori sincroni, identici agli alternatori, solo che funzionano come motori.

Giancarlo
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n/a
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Inviato il 17/10/2007 :  20:26:53  Guarda il profilo di
Uh i motori asicroni non possono essere usati come alternatori? Questa non la sapevo...

Pero' c'è una cosa che non mi torna tu hai detto che il numero di poli deve essere multiplo di 3, ma io mi ricordo un motore con 8 poli... o l'indicazione 8 poli vuol dire 3x8 ?

Non capisco bene cosa intendi per "protuberanze"... hai un disegno?

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Modificato da - n/a il 17/10/2007 20:32:19
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Giancarlo Giacobbo
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Inviato il 18/10/2007 :  20:11:40  Guarda il profilo di
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Messaggio di Razziatore

Uh i motori asicroni non possono essere usati come alternatori? Questa non la sapevo...

Pero' c'è una cosa che non mi torna tu hai detto che il numero di poli deve essere multiplo di 3, ma io mi ricordo un motore con 8 poli... o l'indicazione 8 poli vuol dire 3x8 ?

Non capisco bene cosa intendi per "protuberanze"... hai un disegno?




Gli alternatori, essendo macchine generatrici, sono legate alla frequenza di rete che in Europa è di 50Hz.
I motori asincroni, proprio per il loro nome, non seguono il sincronismo della rete ma tendono al sincronismo.
Io ho parlato di generatori trifasi, pertanto essendo le fasi 3, i poli devono essere multipli di questa cifra. Qualora fossero monofasi, i poli devono essere multili di 2.
Per quanto riguarda i poli, vai quì
http://www.scuolaelettrica.it/elettrotecnica/motori/motori1.htm
Che ti spiegano bene la cosa.

Giancarlo
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Inviato il 19/10/2007 :  01:05:58  Guarda il profilo di
Come al solito sei gentilissimo. Grazie

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Giancarlo Giacobbo
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Inviato il 19/10/2007 :  22:05:44  Guarda il profilo di
Una precisazione.
La relazione riportata su quella pagina del sito è monca, anzichè f=n/60, anche se lo dice, si deve intendere come f=(n/60)*p , dove p sono il numero delle coppie polari della macchina. Questa relazione è valida per gli alternatori, motori sincroni e asincroni.


Giancarlo
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Inviato il 19/10/2007 :  22:34:33  Guarda il profilo di
quote:
Messaggio di Razziatore

Uh i motori asicroni non possono essere usati come alternatori? Questa non la sapevo...



In un caso possono diventarlo: trascinandoli oltre la velocità di sincronismo, convertono l'energia meccanica in elettrica e non viceversa. Questo spiega perchè le locomotive trifasi frenavano "da sole" in recupero nelle discese, mantenendo pressochè la stessa velocità che in piano o in salita.


"Quel con dò sine xè el binario, quel con una xè el monario"
Frase in dialetto apparsa a Trieste durante le prove di STREAM
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Giancarlo Giacobbo
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Inviato il 19/10/2007 :  23:37:21  Guarda il profilo di
Questo è vero, però ricorda che il motore asincrono delle macchine trifasi avevano il rotore avvolto e sfruttavano il magnetismo residuo per poter diventare generatori e ridare energia alla linea.

Giancarlo
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3045 Messaggi

Inviato il 20/10/2007 :  20:56:25  Guarda il profilo di
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Messaggio di Giancarlo Giacobbo

Una precisazione.
La relazione riportata su quella pagina del sito è monca, anzichè f=n/60, anche se lo dice, si deve intendere come f=(n/60)*p , dove p sono il numero delle coppie polari della macchina. Questa relazione è valida per gli alternatori, motori sincroni e asincroni.


Giancarlo



Ora mi tornano di più i conti. Infatti non capivo come potesse prima specificare "questa formula è valida solo per i motori con una sola coppia polare e poi la ripete anche per quelle trifase

domandina:



( chiedo venia per la qualità dell'imagine )
In questa imagine ci sono 3 poli? Ho capito bene?

Ma non capisco bene una cosa. Lo sfasamento delle tre fasi ( R. S e T ) e data dall'angolo dato dai poli sullo statore giusto? In caso di poli multipli come sono disposti i poli, in termini di angolo? Intendo dire l'avolgimento R1 quanto dista da R2?

Mi spiego meglio. Prendiamo un cerco e dividiamolo in 120° abbiamo 3 punti in uno mettiamo R, in uno mettiamo S e nell'ultimo T.

Ma se volessi 6 poili? 360 / 6 = 60° e fin qui ok, ma R1 e R2 stanno a 60° l'uno dall'altro? Avendo così R1 R2 S1 S2 T1 T2? Oppure stanno 180° si ha la prima serie e poi la seconda in questo modo R1 S1 T1 R2 S2 T2 ?

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Modificato da - n/a il 20/10/2007 21:25:05
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Inviato il 21/10/2007 :  11:00:31  Guarda il profilo di
Bisogna distinguere in "gradi elettrici" (lo sfasamento delle fasi) e "gradi meccanici" (quelli fisici di spostamento degli avvolgimenti lungo la circonferenza del motore.
Certamente Giancarlo saprà spiegarla meglio...
Se riesci a trovarlo in qualche bancarella, c'era un libro che si intitolava La costruzione delle macchine elettriche, di G. Rebora, riveduto e aggiornato da Solari e Pagliari, ed. Hoepli, 1964. Lì è spiegata questa differenza. Forse esistono anche testi più recenti, ma siccome ci si riferisce a cose vecchiotte, di solito sui libri vecchiotti è più facile ci siano.

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Inviato il 21/10/2007 :  11:12:52  Guarda il profilo di
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Messaggio di e656 Liguria


Secondo, so che il motore di queste locomodive è (appunto) trifase e asincrono: come mai allora le velocità sono fisse, indifferentemente dal peso trainato? Non sarebbero caratteristiche più consone a un motore trifase sincrono?


Andrea.


Il problema è che il motore sincrono, se si supera una certa coppia (il che in una locomotiva succederebbe spesso) perde il sincronismo e si ferma! Si sono montati motori sincroni sulle locomotive solo grazie ad inverter elettronici (e con poco successo anche qui).


quote:
Messaggio di e656 Liguria


Terzo, alivello di contatti e circuiti elettrici, cosa significa collegare un motore in cascata a un altro? E come mai ho letto che è come se si dimezzasse la frequenza? Inoltre vorrei sapere cos'è la commutazione dei poli, che permette di avere due configurazioni in più con soli due motori.


Andrea.



Il collegamento in cascata si poteva fare solo perchè i motori avevano gli indotti avvolti: si collegava l'indotto di un motore (detto primario) all'induttore dell'altro (detto secondario), che doveva poter lavorare a due tensioni (3600V di linea e 500 V di indotto. Semplifico deliberatamente).
Dato che i poli dei motori erano identici la velocità di regime si dimezzava (ma nulla vietava che i numeri di poli fossero diversi fra i due motori e in un caso so che è stato fatto: la E.244 31 DRG, mono-trifase).
Spiegare la commutazione dei poli non me la sento... è complicata!



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Giancarlo Giacobbo
Professional Senior(1° Aggiunto di Reparto)

Lazio
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Inviato il 21/10/2007 :  20:28:14  Guarda il profilo di
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Messaggio di freelancer

Bisogna distinguere in "gradi elettrici" (lo sfasamento delle fasi) e "gradi meccanici" (quelli fisici di spostamento degli avvolgimenti lungo la circonferenza del motore.
Certamente Giancarlo saprà spiegarla meglio...
Se riesci a trovarlo in qualche bancarella, c'era un libro che si intitolava La costruzione delle macchine elettriche, di G. Rebora, riveduto e aggiornato da Solari e Pagliari, ed. Hoepli, 1964. Lì è spiegata questa differenza. Forse esistono anche testi più recenti, ma siccome ci si riferisce a cose vecchiotte, di solito sui libri vecchiotti è più facile ci siano.



E infatti su questo libro ho studiato.
Come dicevi, c'è differenza fra gradi elettrici e gradi meccanici. I gradi elettrici fra le fasi sono sempre di 120° mentre quelli meccanici possono variare in funzione del numero di giri dell'alternatore o comunque della macchina considerata.
Parlando di un alternatore, la sequenza delle fasi è sempre R S T. Ora, se la macchina ha una sola "coppia" polare, ha anche l'espansioni polari poste a 120°, e pertanto i gradi elettrici corrispondono con quelli meccanici e il numero di giri è di 3000'. Se le coppie polari sono 2, la sequenza è R S T R S T. I vari R S e T sono collegati in serie frà loro. La tensione risultante è la somma vettoriale fra le tensioni di fase generate. Quì ai 120° elettrici corrispondono 60° meccanici con 1500 giri'. Se le coppie polari diventano 3, i gradi meccanici diventano 30° e i giri 1000. E così via. Più il numero dei giri diminuisce, più alto è il numero dei poli e più grande è la macchina.

Giancarlo
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