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Archive for the ‘Tecnica Ferroviaria’ Category

Pubblicato il 9 febbraio 2019

Nelle puntate precedenti abbiamo parlato di motori asincroni (trifase), a corrente continua e a corrente alternata, e ci siamo occupati di trasformatori, indebolimento di campo, collegamenti serie e parallelo, diodi, tiristori (detti anche SCR), gate e chopper. Abbiamo visto come si regolava la velocità di marcia in una motrice elettrica “tradizionale’ (ovvero pre-elettronica) e discusso il primo impatto dell’elettronica sulla trazione ferroviaria (in Italia) esaminando il caso delle tre E.444 sperimentali.

Questa volta ci poniamo l’obiettivo di arrivare a comprendere – almeno a grandi linee- come siano strutturate e come si “pilotino” le motrici moderne.

Una moderna locomotiva policorrente: E.474.101 di RailOne nel 2012, Foto © Lorenzo Banfi da railcolor.net

Passeremo attraverso una spiegazione di base di altri oggetti misteriosi (raddrizzatori, GTO, IGBT, Inverter), ma anticipiamo che senza entrare in dettaglio è sufficiente comprendere che vi sono alcune funzionalità di base che ci servono.

Sostanzialmente avremo delle componenti in grado di fare le seguenti cose:

  • usare energia elettrica per generare un movimento rotatorio (motore)
  • usare un movimento rotatorio per generare energia elettrica (alternatore)
  • aprire e chiudere un “rubinetto”, ovvero far passare o meno una corrente (tiristori, GTO, IGBT)
  • regolare la tensione e il flusso di corrente she lasciamo passare, aprendo e chiudendo i rubinetti menzionati (chopper: ne abbiamo già parlato trattando le Tartarughe elettroniche)
  • cambiare le tensione di una corrente alternata (trasformatore)
  • trasformare una corrente alternata in corrente continua (raddrizzatore)
  • trasformare una corrente continua in corrente alternata (inverter)
  • regolare la frequenza della corrente alternata  generata (controller)

Aver compreso queste funzionalità è il minimo necessario per capire come siano strutturati i locomotori moderni: si può anche passare alla sezione sotto riportata Impatto degli elementi di elettronica discussi sull’architettura delle motrici moderne” saltando i vari dettagli nei quali, seppur superficialmente, stiamo per tuffarci.

Quella che segue, e che come detto può anche essere saltata, è sezione un pochino più tecnica, nella quale useremo comunque un linguaggio volutamente colloquiale per cercare di descrivere intuitivamente i concetti che stanno dietro alle formule: di queste ultime non ne mostreremo alcuna.
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Pubblicato il 26 gennaio 2019, ultimo aggiornamento 28 marzo 2019

Abbiamo visto di recente quali “trucchi” si dovessero adottare per mettere in marcia e poi regolare le velocità delle locomotive elettriche a trazione continua: combinazioni serie/parallelo, gradi di shunt o di indebolimento di campo, dissipazione reostatica.

Tutto questo è stato drammaticamente semplificato dall’avvento dell’elettronica di potenza a metà anni ’70, che ha avuto da noi la sua palestra in casa delle motrici di punta dell’epoca: le E.444. Si è così aperta la strada per una nuova generazioni di motrici, sempre basate su alimentazione e motori a corrente continua. La prima incarnazione di questo nuovo paradigma furono le E.632/633 del 1983 e le successive E.652. Seguendo ancora questa strada, si giunse poi nel 1994 alle prime locomotive veramente moderne: le E.402 che abbandonarono il motore a corrente continua per tornare… al trifase! (ovviamente migliorato e modificato).

Vediamo di seguire qui i primi passi di questa evoluzione: le sperimentazioni con le E.444.

E.444.005 Foto © Ciancio da Tranzitalia.it

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Pubblicato il 19 gennaio 2019

Condurre una automotrice Diesel non è molto diverso da guidare una macchina: c’è un cambio con frizione, e la velocità del motore viene variata con un acceleratore.

Un locomotore elettrico è invece totalmente diverso.

Cabina con banco di guida di una E.444R – Foto © Ernesto Imperato

Qui tentiamo di illustrare (in forma sicuramente incompleta e semplificata – speriamo non troppo) i principi fondamentali riguardanti la regolazione di velocità del mezzo. Lo faremo evitando per quanto possibile le formule, che sono però necessarie per una piena comprensione.

Innanzitutto occorre definire di cosa stiamo parlando, perché le cose erano molto diverse su una macchina nel 1970 di come non siano su una motrice costruita oggi. Poi occorre specificare quale tipo di alimentazione abbia la macchina in questione: a corrente continua, a corrente alternata monofase o a corrente alternata trifase, perché di nuovo le cose cambiano. I motori elettrici e il loro controllo sono infatti assai diversi nelle tre tipologie: a corrente continua, asincroni e sincroni, a corrente alternata a collettore…
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Pubblicato il 6 gennaio 2019

L’Europa ferroviaria è un puzzle di tensioni elettriche: vi sono ben cinque tipi di alimentazione, e in vari paesi coesistono due tipi di alimentazione. In passato poi vi sono stati anche altri tipi di alimentazione, come la trifase italiana.

Mappa dei tipi di alimentazione elettrica ferroviarie in uso in Europa per linee convenzionali

Ovviamente le differenze tecniche che la mappa ci mostra hanno una radice storica, e quest’ultima ha delle motivazioni a volte tecniche, altre economiche, altre ancora politiche. Cerchiamo qui di approfondire un po’ il discorso.
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Pubblicato il 29 dicembre 2018

Nei quasi vent’anni ormai passati dacché siamo entrati nel terzo millennio, le ferrovie sono profondamente cambiate. Certo c’è l’alta velocità, con Frecciarossa e Italo che arrivano ormai anche fuori dalle direttrici AV.

NTV Italo

Ma non è solo quello. Eravamo abituati al monopolista nazionale: a parte le poche concesse, treno in Italia significava FS, con i suoi non molti tipi di locomotori e di carrozze, le sue livree con poche varianti. Un po’ di eterogeneità veniva dal materiale trainato: le carrozze tedesche, francesi e svizzere principalmente, ma ogni tanto anche qualcosa di più esotico come carrozze danesi o dell’Est Europa (limitatamente a pochissimi convogli).

Rara carrozza rossa negli anni ’70: una DSB in composizione all’Alpen Express Copenaghen/Købnhavn-Roma

Oggi a guardare i treni che passano, si vedono anche molteplici tipi di motrice, specie per quanto riguarda il traffico merci ma non solo, e svariate livree.

2 E 193 di Rail Traction Company a ferragosto 2018. Foto © Marco Ferrigno da Instagram

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Pubblicato il 17 Novembre 2018, ultima modifica 5 giugno 2019

Non abbiamo sbagliato titolo: la E.403 è parte dell’evoluzione storica delle E.402. E’ probabilmente la meno nota e meno riconoscibile tra le locomotive FS, e probabilmente anche una delle meno fortunate.

Disegno della E.403, da leferrovie.it di Daniele Neroni

Vediamo di conoscerla un po’ meglio.

La macchina nasce come evoluzione delle E.402B, ed infatti inizialmente era destinata ad entrare nel gruppo 402 con la denominazione di E.402C. Poi le FS cambiarono idea, e la assegnarono al nuovo gruppo E.403. Scelta forse curiosa, visto che le motrici sono esteticamente e meccanicamente assai simili alle E.402B, tanto che l’occhio non esperto le può confondere, e che in precedenza nel gruppo erano entrate macchine vistosamente differenti (le P, le A e le B).

E.402.156 “Francia” accanto alle E.403.003 e E.403.005 nel 2009 a Milano – foto © Karl70 da bahnbilder.de. Come si può notare, il gruppo della motrice si riconosce soprattutto…dai tergicristalli!

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Pubblicato il 10 febbraio 2018

Che cos’hanno in comune E.401, E402A, E.403, E.405, E.412? La potenza: sono le motrici Trenitalia più potenti, con i loro 6000 kW di potenza oraria.

FS E.401.026 Foto © Vincenzo Russo da Ferrovie.info

O almeno, le più potenti fino all’arrivo delle future E.494 (così saranno immatricolate le 40 TRAXX DC3 ordinate da Bombardier).

FS E.494 (Bombardier TRAXX DC3) – Foto © da railcolornews.com

Sì, perché queste avranno 6000 kW di potenza continuativa, e quindi lo scettro di regina toccherà a loro.

Ma come più potenti… 6000 kW le une, 6000 kW l’altra…

Già, ma per le prime si parla di potenza oraria, per la E.494 di potenza continuativa.

E che differenza c’é? Un attimo, che ora lo spieghiamo.
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