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Motori per locomotive

Motori per locomotive

Motori per locomotive

Il motore elettrico è nato più di 100 anni fa. Ci sono principalmente 2 tipi di motori usati nel fermodellismo detti rispettivamente aperto e chiuso.

Motore di tipo aperto

Il motore di tipo aperto è stato uno standard per tanti anni, soprattutto negli USA. Consiste di un magnete permanente posto ad un lato del motore con due placche di metallo che si estendono davanti ad esso. Queste sono orientate in modo tale che una crea un polo positivo e l’altra il negativo. Fra queste placche magnetiche è montata l’armatura che forma l’elettromagnete rotante. E’ costruito in due parti metallica isolate tra loro, avvolte da spire di rame. Alla fine delle spire sono attaccati le prese di corrente, una per ogni polo, che ricevono l’elettricità tramite dei carboni a cui convergono i cavi corrente provenienti dai binari.

Motore di tipo chiuso

E’ più efficiente di quello aperto avendo dei magneti permanenti a forma circolare posti attorno al rotore elettromagnetico. Rispetto al modello aperto, richiede meno corrente e genera maggior potenza. Era normale che un motore aperto consumasse 1 A mentre uno chiuso ne consuma tra i 0,3 e 0.5 A. Il movimento di un motore chiuso è più fluido e potente perché il numero dei poli è superiore. Il motore aperto ne ha solo due e questo causa un movimento a singhiozzo alle basse velocità. Un motore aperto ha almeno 3 poli, e quei moderni ne hanno 5, rendendo la manovra molto fluida, tanto da far partire la locomotiva a bassissimo voltaggio.

walthers-ho-fp40 motore di tipo chiuso con contrappesi

Sicurezza

Un motore elettrico è costruito per funzionare con certi valori di voltaggio ed amperaggio. Grosso modo il voltaggio varia da 12 a 16 V. Usando a lungo tensioni sopra quelle richieste dal motore, può causare surriscaldamento, con relativa fusione e corto circuito. Anche sottoporre la locomotiva sforzi prolungati può portare a questo triste risultato. In verità questi problemi si verificano più frequentemente nel passato e quasi mai accadono con i modelli più recenti.

Montaggio Classico  (Tipo G di Lima)

Il  tipo di motore più diffuso è quello montato sopra un carrello a 4 o 6 assi  della locomotiva, che trasmette il moto alle ruote tramite una cascata di ingranaggi. Usato in passato da Lima e Fleischmann, è molto robusto, piuttosto rumoroso. Il carrello motore ha almeno un paio di ruote con anelli di aderenza. La captazione della corrente avviene dal carrello non motorizzata, se esiste. Gli ingranaggi sono di plastica, ma nei modelli più vecchi, potevano anche essere in metallo.

tipoG motore montato su carrello

Montaggio Verticale

Il motore è montato con l’asse di rotazione in verticale. Dalla parte inferiore fuoriesce un asse che tramite una vite senza fine, trasmette il moto ad una cascata di ingranaggi, inglobati nel carrello. Questa era la confermazione di tanti modelli Rivarossi. Gli ingranaggi erano tutti in metallo. Era un motore molto silenzioso, dal funzionamento morbido ma meno robusto del tipo classico.

 motore Rivarossi

Montaggio Centrale

E’ il modello oggi più diffuso. Il motore è montato centralmente nel corpo della locomotiva, con l’asse di rotazione disposto per la lunghezza della locomotiva. Da entrambi i lati escono gli alberi motore, a volte dotati di pesi per simulare maggiormente l’inerzia in accelerazione ed rallentamento. Da ciascuno degli alberi motore, all’altezza del carrello, è presente una vite senza fine che trasmette il moto alle ruota con una serie di ingranaggi. Dotate di un grande sforzo di trazione, perché tutte le ruote trasmettono potenza ai binari, è molto silenzioso ed affidabile. Quasi tutti i costruttori si sono orientati su questo tipo di motore per il loro modelli. La posizione centrale favorisce la stabilità del modello.

Grasso 02 locomotiva con motore centrale e contrappesi

Locomotive a vapore

I tipi di motore descritti in precedenza, riguardavano soprattutto modelli diesel ed elettrici. Per quanto riguarda le locomotive a vapore, la varietà non manca. Su questo tipo di locomotiva, il motore può essere montato o sul corpo macchina o sul tender. Nel primo caso il motore può essere del tipo G, verticale o centrale. Quasi sempre la corrente proviene dal tender che per questo motivo ha un collegamento elettrico permanente con la locomotiva. Ma ci sono delle eccezioni, come le locomotive Rivarossi. Quando il motore è montato sul tender, in genere è del tipo centrale e le ruote del tender sono quelle di trazione. La captazione della corrente può provenire dal corpo macchina e/o dal tender. In alcuni casi, il motore montato nel tender, trasmette il moto alla locomotiva tramite un albero di trasmissione. I carrelli delle locomotiva non sono mai motorizzati.

Bal_F-5_e  motore di tipo aperto montato su locomotiva

Elettrotreni e automotori

In questo caso non c’è una vera e propria locomotiva che traina dei vagoni. Il motore è montato di solito nella carrozza centrale ed è quasi sempre di tipo centrale. Solo nei modelli più vecchi è di tipo G. In certi casi, i motori sono 2, uno per ogni testata del treno. Il collegamento fisico tra le carrozze è non mai fatto da ganci standard, ma da sistemi che permettono il passaggio della corrente, sia per la trazione, sia per luci, interne ed esterne.

Captazione della corrente

La corrente proviene dai binari e ci sono vari modi per trasmetterla dalle ruote al motore. Uno degli schemi più usati nelle locomotive diesel ed elettriche e quello di prendere corrente da uno dei carrelli, che nel caso del motori di tipo G, è quello senza motore. In alcuni casi la corrente di un polo proviene dalle ruote a contatto di un binario di un carrello, mentre quella dell’altro polo proviene dalla ruote dell’altro binario in un altro carrello. Sempre più spesso i contatti sono posti in tutte le ruote dei carrelli, per impedire la più piccola interruzione di corrente che nel DCC a differenza dell’analogico, può bloccare il treno. Per le locomotive a vapore la corrente può provenire sia del tender, sia delle ruote del corpo, alle volte con un polo nel corpo macchina e l’altro nel tender, con la conseguenza che la locomotiva non poteva funzionare se non aveva il tender. Nei modelli più recenti, si cerca di usare il più possibile tutte le ruote del treno. Certi elettrotreni hanno tutte le ruote che captano corrente dai binari. In disuso ormai la captazione dalla linea aerea.

Sistemi a 3 contatti

Quanto raccontato finora, riguarda i sistemi DC e DCC con la corrente che affluisce nei due binari. Nei sistemi a 3 contatti tipo Märklin, un polo della corrente arriva ad entrambi i binari, mentre l’altro arriva in una specie di binario centrale, posto la centro dei binari. La locomotiva ha gli assi delle ruote non isolati tra loro per captare al meglio la corrente dai binari. La corrente del ‘terzo binario’ è captata tramite una specie di slitta. Questo sistema ha una maggior efficienza nel prendere corrente e consente certe configurazioni di tracciato, come l’anello chiuso, senza dover ricorrere a collegamenti elettrici particolari. Dall’altro lato è meno aderente alla realtà perché il terzo binario, seppur mascherato, è comunque visibile.

polifemo-c-03 motore con slitta per sistemi Märklin montato su elettrotreno ETR 200

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