{"id":9170,"date":"2023-12-11T10:32:53","date_gmt":"2023-12-11T09:32:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.superbadlf.it\/wordpress\/?p=9170"},"modified":"2024-01-23T10:58:19","modified_gmt":"2024-01-23T09:58:19","slug":"il-treno-nella-storia-dai-treni-agli-elettrodomestici","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.superbadlf.it\/wordpress\/il-treno-nella-storia-dai-treni-agli-elettrodomestici\/","title":{"rendered":"Il Treno nella Storia – Dai treni agli elettrodomestici"},"content":{"rendered":"

di Marco Galaverna<\/em><\/p>\n

Fra tutti i tipi di motori elettrici, quello a collettore e spazzole con l\u2019avvolgimento induttore, sullo statore, collegato in serie con il circuito di indotto, sul rotore, \u00e8 l\u2019unico che pu\u00f2 funzionare sia in corrente continua (c.c.) sia in corrente alternata (c.a.) e per questo motivo \u00e8 detto universale.<\/p>\n

Nella cultura elettrotecnica \u201cufficiale\u201d (testi scolastici, dispense e corsi universitari) questo tipo di motore elettrico \u00e8 quasi ignorato o, se viene trattato, ci\u00f2 avviene per elencarne i difetti: scarso rendimento, scintillio al collettore, usura delle spazzole e, in conclusione, \u00e8 considerato adatto tutt\u2019al pi\u00f9 per trapani e frullatori da cucina.<\/p>\n

In effetti, l\u2019impiego del motore universale attualmente \u00e8 pressoch\u00e9 limitato al settore dei piccoli elettrodomestici. Ma non \u00e8 sempre stato cos\u00ec e, prima dell\u2019avvento dell\u2019elettronica industriale, esso ebbe un posto di rilievo nella grande trazione ferroviaria.<\/p>\n

All\u2019inizio del Novecento, non era chiaro se, per la trazione elettrica, fosse pi\u00f9 vantaggioso il sistema a c.c., quello a c.a. monofase o quello a c.a. trifase. In ogni caso, la scelta della corrente alternata portava con s\u00e9 la comodit\u00e0 di poter abbassare o alzare il livello delle tensioni per mezzo di trasformatori, tanto negli impianti a terra quanto a bordo dei mezzi.<\/p>\n

Nel 1904 si speriment\u00f2 sulla ferrovia svizzera Seebach \u2013 Wettingen un\u2019elettrificazione a c.a. monofase a 15 kV, valore per l\u2019epoca elevato, alla frequenza di 50 Hz. A quella frequenza di alimentazione, i motori di trazione delle locomotive, appunto del tipo universale (in questo ambito denominati \u201cmonofasi a collettore\u201d), non funzionavano bene, sicch\u00e9 il sistema fu modificato adottando la frequenza speciale di 16.7 Hz e con questo accorgimento esso si mostr\u00f2 superiore a tutti i sistemi precedenti, grazie alla linea di contatto a filo unico e alla facilit\u00e0 con cui si riusc\u00ec a regolare la velocit\u00e0 dei treni, mediante un trasformatore di bordo a rapporto variabile.<\/p>\n

All\u2019epoca era gi\u00e0 noto che i difetti caratteristici di quel tipo di motore, scintillio e usura delle spazzole, erano proporzionali al valore della frequenza di alimentazione e perci\u00f2, in luogo di quella usuale per gli impieghi civili e industriali, 45, 50 o 60 Hz, si adott\u00f2 nelle applicazioni ferroviarie la frequenza speciale di 16,7 o 25 Hz. Nasceva cos\u00ec l\u2019importante sistema di trazione elettrica monofase a bassa frequenza, che divenne il sistema nazionale in Svizzera, Austria, Germania, Svezia, Norvegia, dove \u00e8 tutt\u2019ora usato.<\/p>\n

Il motore monofase a collettore fu oggetto di continui perfezionamenti tecnici nell\u2019arco di oltre mezzo secolo e, con buona pace dei suoi detrattori, caratterizz\u00f2 alcuni dei migliori mezzi di trazione di sempre. Ricordiamo le locomotive svizzere Re 6\/6, costruite dal 1972 e ancor oggi in servizio, con la ragguardevole potenza di 7440 kW, e le svedesi Dm3, probabilmente le pi\u00f9 grandi locomotive elettriche costruite in Europa, ormai ritirate, capaci di una ineguagliata forza di trazione di 940 kN (a titolo di confronto, la forza di trazione massima delle locomotive italiane non arriva a 300 kN).<\/p>\n

Ulteriore riprova della validit\u00e0 della trazione con motori monofasi viene dal fatto che mentre le amministrazioni ferroviarie che utilizzavano la trazione in corrente continua ritennero opportuno, dagli anni Settanta, sviluppare azionamenti elettronici per migliorare le prestazioni dei mezzi (ad esempio in Italia e in Francia), in Germania gli ordinativi di macchine con motori monofasi tradizionali, cio\u00e8 senza convertitori elettronici, proseguirono fino agli anni Novanta (Gruppo DR 112, riporto dal libro [1]). La Svizzera \u00e8 per\u00f2 la nazione che, nonostante l\u2019avvento dell\u2019elettronica, ha oggi il maggior numero di mezzi con motori monofasi a collettore ancora in servizio.<\/p>\n

Di contro, alla frequenza industriale di 50 Hz i problemi dei motori monofasi a collettore per uso ferroviario non furono mai del tutto superati, essenzialmente per il commutatore a spazzole, che richiedeva dimensioni eccessive per ridurre la densit\u00e0 di corrente, con inevitabile peggioramento del rapporto potenza\/massa. Ci\u00f2 spiega perch\u00e9 le locomotive sperimentali, svizzere e francesi, con motori monofasi alimentati a 50 Hz non ebbero seguito, in quanto quel tipo di motore non era abbastanza efficiente e affidabile per la trazione pesante; ma, per i mezzi leggeri, di minore potenza, le difficolt\u00e0 furono superate e, negli anni Cinquanta, diverse serie di elettromotrici con motori monofasi a collettore, direttamente alimentati a 50 Hz, furono costruite per le reti di Giappone, Portogallo e Turchia [2].<\/p>\n

Eppure, delle 694 pagine di uno fra i pi\u00f9 classici e famosi libri italiani di macchine elettriche, l\u2019Olivieri \u2013 Ravelli, usato da generazioni di studenti, il motore monofase a collettore occupa soltanto due mezze pagine [3]. Sorprendente \u00e8 stata quindi la scoperta, nella biblioteca della scuola in cui insegno, di un libro interamente dedicato a questo tipo di motore [4]: si tratta di una traduzione francese da un originale tedesco e ne riporto l\u2019immagine della copertina. L\u2019immagine \u00e8 fuorviante, anche perch\u00e9 \u00e8 stampata capovolta, ma sembra riconoscervi una locomotiva francese del Gruppo BB 12000, che non aveva motori monofasi a collettore bens\u00ec motori a c.c. alimentati tramite convertitori di bordo: piccolo mistero che aggiunge interesse all\u2019argomento. <\/p>\n

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[1] F. Perticaroli, \u201cSistemi elettrici per I trasporti\u201d, Masson, Milano, 1994, pag. 327<\/p>\n

[2] Y. Machefert Tassin, F. Nouvion, J. Woimant, \u201cHistoire de la traction electrique\u201d, La Vie du Rail, 1980<\/p>\n

[3] L. Olivieri, E. Ravelli, \u201cMacchine elettriche\u201d, Cedam, Padova, 1957, pagg. 620 – 621<\/p>\n

[4] R. Richter, \u201cMoteurs monophas\u00e9s \u00e0 collecteur\u201d, Dunod, Paris, 1959<\/p>\n

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