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Potenza moderne loco elettroniche
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Autore:  Luca Vadagnini [ mercoledì 25 aprile 2012, 21:09 ]
Oggetto del messaggio:  Potenza moderne loco elettroniche

Avrei una domanda riguardo i valori della potenza continua delle loco con motori trifase.

Nel caso dell'E412 italiana, ma anche della 101 tedesca e della Taurus austriaca (e di altre) la potenza continua della locomotiva (ad es. 6400 kW per la 101) è minore della potenza continua massima di un motore (nel caso 1632 kW, che per quattro fa 6528 kW > di 6400).

Qual è il motivo di questa differenza?
La potenza viene dispersa? Oppure il circuito di trazione non fornisce energia sufficiente per sfruttare appieno le potenzialità del motore?

Preciso che per la 101 non c'è il discorso del diverso tipo di alimentazione (ca. o cc.) perchè a differenza delle altre due citate è monotensione.

Autore:  Superparallelo [ giovedì 26 aprile 2012, 0:05 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Potenza moderne loco elettroniche

Forse dovresti fare un pò di chiarezza sulle varie potenze: assorbita e resa...continuativa ed oraria...
La potenza elettrica assorbita è la quella grandezza elettrica che viene attinta dalla linea di contatto, ed è quella che viene usata per definire la max potenza di una locomotiva, la potenza resa invece è quella grandezza elettrica che viene usata effettivamente per la trazione, al netto delle varie perdite e dissipazioni di energia in fase di avviamento o di frenatura...La potenza continuativa invece è quella potenza che può essere sfruttata al massimo per un tempo illimitato date le caratteristiche dei motori di trazione...come la classe d'isolamento dell'indotto per esempio...(per esempio la E.646 ha una potenza continuativa max assorbita di 3780 KW...). La potenza oraria invece è quella potenza che può essere sfruttata per un periodo molto limitato nel tempo, per un improvviso bisogno di una potenza supplementare da qui la denominazione di potenza oraria...(in questo caso la stessa E.646 ha una potenza oraria di 4320 KW...)

Autore:  Luca Vadagnini [ giovedì 26 aprile 2012, 7:19 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Potenza moderne loco elettroniche

Cito dalla descrizione ufficiale della
1016/1116 Taurus:

Nelle caratteristiche generali si trova:
- Maximale Leistung (Booster) = potenza massima: 7,0 MW
- Dauerleistung = potenza continuativa: 6,4 MW

Nei dati del motore:
-Dauerleistung = potenza continuativa: 1640 kW
-Kurzzeitleistung = potenza per un breve periodo di tempo: 1750 kW

La differenza tra i due valori di potenza continuativa è palese...

Per la E412 basta controllare i dati sulla monografia di TT, prima nei dati tecnici e poi nella descrizione dei motori.

Autore:  Andrea F.S. [ giovedì 26 aprile 2012, 19:45 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Potenza moderne loco elettroniche

Mettere a confronto una locomotiva ad azionamento reostatico, con una locomotiva ad azionamento chopper/inverter, non è proprio corretto.
Nella prima dobbiamo prendere come riferimento, due tipi di potenza; la potenza assorbita oraria, e la potenza assorbita continuativa. Questi due valori sono teorici, perchè all'atto pratico vanno prese in considerazione, si entambe queste due potenze, ma come potenze rese ai cerchioni. Questo perchè alle due potenze assorbite sopracitate, vanno sottratte le perdite meccaniche dovute agli attriti della trasmissione, le perdite elettriche per effetto Joule e le perdite magnetiche; quindi la potenza effettiva resa della locomotiva, è inferiore alla potenza assorbita dalla linea di contatto. Ricordiamo che la potenza assorbita in corrente continua, è data dal prodotto della tensione per l'intensità di corrente (P= V x I) e tali potenze variano al variare di queste due grandezze elettriche (combinazioni motori e indebolimenti di campo). Nelle macchine con azionamento trifase invece vanno presi in considerazione due soli tipi di potenza; la potenza massima erogata, e la potenza massima continuativa. La prima normalmente si riferisce ad un breve periodo di sovraccarico (circa 20 minuti), la seconda invece è quella che la locomotiva può assorbire per un tempo pressochè illimitato. Tale potenza però viene assorbita in un certo campo di velocità abbastanza vasto che dipende dalle caratteristiche del motore, dal rapporto di trasmissione e dal tipo di azionamento. Nei sistemi ad azionamento chopper/inverter riveste particolare importanza, la regolazione della frequenza in quanto è l'unico sistema per variare, unitamente alla tensione di alimentazione, la velocità di rotazione del motore asincrono. Prendiamo per esempio la locomotiva E 402. In fase di avviamento l'inverter alimenta i motori ad una tensione di circa 0-450 Volt con una frequenza di 0,5 -9 Hertz; durante questo periodo la variazione delle grandezze, tensione/frequenza, avviene adottando il sistema PWM. Superato l'attrito di primo distacco la modulazione dell'inverter mantiene costante il flusso magnetico, e la coppia al valore massimo. Adesso le grandezze tensione/frequenza assumono valori sempre più crescenti fino a quando la tensione massima si porta ad un valore fisso di 3240 volt, e la frequenza a 72 Hetrz. A questo punto l'inverter non lavora più in PWM, ma in onda quadra fino a quando non avrà alimentato i motori trifasi ad una frequenza di 115 Hetrz.
Da 72 a 115 Hettz ( 133 a 220 Km/h) la locomotiva eroga la massima potenza, mentre la coppia motrice decresce con il quadrato della velocità.
Perchè questa breve parentesi elettrotecnica? Perche come abbiamo potuto vedere, un azionamento inverter è capace di mantenere una potenza costante massima continuativa per un grande campo di velocità; cosa impossibile con le locomotive tradizionali. Anche nelle locomotive ad azionamento elettronico, abbiamo delle perdite di potenza; infatti la potenza meccanica utile del motore asincrono, cioè quella resa all'albero, è data dalla differenza dalla potenza meccanica generata e le perdite meccaniche. I due sistemi, differiscono anche per quanto riguarda il calcolo della potenza; nei sistemi trifasi, la potenza attiva, si calcola: (radice quadrata di 3 x V x I x cos phi). Per concludere, possiamo dire che la potenza assorbita dalla linea, sarà sempre superiore alla potenza resa ai cerchioni per i motivi visti sopra.
Scusa Luca se ti ho fatto l'esempio con la E 402, ma il principio è lo stesso per tutte

Saluti, Andrea

Autore:  Beppe de Morra [ giovedì 26 aprile 2012, 20:51 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Potenza moderne loco elettroniche

Mi viene in mente una cosa, nelle macchine reostatiche la massima corrente oriaria/continuativa dei singoli motori è calcolata a progetto e non si può superare grazie alle protezioni del circuito di comando della macchina.
Le tensioni applicate invece sono si calcolate, (per esempio 646 250v/500v/750v/1000v nelle combianazioni di S/SP/P/PP) però nel caso la tensione di linea raggiunga valori superiori (mi pare si possa arrivare anche a 4000v e quindi avremo 333/666/1000/1333) la potenza sviluppata sarà maggiore di quella di progetto.
Domando ai maestri, la cosa è vera o comunque la derivazione della corrente ed altre perdite della macchina mitigano il tutto?

Grazie!

Autore:  Andrea F.S. [ giovedì 26 aprile 2012, 21:40 ]
Oggetto del messaggio:  Re: Potenza moderne loco elettroniche

Ciao Beppe; normalmente la tensione di linea, si aggira sui 3400 Volt, quindi le potenze effettive, saranno maggiori di quelle di progetto. Quello che affermi è giusto.

Saluti, Andrea

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