Se io alimento un motore trifase sincrono 25kV / 50Hz con una corrente di 3kV / 16.66 Hz che diamine succede?

L'elettrotecnica sta proprio su un pianeta diverso da quello dove abito io , e la cosa mi è venuta in mente per la E47? (E472 ?) arrivata sotto la bifilare della linea del Brennero insieme ai tedeschi in fuga.... Che sarebbe successo se avessero sollevato gli archetti e alimentato i motori?

Essendo la tensione e la frequenza più bassa, il motore girerebbe ad un numero di giri equivalente ad 1/3 dei giri che farebbe a 50Hz è con una potenza notevolmente più bassa in quanto è legata al quadrato della tensione.


Se una E472 fosse arrivata trainata al Brennero non avrebbe mai potuto alzare gli archetti sotto l'alimentazione austriaca perchè sarebbe passata da un sistema trifase (2 fasi + rotaia) 10Kv 45Hz per la quale era stata progettata ad un sistema monofase (una fase + rotaia) 25Kv 50Hz. Se lo avessero fatto e il filo avesse toccato uno degli striscianti del pantografo ci sarebbe stata una bella fumata.

ma la 25kV comunque al brennero con gli austriaci non ci azzecca nulla, e poi... ai tempi del secondo conflitto mondiale la tratta austriaca del brennero era già stata elettrificata?

Non lo so, io ho solo risposto ad una domanda di elettrotecnica.

Giancarlo e Groig, ho parlato di bifilare della linea del Brennero (che va da Innsbruck a Verona) in quanto tra Trento e Bolzano c'era la trifase, e della locomotiva si parlò nel forum.

Peraltro mi pareva di ricordare di possibili effetti più disastrosi, a meno che non siano state storie per intortare quelli della Wermacht. Infatti anche a me tornava una rotazione più lenta dei motori con una potenza ridicola (circa 1/64 di quella disponibile sotto i 25Kv 50Hz sperimentati in centro Italia), anche se i riduttori delle 47x forse avrebbero permesso loro di muoversi con un minimo da plastico

Per alzare gli archetti non c'era bisogno di arrivare al Brennero.
Bastava alzarli a Bolzano, in quanto la tratta Bolzano Brennero era elettrificata in trifase dal 1929 (mi sono informato e ho visto che dal 1934 al 1952 era in trifase anche la Trento Bolzano, mentre al Bolzano Brennero fu in trifase fino al 1961).
Come dice Giancarlo, dal Brennero in poi il sistema era monofase, incompatibile con quello trifase italiano.
Sempre come dice Giancarlo, il motore, alimentato ad una tensione molto più bassa di quella nominale, sviluppa una coppia inversamente proporzionale al quadrato della tensione. (se la tensione è 1/2, la coppia diventa 1/4; se la tensione è 1/3, la coppia diventa 1/9 e così via).
Vorrei aggiungere che, in questo caso, il motore sottoposto ad un carico non riuscirebbe ad avviarsi (o girerebbe a velocità molto più bassa di quella normale), aumentando a dismisura la corrente assorbita, tanto da far intervenire le protezioni di massima corrente della macchina, interrompendo al corrente stessa, per evitare la bruciatura degli avvolgimenti.

Forse ho un vuoto di memoria ma l'alimentazione trifase era limitata al territorio italiano fino al Brennero. Non mi sembra che andasse oltre il confine.

Un articolo su una rivista (non ricordo quale) diceva che, ai tempi del trifase, la monofase austriaca non arrivava a Brennero, ma si fermava a Gries am Brenner. Fra questa e Brenenro si utlizzava la trazione a vapore austriaca.
Poi, con la conversione in CC della Bolzano - Brennero, il monofase fù portato fino a Brenenro, unificando il cambio trazione.


Stefano Minghetti

ah ... dimenticavo.

I compressori non avrebbero avuto la capacità necessaria a produrre aria per sfrenare i freni.
Ma io non mi sarei comunque avventurato in discesa in quelle condizioni !!!


Stefano Minghetti

Ehm, fino al 1965, non al '61...

Probabilmente, un lampo blu elettrico seguito da un bel botto!

Mi spiego meglio: se ho ben capito il senso della domanda, tralasciando le imprecisioni terminologiche su tensione e corrente, l'esperimento è alimentare un motore asincrono trifase progettato per 25kV /50 Hz con un sistema di tensioni trifasi a 3kV e 16 2/3 Hz.

Supponendo che un tale tipo di motore esista, dovrebbe si girare più lentamente (essendo alimentato a frequenza e tensione ridotte) ma presenterebbe un' impedenza di ingresso più bassa di quella che avrebbe a 50Hz causando un assorbimento di corrente molto elevato allo spunto, e probabilmente sufficente a far intervenire le protezioni del sistema di alimentazione. (botto e lampo)

Semplificando al massimo, l'impedenza, è un parametro elettrico in qualche modo analogo alla resistenza in corrente continua (che ne è una parte), pertanto svolge anche la funzione di limitare la corrente di spunto; tuttavia l'impedenza (che si misura lo stesso in ohmm) assume valori diversi a seconda della frequenza della tensione con cui la si alimenta.

Adesso una serie di precisazioni per riportarsi alla realtà:

Un motore del genere non credo che esista; 25kV sono davvero tanti per l'isolamento dell avvolgimento statorico, pertanto una macchina del genere avrebbe dimensioni enormi (non potrebbe certo stare su un carrello ferroviario).

Le locomotive politensione di conseguenza non sono equipaggiate con tale tipo di motori: la strategia in queste macchine è riportarsi sempre a una tensione idonea ad alimentare i motori con i loro azionamenti, poi a seconda della tensione presente a monte c'è una parte di circuito che la converte in quella desiderata.
Il circuito trazione delle locomotive politensione ha subito varie evoluzioni nel corso del tempo; oggi si effettua una conversione statica a bordo del mezzo, si arriva ad una tensione intermedia che poi si modula in frequenza e valore massimo istante per istante a seconda della coppia richiesta e della velocità.


Spero di essere riuscito a spiegarmi, in ogni caso chiedi pure, così come se si vuole approfondire oltre l'argomento!

Nelle centrali di produzione dell'energia idroelettrica, la turbina è collegata meccanicamente all'alternatore trifase. Tale generatore è del tipo Sincrono e come è noto, la sua velocità di rotazione è strettamente legata al numero dei poli, per una data frequenza da produrre; la frequenza industriale è di 50 Hertz. Questa premessa è necessaria in quanto esistono alcuni bacini imbriferi che, quando hanno esaurito la loro riserva giornaliera o settimanale, vengono riempiti dal bacino di valle che contiene l'acqua di scarico che ha già agito sulle turbine facendo funzionare il gruppo turbina-alternatore come pompa. Questo si ottiene facendo funzionare il generatore sincrono trifase, come motore che trascinando la turbina, ripompa l'acqua di scarico sul bacino di monte, permettendo nuovamente di riutilizzare l'acqua per produrre energia. Queste macchine sono enormi, e per quanto ne so sono i motori sincroni più grandi; il loro diametro può arrivare tranquillamente a 10 metri, per 4 di altezza (se posizionati verticalmente) e la tensione di macchina, non supera i 15 Kv (salvo casi particolari). Giustamente come dice bruscolino, motori a 25 Kv, avrebbero uno sviluppo dimensionale enorme e non credo che possano essere compatibili con i sistemi ferroviari. Comunque sia, attualmente vengono privilegiate le macchine asincrone, in quanto le macchine sincrone, abbisognano di un inverter dalla logica di controllo più complessa.

Saluti, Andrea

Scusate, ma credo che saint volesse chiedere cosa sarebbe successo ad alimentare una E47x a 3600 V 16.6 Hz.

Come sapete, a differenza delle piemontesi/liguri, tutte le locomotive trifasi a 50 Hz avevano il trasformatore, per ridurre la tensione dai 10 kV della linea a 1 kV per i motori (come detto da bruscolino, i motori e gli alternatori non possono essere costruiti per tensioni molto elevate, a causa delle necessità di isolamento).

Elettrotecnicamente, a vuoto, ovvero a trasformatore inserito, motori inseriti e reostato aperto, la locomotiva avrebbe assorbito la sola corrente di magnetizzazione, pari a : ( 3600 / 10000 ) * ( 50 / 16.6 ) = 1.07 volte la corrente a vuoto nominale, ovvero, pari alla corrente nominale. Quindi fattibile.

Stavo per fare considerazioni per il funzionamento a carico (molto più complesso), ma mi viene in aiuto il libro "Locomotive Elettriche" di Cornolò e Pedrazzini ed. Albertelli, che riporta le seguenti notizie sorprendenti :

E472 (esteticamente una specie di E432, ma più massiccia) :
V max : 75 km/h, N max : 1950 kW
- in attesa di elettrificare la Roma - Sulmona, venne provata sulla Salbertrand - Bardonecchia, a 5000 V 45 Hz, utilizzando i trasformatori delle sottostazioni a 16.6 Hz.
- grazie a prese intermedie al primario del trasformatore, erano alimentabili anche a tensioni ridotte a 5800 - 7000 V 50 Hz
- avevano previsto di alimentarle anche a 3600 V 16.7 Hz, limitatamente alle previste e mai realizzate stazioni di confine fra il sistema a 50 Hz ed il sistema a 16.7Hz

E470 (esteticamente una specie di E431, ma più massiccia) :
V max : 100 km/h, N max : 2090 kW
- in origine non dotata del sistema bifrequenza, fù modificata durante la messa a punto, per poter effettuare prove su linee a 16.6 Hz

E471 (esteticamente come un E333, ma con 4 assi motori) :
V max : 100 km/h, N max : 3270 kW a 50 Hz
V max : 75 km/h, N max : 1630 kW a 16.6 Hz
- costruita in unico esemplare dalla Nicola Romeo
- al posto del trasformatore aveva un motore sincrono dotato di avvolgimenti secondari, che faceva sia da trasformatore, sia da gruppo di rifasamento
- era una macchina nominalmente bisistema : cioè, a parte la differenza di potenza sviluppabile, poteva funzionare sia col sistema 10 kV 50 Hz, sia con quello 3.6kV 16.6 Hz
Esemplare sfortunato per quanto ammirevole.

Per i dettagli vi rimando al citato libro.

Quanto al 25 kV :
- al Brennero arriva la 15 kV 16.7 Hz monofase
- in Francia e nelle nostre AV c' è il sistema a 25 kV 50 Hz monofase
Il sistema monofase, indipendentemente dalla tensione e dalla frequenza, non è compatibile con qualsivoglia locomotiva trifase.

un saluto a tutti
Stefano Minghetti

Vero, ma con i motori disinseriti, oppure con i motori al sincronismo (scorrimento pari a 0) e reostato shuntato.

Anche qui, però la corrente assorbita è la sola impedenza di magnetizzazione del trasformatore opportunamente ridotta, sempre per via della frequenza; anche se dato che normalmente tale impedenza è molto elevata il calo potrebbe non procurare danni!

Per fare un po' di discorsi quantitativi occorrerebbe trasformare le grandezze di targa del trasformatore (Zcc e Z0), tenendo conto che le parti complesse di ogni impedenza diventano:

Xd (16hz)= 0,326 * Xd(16,3)

Da qui si può calcolare il rapporto tra le correnti nominali della macchina e quelle nel nuovo sistema, avendo però un po' d'occhio critico sui numeri.

Però... a naso non la vedo fattibile...!

Grazie della correzione sulla tensione di alimentazione delle 47x, ricordavo male.

Grazie a bruscolino, mi pareva che nella condizione ipotetica iniziale (25kV, 50Hz) l'esito del lampo blu fosse possibile. Peraltro, visto che questo è un forum dove si parla e non un'aula del corso di elettrotecnica non sono andato tanto per il sottile tra tensione e corrente ed ho usato "lessico da parlato".

Per la 471, più che al Cornolò mi rifarei alla monografia del Mascherpa - peraltro la sua ultima opera. Di 471 se non erro ce ne fu una sola consegnata delle 10 previste e parti delle ultime 4 furono usate dalle officine ex CEMSA per fare le macchine per la FAV.