Trazione elettrica

Locomotiva Norfolk & Western LC–1 in scala 7" 1/4
di Raffaele Migliavacca

La Norfolk & Western LC–1 in 7" 1/4 di Raffaele Migliavacca da più di un anno è nella lista rotabili del DL della Novegro Railway ed è stata presentata alla Spring Edition di Aprile 2014.

«Appena arrivata qui da noi, necessitava di un nuovo impianto elettrico poiché l’originale era andato completamente distrutto e così partì l’odissea di una nuova sfida.
Contrariamente ai suggerimenti di tutti, non comprai un nuovo regolatore PWM per la gestione dei motori, bensì mi documentai sul funzionamento della vera locomotiva per cercare di riprodurlo almeno in parte (quella vera era alimentata a 11000 V 25 Hz monofase e tramite un convertitore rotante di grandi dimensioni convertiva la corrente in trifase per poi alimentare i 4 motori attraverso delle combinazioni e un reostato a liquido).
Come molti sanno, una soluzione elettrolitica ha una resistenza propria, a seconda della concentrazione dell’elemento elettrolita, della temperatura e della quantità di liquido che separa gli elettrodi.
Qui si poneva il problema più grande: tutti gli esperimenti da me svolti si basavano su piccoli circuiti nei quali scorrevano bassissime potenze, nulla a che vedere con gli 80A raggiungibili dai 4 motori in questione e inoltre i reostati a liquido sono progettati per funzionare in corrente alternata e non con delle correnti continue che causerebbero il rapido deterioramento degli elettrodi.
Aiutato dal mio amico e assistente Giorgio Bandinu, che ha creduto nel progetto fin da subito, iniziai a condurre gli esperimenti con due batterie di recupero, qualche spezzone di cavo e un recipiente di plastica poi soprannominato “Pentolino”.
Ricercando il materiale migliore per la costruzione dei due elettrodi che dovevano resistere ad un flusso continuo e non alternato, arrivai alla combinazione di Rame per il positivo e Ferro per il negativo, dopodiché mi concentrai sull’elettrolita che non doveva essere aggressivo come il sale (dovevo ricostruirmi gli elettrodi ad ogni prova). Dopo poco tempo, trovai il tipo di soda utilizzato nelle locomotive trifasi, che ricordo non essere soda caustica, ma carbonato di sodio (provai anche col bicarbonato, ma la soluzione non conduceva abbastanza da far spuntare la locomotiva).
Notai immediatamente che ponendo i motori del primo carrello in serie a quelli del secondo si aveva uno spunto maggiore, con minori correnti in gioco e di conseguenza una minor ebollizione della soluzione, ed è da qui che cominciai a sviluppare l’intero impianto elettrico steso su 13 facciate di foglio A4 e su altre 3 facciate per i collegamenti di potenza, mentre Giorgio si preoccupava della progettazione e costruzione del serbatoio e della camera elettrodi.
Il risultato fu realmente soddisfacente e le bielle della locomotiva cominciarono a muoversi al primo tentativo.»

Controllo del Reostato
Il controllo del reostato avviene attraverso due pompe bidirezionali che, tramite piccoli relè, vengono azionate dal banco di manovra, esse possono riempire o svuotare la camera elettrodi con due velocità (collegandole in serie o parallelo fra loro), quando la camera è piena, un pratico sensore di livello meccanico, aziona un relè che disabilita le pompe in salita e permette al macchinista (se vuole) di escludere il reostato inserendo il teleruttore di piastra.

Controllo delle Combinazioni
La locomotiva possiede due velocità economiche, la Serie per la bassa e il Parallelo per la alta. Esse vengono comandate da due teleruttori di potenza con il compito di cambiare il collegamento fra i motori del primo e quelli del secondo carrello.

Inversione di Marcia
Avviene tramite 4 teleruttori, in posizione 0 tutti aperti.

Frenatura Elettro–reostatica
Due teleruttori si occupano della funzione “Trazione–Frenatura”: il primo collega l’impianto di potenza al polo positivo delle batterie, mentre il secondo cortocircuita il positivo dell’impianto con il negativo, potendo così cambiare il grado di frenatura tramite il combinatore Serie–Parallelo (ovviamente non c’è possibilità di azionare insieme i due teleruttori).

Servizi Ausiliari
Appena viene inserita la marcia avanti o indietro viene azionato un ventilatore che soffia aria nella camera elettrodi così da raffreddare la soluzione. Un tubo evaporatore poi, raggiunge il tetto della locomotiva ed è così che nei mesi più freddi dell’anno è possibile vedere la tipica fumata bianca del reostato a liquido, che per decenni ha caratterizzato anche i nostri locomotori trifase.

«La presa di controllo verso il banco di manovra ha ben 24 poli, e non basteranno per inserire in futuro il comando del compressore e di altre funzioni. Per ora mi accontento di fanale e tromba.
Oltre che per una soddisfazione personale, ho voluto affrontare questo progetto per rendere unica la locomotiva di Raffaele Migliavacca, grande appassionato di vapore vivo, scomparso pochi anni fa, la LC–1 è ad oggi una delle locomotive più utilizzate presenti a Novegro.
Un ringraziamento particolare a Saul Villa e alla signora Grazia Migliavacca per aver reso possibile tutto questo.»

Lorenzo Lobbia, responsabile della Novegro Railway

Di seguito, sono riportate delle brevi descrizioni alle foto pubblicate.

  1. La LC–1 da poco arrivata a Novegro.
  2. Giorgio effettua le prime prove col famoso pentolino.
  3. La LC–1 in Stazione Migliavacca a febbraio 2014.
  4. Gli apparati posti sopra il serbatoio del reostato: teleruttore di piastra, scatola gestione pompe e pompe.
  5. Dentro alla scatola per la gestione delle pompe.
  6. Insieme dei teleruttori nella parte posteriore della locomotiva.
  7. Nella parte centrale sono poste due nuove batterie da 125 Ah, a sinistra si intravede il ventilatore.
  8. Il reostato.
  9. Attilio e Roberto riempono il serbatoio.
  10. Particolari all’interno della camera elettrodi: si vedono le piastre e il sensore di livello.
  11. Inizio dei cablaggi del Banco di Manovra.
  12. Il banco completo e le 13 pagine di manuale.
  13. Prima prova del banco di manovra.
  14. Il retro della locomotiva con la presa a 24 poli, la chiave di abilitazione e l’interruttore di inserimento dell’impianto di trazione.
  15. Provo per la prima volta la LC–1, tutto sembra andare per il verso giusto.
  16. Sabato 5 Aprile: partenza del convoglio inaugurale dalla stazione Rifornitore.
  17. Uscita del convoglio inaugurale dalla Stazione Migliavacca con a bordo le persone che mi hanno dato una mano ad ultimare in tempo questa impresa ambiziosa.