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Un circuito
semplificato
Il controller Dick, Kerr K3
a) Schema semplificato (non sono indicati gli interruttori di esclusione dei motori e le posizioni di frenatura reostatica) di un controller a comando diretto per due motori tramviari, con 4 posizioni di connessione in serie dei motori e 3 in parallelo, con transizione serie-parallelo per corto circuito di un motore;
b) e c) Tracciati dei circuiti realizzati nella prima posizione di serie a marcia indietro e nell'ultima di parallelo a marcia avanti.
d) Schema delle fasi di transizione (in pos. 4, fine serie, i motori 1 e 2 sono inseriti in serie direttamente sulla linea; in 4a si reinserisce parte del reostato; in 4b si cortocircuita il motore 2 restando il motore 1 solo alimentato; in 5 si collega all'alimentazione il motore 2 ed entrambi risultano alimentati separatamente dalla linea, in serie al reostato che sarà ridotto in pos. 6 ed escluso in pos. 7).
La fig. 1 riporta lo schema semplificato del controller in oggetto, uno dei più semplici e più diffusi controller dal 1900 al 1930; sono stati omessi i dettagli relativi all'esclusione dei motori. In questo schema:
la parte sotto le indicazioni MARCIA e FRENO rappresenta il cilindro principale del controller collegato alla manovella di marcia, sviluppato su un piano con i vari settori di rame indicati con linee di grosso spessore; questi settori, nel moto del cilindro, vengono a contatto delle spazzole indicate con 1-17, F1, FF1 (a sinistra) nelle posizioni di marcia in serie (pos. 1-4), in parallelo (pos. 5-8), in frenatura reostatica (pos. 1-7). Il controller è rappresentato con il cilindro in pos. 0 (posizione neutra), nella quale le spazzole 10-17, F1, FF1 sono a contatto con l'inizio dei rispettivi settori per la funzione di run-back preventer (ved.);
la parte sotto le indicazioni AV. e IND. rappresenta, con le stesse convenzioni, il cilindro dell'invertitore di marcia;
a destra sono rappresentate le connessioni realizzate dall'invertitore pe rla marcia avanti e la marcia indietro; si noti (particolare in basso) che, con l'usuale disposizione dei motori in una motrice a due assi, gli indotti degli stessi devono ruotare in senso contrario l'uno rispetto all'altro e ciò giustifica l'inversione delle connessioni delle bobine di campo (FF-F per il motore M1, F-FF per lo M2) per i due sensi di marcia.
Nota. - La convenzione di raddoppiare la lettera di riferimento per un estremo degli avvolgimenti equivale a quella, utilizzata in elettronica, di indicare con un punto gli estremi di due avvolgimenti concomitanti.
Fig. 1
Negli schemi che seguono i circuti sono riportati con l'indicazione dei numeri della spazzole utilizzate; ad es. il primo circuito della fig. seg. deve essere letto: + da trolley-spazzola 2-spazzola 3-bobina anti arco-reistenza R1-...-resistenza R6-spazzola 10-spazzola A1-indotto mot. 1-spazzola AA1-...ecc. fino all'indicazione G, che sta per massa (negativo di alimentazione).
La fig. 2 dà la successione dei circuiti realizzati dal controller nelle posizioni di marcia; le pos. 1-4 corrispondono alla marcia con i motori M1 ed M2 in serie e successivamente, attraversando la posizione di transizione tr. sulla quale il controller non può (o non deve?) essere fermato, si passa alle posizioni 5-8 di marcia in parallelo. La marcia in serie si avvia con tutto il reostato R1-R6 inserito, che viene poi escluso a due resistenze alla volta nelle posizioni 2 e 3 fino ad essere tutto escluso in 4, insieme alla bobina spegni arco B del controller, che, traversata dalla corrente del circuito di trazione, spegne gli archi che si formano sui contatti tra spazzole e settori. La transizione tra serie e parallelo si ottiene in tr. reinserendo la parte R1-R3 del reostato e cortocircuitando il motore M2; da 5 in poi il motore M2 è collegato in parallelo allo M1 e la parte reinserita del reostato è gradualmente ridotta fino ad annullarsi in 8, dove è ancora esclusa dal circuito la bobina anti arco.
Fig. 2
La fig. 3 dà invece l'analoga successione nelle posizioni di frenatura reostatica, durante la quale intervengono sempre, se presenti, i freni a pattini alimentati dalla corrente di frenatura. Il circuito è simile a quello di marcia, ma inizia con la massa applicata alla spazzola 1 del controller in serie con i due avvolgimenti dei pattini, in parallelo tra loro. I motori sono connessi come indica la parte destra della figura, ossia sono tra loro in parallelo e chiusi sul reostato, la bobina anti arco e le bobine dei pattini, con l'aggiunta del collegamento stabilizzatore trasversale 14-15 che garantisce, se di resistenza sufficientemente ridotta, che la tensione sull'indotto e sull'induttore resti sempre la stessa sulle due macchine, evitando il rischio di instabilità segnalato per il caso del controller K10. Dalla posizione 1 alla 7 il reostato è escluso una resistenza alla volta; in 7 i due motori alimentano i soli pattini ed è anche esclusa la bobina anti arco.
Nella stessa fig. 3 si nota che in posizione 0 del controller i due motori sono singolarmente chiusi in corto circuito: è il così detto run-back preventer, che impedisce che la vettura, lasciata in pendenza senza altri freni, possa acquistare spontaneamente velocità, intervenendo subito la frenatura reostatica. Il dispositivo, per funzionare, richiede che l'invertitore di marcia sia predisposto per il senso di marcia contrario a quello che si vuole prevenire; se la vettura si ferma in salita, il conducente dovrà lasciare l'invertitore nella posizione in cui si trova, ma se si ferma in discesa dovrà porlo in marcia indietro, per stare tranquillo.
Fig. 3
Negli schemi di cui sopra non è stato mostrato il dispositivo di esclusione dei motori, che si ottiene estraendo, in posizione 0, la manetta dell'invertitore ed inserendola in un apposito attacco previsto sul retro del controller. Ruotando la manetta, in tale posizione, in un senso o nell'altro di 90°, si dà luogo all'innalzamento od all'abbassamento del cilindro dell'invertitore, che esclude il motore M1 (verso l'alto) o il motore M2 (verso il basso). Questo è il motivo per cui sull'invertitore si trovano la spazzola 17 e la doppia spazzola 11, che altrimenti non avrebbero alcuna funzione.
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rev. 02/04/10