tram e trasporto pubblico a Roma

Note di trazione elettrica; sistemi inconsueti di captazione di corrente

Il sistema Diatto a contatti superficiali indipendenti

 

Il sistema Dolter

La prima applicazione del sistema Diatto fu fatta a Tours nel 1898; successivamente il sistema, dopo un sostanziale perfezionamento, trovò larga applicazione sulla rete urbana di Parigi a partire dal 1899.

Alfredo Diatto, torinese; non è chiaro in che relazione fosse con i fratelli Pietro e Vittorio Diatto costruttori di automobili.

Principio di funzionamento

E' un sistema a plots indipendenti; a differenza dei sistemi a distributore come il Claret-Vuillemier, non vi è un distributore centralizzato che invia l'alimentazione ai singoli plot in contatto con il circuito di trazione delle motrici, ma ogni plot dispone di un dispositivo interno che lo collega, al momento opportuno, ad un feeder di alimentazione.

Lungo l'asse del binario sono montati i plots metallici di contatto P, opportunamente isolati, collegati direttamente alla sorgente di alimentazione a 500V; l'azionamento del dispositivo di connessione dei plots è determinato da un campo magnetico creato internamente agli stessi plots da un elettromagnete B che polarizza magneticamente le slitte del frotteur (termine francese) F; l'eccitazione dell'elettromagnete è data dalla stessa corrente alimentante il circuito di trazione della motrice. La motrice è dotata del frotteur F, slitta metallica che durante il moto della vettura resta in contatto con i successivi plots incontrati; è elettricamente collegata all'apparato motore M della vettura e di lunghezza di poco superiore alla distanza tra due plots successivi, in modo da poter entrare in contatto con entrambi simultaneamente.

La figura sottostante (a sinistra) riporta schematicamente un plot Diatto. L'elemento di contatto superficiale è costituito dalla piastra in materiale ferromagnetico (ferro o acciaio dolce) F solidale con la scatola sottostante D in bronzo; nella scatola è montato un anello M a sezione conica in carbone, che risulta quindi elettricamente collegato alla piastra F. La scatola D è fissata (mediante viti non raffigurate sullo schema) al contenitore E, sempre in bronzo, che si prolunga in forma di tubo fino alla parte bassa dell'apparato; entro la parte tubolare è alloggiato un cilindretto in materiale ferromagnetico K, il clou (altro termine francese per chiodo) secondo l'inventore, libero di spostarsi longitudinalmente e portate alla sua sommità un contatto conico in carbone N, che con il clou spostato verso l'alto si adatta al contatto fisso M. La parte inferiore del contenitore E è chiusa da un tappo a vite ed è riempita di mercurio R; il peso del clou è tale che farlo galleggiare o quasi sul mercurio. Al tappo di E fa capo il conduttore esternamente collegato al feeder a 500V, attraverso un fusibile Q.

Quando un frotteur, magnetizzato dal proprio elettromagnete, si applica alla piastra F, il campo magnetico che si crea all'interno del plot provoca l'attrazione del clou da parte di F, portando a contatto reciproco i contatti M ed N e quindi chiudendo il circuito di trazione della motrice. Tutto il plot è montato in una massa di cemento-asfalto A e la parte centrale poggia con la flangia C sulla parte B, foggiata ad ali per creare una via di minor riluttanza nel circuito magnetico costituito dal frotteur e il clou (il sottoscritto ritiene però che i notevoli traferri presenti nel circuito rendano i pezzi B del tutto inutili). Infine, la piastra F è circondata da un pezzo anulare G, elettricamente conduttore ma non ferromagnetico (acciaio al nickel), posto in un contenitore anulare H metallico, collegato a terra (rotaie); la funzione di questa disposizione sarebbe quella di drenare le correnti di dispersione verso terra, impedendo che penetrino nel terreno con rischio di corrosione di tubazioni e simili (ma anche sull'efficacia di questo drenaggio il sottoscritto è alquanto scettico).

Nella parte a destra della figura soprastante, si nota come il frotteur sia costituito da tre slitte J, J1 in materiale ferromagnetico, di lunghezza leggermente superiore alla distanza tra due plots successivi, sospese elasticamente al telaio della vettura; portano un sistema di elettromagneti NSN con le relative bobine Z tali da generare all'interno del plot il campo magnetico cui si è prima accennato. Il frotteur è mostrato nella figura in sezione trasversale su un plot con il frotteur a contatto dello stesso. La slitta centrale J si porta a contatto della parte superiore del plot, mentre le due laterali J1 dovrebbero servire, come prima detto, a completare il circuito magnetico con il clou; le frecce indicherebbero appunto l'andamento delle linee di forza del flusso magnetico. Il frotteur è magnetizzato da parecchie bobine come quella indicata, di solito quattro distribuite sulla lunghezza.

A questo punto tutto funzionerebbe, ma con un inconveniente: una motrice ferma non è in grado di muoversi, perchè se il frotteur non va a contatto con un plot il circuito di trazione non è alimentato, ma se il circuito di trazione non è percorso da corrente il frotteur non si magnetizza e non attrae il plot. Per questo motivo, il frotteur si munisce di due serie di avvolgimenti, come indicato nello schema sottostante.

Ogni elettromagnete porta un primo avvolgimento di filo di grossa sezione Z1 che parte dalla slitta centrale del frotteur e passa al circuito di trazione attraverso una resistenza R ed un secondo avvolgimento di filo più sottile Z2 che fa parte di un circuito locale comprendente una batteria di accumulatori U da 15V, collegata come indicato. A circuito di trazione aperto, motrice ferma o in moto con controller in posizione neutra, la corrente circolante nel circuito formato dalla batteria, la resistenza R e le bobine Z2 mantiene magnetizzato il frotteur; a circuito di trazione chiuso, la corrente circolante nelle bobine Z1 provvede alla polarizzazione magnetica del frotteur, mentre la batteria è mantenuta in carica dalla caduta di tensione sulla resistenza R e le bobine Z1.


Plot Diatto.

Esercizio

Per quanto più affidabili dei sistemi a distributori, anche i sistemi a plots indipendenti si rivelarono abbastanza delicati nell'esercizio. Il maggior problema che si riscontrava nel funzionamento dei plots Diatto era causato dalla dispersione di corrente che inevitabilmente dopo un certo tempo si aveva tra la piastra di contatto e il terreno circostante, conseguente alle infiltrazioni di umidità all'interno della massa asfaltica ed al sale sparso sulla sede stradale per combattere il gelo. Un altro inconveniente era che il frotteur magnetizzato delle vetture attirava tutti gli oggetti di ferro che trovava sulla strada, primi fra questi i ferri di cavallo, lasciandoli spesso cadere in occasione di scosse causate dal passaggio della vettura sugli scambi o sugli incroci, provocando altri guasti.

Le motrici equipaggiate per il sistema Diatto erano state munite, come le Claret-Vuilleunier, del frotteur di sicurezza che avrebbe dovuto cortocircuitare i plot restati sotto tensione, facendone fondere il fusibile. Ma mentre nel Claret-Vuillemier il frotteur di sicurezza si era rivelato inutile, col Diatto si rivelò addirittura dannoso. La corrente di dispersione che si stabiliva tra il clou del plot e la massa metallica circostante portava entro un certo tempo ad un deposito di carbonio sulla superficie interna del contenitore dei contatti e, se il deposito aveva una certa consistenza, il mettere a terra direttamente il plot dava luogo ad una violenta scarica interna, facilitata anche dalla presenza di vapori di mercurio, che distruggeva completamente l'apparecchio. Il frotteur di sicurezza fu quindi eliminato, il che, si dice, portò ad un numero impressionante di cavalli fulminati.

In ogni caso il sistema Diatto si rivelò, almeno, quello meno oneroso in esercizio tra i vari sistemi a contatti superficiali sperimentati. L'immagine riportata  più oltre in basso è tratta dalla richiesta di brevetto da parte di Alfredo Diatto al Patent Office degli Stati Uniti in data 26 novembre 1895.

Come si può notare, il plot Diatto originario è veramente rozzo, ben diverso da quello sopra descritto. Gli elettromagneti del frotteur sono alimentati direttamente, in parallelo al circuito di trazione e non in serie al motore della vettura e di conseguenza sono perennemente sotto tensione; il sistema non dispone di nessun dispositivo per l'avviamento iniziale di una vettura che si trovi con il frotteur disattivo e nel testo del brevetto si precisa che in tali casi occorre avvicinare una potente calamita al plot, onde chiudere il circuito al suo interno (come avranno fatto, con il frotteur che appoggia sul plot...). In ogni caso non occorreva preoccuparsi dell'apertura del circuito di trazione agli arresti della vettura, dal momento che il frotteur, alimentato direttamente dalla linea, restava sempre magnetizzato.

Secondo alcune fonti, il sistema Diatto sarebbe stato provato a Torino, prima dell'esperimento di Tours.

Il sistema Dolter

Verso il 1905 su molte linee parigine i plots Diatto furono sostituiti dal sistema Dolter, di diretta derivazione da quello. Una diversa disposizione degli elementi di contatto, qui di tipo basculante in luogo del clou a spostamento verticale ed un accurato studio di altri particolari, sembra avessero reso il sistema relativamente efficiente e sicuro.


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rev. A 13/02/18