25/3/09

Transiciones (I)

En una maqueta de pequeñas dimensiones, con solo un circuito y en la que solamente va a funcionar un tren a la vez, con una fuente de alimentación es suficiente. Cero problemas.

Pero lo que estoy construyendo es algo más complicado y pretendo, aunque sea un sistema analógico, tener control independiente sobre varios tramos del recorrido para, por ejemplo, hacer maniobras en la estación mientras otros trenes circulan por la rampa

Esto supone la utilización de varias fuentes de alimentación y el corte y aislamiento de la vía en varios puntos.

Pero las locomotoras toman la corriente por las ruedas de varios ejes lo que significa que, al pasar de un tramo al siguiente, durante un corto recorrido están recibiendo alimentación de DOS fuentes simultáneamente.

Si se tratase de fuentes de corriente continua pura la locomotora haría de puente entre ambas conectándolas en paralelo, de forma que la tensión resultante nunca sería mayor que la más elevada de las dos, y cuanto más igualadas estuvieran, menos perturbaciones se producirían en la marcha durante el breve espacio de la transición (Simplificando y sin considerar otros factores)


Pero estoy pensando en otro tipo de alimentaciones, cuya salida es una corriente pulsada de tensión constante, en la que lo que varía es la anchura de los pulsos. Este tipo de alimentaciones tiene la ventaja de ser muy eficaz en la regulación de marchas lentas y de hecho en los sistemas digitales la salida de los decodificadores hacia el motor es de este tipo.

En la siguiente imagen podemos ver que ambas fuentes suministran la misma tensión, la anchura de los pulsos es idéntica así como la frecuencia, y además están perfectamente sincronizadas, de modo que durante la transición los pulsos se superponen exactamente.


Pero si hay un pequeño desfase, aunque el resto de parámetros se mantengan igual que en el ejemplo anterior, la superposición de pulsos no será exacta y la consecuencia será un ensanchamiento, tanto mayor cuanto mayor sea el desfase, por lo que cabe esperar un breve incremento de la velocidad del motor. Una locomotora que arrastre un tren pesado patinará si esta aceleración es muy brusca y antes de que pueda recuperar la tracción la transición habrá terminado y se estabilizará la velocidad del motor.


Pero hay algunas fuentes que no se limitan a proporcionar una salida pulsada sino que además tienen funciones de compensación de carga, aceleración y parada progresivas, protección contra cortocircuitos o limitación de corriente. Todas estas peculiaridades pueden influir en el comportamiento de las locomotoras al pasar de una alimentación a otra.

He preparado un pequeño circuito dividido en dos sectores para ver qué ocurre en la práctica:

En esta primera prueba he utilizado dos reguladores Z-Tech con un mismo transformador para los dos, y ajustados para dar aproximadamente la misma velocidad.
En el circuito hay dos marcas rojas que indican los puntos de transición. En una de las transiciones se ve cómo la locomotora da un pequeño acelerón e inmediatamente se estabiliza. El vagón que lleva delante (sin enganches) facilita ver este efecto al separarse momentáneamente de la locomotora.


En la segunda los reguladores son System-Jöerger y el resto del montaje igual al anterior. Curiosamente lo que hace la locomotora en las transiciones es una "paradiña" motivada seguramente por las funciones adicionales de estos reguladores.


Y en la tercera, uno de cada. El vídeo es bastante explícito y me lleva a la conclusión de que no es muy recomendable utilizar conjuntamente ambos modelos. :-(


El dispositivo GaugeMaster no tiene ninguna influencia sobre las reacciones de las máquinas, pero lo he puesto porque me acaban de llegar los dos que esperaba, y así, de paso, los pruebo también. ;-)

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5 comentarios:

ifuval dijo...

¡Sopla! Esto si que no me lo esperaba.

Bueno, puedo aportar, que los pulsos de System Jorger son siempre muy cortos, aunque la locomotora circule ya bastante deprisa. Por el contrario en el circuito artesanal que yo he construído, los pulsos aumentan claramente de anchura, y en la velocidad más alta son prácticamente una corriente continua.

Pensando en cómo se produce el efecto, creo que los pulsos más estrechos son más propensos a sumarse dando una anchura mucho mayor, e incluso duplicándose.

Pensando en mi sistema, el manejo por ordenador garantiza que cuando una locomotora pasa de un cantón a otro, los parámetros de ajuste del segundo cantón tienen los mismos valores que los del anterior, esto es que la velocidad está en el mismo punto de los 64 pasos posibles. Esto debería suponer que los pulsos son de igual anchura a uno y otro lado, pero no garantiza que ambos pulsos estén en fase.

Ya veremos que pasa!

A.G.Pino dijo...

Para los vídeos he utilizado una locomotora "relativamente" larga (Br.96), pues la distancia entre el primer eje y el último son 56 mm. En la Br.89 esta distancia es de 15 mm y se nota el efecto mucho menos, por contra el Hamburgués con una distancia de 178 mm lo acusa de una forma exagerada.

Lo ideal sería poner en fase los reguladores de alguna forma, pero estoy pensando si no sería mejor usar reguladores de tensión a la antigua usanza .... total hace falta poco más que un potenciómetro y un transistor o una fuente regulable como la LM-317 .... si no fuera porque no hacen arrancadas suaves ni mantienen bien las velocidades muy bajas.

De todos modos, algo tendré que hacer, aunque procuraré dejarlo preparado para cambiarlo fácilmente si más adelante encuentro algo mejor.

:-/

Mikel dijo...

Pues si que es un problema, si el Hamburgués lo acusa de forma exagerada no quiero ni imaginarme lo que pasará con un ICE o con el automotor TEE que tiene casi 60 cm. Y desde luego es una lástima prescindir de un sistema que permita arrancadas suaves.

ifuval dijo...

Como os veo, tanto a Angel como a Mikel, muy preocupados, se me ocurre que existe una solución tipo "a grandes males grandes remedios": Entre cada dos cantones ponemos un tramo aislado, todo lo grande que sea necesario, con un sensor en el centro que actúe sobre un relé. Este relé conmutará la alimentación de ese tramo aislado entre tomarla del cantón anterior o del posterior. Cuando el tren active el rele, la alimentación de todo el tramo pasara instantáneamente y en todo el tramo de una a otra fuente.

¿¿Será ésta la explicación de que Marklin no haya sacado nunca una alimentación PWM??

Mikel dijo...

Algo así se me había ocurrido a mi, pero no me atreví a sugerirlo viendo vuestras sofisticaciones electronicas :-). De hecho para mi no es un gran problema ya que no tengo intención de poner varios controles en el circuito acantonado, mi maqueta se centrara más en el tema de la estacíon y el problema estaría en las entradas y salidas de esta. Había pensado incluso en hacerlo coincidir con un semaforo y una vez parado el tren hacer la conmutación manualmente. Lo único que no me acababa de gustar era detener todos los trenes salientes. Indudablemente el sensor es una solución ideal, pero en mi caso el problema que presentaría sería si se utiliza ese tramo en una maniobra.
Lo de Marklin tambien lo he pensado, pudiera ser esa la razón de sus torpes controles. De todas formas la marka no destaca por su cuidado hacia el tema viario, está obsesionada con los modelos en esclusiva