Ci dobbiamo preoccupare della polarizzazione delle bobine per scambi?

Un argomento che a volte emerge, quando si parla di scambi comandati a bobina, è quello, della polarizzazione.
Questo oscuro fenomeno preoccupa i modellisti, spesso spaventati dall’amico “esperto” che a volte l’ha sentito citare da un altro esperto, e così via. A volte potrebbe scoraggiare i più titubanti, che magari finiscono per mantenere tutte le limitazioni dell’analogico piuttosto che correre questo rischio.

Ma c’è da preoccuparsene? Noi di Helvest abbiamo investigato questo fenomeno. Vediamo in questo articolo come non sia affatto preoccupante… a patto di utilizzare il decoder giusto.

Un po’ di teoria

Senza entrare in approfondite questioni scientifiche e tecniche, proviamo a spiegare in poche righe (quindi senza nessuna pretesa di rigore e di completezza) quale sia l’origine di questo timore.

I motori a bobina sono il tipo di azionamento elettrico più antico per gli scambi. Il principio è molto semplice: le bobine, o solenoidi, creano un campo magnetico quando vengono percorsi da corrente. In un motore da scambi ci sono due bobine, che producono un campo magnetico ciascuna, ognuna in una direzione, e spostano un nucleo di ferro. L’ago dello scambio è collegato a questo nucleo, una bobina lo sposta da un lato e l’altra lo sposta dall’altro.

Negli impianti analogici la corrente che attraversava queste bobine era corrente alternata. Per la quasi totalità dei decoder digitali, invece, la corrente fornita alle bobine è continua, perché per i decoder fornire questo tipo di corrente è molto più semplice (e quindi molto meno costoso). In generale, fare attraversare una bobina da una corrente continua anziché alternata è una cosa un po’ delicata, per due motivi:

In primo luogo, la corrente che attraversa la bobina è più intensa (soprattutto quando la bobina è a fine corsa), e questo può danneggiarla.

In secondo luogo, siccome la corrente continua gira sempre nello stesso verso (dal + al -), il campo magnetico è sempre orientato allo stesso modo e questo può effettivamente comportare il rischio che il nucleo di metallo si magnetizzi e, sul lungo periodo, potrebbe reagire meno all’impulso fornito. Quando ci si preoccupa della polarizzazione del motore, ci si preoccupa esattamente di questo.

Schema del funzionamento di una doppia bobina. Alimentando la bobina A, il nucleo si sposta a sinistra. Alimentando B, si sposta a destra. A, B e COM in nero sono i tre fili che escono dal dispositivo e che si collegano al motore.

I criteri di progettazione del modulo EMW400

Il modulo EMW400 è pensato per muovere proprio le bobine. Ma non tutte: seguendo la nostra filosofia, non abbiamo cercato di costruire il prodotto “che fa tutto” (ma magari lo fa male), ma ci siamo limitati a muovere le bobine progettate, o adattate, per il funzionamento digitale. In questo modo abbiamo potuto regolare con grande precisione sia l’emissione della corrente, in modo che non sia troppo elevata, sia il tempo di azionamento, evitando di mantenere alimentata la bobina a lungo dopo che lo scambio ha girato.

Facendo così abbiamo adottato tutti i criteri per stressare il meno possibile la bobina, che pertanto può durare a lungo senza problemi. Un prodotto che muove indistintamente qualsiasi tipo di bobina avrebbe dovuto fornire più corrente, e magari anche per un tempo maggiore, riducendo la vita utile del motore.

I nostri test: Milioni di notti di sonni tranquilli.

Ma naturalmente, la teoria non basta: per vedere davvero se il fenomeno si sarebbe presentato, abbiamo sottoposto le bobine a un severo collaudo: molte bobine, di molti tipi diversi e alimentate secondo le specifiche del costruttore, sono state sottoposte per giorni a continue commutazioni guidate da una EMW400. Questo test è stato condotto su ogni bobina che indichiamo come adatta a EMW400 nel sito e nella documentazione. Ogni bobina ha dovuto compiere da 500 000 a 1 200 000 commutazioni, a seconda dei modelli.

Esempio di test condotto su un deviatoio Märklin*

Il risultato? Nessuna delle bobine provate ha mostrato una degradazione delle prestazioni al termine del test. E abbiamo scelto noi di interrompere il test, perché consideriamo che l’obiettivo sia raggiunto: l’alimentazione che fornisce la EMW400 non rovina i solenoidi e quindi non pensiamo che proseguendo il test si avrebbero risultati molto diversi. In ogni caso, se fate i conti, non è praticamente possibile che qualcuno di voi abbia così tanto tempo di giocare col plastico da arrivare a molti milioni di commutazioni.

Abbiamo invece fatto una controprova: abbiamo alimentato delle bobine Fleischmann 640000 con un’alimentazione errata, come in figura. In effetti, in questo caso, dopo circa 50-60 000 commutazioni la bobina ha iniziato a funzionare peggio, e una si è addirittura bruciata. Questo conferma come alimentare correttamente gli accessori sia fondamentale e che l’alimentazione giusta è fondamentale per la lunga durata degli azionamenti.

NON FATELO! La bobina per scambi Fleiscmann*640000 deve funzionare tra 14 e 18V. Noi le abbiamo alimentate a 25 V separatamente con una DCC100-E, come in figura. Effettivamente, si nota un calo delle prestazione e una riduzione della vita utile. Fornendo 18V invece questa bobina è stata affidabile e longeva come tutte le altre.

Conclusione

Come spesso accade in tema di prodotti tecnologici, i problemi che si presentano durante l’uso dipendono da quanto è adeguata la tecnologia alla situazione che si vuole affrontare. La polarizzazione delle bobine è un fenomeno che esiste, ma fornendo una quantità di corrente accuratamente studiata, per il tempo giusto, non si presenta.

Quello che sottolineano i nostri test, è l’importanza di un adeguata ricerca e una progettazione accurata. Questo distingue un elettronica premium da un prodotto di bassa qualità, e l’impegno che noi mettiamo perché voi possiate divertirvi a lungo senza pensieri.

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