24/2/10

Motores de 5 polos

Desde 1972 hasta 2000, las locomotoras Märklin mini-club han estado impulsadas por un motor eléctrico de tres polos.- Aunque había múltiples referencias, todos los motores equipaban el mismo rotor, y las variaciones estaban únicamente en el armazón y los piñones de salida para adaptarse a los diferentes modelos de locomotora.

En 2000 el fabricante presentó como novedad un nuevo motor: Utilizando los mismos armazones el rotor pasaba a ser de cinco polos y proporcionaba una evidente mejora en suavidad de marcha y facilidad de arrancada, al tiempo que se reducía la rumorosidad.- También las escobillas cambiaron, los frotadores se hicieron más pequeños para adaptarse al tamaño de los segmentos del nuevo colector.

En la imagen tenemos dos motores:

En primer plano la referencia 211919, correspondiente a la locomotora 88080 y sucesivas (E-18) aunque desprovisto del tornillo sinfín que originalmente lleva en el extremo del eje.

En segundo plano la referencia 102614, prácticamente idéntico salvo por la mayor longitud del condensador. Este corresponde a la locomotora 88053 y sucesivas (Br-53), y en el extremo del eje llevaría un casquillo de plástico para acoplarse al árbol de transmisión.

Hay otro motor con el mismo armazón, la referencia 226631, que equipa a la locomotora 88290 y sucesivas (Br-96) y que en el eje monta un sinfín con una prolongación cuadrada.

El primero corresponde a una locomotora del año 2003 y el segundo a otra del 2007.

Y en la siguiente imagen podemos observar que hay entre ellos algunas otras diferencias muy significativas que pasan desapercibidas hasta haber desensamblado el motor:


En el primero los devanados están recubiertos de una resina que protege el hilo, y están alineados con el eje.

En el segundo carecen de ese recubrimiento, y su alineación es oblicua. También se puede ver que las escobillas tienen los frotadores simplemente encajados, y no asegurados con soldadura como en el anterior.

El prescindir del recubrimiento de los devanados no creo que tenga nada que ver con el rendimiento del motor sino más bien con la reducción de los costes de fabricación, al igual que las escobillas
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Pero esa disposición oblicua de los devanados tiene que tener una explicación.- Se me ocurre que podría servir para dispersar los puntos de enclavamiento magnético, de forma que el de cada núcleo se solape con los adyacentes facilitando la arrancada.

Pero aún hay más: en el primer caso cada arrollamiento ocupa un solo núcleo del rotor, configurando un motor de 5 polos puro; en el segundo, mirando con atención, se puede ver que cada devanado se arrolla sobre DOS núcleos adyacentes, lo que cambia completamente la distribución de fuerzas con el motor en funcionamiento.

En este motor concreto he observado que bajo control digital DCC no responde bien a la regulación en alta frecuencia (16 Khz) y no es capaz de alcanzar, ni de lejos, la máxima velocidad.- En baja frecuencia (unos 100 hz) el comportamiento es mejor pero ruidoso.- Tal vez tenga algo que ver con la locomotora en que estaba instalado (88053 / Br-53) muy pesada y con una transmisión bastante compleja, pues en otros motores que sospecho tienen el mismo tipo de rotor no se me ha presentado esta anomalía.- Finalmente la locomotora ha recibido el rotor "antiguo" y el comportamiento ahora es muy bueno en alta frecuencia.

La imagen siguiente está tomada del volumen 4 de la colección Modelismo Ferroviario, pero no hace sino constatar la existencia de devanados oblicuos sin explicar para qué sirven:

Lo que me extraña es que esta novedad no haya sido descrita por Märklin como una mejora en sus modelos de escala Z.- Yo al menos lo he descubierto por puro accidente cuando digitalizaba la Br-53.- Después he revisado algunas locomotoras de mi colección y veo que en las compradas los últimos años el rotor también carece del recubrimiento.- Desde luego no las he desmontado para comprobar la alineación ....

Cabe suponer que todos los motores mini-club se fabrican con devanados diagonales desde hace algunos años, diría que desde 2006 aunque no puedo asegurarlo.

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10/2/10

LED

Una vez transformada a digital la Br 10 y probado su funcionamiento, no me acababa de gustar el tono de las luces frontales.

Como en muchas locomotoras mini-club la iluminación está confiada a una lámpara de incandescencia rfa. 8953.- En funcionamiento analógico por regulación de tensión es normal que a velocidades bajas y medias esta lámpara apenas se encienda; con alimentación por PWM el alumbrado mejora algo, pero bajo control digital es independiente del motor de modo que incluso con la locomotora detenida puede mantener la máxima intensidad.

En mi maqueta la tensión en la vía no pasa de 12V que parece no ser suficiente para que las lámparas alcancen su máxima luminosidad y la luz que producen tiene un matiz rojizo muy marcado.

Aumentar la tensión no me parece muy recomendable porque creo que para los motores sería excesivo y probablemente sufrirían sobrecalentamiento.

Hay algún proveedor de accesorios para escala Z que entre otras cosas dispone de elementos de alumbrado mediante LEDs para sustituir las lámparas convencionales.- Esto me animó a intentar hacer yo mismo algo por el estilo.

Con el zócalo de una lámpara fundida y dos resistencias SMD de formato 1206 construí la base sobre la que montar en serie un LED de formato 0603.- A priori da un poco de de angustia acercar el soldador a elementos tan pequeños (el LED mide 1,6 x 0,8 x 0,7 mm) y debo confesar que el primer intento resultó un desastre y el LED quedó destruído, pero con un poco de calma, una buena lupa, un soldador de poca potencia y punta fina, en el segundo asalto llegué al resultado de la fotografía.


Y aquí no es preciso decir qué locomotora lleva instalado el invento ...

El LED es de una tonalidad blanco-cálido o blanco-dorado (Mini 0603 SUPER GOLDEN WHITE LED wärmstes Warmweiss, según lo describe el vendedor) su caída de tensión es de 3,5 V y la temperatura de color 3.500º K; las resistencias son de 560 Ω lo que, para una alimentación de 12 V, nos da una corriente de 7,5 mA, muy inferior al consumo de las lámparas, y muy por debajo también de los 25 mA que figuran en las características del LED como corriente típica de trabajo.

No voy a presumir de haber inventado la pólvora, pero por el precio de uno de los alumbrados por LEDs que se comercializan, puedo hacer un par de docenas como éste; lo más complicado me parece que va a ser el zócalo ya que mi provisión de bombillas fundidas es más bien escasa, pero algo se me ocurrirá ;-).
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6/2/10

Br.10-001 Digital - 2ª parte.


Lamentablemente ninguna locomotora Märklin mini-club está preparada de origen para su digitalización y ello hace necesarias algunas modificaciones en las conducciones eléctricas para que todo funcione como es debido.


La Br.10 en paños menores muestra alguna particularidad: la biela principal no queda insertada en el cilindro, sino solamente guiada por una ranura; esto hace un poco más complicado volver a montar la carrocería pues hay que sujetar de alguna forma las bielas en su posición.


Lo primero de todo ha sido desconectar el motor para lo cual es necesario levantar las soldaduras que unen las patillas del condensador con las láminas conductoras del cuerpo de los frotadores.


Puesto que el cable rojo del decodificador se conectará a las tomas del lado derecho, es necesario aislar en ese lado la alimentación de la lámpara.- El corte en la chapa lo he realizado con un disco de 0,4 mm de grueso y un minitaladro de 12V.- Las miniamoladoras de 120W (Dremel, Proxxon y similares) me parecen demasiado potentes para ésto.- Hay que trabajar con mucho cuidado y a pequeños toques para no pasarse y para no recalentar la pieza ya que el aislante de plástico que lleva debajo podría deformarse.

Tambien puede verse en la imagen la acanaladura practicada en el chasis que servirá de conducción para el cable blanco del decodificador que alimentará la luz delantera.

La lengüeta que comunicaba las tomas de corriente con el motor ha sido acortada para evitar cualquier contacto accidental.- Será aquí donde soldaremos los cables de alimentación del decodificador, en tanto que los de salida al motor irán a las patillas del condensador.

Es conveniente que el ténder esté enganchado a la locomotora para las siguientes operaciones.- Para evitar que se suelte, se enreden los cables y todo sea un estropicio, lo mejor es asegurar el enganche.- Un poco de tubo termorretráctil, algo de calor y una gota de pegamento han servido en este caso.
 
Los cables ya cortados colocados y soldados.- La cinta de carrocero ha servido para mantenerlos en posición; más adelante, cuando los cables se hayan amoldado será mejor quitarla, ya que el calor del motor podría reblandecer el adhesivo y éste deslizarse hacia las escobillas donde sería una fuente de problemas.

Puede verse el paso del cable blanco por la canaleta tallada en el lado derecho del chasis, de esta forma no quedará aprisionado por la carrocería ni hay peligro de que roce con elementos móviles.

En alguna transformación similar he visto pasar los cables bajo el motor y por los costados de la transmisión primaria, pero me da la impresión de que podrían rozar con las ruedas del bisel posterior; por eso los he llevado por encima.
En casi todas las locomotoras que he digitalizado hay espacio para el paso de los cables, pero en algún caso (Br.38) he tenido que utilizar la fresa para rebajar algunas aristas interiores de la carrocería.

Los cables deben quedar con la holgura suficiente para permitir la articulación entre el ténder y la locomotora y no enviar ninguna fuerza hacia uno y otra: si los cables empujan la locomotora hacia arriba la restarán peso adherente y mermarán la tracción, si tiran de ella hacia abajo restarán peso al ténder y éste podría descarrilar.- De ahí la necesidad de que los cables sean finos y, sobre todo, muy flexibles; de todos los decodificadores que he probado solamente dos modelos cumplen este requisito, el empleado en esta ocasión es uno de ellos.

En este punto solo falta soldar el cable del alumbrado delantero ...
 
... acoplar un imán circular de 3 x 1 mm en los bajos, ya que los bucles de la maqueta utilizan reeds para la detección de paso ...
 

... y volver a poner la carrocería.


La cinta de carrocero que sirvió para sujetar los cables la he reemplazado por otra más reducida para las pruebas de funcionamiento, después la quitaré definitivamente.- Los cables que se ven entre la cabina y el ténder delatan la transformación realizada.

 
 
 
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5/2/10

Br.10-001 Digital - 1ª parte.

En estos días, con motivo de una nueva versión en escala H0 anunciada por Märklin, se está hablando (escribiendo) mucho acerca de esta máquina, la última gran locomotora de vapor alemana.

En la realidad solamente se construyeron dos ejemplares y siempre estuvieron decoradas en negro con un fileteado blanco resaltando el carenado parcial que hacía inconfundible su silueta.- Pero curiosamente los fabricantes de modelos a escala las han reproducido con decoraciones alternativas que en su momento fueron propuestas por los diseñadores y finalmente descartadas.

Una reproducción de la 10-001 en escala Z, con la librea negra original, estaba en mis vitrinas a la espera de recibir un decodificador y le ha llegado el momento.

Caigo en la cuenta de que no he publicado de forma detallada el proceso que sigo para digitalizar locomotoras con ténder.- Otros colegas han publicado sus realizaciones
en máquinas similares, e incluso en una Br.10 con sonido y no pretendo en modo alguno enmendarles la plana, simplemente voy a ilustrar paso a paso cómo lo hago en esta ocasión.- Quizá a alguno de los seguidores de este blog le parezca interesante y con eso me basta.

Resulta obvio que en esta escala y con este tipo de locomotora, el decodificador va a encontrar un cómodo alojamiento en el ténder.- En este caso, además, hay mucho espacio por lo que el tamaño del decodificador no será un problema grave.- No obstante hay que tener en cuenta que los cables no deben entorpecer la articulación, por lo que elegiremos un decodificador que los tenga muy flexibles o nos tendremos que atrever a cambiarlos.


Vemos aquí a nuestra protagonista con el ténder desmontado.- La carrocería del ténder va asegurada al chasis por dos vástagos de plástico termorremachados; una cuchilla con buen filo es suficiente para eliminar la rebaba y levantar la carrocería.- Si tenemos la precaución de poner un imán frente al enganche en el momento de levantar la carcasa quizá evitaremos que el muelle salga despedido y sea casi imposible encontrarlo.
 

Esta locomotora lleva tomas de corriente en los ejes motrices 1 y 3, pero nunca está de más añadir alguna otra (había puesto "en los tres ejes motrices" pero al desmontarla resultó no ser así, aunque quizá haya solución).- Puesto que los ejes del ténder tienen aislada solo una rueda, nos ofrecen un medio muy fácil de poner un contacto eléctrico adicional.- Una lazada de cable sobre el eje, asegurada con una minúscula aportación de estaño y con la suficiente holgura para que el eje gire sin dificultad.
 

Los ejes ya instalados en sus alojamientos.- En este caso no están retenidos por la pinza que llevan casi todos los vagones de Märklin-Z sino por una tapa que se encaja mediante dos tetones a presión.- Hay que prestar atención a la posición de las ruedas ya que solo una de cada eje está aislada y por lo tanto la corriente se toma de la otra; el color de los cables debe servir como recordatorio a la hora de conectarlos en la locomotora: rojo a la derecha, negro a la izquierda.
 

Y aquí vemos el paso de los cables al interior del ténder aprovechando las aberturas existentes.- Pueden apreciarse los rebajes practicados en el lastre para que los cables puedan deslizarse con libertad permitiendo así el giro del bogie en las curvas.
 

El decodificador elegido colocado ya en posición; solamente lleva componentes en una cara de la placa, y la otra va protegida con una lámina aislante.- No soy muy amigo de utilizar adhesivos pero he puesto un pequeño cuadrado de cinta de doble cara (3x3 mm ap.) para que no se mueva; la tira de cinta de carrocero es para evitar que la base de los cables pueda hacer contacto con el metal del lastre.
 

Y los cables de los contactos adicionales empalmados ya a sus homólogos del decodificador.- El cable amarillo no se va a utilizar porque esta máquina solo tiene alumbrado frontal y por eso lo he retirado para no tener que enrollarlo dentro del ténder donde podría ser un estorbo.- Es importante que los cables describan una curva que les permita ceder un poco en el caso de sufrir un tirón accidental, de esta forma será más difícil que se desprendan de sus soldaduras.
 
Esta locomotora es una de las vaporosas más pesadas de la colección mini-club, sólo superada por la Br.03-10 y por las "Mallet" Br.96 y Br.53.- Sus 40 gramos le confieren una muy buena capacidad de tracción, por tanto se puede añadir algo más de lastre en el ténder sin remordimientos de conciencia; con ello aseguraremos su estabilidad en compensación por la interferencia de los cables, que aunque sean finos y flexibles siempre serán un elemento perturbador.
 
Una placa metálica que encaja perfectamente en la carrocería del ténder servirá para añadir un 37% de peso adicional.- Hacer ésto con una S.3/6 o una Br.38 sería para echarse a temblar (y lo hice en su momento) pero en éste caso no será nada grave.
 


La carrocería ya montada.- Unas pequeñas escotaduras dan salida a los cables.- Estos deben quedar ajustados pero no aprisionados, de forma que se pueda variar la logitud sin tener que desmontar la carrocería.

 
El decodificador está ubicado ya en su alojamiento y el ténder montado; si todo ha ido bien no será necesario volver a abrirlo.

Solo queda comprobar que rueda bien y que se inscribe en las curvas y pasa los desvíos sin dificultad; de esto, como de tantas otras pruebas, se encarga la infatigable V-100.
 


En el siguiente capítulo veremos las modificaciones que hay que hacer en la locomotora para digitalizar la iluminación, la conexión y guiado de los cables y la puesta en funcionamiento bajo control digital.

Hasta pronto.

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