UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERA

INGENIERA AUTOMOTRIZ EQUIPO PESADO

Nombre: Gabriela Sarango Nivel: 8 TE

EL MOTOR ELCTRICO EN LOS TRENES El hecho de que un tren se pudiera mover sin realizar emisiones contaminantes con unos motores de pequeo tamao (en comparacin con los de vapor o disel), fue toda una revolucin en la historia del ferrocarril. Revolucin que conllev, por otro lado, la implementacin de los sistemas de electrificacin que permitieran transportar la energa hasta su punto de consumo. Durante casi un siglo, los trenes elctricos utilizaron casi en exclusiva motores de corriente continua. Sin embargo, debido a la evolucin de los motores de corriente alterna y sus sistemas electrnicos de control, en la actualidad todos los trenes nuevos utilizan motores asncronos.

Fig. 1.- Tren de motor elctrico

Control de la energa Dado a que los motores de cada tren requieren de una potencia concreta en cada momento, los sistemas de electrificacin de las infraestructuras suministran energa con unos valores prcticamente constantes. Por lo tanto, adaptar la intensidad de la corriente a las necesidades de la marcha es tarea independiente de su tren y su cadena de traccin. Sistemas reostticos Son los trenes elctricos ms rudimentarios. Controlan la intensidad de la corriente mediante grupos de resistencias. Su principio de funcionamiento es la Ley de Ohm. Si el voltaje es constante, cuanto mayor sea la resistencia menor ser la intensidad; lo que es apropiado para iniciar la marcha. A medida de que se va necesitando una mayor intensidad, se reduce la resistencia. Los sistemas de control de las resistencias para los trenes reostticos fueron principalmente mecnicos, aunque ya en los aos 70, con el chopper acechando, se logr aplicar la electrnica de control para mejorar el uso de las resistencias.

El chopper (electrnica) La aparicin de la electrnica para el control de la velocidad de los trenes elctricos fue anecdtica hasta el reemplazo de las resistencias por el chopper. Este aparato de electrnica de potencia, adems de conseguir un gran ahorro de energa, permita una mayor suavidad en la marcha. Por otro lado, el chopper facilit la introduccin de los motores de corriente alterna, como sucedi en la serie 2000 del metro de Madrid. Mediante onduladores que convierten la corriente continua emanada del aparato de potencia, el motor recibe la corriente necesaria para cada fase de la marcha. Cabe decir que un chopper es un troceador de energa. Se encarga de trocear la seal constante de la corriente continua en pulsaciones.

Fig. 2.- tren con sistema chopper

EL MOTOR ELCTRICO EN EL METRO

Pantgrafo: A travs del cual el vagn recibe la corriente de alimentacin de 600 v de corriente continua de la catenaria. A la salida de ste se tiene: Pararrayos: Acta cuando se produce una sobre intensidad a causa de un cortocircuito o un problema en la lnea, y la deriva a tierra para que no afecte al circuito. Disyuntor: Tiene una doble funcin:

Impedir el retorno de la corriente a la catenaria. Evitar que si se produce un armnico de 50 Hz en la red ste interfiera en la red,

ya que es a esta frecuencia a la que se transmiten las seales de circulacin. En el caso de que esto se produzca el disyuntor acta parando el motor para evitar accidentes.

Las lneas: Transmiten la alimentacin al resto de los vagones evitando as la aplicacin de un pantgrafo y disyuntor en cada vagn o sirven para devolver la energa al carril de tierra. Contactores: Conectados a la lnea que sale del disyuntor, los cuales permiten o no el paso de la corriente a los onduladores. Onduladores: Se colocan dos por vagn y se componen de diversos IGBT'S y elementos elctricos que proporcionan la corriente alterna que necesitan los motores trifsicos para producir el movimiento de las ruedas. Motores trifsicos de tensin constante y frecuencia variable: Alojados en los bogies de los motores. Se tienen dos bogies por vagn y dos motores trifsicos en cada bogie del motor. Resistencias de frenado: En el caso de producirse un exceso de energa hacen que se produzca un aumento de carga en los motores ocasionando una disminucin de la velocidad.

La totalidad del circuito elctrico de potencia (onduladores, resistencias y condensadores) se encuentra alojado en una cuba, la cual contiene un refrigerante (fren) para su enfriamiento.

SISTEMAS DE FRENO EN EL METRO

Fig. 3.- Freno regenerativo para metros

Los de freno son los siguientes: Freno regenerativo, en el que el motor funciona como generador absorbiendo energa mecnica del eje del motor y devolviendo energa elctrica a la red. Freno reosttico, si el freno del motor se produce al aumentar la carga por la insercin de resistencias, en las cuales se disipa la energa en forma de calor (efecto Joule). Este tipo de freno es capaz de asumir el 100% de frenado. Frenado neumtico, puede asumir el freno total y sirve de complemento al freno elctrico. Freno de emergencia, puede ser activado por los pasajeros y produce una parada automtica del metro. Freno de estacionamiento, por cilindros y sirve para el frenado de los dos ejes de cada bogie.

SISTEMA DE FRENOS EN EL TREN Freno automtico por aire comprimido

Fig. 4 .- Mando de accionamiento del freno de aire comprimido en una locomotora de la serie 253.

Es el freno principal del tren. Se utiliza para detenerlo por completo o como ayuda a otros frenos complementarios con el fin de no exceder las velocidades mximas. Consiste en una tubera de freno que recorre el tren de principio a fin y comunica todos los dispositivos necesarios. Cuando se requiere una frenada, el maquinista acciona el

manipulador situado en la cabina, que hace variar la presin de aire en la tubera y acciona todos los frenos del tren al mismo tiempo y de forma gradual. Frenos complementarios.- Son utilizados para no exceder las velocidades mximas de la lnea, no hacer abuso del freno automtico y, por lo tanto, como apoyo a este. Por lo general, los frenos complementarios pierden su eficacia a bajas velocidades por lo que los de aire son totalmente esenciales. El fin de estos frenos es que los motores se opongan al movimiento del resto del tren, sobre todo en pendientes. Tipos de frenos complementarios: Hidralico.- Se consigue la reduccin de velocidad del tren transformando su energa cintica en calorfica, que se disipa en un aceite tras someterlo a elevadas temperaturas. Elctrico (reosttico).- Su misin es que los motores de traccin funcionen como generadores; es decir, que aporten corriente elctrica. Gracias a unas resistencias (y de ah su nombre) esta energa se transforma en poder calorfico. Para eliminar el calor de las resistencias, se utiliza ventilacin natural (por persianas) o ventilacin forzada (por ventiladores).

Fig. 5 .- Palanca de accionamiento del freno dinmico de una locomotora 333, que es del tipo elctrico

reosttico.

Elctrico (Recuperacin).- El funcionamiento y el fin de este sistema es el mismo que el elctrico reosttico. Sin embargo, en este caso la electricidad sobrante se enva a la catenaria para que otros trenes puedan utilizarla. Electroneumtico.- Se utiliza la electricidad para accionar los dispositivos de freno que funcionan con aire para que el frenado sea ms rpido. Magntico de patines.- Es el nico freno complementario que no es moderable y slo se utiliza en caso de urgencia. Se compone de varios patines con electroimanes situados en los bajos del tren. Cuando se requiere su accionamiento, el patn baja hasta que roza con el ral e inmantndose a este obtiene un gran esfuerzo de frenado. Frenos de estacionamiento.- Son los usados para mantener detenido el material mvil durante los periodos en los que no presta servicio. Equivale al freno de mano en un turismo. En este caso, existen dos tipos:

De manivela o volante. Se gira en sentido de las agujas del reloj para su apriete, este apriete se accionar de forma mecnica y manual.

De resorte por muelle acumulador. Su apriete y afloje se realiza mediante un mando de forma automtica existente en la cabina de conduccin.

Freno directo.- Tan slo lo poseen las locomotoras y solo acta sobre ellas, independientemente de si remolca un tren o no. Al manipular el mando de este freno en

modo apriete, el aire que contienen los depsitos de freno pasar directamente a los dispositivos de freno de la locomotora y har que esta se detenga muy deprisa. Freno de urgencia.- Solo se utiliza, como su nombre indica, en caso de emergencia como elaccionamiento de un aparato de alarma. Acta de la misma manera y utiliza los mismos dispositivos que el freno de aire comprimido, con la nica diferencia de que no es moderable y acta de inmediato con su mxima potencia.

Fig. 6.- Freno de emergencia convencional

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