<p style=”text-align: justify;”>La tracción eléctrica significa usar la energía eléctrica para el sistema de tracción, es decir, para ferrocarriles, tranvías, trolebuses, etc. Hoy en día, la tracción magnética también se usa para trenes bala.
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¿Cómo funciona la tracción eléctrica?
Diagrama de bloques:
En los OHE, o sistemas aéreos de electrificación, el suministro de energía eléctrica se realiza a través de un sistema aéreo de cables suspendidos conocido como De cadena. Un hilo de contacto o cable de contacto en realidad transporta la electricidad; está suspendido o unido a otros cables por encima de él que aseguran que el cable de contacto esté a una altura uniforme y en la posición correcta. En lo que sigue, el término Catenaria se usa libremente incluso cuando se habla del cable de contacto.
La locomotora utiliza un pantógrafo, una estructura metálica que se puede subir o bajar, para hacer contacto con el cable de contacto aéreo y extraer electricidad de él para alimentar sus motores. Por lo general, pasa primero por un transformador y no directamente a los motores.
El pantógrafo tiene una o dos palas, zapatas o tiras colectoras que se deslizan contra el hilo de contacto. Los pantógrafos de CC generalmente tienen dos zapatas, mientras que los pantógrafos de CA tienen una zapata, debido a la mayor corriente que transporta el pantógrafo de CC. pantógrafo de brazo con palas gemelas.
La estructura del pantógrafo puede tener la forma de un solo brazo, un solo ángulo abierto doblado (‘>’), o en forma de diamante (rombo) (‘<>‘). La forma de diamante era más común para las locomotoras DC. Las locomotoras más nuevas casi siempre tienen pantógrafos de un solo brazo. Los tipos de un solo brazo generalmente están orientados con la curva del pantógrafo apuntando hacia adelante (en la dirección del movimiento), aunque esta no es una regla estricta y existen locomotoras con pantógrafos en ambas orientaciones. Se utiliza aire comprimido para elevar el pantógrafo desde su posición de reposo hasta la posición elevada donde sus zapatas tocan el hilo de contacto.
El camino de retorno de la electricidad, es decir, la corriente de retorno, pasa por el cuerpo de la locomotora y las ruedas hasta las vías, que están eléctricamente conectadas a tierra. Las conexiones a tierra se proporcionan desde los rieles a intervalos periódicos. Dado que el cuerpo de la locomotora y las ruedas son todos de metal, son bastante conductores.
Los cepillos de eje se utilizan para conectar eléctricamente los ejes giratorios al cuerpo de la locomotora. Entre las ruedas y los rieles, por lo general, la corriente de retorno fluye bien, pero la conductividad puede reducirse en casos de suciedad y escombros en los rieles, o si partículas incrustadas de hollín, polvo de carbón o películas de aceite, etc. forman una capa aislante. en la parte superior de los rieles. Los voltajes y las corrientes involucradas son tales que esas delgadas películas aislantes se perforan fácilmente y se establece un camino conductor en el punto de contacto entre el riel y la rueda.
Después de fluir de las ruedas a los rieles, la corriente de retorno fluye a través de los rieles y también parcialmente a través de la tierra debajo y a lo largo de ellos. Se proporcionan cables de unión o tiras de unión en las uniones de los rieles que conectan los rieles a ambos lados de una unión galvanizada para garantizar la continuidad del flujo de corriente de retorno en los rieles en caso de que la unión no sea conductora debido a la suciedad, el óxido, etc., y también para permitir de manera permanente operaciones que impliquen aflojar las eclisas.
Periódicamente se proporcionan cables de puesta a tierra y conductores de unión a tierra para mantener los rieles firmemente conectados a tierra y al potencial de tierra y, por lo tanto, evitar que desarrollen un potencial flotante o un voltaje de paso que pueda ser peligroso.
Las locomotoras eléctricas modernas tienen algunos circuitos electrónicos bastante sofisticados para controlar los motores según la velocidad, la carga, etc., a menudo después de convertir primero el suministro de CA de 25 kV entrante en un suministro de CA interno con características de fase y frecuencia controladas con mayor precisión, para impulsar CA. motores En cambio, algunas locomotoras de CA (WAG-4, WAM-4) tienen motores de CC. Algunas locomotoras de CA (WAP-5 y WAG-9, ambos diseños de ABB) generan CA trifásica internamente mediante un sistema convertidor de tiristores; este suministro trifásico se utiliza luego para alimentar motores de CA asíncronos. Los motores de CA trifásicos son algo más eficientes y pueden generar un par de arranque más alto.
Sistema CC:
En los sistemas de CC con catenaria aérea, el principio básico es el mismo, siendo la catenaria alimentada con electricidad a 1,5 kV CC. Por lo general (especialmente para EMU) la corriente de la catenaria va directamente a los motores. Sin embargo, una locomotora de CC puede convertir el suministro de CC en CA internamente utilizando inversores o una combinación de motor y generador que luego impulsa los motores de CA.
Los voltajes de suministro generalmente más bajos de los sistemas de CC implican que las corrientes extraídas del OHE son correspondientemente más altas. Esto da lugar a algunas dificultades, entre ellas la necesidad de utilizar hilos de contacto y pantógrafos más gruesos y pesados y de mantener el pantógrafo presionado más firmemente contra el hilo de contacto provocando más desgaste.
Sistema único (CA):
La catenaria aérea se alimenta de electricidad a 25 kV CA (monofásica) desde postes de alimentación que se colocan a intervalos frecuentes a lo largo de la vía. Los puestos de alimentación reciben energía monofásica de subestaciones ubicadas a 35-60 km de distancia a lo largo de la ruta. Las subestaciones están espaciadas más cerca (hasta 10-20 km) en áreas donde hay mucha carga/mucho tráfico. Estas subestaciones, a su vez, se alimentan de electricidad a aproximadamente 132 kV CA de las redes regionales operadas por las autoridades eléctricas estatales. Un Centro de Control Remoto, normalmente próximo a la oficina de control de tráfico departamental, dispone de instalaciones para el control del suministro eléctrico a diferentes tramos de las catenarias alimentadas por varias subestaciones de la zona.
La tracción eléctrica es un tema enorme que describí brevemente. ¡Gracias!
