Sistemas de Conversión de Energía Auxiliar en Vehículos
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Convertidores de Servicios Auxiliares
Los convertidores de servicios auxiliares son componentes esenciales encargados de alimentar tensiones complementarias y auxiliares del vehículo para los diversos receptores.
Tipos de Convertidores Auxiliares
Estos convertidores proporcionan energía a elementos anexos necesarios para el desarrollo de la tracción, incluyendo:
- Ventilación
- Enfriamiento de resistencias de frenado
- Carga de baterías
- Aire acondicionado
- Alumbrado
- Generación de aire comprimido
Convertidor Rotativo
El convertidor rotativo obtiene su energía mecánica de dos motores que comparten un núcleo magnético alimentado desde la catenaria. La corriente eléctrica se genera en el estator de un generador, cuyo rotor, actuando como inductor, gira a revoluciones constantes para asegurar la frecuencia. Este rotor es alimentado por una corriente variable según la demanda. Su control se enfoca en la estabilidad de tensión y frecuencia.
El rotor se alimenta a través de anillos rozantes y es suministrado por un regulador de tensión. Este tipo de convertidor ofrece un buen par de arranque y mantiene un régimen de revoluciones (RPM) en torno a las 1.500.
Para la regulación de sus RPM, además de resistencias, emplea dos campos magnéticos: uno aditivo y otro sustractivo. Estos campos incrementan o restan el flujo magnético, comandados por el sistema AFR (Control Automático de Flujo Magnético).
La avería más común en los convertidores rotativos es la derivación del inducido, debido a su exposición a sobretensiones.
Convertidor Estático
El convertidor estático está compuesto por componentes fijos, sin partes mecánicas móviles ni rotaciones. Esto resulta en un coste de mantenimiento inferior en comparación con los convertidores rotativos.
Ofrecen una mayor agilidad en la respuesta de corriente y tensión respecto a los modelos rotativos.
Los equipos ferroviarios suelen diseñarse para garantizar seguridad y redundancia operativa. En caso de fallo, un equipo puede asumir las funciones de consumidores afectados, equilibrando cargas mediante contactores y optimizando el rendimiento. El convertidor variable puede transformarse en fijo en situaciones de emergencia.
Las averías típicas en los convertidores estáticos incluyen la fusión de tiristores trifásicos, generalmente causada por problemas en las cargas o en los sensores de corriente.
Funcionamiento del Convertidor
El funcionamiento de un convertidor se basa en un sistema de mando compuesto por:
Componentes del Sistema de Mando
- Semiconductores: Son los encargados de intervenir en la generación de corriente continua o alterna. Sus características están determinadas por la potencia del motor que deben comandar.
- Control: Este sistema, compuesto por tarjetas electrónicas pilotadas por semiconductores de potencia, responde a las demandas del maquinista, las condiciones de adherencia y otras variables del entorno.
- Transductores y Sensores: Actúan como captadores de los resultados de las decisiones tomadas por el sistema de control.