Las palabras metro o subte se aplican al ferrocarril
destinado al transporte de
personas por el interior de las grandes urbes y de sus
áreas metropolitanas.
Principios de funcionamiento.
Este vehiculo o medio de transporte es alimentado por
energía la cual la obtiene de un tercer riel montado a un
lado de las vías principales en las cuales van montados
los vagones. A continuación se explica más del
tema:
Para la estación de suministro de energía
se hacen cálculos con respecto a la extensión del
trayecto por donde pasara el transporte, así como la
iluminación de los coches de la
vías, la energía que van a consumir los coches mas
las perdidas en la distribución se estima la salida
máxima de la central eléctrica y los HP
eléctricos.
Y de ahí se tiene los alternadores son máquinas
trifásicas, entregando veinticinco corrientes alternas del
ciclo en un potencial eficaz de 11.000 voltios. Son 42 pies en
altura, el diámetro de la parte que gira son 32 pies, su
peso, 332.000 libras, y el peso acumulado de la máquina,
889.000 libras. También dependen del sistema que se
esta planeando.
Elevación y sección
representativa laterales del alternador
Diagrama general de los circuitos de
11.000 voltios en la estación de la alimentación
principal.
De aquí se desprenden una serie de aparatos como
excitadores de campo y aparatos de switcheo. Que llegan hasta el
tablero de control.
Control y tablero del instrumento –
estación de la alimentación
principal
Motores-generadores y tablero de la
batería para el control.
Corriente alterna que provee del
sistema del motor-generador
para las señales
del bloque y motor-generador que comienza el
sistema.
Diagrama del control
principal.
La energía que viene desde la planta generadora
es llevada a través de conductores, también se hace
un cálculo
para los mismos, y su ubicación es como se muestra a
continuación:
Conductores con respecto a la banqueta
o calle.
Pared interior del túnel que
muestra 64 conductores.
Conducto y los conductores bajo
plataforma de la estación del pasajero.
Los conductos que llevan a los conductores
también pueden llegar hasta subestaciones que sirven de
ayuda para la estación principal.
Tablero de funcionamiento,
subestación.
Interior de la
subestación.
Convertidor rotatorio de 1.500
kw.
Sección longitudinal de la
subestación.
Plan de piso de la
subestación.
Sección representativa de la
subestación.
Para estas secciones de transmisión de
energía se utilizan cables como estos:
Cable del Tres-Conductor para la
distribución de 11.000 voltios.
Diagramas del
alimentador de la corriente directa y de los circuitos de
vuelta.
Estos son los diagramas y fotos de
alimentación al riel de contacto. (3er riel)
Cambiador del alimentador que conecta
al carril del contacto.
Alimentadores de la corriente directa
de la boca para entrar en contacto con el carril.
Aquí están tipos de uniones de la
alimentación con el carril de contacto. Como hay
pequeñas separaciones estas sirven para que no haya
pérdidas de energía.
Aislador del carril de
contacto.
Zapato y fusible del
contacto.
Entonces tenemos que la energía es llevada por
conductores hasta las subestaciones después de pasar por
los alternadores, excitadores y una serie de switches controlados
por operadores en los tableros de control y después de las
subestaciones pasando por los convertidores hasta el 3 riel y de
allí es tomada por una flecha una parte sólida del
vagón principal, esta energía alimenta los motores que
mueven el vagón.
Todos los coches (vagones) por lo tanto son hechos de un
tipo para un determinado proyecto y se
pueden utilizar alternativamente para el motor o el servicio del
arrastre de coche.
Los coches de motor llevan ambos motores en el mismo
carro; es decir, tienen un carro del motor en un extremo que
lleva dos motores, uno engranado a cada árbol; el carro en
el otro extremo del coche es un "acoplado" y no lleva ninguna
energía.
En la determinación del equipo eléctrico
de los trenes, se apunta asegurar una organización de los motores y del aparato
del control fácilmente adecuado para funcionar los trenes
en servicio local y expreso a las velocidades más altas
compatibles con seguridad al
público que viajaba. Para cada uno de las dos clases del
servicio la velocidad
segura limitadora es fijada por la distancia entre las estaciones
en las cuales los trenes paran, por las curvas, y por los
grados.
La velocidad máxima de trenes será 45
millas por hora. La velocidad media del local y expresa los
trenes excederán la velocidad hecha por los trenes en
cualquier ferrocarril elevado. Lograr estas velocidades sin
exceder la limitación segura máxima apresura entre
las paradas, la voluntad proporcionada equipo acelera los trenes
que llevan la carga máxima en un índice de 1.25
millas por hora por segundo adentro a partir de estaciones en
pista llana. Obtener la misma aceleración en locomotoras,
un tirón de la barra de tracción de 44.000 libras
sería tirón necesario-uno equivalente al efecto
máximo de seis locomotoras del vapor.
Conmutación
El sistema múltiple de la unidad adoptado posee
ventajas materiales
sobre un sistema locomotor por lo que se refiere a cambiar en los
terminales. Algunos de los trenes expresos sobre horas de
acometidas abarcarán ocho coches, pero a veces durante el
día y la noche cuando el número de la gente que
requiere el transporte es menos que durante la mañana y la
tarde, y era locomotoras usadas una cantidad enorme de
conmutación, acoplador y el desacoplar sería
implicado por el comparativo frecuenta cambios de las longitudes
del tren.
En un tren expreso de la múltiple-unidad del
ocho-coche, los primeros, terceros, quinto, sextos, y octavos
coches serán coches de motor, mientras que el segundo, el
cuarto, y el séptimo serán coches del rastro. Un
tren del ocho-coche se puede reducir, por lo tanto, a un tren del
seis-coche desacoplando dos coches de extremo, a un tren del
cinco-coche desacoplando tres coches del extremo posterior, o a
un tren del tres-coche desacoplando cinco coches de cualquier
extremo.
En cada caso un coche de motor permanecerá en
cada extremo del tren reducido. De modo semejante, un tren local
del cinco-coche se puede reducir a tres coches, todavía
saliendo de un coche de motor en cada extremo desacoplando dos
coches de cualquier extremo, puesto que en el tren local del
cinco-coche normal el primer, el tercero, y los quintos coches
serán coches de motor.
Motor del ferrocarril de 200 c.
v.
Motor del ferrocarril de 200 c.
v.
Los motores son del tipo de la serie de la corriente
directa y son energía de caballo clasificada 200 cada uno.
Son diseñados especialmente para el servicio del
subterráneo conforme a las especificaciones requeridas, y
funcionarán en un potencial eficaz medio de 570
voltios.
A continuación se muestra un tipo de motor linear
también frecuentemente usado.
Motor de inducción linear (LIM)
Fig.4. Desarrollo del
motor de inducción rotatorio en LIM
El LIM es un
plano placa-como la forma formada parcialmente cortando un motor
de inducción rotatorio convencional de la CA y se mueve
linear, según las indicaciones de la figura.
El lado primario llamado el "LIM" consiste en los
corazones de hierro y las
bobinas cobrizas con los cuales los flujos actuales
eléctricos, apenas como un motor de inducción
rotatorio. La salida es 100kW y se emplea el sistema de
enfriamiento natural.
El lado secundario llamado la "placa de la
reacción (RP)," alcanza la misma función
que el rotor de un motor de inducción rotatorio. La placa
de la reacción es una combinación de una placa del
hierro que tiene una buena permeabilidad del campo
magnético y un buen material conductor tal como
aluminio. Para
las cuestas escarpadas, el aluminio se puede sustituir para el
cobre. Las
placas de la reacción tienen tres tipos según la
manera de la construcción; plano, casquillo y
extremo-barra.
El lado primario se monta en el cada marco del carro del
carretón de los coches, y la placa de la reacción
se une a los durmientes a lo largo del carril. El boquete entre
el LIM y la placa de la reacción se puede ajustar
fácilmente a y 12m m por los torniquetes situados en las
unidades de la suspensión de LIM, en vista del cambio durante
el movimiento que
viaja.
Entonces, el principio del movimiento está como
sigue. Cuando la corriente de la CA atraviesa el lado primario,
crea un campo magnético móvil a lo largo de la
dirección longitudinal. Y el campo
magnético móvil de este lado primario genera una
corriente de Foucault y otro
campo magnético en la placa de la reacción en
la tierra.
Después estas dos clases de campos magnéticos
empujan y tiran cara a cara, y el movimiento linear puede ser
producido.
Controlar el equipo (el inversor de VVVF)
El coche se equipa del inversor de VVVF que controla la fuerza y la
velocidad de aceleración, que frena del LIM convirtiendo
C.C. 1,500V de la fuente de arriba en la CA trifásica con
la modulación
del voltaje y de la frecuencia.
El sistema de control consiste en la unidad del inversor, la
línea caja del triturador, el reactor del filtro, la carga
y el resistor actual de la reducción, y el resistor de la
supresión de la sobretensión. La unidad del
inversor es una caja single-unit cerca de los 3m largos, los 2m
anchos y altura solamente de 500m m para reducir la altura del
piso, consistir en la lógica
y la unidad que se refresca del elemento de circuito principal,
el freno-comando que recibe la unidad, el condensador del filtro,
y el convertidor del comando que es una parte del sistema de la
red de la
operación alejada del tren, el etc.
El elemento de circuito principal del inversor emplea la puerta
da vuelta apagado al tiristor (GTO) 4500V-2500A de la capacidad,
controles cuatro motores de inducción lineares
100kW.
Por el sistema del control del motor adoptado para los
trenes, la energía entregada a los varios motores a
través del tren es controlada y regulada
simultáneamente por el maquinista en el jefe del tren.
Esto se logra por medio de un sistema de los circuitos
eléctricos que abarcan esencialmente un regulador
pequeño del tambor y de una organización de los
circuitos de actuación que transportan las corrientes
pequeñas que energizan los imanes eléctricos
colocados debajo de los coches, y así que abrir y cerrar
los circuitos de la alimentación principal que proveen
energía a los motores.
Un regulador se monta sobre la plataforma en cada
extremo de cada coche de motor, y el tren entero se puede
funcionar desde de estos puntos, el maquinista que toma
normalmente su poste en la plataforma delantera del primer
coche.
Los interruptores que abren y cierran los circuitos de
la energía a través de los motores y los
reóstatos se llaman los contactores, cada uno que abarca
un interruptor magnético del reventón y el
electroimán que controla los movimientos del interruptor.
Por estos contactores el control serie-múltiple
generalmente de motores continuos es efectuado. Los circuitos
primarios o de control regulan el movimiento, no sólo de
los contactores pero también del inversor de corriente,
por medio de el cual la dirección de la corriente
proveyó a los motores puede ser invertido en la voluntad
del maquinista.
Aparato debajo del coche de
motor compuesto.
Equipo completo del cableado y del motor del control de
un coche de motor según lo visto debajo del coche. En atar
con alambre las precauciones inusuales de los coches se han
adoptado para guardar contra el riesgo del fuego,
los pisos de todos los coches de motor son protegidos por el
acero de hoja y
un material se compone del asbesto y del silicato de la soda, que
posee grandes características resistentes al calor.
Además de esto, todos los alambres importantes de la
energía debajo del coche se colocan en los conductos del
material incombustible, de los cuales el asbesto es el componente
principal.
Equipo del freno neumático
Este
sistema de frenos es un freno mezclado
eléctrico-neumático, que aligera la carga para el
freno neumático adhesivo haciendo el mejor uso de la
propulsión del no-pegamento del LIM. Es decir la fuerza
que frena necesaria y la fuerza eléctrica el frenar
regenerador son calculadas por la
computadora, y el freno neumático compensa solamente
cuando la escasez del freno
regenerador eléctrico se detecta.
La unidad del freno neumático utiliza un sistema
del freno de disco equipado de los cilindros de goma y de un
disco por el árbol.
Existe un freno principal accionado por el operador ala
orden de una parada, hay frenos neumáticos dentro del
sistema de vías además de cortes de energía
accionados o activados por siwtches que desenergizarán el
sistema.
Parada neumática de la pista, demostrando
disparador de la parada en la posición
vertical.
Visión debajo del coche que
demuestra disparador en el carro en la posición para
enganchar con la parada de la pista.
Vista delantera del poste de la
señal del bloque, demostrando luces, indicadores, y
la parada de la pista.
http://home.inet-osaka.or.jp/~teraoka/old/tera98/ml98edit.htm
http://www.nycsubway.org/irt/irtbook/
Autor:
Ingeniero Israel
Rocha
Ingeniero Mecánico Eléctrico con
acentuación en
eléctrica-electrónica