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El Metro




  1. ¿Qué es el metro?
  2. Control del motor
  3. Frenos
  4. Bibliografía consultada

¿Qué es el metro?

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.

Control del motor.

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.

Frenos

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.

Bibliografía consultada:

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


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