A evolução dos sistemas de controle de tração dos trens metropolitanos

Desde o século passado, diversos modelos de TUEs (Trem Unidade Elétrico) circularam no nosso país e, conforme a tecnologia foi evoluindo, os sistemas de controle de tração também mudaram bastante até os dias atuais.

Primeiramente, é necessário saber o que é um sistema de controle de tração. Esse sistema basicamente tem a finalidade de permitir a movimentação do trem, o que é feito através de uma lógica de acionamentos dos motores e por sistemas de comando. É o sistema de tração que vai determinar os esforços de tração e frenagem elétrica durante a operação do trem.

Tendo em vista isso, abaixo apresento uma breve evolução desses sistemas de controle.

Sistema Reostático (ou Eixo de Cames):

Nesse sistema o controle da tração era feito através de um escalonamento de resistências em um eixo de cames, que variava a tensão aplicada nos motores de tração. Conforme o maquinista selecionava o ponto de tração ou frenagem no manípulo T/F, um servo motor mudava a posição angular da árvore de cames e os contatos, que eram fechados dependendo da posição das ranhuras do eixo, curto-circuitavam as resistência. Ao aplicar tração nesse sistema, ele fazia o movimento de progressão e, para aplicar os freios elétricos, ele fazia o movimento contrário, chamado regressão.

Uma série que usava esse sistema era a 1700 da CPTM

Sistema de Chopper:

O chopper caracterizava-se por realizar um controle mais contínuo e preciso dos motores. Ele era construído por tiristores (dispositivos de chaveamento) que eram comandados por dispositivos eletrônico, dispensando a necessidade de resistores de partida. Esses sistema fornecia aos motores uma tensão contínua variável. O sistema chopper trouxe boas vantagens para a ferrovia quando foi implantado, possibilitando a frenagem regenerativa e reduzindo custos de consumo e manutenção, por exemplo.

As séries que utilizavam esse sistema são os 5000 e 5400 da CPTM/ViaMobilidade

(Todos os sistemas acima alimentavam motores Vcc)

Inversores de Frequência:

Esses são os mais novos sistemas de controle de tração, utilizados nos atuais motores assíncronos dos trens. Esse sistema consiste em converter os 3000 Vcc da catenária em tensão trifásica AC para os motores de tração, o que é feito através de uma ponte com seis tiristores (IGBTs) que modulam um sinal de tensão variável que é aplicado nos motores de tração. Esse sistema permitiu mais melhorias nos trens, sendo uma delas a possibilidade de ter mais potência em motores menores.

As séries atuais utilizam esse sistema, como os trens 9500 da CPTM/TIC Trens e 8900 da ViaMobilidade.

Veja também o vídeo sobre esse assunto no canal Ferrovia e Curiosidades.