Conheça os Sistemas de Tração e Suprimento Auxiliar de Energia dos Trens Metropolitanos

Os sistemas metroferroviários, atualmente, são majoritariamente formados por TUEs, isto é, trens unidade elétrica, os quais, como o próprio nome diz, são movidos à energia elétrica.

Iremos conhecer nessa postagem um pouco dos sistemas do trem envolvidos na coleta, conversão e fornecimento de energia aos componentes.

TUEs da CPTM com alimentação via catenária

Coleta da Energia

No geral há duas formas principais de coletar energia elétrica para as composições. O uso de cada uma irá depender de qual meio a eletricidade é fornecida no sistema. É possível coletá-la por meio de sapatas coletoras ou pantógrafos.

Em modais sobre trilhos que utilizam a transmissão de energia por via aérea, ou seja, através de catenárias, o equipamento usado para coletá-la é o pantógrafo. Este é um equipamento articulado posicionado no teto da composição que, através de acionamento elétrico ou eletropneumático, sobe e entra em contato com a catenária, executando a condução da eletricidade até o trem.

Aqui no Ferrovia e Curiosidades temos uma postagem explicando mais sobre o pantógrafo. Clique Aqui e leia a matéria completa.

Já em sistemas que têm a transmissão de energia por terceiro trilho utiliza-se uma sapata coletora, que fica instalada no subestrado do trem e desliza pelo terceiro trilho coletando a energia.

Dispositivo de Proteção

Os equipamentos que realizam a alimentação e controle da tração e o suprimento de energia de baixa tensão para os sistemas auxiliares necessitam de um dispositivo que os proteja de surtos de energia, pois são caros e sensíveis.

Assim, com a finalidade de protegê-los, os trens modernos contam com sistemas de proteção de acionamento rápido, que garantem o corte da alimentação elétrica nesses equipamentos assim que for identificado um surto.

Nos trens metropolitanos modernos o dispositivo de proteção utilizado é chamado de HSCB - High Speed Circuit Braker (Disjuntor de alta velocidade, em português).

Inversor de Tração

O inversor de frequência é o equipamento que realiza a conversão e controle da corrente elétrica para os motores do trem. 

No Brasil, nossos sistemas metroferroviários tradicionais possuem transmissão de energia em corrente contínua, com tensões de 750 Vcc, 1500 Vcc e 3000 Vcc. Com os motores atuais sendo de corrente alternada, os inversores de tração realizam o trabalho de conversão da corrente elétrica.

Além da conversão da corrente, os inversores realizam o controle da aceleração e da frenagem através do controle da tensão, atenuando, assim, o pico de corrente ao tirar o trem da inércia. Também, esse equipamento faz o controle da velocidade do trem, através do ajuste da frequência elétrica.

O som característico dos trens vem dos inversores de tração, a partir da variação da frequência elétrica realizada por eles.

Conversor/Inversor Auxiliar - Sistema de Suprimento de Energia Auxiliar 

Nos trens o sistema que alimenta os equipamentos auxiliares, isto é, todos os que não são o sistema de tração, é chamado de Sistema de Suprimento Auxiliar de Energia.

O equipamento que realiza a conversão da energia que vem pela rede de alta tensão (tensão da rede de transmissão do sistema) é o conversor auxiliar ou inversor auxiliar — os dois nomes são usados a depender do projeto, fabricante ou operadora, mas a função é a mesma. O conversor auxiliar nos trens metropolitanos de São Paulo também são chamados pela sigla CVS.

O conversor auxiliar (CVS) converte a tensão de entrada para as seguintes tensões e seus usos: 380 Vca para o sistema de ar-condicionado e compressores, 220 Vca para tomadas (e iluminação, dependendo do projeto), 72 Vcc para os sistemas de controle, iluminação e demais equipamentos de extra baixa tensão e para o carregamento da bateria. Lembrando que as tensões usadas podem variar de acordo com o projeto do trem. Os valores presentes nesse parágrafo são baseados no padrão do trem metropolitano paulista.

Se aprofunde mais no conteúdo

Essa publicação trouxe esse conteúdo de forma mais resumida. Mas, te convido a se aprofundar mais no tema de Sistemas de Tração e Suprimento Auxiliar de Energia dos Trens Metropolitanos através da vídeo aula do próprio Ferrovia e Curiosidades no canal do Youtube. O vídeo aborda o assunto de forma mais completa e traz uma explicação de elétrica básica para entender melhor os conceitos abordados.

Confira o vídeo no canal Ferrovia e Curiosidades: