Sistema de tração de trens: alguém me ajude, por favor.

[Nick Sousa]

Como foi visto no thread da série 3000 da CPTM, não entendo nada de sistema de tração de trens, como, por exemplo, ao pensar que o trem da L5 era GTO-VVVF, mas na verdade era IGBT-VVVF. Então vai ser o seguinte: vou colocar alguns vídeos abaixo, mostrando trens de diversos lugares do mundo. Sendo assim fica a pergunta:
Qual o sistema de tração deles?

1 - Série 9000 de Tóquio, entre Korakuen e Iidabashi (vídeo de sho205531).


2 - Mesmo trem em Shirokane-Takanawa (vídeo de fuuzzy0034)


3 - O próprio H59 (vídeo de minha autoria).


4 - Esse aí me lembra um outro trem aqui em SP (Vídeo de lolnoob6969)

[PrpPedro]

Esses outros não sei dizer, mas o H é IGBT...

O Erick sabe explicar melhor como funciona...

[Jorge Luis]

porque as fotos do nick não abrem

Como foi visto no thread da série 3000 da CPTM, não entendo nada de sistema de tração de trens, como, por exemplo, ao pensar que o trem da L5 era GTO-VVVF, mas na verdade era IGBT-VVVF. Então vai ser o seguinte: vou colocar alguns vídeos abaixo, mostrando trens de diversos lugares do mundo. Sendo assim fica a pergunta:
Qual o sistema de tração deles?

1 - Série 9000 de Tóquio, entre Korakuen e Iidabashi (vídeo de sho205531).


2 - Mesmo trem em Shirokane-Takanawa (vídeo de fuuzzy0034)


3 - O próprio H59 (vídeo de minha autoria).


4 - Esse aí me lembra um outro trem aqui em SP (Vídeo de lolnoob6969)

nick não abrem

[Landrail]

Porque são videos.

[Vicente]

Bom, o som não é o único determinante do tipo de tração. Mas isso deixo pra quem conhece com certeza (putz, preciso MESMO estudar isso...)

[Erick_UT440R]

Bem, vou tentar explicar o pouco que eu sei sobre o assunto...

O ruído que o sistema de tração produz não é o fator determinante para se saber qual tipo de controle de tração determinado trem usa. Como exemplo: o ruído produzido por um trem do Demetrô (Metrô BH) é semelhante ao ruído produzido pelos TUE's da Série 5000 [entretanto o Metrô BH utiliza sistema de eixo de cames enquanto o Série 5000 é chopper).

Fica complicado tentar determinar o tipo do controle de tração baseado apenas pelo ruído que o mesmo faz.

Fica mais fácil sabendo-se o ano de fabricação do trem, pois esse dado sim facilita (e muito) a descobrir, pois até o final dos anos 90 basicamente se utilizava o GTO, e nos anos 2000 já utilizava-se o IGBT.

Durante os anos 60, era comum o eixo de cames. Nos anos 70, o chopper. Da metade dos anos 80 até a metade dos anos 90, o GTO. E da metade dos anos 90 até os dias de hoje, o IGBT.

[MAJTec]

citando os oráculos do TGVBR:

"A "musiquinha" da partida do Série 3000 (assim como no 2000 Fase I) deve-se ao equipamento eletrônico de controle de potência do trem (no caso dessas séries citadas, o GTO - Gate Turn Off Thyristor). Já o TUE Série 2000 Fase II e os Alstom "Governador José Serra" também fazem a "musiquinha" para sair. Entretanto, nessas séries o equipamento eletrônico de potência é o IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor. O IGBT é um equipamento moderno (trata-se da evolução do GTO).

Historicamente falando, temos a seguinte evolução na tração elétrica (refiro-me ao controle de tração):
Eixo de Cames (Séries 1100, 1400, 1600, 1700, 2100, 4400, 4800) => Contatores (Série 5500 Fase II) => Chopper Tiristor (Séries 5000 e 5500 Fase I) => GTO (Séries 2000 Fase I e 3000) => IGBT (Série 2000 Fase II).

Se formos analisar o sistema da SuperVIA, temos a seguinte distribuição:
Eixo de Cames (Séries 400, 500, 700 original e modernizada, 800, 900 original e 1000) => Contatores (Séries 900 modernizada e 8000) => Chopper Tiristor (Série 9000) => IGBT (Série 2005).

Os trens dos sistemas da CBTU (Demetrô BH, Metrorec, Salvador e Trensurb) utilizam como sistema de controle de tração o eixo de cames.

Os trens do Metrô SP podem ser divididos da seguinte forma:
- Chopper Tiristor (Budd Linha 1, Cobrasma e Mafersa Linha 3, Miênio Linha 2)
- IGBT (Alstom Metropolis Linha 5, Alstom "Governador José Serra" Linha 2, Siemens/Rotem Linha 4)

Já os trens do Metrô RJ possuem uma única divisão, a saber:
- Chopper Tiristor (Mafersa Linhas 1 & 2, Alstom Linha 2)"

Erick_UT440R(http://www.tgvbr.protrem.org/phpBB3/vie ... 8&start=40)

Mas gente, o eixo de cames utilizado em traçào elétrica ferroviária não é igual ao eixo do comando de válvulas de um carro.

Na tração elétrica, o came é formado por um disco de nylon (ou baquelite, dependendo da série) e o mesmo possuí uma pequena secção com um pedaço de disco metálico (por exemplo, o 1° ponto do eixo de came do TUE da Série 1700 da CPTM é um disco com Ø 150mm, e olhando o mesmo de frente a parte metálica responsável pelo contato elétrico equivale à 60° dos 360° do disco).

A teoria da traçào elétrica por eixo de cames é mais ou menos essa:
=> ao se colocar o master controller na posição MANOBRA (ou PONTO 1), elimina-se um banco de resistências, o que permite aplicar um pouco da tensão da R.A. nos motores de tração [entretanto, não é recomendável permanecer mais de 90s nesse ponto sob pena de queima dos resistores de tração]. Assim, leva-se o master controller para a posição SÉRIE (ou PONTO 2), eliminando mais um conjunto de resistências e aumentando assim a tensão nos bornes do muito. a próxima posição é a PARALELO (ou PONTO 3) que além de eliminar mais resistências aumentando ainda mais a tensão nso bornes do muito, altera a configuração dos motores de série para paralelo. O último ponto é o CAMPO REDUZIDO (ou ponto 4), onde todas as resistências foram eliminadas permitindo assim que o trem atinja a máxima potência disponibilizada pelo muito."

Erick_UT440R (http://www.tgvbr.protrem.org/phpBB3/vie ... 8&start=40)

"Tiago Costa escreveu:
Eixo de cames e tração reostática são sinônimos para se referir a esse tipo de tração.


Tiago, me permita uma correção...

Antes, deixe-me definir o conceito da frenagem elétrica. A frenagem elétrica é um importante recurso utilizado em TUE's e locomotivas (sejam elas diesel-elétricas ou puramente elétricas).

Por exemplo: um trem da frota Cobrasma da Linha Leste/Oeste do Metrô está circulando a uma velocidade de 87km/h (retão entre CAR e PEN). Ao ser aplicado o freio na composição, a frenagem do trem é 100% elétrica e 0% de atrito, e essa condição se mantém até aproximadamente 10km/h, quando a frenagem torna-se 100% de atrito e 0% elétrica. NA CPTM (SuperVIA, Metrô-BH, MetroRec, Trensurb) o sistema é basicamente o mesmo (nos carros motores, pois nos carros reboques - sem motorização - a frenagem é 100% pneumática de atrito todo o tempo).

A denominação REOSTÁTICO refere-se basicamente ao tipo de frenagem elétrica do trem. Por exemplo: nos TUE's das Séries 1100, 1400, 1600, 1700, 2100, 4400, 4800 (eixo de cames) a frenagem elétrica é 100% reostática (ou seja, quando há a aplicação da frenagem toda a energia gerada pelos motores de tração são "queimadas" nos resistores localizados no teto do trem). Esse tipo de sistema de traçào é o mais simples que existe, pois é puramente mecânico (alta confiabilidade + alta simplicidade). Possuí seus incovenientes, como por exemplo o tranco apresentado a cada mudança de pontos (MANOBRA, SÉRIE, PARALELO, CAMPO REDUZIDO).

Os TUE's Série 5500 Fase II (CPTM) e Série 8000 (SuperVIA) utilizam também o sistema reostático, entretanto seus sistemas de controle de tração utilizam contatores (mais moderno que o eixo de cames e com desempenho similar ao sistema chopper). É um sistema alternativo, entretanto está em desuso no resto do mundo, pois os novos sistemas utilizam tecnologias mais modernas.

Outro tipo de frenagem elétrica que existe é a REGENERATIVA, que permite que parte da energia gerada pelos motores de tração no momento da frenagem possa ser "devolvida" à rede aérea, de forma que um outro trem utilize parte dessa energia para seu consumo. Esse tipo de frenagem despertou o interesse de algumas operadoras do sistema metroferroviário brasileiro nos anos 70 (mais precisamente o Metrô SP e a FEPASA), ao especificarem seus novos trens. Para que tal frenagem pudesse ser utilizada de forma plena, era imprescindível a utilização do sistema chopper (uma chave com velocidades de processamento eletrônico).

Por exemplo: nos TUE's da Série 5000, de toda a energia gerada pelos motores de tração no modo frenagem (polaridade invertida - de motores tornam-se geradores), 33% dessa energia gerada é devolvida à rede aérea (isso na condição de rede aérea 100% regenerativa). Quantidade parecida é obtida na frenagem regenerativa no Metrô SP,

Algumas vantagens conforme as empresas que adotaram a tecnologia chopper:

Metrô-SP: como boa parte do traçado da Linah Norte/Sul era subterrâneo, o fato de eliminar a frenagem reostática (o que geraria muito calor nos túneis) era imprescindível, pois permitira reduzir o custo da implantação de ventiladores nos túneis para dissipar o calor gerado pela frenagem dos trens;

FEPASA: na FEPASA a principal vantagem era a redução do consumo de energia elétrica para operaçào do sistema, assim como proporcionar maior conforto aos passageiros e reduzir o custo de manutenção da parte mecânica dos trens (devido a menor quantidade de trancos ocorridos na operação). Apesar do custo inicial de manutenção ser muito maior (devido à complexidade do chopper e exigência de mão-de-obra mais qualificada), com o passar do tempo o custo é amortizado e a manutençào torna-se mais espassada, o que a torna mais barata comparando-a com o sistema eixo de cames."

Mais uma vez Erick_UT440R(http://www.tgvbr.protrem.org/phpBB3/vie ... 8&start=60)

Espero que tenha esclarecido um pouco mais sobre tração ferroviária.

[Erick_UT440R]

Valew Marcelino!!!

Você juntou tudo o que eu já escrevi sobre esse assunto em um post só!!!

Boa... Daqui a pouco vou achar que conheço do assunto!!!

[MAJTec]

Outra ajudinha aqui do nosso forum. O tópico TRENS ELÉTRICOS E TRAÇÃO é ótimo app . Confira :
http://www.tgvbr.protrem.org/phpBB3/vie ... f=8&t=1095

[Racia]

Outra ajudinha aqui do nosso forum. O tópico TRENS ELÉTRICOS E TRAÇÃO é ótimo app . Confira :
http://www.tgvbr.protrem.org/phpBB3/vie ... f=8&t=1095

Caro MAJTec,

esse documento é meritório mas o conjunto de disparates que contem acaba por lhe retirar a credibilidade e qualidade que poderia ter caso isso não acontecesse. Percebe-se que se trata de uma "visão americana" da história e fundamentos da tracção ferroviária (provavelmente uma tradução e adaptação do Inglês para o Português).

É omisso nos dados históricos, impreciso nos tecnicos e errado nas conclusões.

Chega ao ridículo de quando refere a tracção electrica falar nas "extensas planícies europeias a perder de vista..." (ou algo parecido) como justificativo para a sua predominância. Certamente deverá estar a referir-se à Suiça, Austria, Hungria, Norte de Itália e Sul da Alemanha que foram os locais onde, devido à abundancia de electricidade de origem hidríca, esse tipo de tracção se implantou e a partir do qual se expandiu. Acontece que, como todos sabemos, esses países e zonas são tudo menos planos.

Ahhh, e deixe-me comentar que desde 1903 que circulam pela Alemanha comboios de tracção diesel-electrica, antecedendo em duas décadas a demonstradora construída pela GE... portanto, espero que retirem as devidas conclusões...

Grande abraço e obrigado pelo excelente primeiro post.

rp

[Racia]

Olá,

Como para complementar um pouco esta sequência de posts, vou utilizar a recente introdução das locomotivas da série 4700 para tecer algumas considerações...


Alguns de vocês que acompanham forums portugueses, sabeis que a série 4700 é a mais recente a entrar ao serviço da CP Carga (o sector de Cargas da empresa Comboios de Portugal, EP)

Trata-se de uma locomotiva eléctrica de 4 eixos na disposição Bo-Bo, 4784 Kw (6373 CV) de potência nas rodas, 300 kN de esforço máximo de tracção no arranque, 140 km/h de velocidade máxima e um pouco mais de 87 T de peso.

Foram comprados 25 exemplares à Siemens para utilização exclusiva em serviços de mercadorias. Depois de um período de testes e homologação (longos e complicados), todas as unidades estão agora em serviço e cumprindo com os requisitos que lhe são exigidos.

A actual diminuição do tráfego devido à crise económica, junto com a introdução das 4700, provocou uma alteração radical na frota da CP Carga. As locomotivas electricas clássicas das séries 2500, 2550 e mesmo algumas “nez cassee” da serie 2600, foram colocadas fora de serviço.

As fotos seguintes são todas de Pedro Sabino (excepto quando expressamente referido) e foram publicadas em diversos foruns portugueses.






E agora as séries que estão a ser retiradas
série 2500 (foto de Daniel Costa):


série 2550 (foto de Pedro Sabino):


série 2600/2620 (foto de Pedro Sabino):


Na generalidade, a velocidade máxima dos comboios de mercadorías em Portugal (e na Europa) varia entre os 100 e os 120 km/h. No entanto existem tipos de comboios bloco que estão permitidos a velocidades mais elevadas. Os expressos de contentores, denominados TECOS, podem circular a 140 km/h e existem composições de transporte de produtos perecíveis que circulam a 160 km/h, existindo mesmo os que circulam a 200 km/h e através das linhas de Alta Velocidade (já falamos sobre esses noutro post). O expoente máximo são os TGV La Poste que apenas transportam correio e circulam, como os outros comboios de AV, a 300 km/h.

No contexto europeu, a velocidade máxima bem como o comprimento e peso dos comboios de mercadorias não depende simplesmente de uma análise económica de custo/benefício mas também, e muito, do problema da ocupação de canais nas linhas troncais. A linha do Norte em Portugal é um exemplo ilustrativo. Trata-se de uma linha com uma altíssima densidade de circulações de todo o tipo, em que mesmo nas zonas de via quadrupla, a quantidade de comboios de mercadorias, suburbanos, regionais, inter-regionais, inter-cidades, alfas pendulares, circulações de serviço, etc., tornam a exploração muito complicada. E quando o diferencial de velocidade e ordem de paragens entre os diversos tipos de comboios é muito grande, tudo se complica ainda mais. Imaginem colocar um mercadorias a arrastar-se a 100 km/h no meio dos suburbanos que circulam a 140, os Inter-cidades a 160 ou 200 e os Alfa-pendulares a 220.

Uma questão que tem sido colocada é qual o motivo de as modernas locomotivas electricas serem quaise todas de 4 eixos e não, como aconteceu até aos anos 70, de seis.

A resposta é simplíssima senão vejamos:

Antes de mais, um bogie de 4 eixos é mais leve, barato e simples que um de seis. São menos 2 motores, sistemas de freios, eixos e rodas, etc. Logo é só vantagens... Mas então porque é que não se fizeram sempre assim?

1) Desde sempre os operadores solicitaram à industria a construção de locomotivas mais poderosas de forma a ser possível rebocar composições mais pesadas e/ou mais rápidas. No entanto, o aumento de potência resulta normalmente no aumento do peso. Esta relação entre potência e peso resulta das tecnologias utilizadas e, em ultima análise da ciência e do conhecimento;
2) Por outro lado, os parámetros de construção das vias são função do tráfego que têm de suportar. Quanto mais elevados são os parâmetros de qualidade da via, mais cara é a sua construção e manutenção.
3) Estes custos aumentam na razão directa do aumento das frequências, pesos e principalmente, velocidade dos comboios. A máxima é “quanto mais rápido e pesado mais cara é a via”.

Do acima exposto é fácil de concluir que esta relação entre peso e potência é crucial e, consequentemente, a forma de transmissão de esse peso à via também. Os orgãos que suportam essa transmissão são os boguies e, no final, os eixos e as rodas. O peso do veículo tem de ser distrubuído por eles de forma a manter-se dentro dos limites suportáveis pela via (peso máximo por eixo e peso máximo por metro linear).

Por outro lado
4) Quanto mais pesado, longo e mais pontos de contacto com a via (rodas) tiver um bogie, maior é a sua agressividade para a mesma. Agressividade essa que aumenta exponencialmente com a velocidade.

Bom, a conclusão de tudo isto é que, tal como na fórmula 1, quanto mais potente e leve melhor, e sendo mais leve, são necessários menos eixos para repartir o peso adequadamente pela via.
(Um bom exemplo é o facto de os donos da infraestrutura, ie, das vias, cobrarem taxas de utilização aos operadores em função de diversos parâmetros. Entre eles estão a velocidade, peso por eixo e massa não suspendida)


O desenvolvimento tecnológico actual, principalmente na electrónica de potência com a utilização de IGBTs, motores eléctricos assincronos e sistemas informáticos de controlo, permite construir pequenas locomotivas de menos de 90 Toneladas de peso (<22.5 T por eixo), com potências à volta dos 6000 Kw e esforço de tracção de 300 kN e, principalmente, altamente modulares ao ponto de as locomotivas poderem durante a sua vida serem costumizadas sem grandes impactos tecnológicos ou custos.

As 4700 da CP Carga estão preparadas para, sem grande dificuldade, passarem da actual bitola ibérica para a standard ou para embarcarem os sistemas de controlo automático de velocidade e a componente de tracção a 3.000 V CC de forma a verem o seu raio de acção extendido a Espanha logo que tal venha a ser necessário.

A tecnologia do diesel, apesar do muito que se tem desenvolvido, não permite este tipo de performances e, tem tambem de lidar com as restrições sempre crescentes aos níveis de consumo e emissões. Tambem a manutenção do diesel é mais cara e delicada que a do material electrico semelhante, e finalmente, a sua eficiencia mais baixa. Uma locomotiva diesel perde entre o eixo do motor e as rodas, cerca de 20% da potência do motor (este é um dos motivos porque os construtores americanos, típicamente não indicam a potência medida nas rodas e as entidades supervisoras, AAR e FRA tambem não o obrigam. Na Europa a UIC tem isso como mandatório).

De um ponto de vista histórico, e sem desprimor pelo muito que se passou antes, existem duas locomotivas electricas que marcaram e estiveram na origem do ponto a que se chegou hoje:
1) A série Ae 4/4 dos BLS (Berne – Lötschberg – Simplon) na Suiça. Construida em 1944/45 pelas casas SLM Winterthur e BBC, foi a primeira Bo-Bo (aderência total) de 80 T e 4000 HP de potência:


2) A série Rc dos SJ (Caminhos de Ferro Suecos). Desenvolvida e construida pela ASEA em 1967/68, a primeira aplicação generalizada da electrónica de potência e dos tiristores:



este é um optimo site para todos os que se interesam pela tracção nos caminhos de ferro europeos:
http://www.railcolor.net/index.php?nav=1000001&lang=1

E não me canso de postar as fotos do Pedro Sabino. São excelentes:




Abraços
rp

[Nick Sousa]

Após ver vários vídeos de trens japoneses, me veio um que me deixou bastante curioso:
Se o E331 da JR East usa tração IGBT, por que seu som se parece com chopper (apesar disso, gostei do som dele )?

Vídeo de 313newrapid

[André Vasconcellos]

Os Séries 4700 como mostrados acima da CP são os modelos Siemens ''Combino'' ,similares aos que se encontram na Hungria por exemplo ???

[Gustavodc]

Meio OFF, mas que VP.

[Racia]

Os Séries 4700 como mostrados acima da CP são os modelos Siemens "'Combino'" ,similares aos que se encontram na Hungria por exemplo ???

André,

as 4700 são locomotivas electricas da plataforma (ou família) Eurosprinter. Combino, é a designação dada pela Siemens a uma série de veiculos do tipo LRT (Ligth Rail Transit).

Aqui está um Siemens Combino a fazer serviço na rede do Metro Sul do Tejo em Corroios (em frente a Lisboa do lado sul do rio Tejo):


Portanto estás a fazer alguma confusão

Abraços
rp

[André Vasconcellos]

Pois éé troquei os nomes hahaha

[Racia]

André, não seria Siemens DESIRO que que querias referir?

Desiro é a designação que a Siemens atribuiu uma das suas linhas de produto, neste caso de automotoras (ou unidades multiplas).

Esses comboios de construção ligeira e modular, têm como característica principal o seu baixo custo operacional e podem ser fornecidos em diferentes configurações de duas, três ou quatro caixas caixas, de um ou dois pisos, em modo diesel, electrico ou bi-modo, velocidades máximas entre 120 e 200 km/h, diferentes bitolas e acabamentos para serviços sub-urbanos, regionais ou inter-urbanos de grande linha.

Actualmente existem unidades Desiro em serviço um pouco por todo o mundo, da Europa à Ásia e América do Norte.
Alguns exemplos:

A versão original, diesel para linhas regionais de baixo tráfego. Aqui uma unidade dos OBB (Austria):


Uma versão electrica de dois pisos e 4 caixas, para serviços sub-urbanos na Suiça:


Malásia:


Duas unidades duplas dos NCTD fazendo o serviço Sprinter em San Diego, na California, EUA:


Abraços
rp

[André Vasconcellos]

Não é a família Eurosprinter,como a dessa locomotiva para o simluador OpenBVE(Nome ES64U4):


Essas abaixo são de verdade rsrsrs: