¡La Fascinante Ingeniería detrás de los Trenes Eléctricos!

Summary

El vídeo explica la tecnología única de los trenes eléctricos, desde su diseño sencillo con un cable deslizante y motor de inducción, hasta su evolución con transformadores, rectificadores e inversores para manejar corriente de tres fases. Se detallan componentes como los pantógrafos, que ajustan la altura para captar energía, y los frenos regenerativos y neumáticos. Además, se menciona la autogeneración y la generación de frente para abastecer energía a los vagones, ofreciendo un vistazo a la ingeniería detrás de estos vehículos.

Takeaways

• 🚋 Los trenes eléctricos utilizan un cable deslizante para recolectar energía de las vías aéreas y esta energía se transmite a un motor de inducción de una sola fase.
• 🔌 La conexión a tierra es posible gracias a que el cable se conecta primero a las ruedas a través de las escobillas de eje, y la rueda siempre está en contacto con la vía que está conectada a la tierra.
• ⚙️ Para adaptar el alto voltaje de las líneas aéreas (25 kilovoltios) a los motores, se utiliza un transformador reductor que transforma el voltaje al nivel adecuado.
• 🌀 Los motores de inducción de tres fases son ideales para proporcionar un alto y uniforme torque, que es esencial para el funcionamiento de un tren.
• 🔄 Un rectificador y un inversor son utilizados para convertir la alimentación de una fase en una de tres fases, lo que permite un motor de tres fases para operar eficientemente.
• 🔩 Para aumentar la potencia del tren, se pueden agregar más pares motor rueda, permitiendo así que el tren tenga más potencia para拉动多个车厢.
• 🏗️ Los pantógrafos son mecanismos que ajustan su altura para mantener una conexión constante con las líneas eléctricas aéreas, lo que es crucial para la captación de energía.
• 🔋 La vía eléctrica aérea se extiende en forma de zig-zag para reducir el desgaste del cabezal del pantógrafo y mantener un contacto constante con el cable de corriente aéreo.
• 🚉 El control de la velocidad del tren se logra cambiando la frecuencia de la fuente de energía del motor de inducción mediante un rectificador y un inversor.
• 🛑 El frenado regenerativo es una técnica que permite frenar el tren al invertir la dirección de la corriente inducida en las barras del rotor, actuando como un freno sin contacto de metal con metal.

Q & A

¿Cómo se recolecta la energía en los trenes eléctricos a través de las vías eléctricas?

La energía se recolecta a través de un cable deslizante que conecta las líneas aéreas a un motor de inducción. La corriente fluye desde las vías eléctricas aéreas, pasa por el motor, luego por las escobillas de eje y ruedas, y finalmente se conecta a la tierra.

¿Qué es un motor de inducción de una sola fase y cómo funciona en un tren eléctrico?

Un motor de inducción de una sola fase es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en movimiento rotativo. En un tren eléctrico, este motor recibe la corriente eléctrica, la cual hace girar el rotor, el cual está conectado a las ruedas del tren.

¿Por qué es necesario un transformador reductor en los trenes eléctricos?

Los trenes eléctricos operan a un voltaje alto, como los 25 kilovoltios, pero los motores requieren un voltaje más bajo. Por lo tanto, se utiliza un transformador reductor para adaptar el voltaje de la línea aérea al nivel necesario para el motor.

¿Qué es un rectificador y qué función cumple en los trenes eléctricos?

Un rectificador es un dispositivo que convierte la corriente alterna en corriente continua. En los trenes eléctricos, se utiliza para transformar la corriente de una fase en corriente continua, la cual luego es convertida en corriente alterna de tres fases por un inversor para alimentar a los motores de inducción.

¿Cómo se logra un alto y uniforme torque en los motores de trenes eléctricos?

Para lograr un alto y uniforme torque, se utilizan motores de inducción de tres fases, que son capaces de proporcionar un torque consistente incluso cuando la velocidad varía. Esto se logra extendiendo el cable de tres fases y utilizando un rectificador y un inversor para la alimentación.

¿Qué son los pantógrafos y qué función desempeñan en los trenes eléctricos?

Los pantógrafos son mecanismos que se ajustan en altura para mantener contacto con las líneas eléctricas aéreas. Permiten que el tren recopile energía de manera eficiente, incluso cuando la distancia entre el tren y las líneas eléctricas varía.

¿Por qué la vía eléctrica aérea se extiende en forma de zigzag?

La disposición en zigzag de la vía eléctrica aérea asegura que el cabezal del pantógrafo tenga un contacto constante con el cable de corriente aéreo, lo que reduce el desgaste al mínimo.

¿Cómo se controla la velocidad de un tren eléctrico?

La velocidad de un tren eléctrico se controla cambiando la frecuencia de la fuente de energía del motor de inducción. Esto se logra mediante un rectificador y un inversor, que permiten al conductor ajustar la velocidad al colocar la palanca en diferentes muescas.

¿Qué es el frenado regenerativo y cómo funciona en los trenes eléctricos?

El frenado regenerativo es un sistema que permite que un motor de inducción funcione como un generador cuando se reduce la frecuencia de alimentación. Esto hace que el rotor gire más rápido que el campo magnético rotativo, lo que genera una corriente en la dirección opuesta y actúa como un freno. Durante este proceso, el tren disminuye su velocidad.

¿Cómo se suministra energía a los vagones de un tren eléctrico?

La energía a los vagones se puede suministrar de dos maneras: autogeneración, donde se utiliza un alternador en el vagón para cargar una batería, o generación de frente, donde se añade un devanado extra en el transformador de la locomotora para suministrar energía a todos los vagones.