Duda sobre pantógrafos

[Cascajo]

Hola a todos

Vereis, aunque me los paso muy bien con el Train Simulator en la realidad conozco muy poco el funcionamiento de los trenes.

Hay una cosa que me llama la atención y es el funcionamiento de los pantógrafos, por lo general en España suele ir levantado el opuesto a la cabina de conducción que se utiliza, aunque en pocas ocasiones he visto levantado el propio de la cabina que se utiliza, en un viaje por Francia vi que la mayoría de locomotoras llevaban los dos pantografos levantados.

¿Que diferencias hay entre levantar 1 ó 2?

¿Que diferencia entre usar uno u otro?

Un saludo

[pakomalaga]

Hola Cascajo.

En teoría no hay ninguna diferencia entre usar el delantero o el trasero. Incluso me atrevería a afirmar que no hay ninguna normativa en Renfe sobre ese tema, pero no estoy seguro. Quizás algún maquinista de los que andan por aquí nos podría aclarar el tema.

La costumbre existente en España de levantar el panto opuesto a la cabina es por evitar daños en caso de enganchón con la catenaria. Si se lleva subido el delantero y se sufre enganchón es casi seguro que las piezas desprendidas del panto delantero dañen el trasero. Del mismo modo cuando vemos una locomotora con el panto delantero subido es casi seguro que tras de ella va un vagón portacoches. De esta forma se evita que la grasa de la catenaria manche los vehículos.

El caso de Francia no lo conozco bién, pero creo que el que lleven los dos pantos arriba es debido a las características de tensión y diseño de la catenaria. En las líneas convencionales Francesas la mayoría de las catenarias están alimentadas a 1500V y el diseño es de "falso sustentador", pero no sabría decirte el porqué es así.

Saludos.

[Cascajo]

Gracias Paco ya lo veo mas claro

Si alguien conoce el caso de Francia por curiosidad me gustaría saberlo, gracias.

Saludos

[ASFA]

Ante todo gracias Pakomalaga. Es una cuestión que siempre me he preguntado.

Para Cascajo y todos los demás. Joer que curioso que justo cuando iba a publicar esta respuesta, he visto como Cascajo preguntaba lo de Francia.

Aquí pongo lo q yo creo que es la respuesta, un motivo puramente eléctrico: creo que en los trenes de Francia, y teniendo en cuenta lo que ha explicado Pakomalaga (tensión 1500V), puede ser que utilicen 2 pantógrafos debido a la intensidad de los motores. Es decir, al ser la tensión de 1500 Voltios (la mitad que en España), la corriente que absorven los pantógrafos puede aumentar casi hasta el doble de lo que es normal para los trenes de España (que son alimentados a 3000 Voltios) y más aún teniendo en cuenta las subidas pronunciadas de los Pirineos (Tour de Carol en adelante). Yo he visto circular a los trenes franceses con dos pantógrafos en la Tour de Carol.

La ley de Ohm nos da la respuesta:

[1] V = I * R (V: tensión; I: intensidad; R: resistencia)

[2] P = V * I (P: potencia; V: tensión; I: intensidad)

La ecuación [2] es la que nos sirve para el caso de los trenes franceses.

Ejemplo para los trenes franceses:

P = pot. eléctrica consumida motriz = 1200 KWattios = 1200000 Wattios

V = tensión de alimentación de la motriz = 1500 voltios

I = corriente consumida por la motriz = hay que despejar la ecuación para conocerla = 800 Amperios

Ejemplo para la misma motriz pero circulando en España a 3000 Voltios:

P = pot. eléctrica consumida motriz = 1200 KWattios = 1200000 Wattios

V = tensión de alimentación de la motriz = 3000 voltios

I = corriente consumida por la motriz = hay que despejar la ecuación para conocerla = 400 Amperios

Como se puede ver, la corriente a 3000 voltios es la mitad que a 1500 voltios, es decir, en Francia a 1500 voltios los trenes consumen más corriente, lo cual implica más sección para el cable que transporta esa corriente. Seguramente, un único pantógrafo de las locomotoras de allí no admite tanta corriente y por eso hacen circular a las composiciones con los dos pantógrafos, para asegurar que no se vayan a "fundir".

Los ejemplos no son reales, es decir, me he inventado la potencia eléctrica consumida por una locomotora, aunque creo que es verídica.

Espero que todo este rollo sirva para algo. Aunque ya digo que me baso en el motivo de la baja tensión e igual el motivo de circular con doble pantógrafo es otro de tipo operacional.

Saludos

[Cascajo]

Si, lo has explicado muy bien por lo que veo es el mismo problema que hay en Estados Unidos con la corriente a 110 V.

Las locomotoras necesitan "chupar" mas corriente por ello necesitan los dos pantos pero luego eso influye negativamente como bien has dicho en mayores consumos de corriente y en necesitar secciones de cable mas grande.

Gracias por la explicación

[ASFA]

De nada. Es un placer colaborar en este foro.

Saludos.

[Genesis]

Hola a todos:

La verdad es que no sé a ciencia cierta la razón exacta. Tengo entendido que es costumbre en los ferrocarriles franceses arrancar con los dos pantógrafos arriba, y luego bajan uno de ellos (el arranque es el momento de máximo consumo por parte de los motores de tracción). Pero no necesariamente ha de ser por esas cuestiones:

Si volvemos atrás la vista, recordaremos que la red española tenía tramos de 1500 Voltios y tramos de 3000 Voltios. Se adquirieron, entre otras, las japonesas bitensión, 279 y 289, para evitar los cambios de locomotora.

La 289 funcionando bajo 1500 Voltios, tenía como tope de consumo para sus motores de tracción ¡¡ 1100 Amperios !! (una auténtica barbaridad), y posiblemente pudiera por breves periodos de tiempo consumir más. Y no tengo noticia de que tuvieran que llevar los dos pantógrafos arriba.

Bajo 3000 Voltios el Amperaje se reducía a la mitad, por la ley de Ohm, es decir, 550 Amperios.

Un saludo

Kevin Lera (Genesis)

[ASFA]

Hola a todos. Como nota curiosa, os explico lo siguiente referente a pantógrafos, lo cual me explicaron hace unos días:

En el Euromed, cuando circulan dos ramas acopladas, de las dos motrices del medio (que son las que van acopladas) sólo una puede llevar el pantógrafo subido debido a un problema de falta de contacto. Es decir, si fuesen los dos subidos, el que va detrás en el sentido de la marcha tendría problemas de contacto eléctrico ya que el precedente levanta mínimamente la catenaria al rozar en ella. Todo eso unido a la velocidad a la que circula hace que el contacto sea mínimo y el chisporroteo sea constante.

Además, por lo visto hay problemas con las subestaciones que no son capaces de alimentar a 2 Euromeds a la vez a plena potencia. Para que no caigan las subestaciones, los Euromeds acoplados deben circular al 75% de la potencia total, es decir, con una motriz desconectada de la tensión (la que lleva el pantógrafo bajado).

Saludos,

[ASFA]

Hola Genesis y demás foreros:

En principio, por lo que explicas, parece que tiene sentido lo de la
corriente eléctrica relacionada con el uso de los dos pantógrafos.

Quiero remarcar que las potencias y consumos que he puesto en el ejemplo del penúltimo mensaje me las he inventado. Posiblemente las locomotoras francesas consuman más corriente y consuman más potencia y, más aún, teniendo en cuenta las pendientes por las que circulan (en los Pirineos).

Posiblemente, las 289 fuesen preparadas con pantógrafos de doble lámina de contacto, o incluso más. Lo desconozco. Pero parece que tiene relación el utilizar doble pantógrafo con el consumo de corriente por lo que comentas de que al arrancar utilizan los dos pantógrafos. Ahora que me extraña que estén bajando y subiendo durante todo el recorrido el pantógrafo, aunque por qué no, añade más emoción a la impresionante tarea de conducir un tren.

Saludos,

[Transcantabrico]

Solo voy a plantear aqui las posibles soluciones como estudiante de lectricidad puedo sacar, e intentando aplicar las cosas que escuche en clases de electrotecnia cuando nos dieron motores de CC, pues si no me equivoco los trenes trabajan con estos motores, pues por lo menos llevan unos equipos convertidores que cambiaran la CA a CC.

El por que de los pantografos, en este foro he leido (le llamaban pantogrados a la francesa, que me corrijan si no)que como bien dice pakomalaga es por razones de si hay un enganchon se minimiza las posibles consecuencias de llevar el pantografo del lado del que se circula, pues por experiencia en FEVE las 3800 llevan el pantografo del lado de circulacion y tambien sea dicha que no van a tanta velocidad como la que puede alcanzar cualquier maquina de RENFE.

Para lo otro si me resolveis ese intringulis sus puedo contar lo que desde mi humilde campo de estudiante puedo explicar.

Sobre lo el euromed creo que me tiro a la piscina , ASFA yo estaria con la 1ª explicacion de que por la circulacion a alta velocidad el 2º pantografo no haga buen contacto y haya muchas perdidas siendo mas rentable que el 1º vaya tirando del 2º aunq tenga que ir mas cargado de lo normal, razon por la cual para no hacer que el motor de la primera unidad se sobrecarge no lo pasen de un 85 de la potencia que puede entregar.
Lo 2º yo creo que lo desecho por lo siguiente:no solo vamos a tener el euromed tirando de esta linea, vamos a tener a mas trenes conectados , verdad?

Un saludo

[ASFA]

Hola Transcantábrico,

Te respondo según me voy acordando, aunque no siga el orden de tu mensaje.

Sobre los pantógrafos en el Euromed en doble composición, lo que expliqué era por los dos motivos que antes dije:

1º El pantógrafo posterior no hace contacto y por tanto se baja para evitar "chisporroteo".

2º Las dos ramas Euromed deben circular al 75% de su potencia, es decir, una de ellas circula al 100% y la otra al 50%. Con esto, se consigue que la potencia consumida no sea tan grande como para hacer caer a una subestación. Llevas razón en lo de que deben circular más trenes alimentados por una misma línea, pero te aseguro que no pueden muchos más. Antes no dije que en muchas ocasiones, dependiendo del tráfico, el Euromed ha tenido que circular al 50%, es decir, una rama al 100% y la otra como remolque, o las dos ramas al 50% cada una, porque sino la subestación se "amorra". Por eso, creo que es casualidad que circulando al 75% no se haya "amorrado" una subestación más de una vez (seguramente porque no circularía consumiendo la máxima energía).

Respecto al tema de los convertidores, hay casi todo tipo de combinaciones:

- Si la alimentación es de CC, hay trenes con motores de CC y otros con motores de CA. Los de motores de CC llevan "chóper" (UT 446 de cercanías) y los de motores de CA trifásicos llevan "onduladores" o "convertidores" (UT 447, UT 450, UT 451, 252, Civis, Euromed, Alaris, ...). Creo, no me acuerdo muy bien, que la palabra ondulador es más utilizada para un rectificador trifásico controlado (tipo Tiristores), por eso le llamo convertidores, aunque los que trabajan en mantenimiento le llaman también onduladores.

- Si la alimentación es de CA, los motores son de CA trifásicos (AVE, 252, y futuros trenes de Talgo y Siemens), aunque también podrían ser CC. Lo que ocurre es que a altas potencias el motor de CC no es rentable por tema de escobillas, ...

Espero que haya sido útil tanta palabra.

Saludos,

[Transcantabrico]

Jijiji me acabas de recodar una palabra que hasta que aprobé electronica me daba miedo: CHOPPER!!!! , su madre,no los entendia hasta que un dia por obra de magia los entendi... jaja , nuestro profe de electronica decia que son muy importantes hoy en dia y sobre todo en electronica de potencia como hablamos aqui

Lo que no sabia es que si una rama lleva el pantografo abajo tambien funcionaba traccionando, creia que los "enchufes" nada mas servian para interconectar los aparatos para que todo se sincronizara correctamente.Pero si iba sin estar el pantografo arriba nada mas se limitaria a parametros de control tipo aire, puertas y demás.
Este tema, no se si es por que como es lo que estudio... me gusta. Y yo creia que como decia arriba todo iba a cc pues son los motores que dan mejor rendimiendo, bien como dices a grandes velocidades son mejores los asincronos.

Yo tambien cuando hablo de rectificadores controlados les llamo Convertidores, pues puedes variar con el angulo del tiristor lo que conviertes y los que son con diodos puentes, pues no cambian... por lo menos es la terminologia que aprendi yo

Entonces en España la catenaria da 3Kv en CC en renfe y en feve 1,5Kv en CC tambien? quitando en sitios por lo que deduzco vias AVE que llevan CA y la alimentan directamente sin convertidores o choppers.

Muy agradecido por la explicacion que sacia muxo mi curiosidad por estos trastos desde la vertiente electrica.
Iban a tener razon los que me dijeron que estudiara Ingenieria Electrica para poder pilotarlos

[Transcantabrico]

Una pregunta... que ya que veo que por lo menos estás mas ducho que yo:
He escuchado que las cajas que puedes ver facilmente en las 440 arriba entre los pantografos, son cajas de resistencias, es eso correcto?
Si es asi supongo que sean las que utilizen para un frenado "reostático"... no?
Tambien me habian dicho que algunos de ellas hacian freno regenerativo, pero eso creo que sean las mas actuales, no?

Muchas gracias por las explicaciones

[javierav]

Hola a todos.

Sólo decir que el AVE Madrid-Córdoba-Sevilla va alimentado por 25kV en CA.

[ASFA]

Hola Transcantábrico:

Es un placer poder compartir conocimientos y más si son de trenes y más aún todavía si son de electrónica de potencia aplicada a los trenes.

Respecto a las ramas que traccionan sin pantógrafo, en el caso del Euromed y el Ave se puede conseguir gracias al cable de alta tensión que comunica motriz con motriz por encima de los remolques (va desde la motriz de cabeza a la de cola en una sola rama). Si hablamos de dos ramas acopladas, la electricidad se suministra de forma independiente a cada rama: la rama de cabeza con sus pantógrafos y la de cola también con sus respectivos pantógrafos. El "enchufe" sólo comunica electricidad de B.T. (señales de control para sincronización) y neumática (tuberías de freno).

Yo cuando me refería a que 2 ramas de Euromed acopladas funcionan al 50%, quería decir en la siguiente distribución:

> - - <
MotrizA-R-R-R-R-R-R-R-R-MotrizB = MotrizC-R-R-R-R-R-R-R-R-MotrizD

Motriz A y Motriz D con pantógrafos levantados y la B y la C bajados. En general, en el Euromed no se utiliza el cable de alta tensión que comunica las motrices de una misma rama. Cuando se baja un pantógrafo esa motriz no funciona, aunque se puede configurar para que sea útil el cable de A.T. (que me corrija algún Maquinista de Euromed si me equivoco).

Sobre motores de gran potencia, son de mejor rendimiento los de alterna asíncronos trifásicos y además son más útiles de cara a regular la velocidad del tren. Esta regulación la consiguen los grupos motores gobernando la frecuencia del estátor de cada motor. Con un motor de CC es más difícil conseguir una buena regulación y siempre es más brusca. Además, el inconveniente que presentan los motores CC es su alto coste en mantenimiento, debido a las escobillas que conmutan en las delgas del colector. Al conmutar producen chispas y las escobillas y el colector se desgastan.

Respecto a la tensión de Alta Velocidad, son 25000 voltios de C.A. a 50 Hz. Los trenes convierten esta alimentación a CC para luego mediante los onduladores gobernar el motor de CA trifásico asíncrono. No convierten directamente de CA a CA, ya que es imposible sincronizar directamente los 50 Hz de la red con la frecuencia de giro del motor asíncrono. No hay convertidor que sea capaz de conseguirlo sin el paso intermedio de la conversión a CC.

Un chopper (troceador) lo que consigue es convertir una CC en otra CC pero de diferente magnitud. Ejemplo: con un chopper se puede conseguir un circuito reductor de tensión (Convierte de CC 3000V a CC 700V que es lo que puede necesitar un motor de CC de un tren).

Espero haberme explicado bien. Si hay alguna otra duda y te la puedo responder no dudes en preguntarme.

Saludos,