ES2424897A1

ES2424897A1 - Dispositivo de alimentación inalámbrica para sistemas ferroviarios

Info

Publication number: ES2424897A1
Application number: ES201300755A
Authority: ES
Inventors: Juan Carlos Sáenz-Díez Muro; Emilio Jiménez Macías; Julio Blanco Fernández; Eduardo MARTÍNEZ CÁMARA
Original assignee: Universidad de La Rioja
Current assignee: Universidad de La Rioja
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-10-09

Abstract

Dispositivo de alimentación inalámbrica para sistemas ferroviarios (1) con el fin de suministrar energía eléctrica a un tren que circule por un sistema de raíles, que consta de una pluralidad de placas de asiento aislante (101I, 101D), una pluralidad de revestimiento aislante (102I, 102D), una pluralidad de conversores de intensidad rotativa (103) que se dispondrán en cada eje tractor (2014) y cuya función es alimentar de energía eléctrica de forma inalámbrica cada dispositivo motriz (206I, 206D) de un tren y que dispone de una pluralidad de subestaciones de transformación especial (105A, 105B, 105C) generadoras regulables de intensidad eléctrica y una pluralidad de placas interraíl aislante (104ABI, 104ABD, 104BCI, 104BCD).

Description

Dispositivo de alimentación inalámbrica para sistemas ferroviarios

5 Sector de la técnica al que se refiere la invención

La invención se sitúa en el sector técnico ferroviario, más concretamente en el relativo a vehículos ferroviarios equipados con molores de tracción eléctricos.

10 Estado de la técnica anterior

Breve reseña del Ferrocarril en España

La primera línea ferroviaria en España data de 1848; el proyecto fue promovido por

15 Miguel Biada Bunyol, un catalán residente en Inglaterra que regresó a su tierra natal para poner en marcha junto con José María Roca la línea Barcelona·Mataró, que fue inaugurada el 28 de octubre de ese año. Un año después la reina Isabelll inauguraba la línea Madrid-Aranjuez, promoción de José de Salamanca, Marqués de Salamanca, tramo que suponía los primeros 4S km de la concesión de la línea Madrid-Alicante. No

2 O obstante, aunque la fecha citada figura en los anales del ferrocarril en España, conviene añadir, que ya en Cuba, a la sazón provincia española de ultramar hasta 1898, funcionó la línea ferroviaria La I-fabana-Güin(!s, que con una longitud de unos 90 km fue inaugurada ellO de noviembre de 1837. por lo que resulta ser así la primera línea felToviaria española. Se entiende este momento de progreso que vivía Cuba, dada la

25 proximidad de Estados Unidos y sobre todo por el apoyo que recibió esta iniciativa por parte de sociedades cívicas como la de Amigos del País y otros círculos indu~triales y mercantiles. La línea estaba destinada al transporte de frutas y tabacos desde los campos del sur hasta la capital. El ferrocarril sigu ió extendiéndose en España de tal forma que en menos de dos décadas estaban concedidas, y varias en explotación, la

3 O mayoría de las líneas fundamentales de: la red Española.

La allmenración elécrrlca de la locomotora

35 Los vehículos de felTocalTil modem.os están equipados con motores de tracclOn eléctricos, que habitualmente están ubicados en la locomotora. Para poder suministrar energía eléctrica de forma permanente a los motores, se dota al vehículo de un pantógrafo. que se sitúa en la parte exterior del techo de la locomotora, y que a través de un contacto deslizante, normalmente doble y compuesto por una banda de grafito,

4 O conexiona con una linea aérea eléctrica de alimentación, denominada línea de contaclo, que va suspendida de la catenaria.. Cada locomotora nonnalmente equipa dos pantógrafos. Para aumentar la vida dc las bandas, la línea de contacto se construye en zig-zag para que el desgaste sea unifonne. Además del desgasle, la fricción de este contacto móvil genera calor que para altas velocidades puede llegar a ser considerable.

45 Otro problema que aparece en el conta.cto entre el pantógrafo y la línea de contacto es la fuerza aerodinámica, que es proporcional al cuadrado de la velocidad de avance del tren.

Se presenta en los pantógrafos la dificultad de que las vibraciones de frecuencia

5 relativamente alta, que se o riginan en la alta velocidad, producen una descompensación en el sistema de ajuste que intenta conservar una fuerza constante de contacto con respecto a la línea de contacto. Debido a ello, actualmente se incorporan pantógrafos de dos escalones que son capaces de reaccionar de forma más eficaz.

10 Los vehículos de ferrocarri l de alta velocidad presentan una posición variable del coche, inclinándose en las curvas de :la vía, para oponerse a la aceleración centrífuga no compensada, mejorando la sensadón de confort de los pasajeros. Debido a la inclinación del coche, actualmente se incorpora en el pantógrafo un sopone de pantógrafo, que es móv il con respecto al coche, de manera que el pantógrafo se

15 mantiene centrado en Contacto con la línea aérea eléctrica de alimentación cuando el coche se inclina al recorrer una curva.

La alimentación eléctrica por medio de pantógrafo presenta una importante problemática: la resistencia de cont.acto que origina elevados calentamientos, el

2 O desgaste de los elementos panicipant,es en el contacto. las fuerzas aerodinámicas, el disponer de un complejo sistema de tensado de la línea de contacto y catenaria sometido a averías y fallos, y actualm~:nte debido a la alta velocidad el necesitar de un complejo sistema de adecuación y centrado del pantógrafo debido a las vibraciones de frecuencia alta y a la inclinación del coche.

25 En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de soluciones propuestas para la alimentación de energía eléctrica a vehículos de ferrocarril mediante pantógrafo y conexionado por contacto deslizante con una catenaria.

30 En los documentos de patente siguientes pueden encontrarse diferentes tipos de soluciones propuestas para la adecuación del pantógrafo debido a las vibraciones de frecuencia alta: ES-8206296 Al; DE 2165813.

En los documentos de patente siguientes pueden encontrarse diferentes tipos de 35 soluciones propuestas para el centrado del pantógrafo debido a la inclinación del coche: ES-2 I 70358 n; DE 2243405;EP 0436993 A; JP 08205310 A.

En España, la alimentación convencio:nal RENFE de la línea de contacto es a 3 kV en

corriente continua (rizado de frecuencia 16 + 2/3 Hz), y la alimentación moderna de

4 O alta velocidad AD1F mayoritariamente es a 25 kV en corriente alterna (frecuencia de 50 Hz). Para alimentar la línea de contacto se distribuyen a lo largo de toda su longitud Subestaciones de Transformación de Abonado (STA) de una potencia por módulo de 6 MW.

La vía férrea

Una vez establecida la plataforma, se coloca la vía férrea formada por los raíles (denominados también carriles y rielc:s) que constituyen la superficie de rodamiento; 5 éstos van asentados sobre las traviesas, que modemamente se construyen con hormigón pretensado, cuyo objeto es repartir la presión transmitida por los raíles, y mantener la separación de éstos. Generalmente, las traviesas no se apoyan directamente sobre la plataforma, sino que se colocan sobre una capa interpuesta, de roca fragmentada o de grava, denominada balasto, que sirve para distribuir las

10 presiones recibidas de la traviesa. Corno el raíl tiende a tomar una forma ondulada, al pasar las ruedas los esfuerzos transmir.idos por él se concentran sobre las aristas de la traviesa, y para evitar este efecto S~: coloca una placa de asiento, la que además distribuye. sobre mayor superficie. las fatigas que la traviesa debe soportar.

15 Los diferentes tipos de raíles se fabrkan para Europa según la norma europea EN 13674-1 Y EN 136744, Y las sccciones transversales normalizadas son (cm2) 50,66; 57,46; 62,92; 64,84; 68,56; 69,19 Y 76,48,

Las traviesas monobloque de hormigón pretensado se fabrican e instalan en España

20 mediante las especificaciones técnicas ET 03.360.571.8, 4& edición, de enero de 2009, de AD IF: VIA. En las vías de ferrocarril españolas, tanto las convencionales como las de alta velocidad. es de aplicación la norma UNE-EN 13146-5 (2) para obtener un valor de resistencia eléctrica característico del sistema traviesa-sujeciones bajo condiciones atmosféricas desfavorabh:s. El sistema traviesa-sujeciones presenta una

25 resistencia eléctrica medida, entre raíl y raíl, de 15 kO:, que aumenta hasta 30 k!1 cuando se corrige por el valor de conductividad del agua.

En España se emplean dos anchos de vía. El ancho convencional ibérico, denominado ancho RENFE, que es de 1.668 mm y el ancho estándar UIC, empleado para la alta 3 O velocidad A VE, que es de 1.435 mm.

La locomotora

Las locomotoras modernas para alta vl~locidad (v > 200 kmlh) alcanzan una velocidad

35 nominal de 350 km/h. Tienen dos bogies, cada uno de dos ejes, denominándose de tipo " Bo' ", y a la máquina de tipo" Bo' Bo' ". Cada eje se tracciona individualmente por un motor trifásico asíncrono dc alred,~dor de I MW que transmite el esfuerzo a las ruedas por un accionamiento reductor y un árbol hueco. El conjunto motor-reductor está suspendido del bastidor del bogie por bielas pendulares de acción transversal.

40 Cada motor puede regularse individualmente para lograr la máxima adherencia.

Una locomotora Bo'80' corresponde por tanto a una locomotora de 2 bogies de 2 ejes con un motor a cada eje. El apóstrofe significa que el grupo motor tiene un bastidor distinto al de la locomotora: puede ser un bogie o un truck.

El autofrén

El autotrén es un tren moderno de muy alta velocidad que lleva los bogies tractores distribuidos a lo largo del mismo. No todos los bogies del tren son obligatoriamente

S tractores, empleándose normalmente seis. Los bogies se colocan en el espacio intervagón para aumentar el confort de los pasajeros. Los motores son trifásicos de imanes permanentes con alimentación y comrol electrónicos.

Problema técnico planteado

10 Los sistemas del estado de la técnica anterior presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

-: Requieren una infraestructura eléctrica aérea para alimentar la línea de contacto que 15 tiene un elevado coste. provoca una gran contaminación visual y es un peligro para la avifauna, tanto por colisión Como por dectrocución.

-: Requieren un pantógrafo para contactar con la línea de contacto, que presenta una serie de problemas importantes descritos con detalle en el apartado anterior y que se 2 O manifiestan de forma importante con la alta velocidad.

Ventaja técnica que aoorta la invención

25 El dispositivo que la invención reivindica resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.

Breve descripción de las figuras

30 Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limhativo.

35 Glosario de referencias

(1 ): Dispositivo de al imentación inalámbrica pam sistemas

ferroviarios

(2): Tren del estado de la técnica anterior

40 (1011 , 10 10): Placa de asiento :aislante

(1021, 1020): Revestimiento aislante

(103): Conversor de intc~nsidad rotativa

(I04ABI, 100ABO: Placa inter-raíl ai'slante

1048CI, 1048CO)

45 (lOSA, 1058, 105C): Subestación de transfonnación especial

(201): Dispositivo compuesto

(202I,202D): Suspensión

(203): Puente transversal

(204): Carrocería

5: (205) Pantógrafo

(206I,206D): Dispositivo motriz

(103 11, 10310: Carcasa

1031 IN, 103 1 S)

( 1032): Dispositivo interior

10: (20 111, 2011 D) Cojinetes

(2012I, 20 12D): Ruedas

(2013): Transmisión

(20 14): Eje tractor

(2015I,2015D): Raíles

15: (2016) Traviesa

(2017): Balasto

(1032 1): Núcleo ferro· magnético

(10322): Bobinado

(10323, 10324): Soportes

20: (10325, 10326) Tenninales

(103211): Sub-núcleo de chapa en espiral

(1032 12): Soporte aislante

(Bo'): Bogie articulado tractor

(P): Paso

25: (P/2) Paso mitad

Figura 1 (Fig.1 ).-muestra una vista en corte transversal a la altura del hogie articulado tractor (Bo') de un tren del estado de la técnica anterior (2).

30 Figura 2 (Fig.2).-muestra la disposición de Jos diferentes elementos del dispositivo compuesto (201) de un tren del estado de la técnica anterior (2).

Figura 3 (Fig.3).-muestra la disposición de parte de los elementos del dispositivo reivindicado por la invención ( 1). 35

Figura 4 (Fig.4).-muestra un primer despiece del conversor de intensidad rotativa

(103),

Figura 5 (Fig.5).-muestra un segundo despiece del conversor de intensidad rotativa 4 O (103) en el que se puede apreciar el dispositivo interior (1 032).

Figura 6 (Flg.6).-muestra un tercer despiece del conversor de intensidad rotativa

(103) en el que se puede apreciar el núcleo ferro-magnético (10321).

Figura 7 (Fig.7).-muestra una vistH general en alzado de una locomotora con la composición típica doble" Bo' Bo' ". Se muestra detalle en planta del bogie articulado tractor (Bo') y sus ubicaciones.

5 Figura 8 (Fig.8).-muestra una vista general en alzado de un autotrén con la comfX>sición ttpica " Bo' " .... , "Bo' ". Se mue stra detalle en planta del bogie articulado tractor (Bo') y sus ubicaciones.

Figura 9 (Fig.9).-muestra una vista esquemática del sistema de electrificación de los 10 raíles (20151. 20 15D) por inyección de' intensidad.

Descripción detallada de la invención y exposición de un modo de realización preferente de la in ve nción

15 Se describe detalladamente una realización preferente de la invención, de entre las di stintas alternativas fX>sibles, en base a enumeración de sus componentes así como de la relación funcional entre los mismos.

2 O Figura 1 (Fig.l).-muestra una vista en corte transversal a la altura del bogie articulado tractor (Bo') de un tren del estado de la técnica anterior (2). La carrocena (204), que es inelinable, se apoya cn el puente tr.:msversal (203), absorbiéndose las vibraciones mediante la suspensión (2021, 202D). Se toma la energía eléctrica necesaria para alimentar cada dispositivo motriz (2061, 206D) de cada bogie, de una línea de contacto

25 mediante el adecuado pantógrafo (205).

Figura 2 (Fig.2).-muestra la disposición de los diferentes elementos del dispositivo compuesto (20 1) de un tren del estado de la técnica anterior (2). Puede apreciarse el balasto (2017) dónde descansan los raíles (20151, 2015D), que van fijados a una serie

3 O de traviesas (2016), y por los que se deslizan las ruedas (20121, 20120), estando éstas montadas en un eje tractor (2014) que se tracciona mediante una transmisión (2013) y se apoya en sendos cojinetes (20111, 2011 D).

Figura 3 (Fig.3).-muestra la disposición de parte de los elementos del dispositivo 35 reivindicado por la invención (1), Y qUl~ se caracteriza por constar de:

una pluralidad de placas de asiento aislante (10 11, 101 D) que se dispondrán

en sendos raíles (20 151, 20150) en cada traviesa (2016) Y cuya función es

aislar los raíles de tierra y e:ntre sí;

40 una pluralidad de revestimiento aislante (1021 , 102D) que se dispondrán en sendos cojinetes (20 111, 201 I O) en cada eje tractor (2014) y cuya función es aislar eléctricamente el eje del bogie articulado tractor (Bo'); una pluralidad de conv{:rsores de intensidad rotativa (103) que se dispondrán en cada eje tractor (2014) Y cuya función es alimentar de energía eléctrica inalámbri,;amente cada dispositivo motriz (2061, 2060).

5 Figura 4 (Fig.4).-muestra un primer despiece del conversor de intensidad rotativa (103). Puede apreciarse un eje tractor (2014) que es por el que circulará la intensidad eléctrica primaria. Desde un punto de vista macroscópico, cuando el eje está en reposo dicha intensidad está en reposo y cU<lndo el eje está en movimiento rotalOrio dicha intensidad también está en movimiento rotatorio. El conversor de intensidad rotativa

10 (103) funciona correctamente en ambos casos, pero no hay que realizar un análisis "ex post jilero" y suponer que este fenómeno es conocido por un experto en la materia sin emplear técnicas inventivas. Puede apreciarse el despiece de la carcasa (10311. 1031 D. 10311N, 1031 S) cuya misión es aislante y protectora, así como disponer de un aceptable coeficiente aerodinámico (en ambos sentidos de circulación del tren). En el

15 interior de la carcasa se dispone el dispositivo interior (1032).

Figura 5 (Fig.5).-muestra un segundo despiece del conversor de intensidad rotativa

(103) en e 1 que se puede apreciar el dispositivo interior (1032). Puede apreciarse un

núcleo ferro-magnético (10321) Y un bobinado (10322) que hace de secundario. ya que 2 O la función de primario la adopta el eje trae lar (2014). Por lo tanto, si designamos:

NI; número de espiras del bobimado primario;

N2: número de espiras del bobi]~ado secundario;

J): intensidad eléctrica del primario~

25 12: intensidad eléctrica del secundaría;

tendremos que la relación entre las variables viene dada por la siguiente ecuación:

/1 N2

-: =

/2 NI

como N) =1, tendremos:

-: 1,

30 1,-

N,

preferentemente N2 =1, por lo que:

/2 = /1

Es decir, el conversor de intensidad rotativa (103) tiene dos funóones prim:ipalc:s:

35 -convertir una intensidad eléctrica rotante en una intensidad eléctrica estática; -convertir dicha intensidad sin órganos en movimiento mecánico. es decir se realiza mediante inducción electromagnética;

4 O También pueden apreciarse los soportes (10323, 10324) que sirven para sujetar el conversor de intensidad rotativa (103) al puente transversal (203) del bogie y que sirven para que por su interior pasen los extremos del bobinado (10322) para formar los terminales (10325, J 0326) por los que circulará h.

Figura 6 (Fig.6).-muestra un tercer despiece del conversor de intensidad rotativa

5 (103) en el que se puede apreciar el núcleo ferru-magnético (10321). Dicho conversor es un equipo de elevada potencia eléctrica, llegando a valores nominales de I MVA y superiores (el límite de potencia lo impondrá el dimensionamiento del bogie). El núcleo ferro-magnético (10321) se caracteriza por constar de:

la: -Un núcleo ferro-magnético (10321) formado por una pluralidad de sub

núcleos de chapa: en espiral (103211), formados estos por un arrollamiento

en: espiral de chapa magnética de grano orientado laminada en frío con un

tratamiento Químico superficial (fosfatado denominado carlite) y cuya chapa es

de 0, 1 mm de espesor o menor. y cuya chapa está perforada en toda su longitud

15: mediante una secuencia de agujeros distribuidos en su anchura, y aislados los

sub-núcleos entre sí mediante un soporte aislante (103212).

Para poder construir un conversor de intensidad rotativa (103), como el que reivindica la invención, es imprescindible reducir las pérdidas de potencia en el hierro más de 10 2 O Que se conoce en el estado de la técnica respecto a la construcción de transfonnadores principalmente de intensidad. Para ello se debe aumentar la resistencia del hierro al paso de la corriente eléctrica y se debe disminuir la reluctancia del hierro al paso del flujo magnético. Para ello se emplea chapa magnética con silicio, y de espesor de O, I mm o menor, espesor inadecuado para apilamiento convencional de chapas, mediante 25 arrollamiento en espiral siendo mediante esta disposición la dirección magnética empleada la más favorable, que es la de laminClción, y de ancho lo pequeño que se desee mediante el empleo de una pluralidad de sub-núcleos. Además la chapa está perforada mediante una secuencia de agujeros distribuidos en su anchura, que aumentarán la resistencia pero no afectarán a la reluctancia. La resistencia aumenta 3 O porque la intensidad eléctrica inducida en la chapa, en su camino de avance, se encuentra con una sección transversal reducida por los agujeros. La reluctancia no se ve afectada pues el flujo magnético puentea los agujeros porque puede circular saltando entre el arrollamiento y se compensa la sección transversal incrementando las espiras de arrollamiento. Además el arrollamiento, al ser en espiral, va incrementando

35 su radio por lo que se irán desplazando continuamente los agujeros evitando que se solapen. Sin todos estos factores no sería posible la construcción del dispositivo descrito para potencias de I MVA (y superiores).

Figura 7 (Fig.7).-muestra una vista general en alzado de una locomotora con la

4 O composición típica doble" 80' 80' ". Se muestra detalle en planta del bogie articulado tractor (Bo') y sus ubicaciones. Puede observarse la disposición de sendos conversores de intensidad rotativa (103) en el bog,íe, para alimentar cada uno al correspondiente dispositivo motriz (2061, 2060). Es nc(;esario que el cableado entre dichos dispositivos tenga la menor longitud posible (para evitar pérdidas eléctricas e incurrir en elevados

45 costes de cableado). El referido dispositivo motriz está formado tanto por un motor eléctrico como por la etapa de control de potencia electrónico. En los bogies del tren que no sean tractores, en principio no :se dispondrá del dispositivo conversor. pero será necesario dotar los extremos del eje con un revestimiento aislante.

5 Figura 8 (Fig.8).-muestra una vista general en alzado de un autotrén con la composición típica" Bo' ", .... "Bo' ". Se muestra detalle en planta del bogie articulado tractor (Bo') y sus ubicaciones. Se dispondrá del conversor de intensidad rotativa (103) en todos los ejes tractores (2014) de los bogies articulados tractores (Bo') del autotrén. En los bogies del tren que no sean tractores, en principio no se dispondra del

la dispositivo COnversor. pero será nc:cesario dotar los extremos del eje con un revestimiento aislante.

Figura 9 (Fig.9).-muestra una vista esquemática del sistema de electrificación de los raíles (20151, 20150) por inyección de intensidad que se caracteriza por constar de:

15 -Una pluralidad de subestacioncs de transfonnación especial (lOSA, 105B, 105C), generadoras regulables de intensidad eléctrica y que se disponen alimentando sendos raíles (201 51, 20150) a intervalos de longitud de paso (P) entre las mi smas y a paso mitad (P/2) de los extremos;

20 -Una pluralidad de placas inter-raíl aislante ( 1 04AB l, I04ABO, I04BCI, I04BCD) con el fin de aislar los tramos que alimentan cada subestación de transformación especial (lOSA, 1058, 10SC).

25 Las subestaciones de transformación especial (lOSA. 1058, 10SC), tendrán una potencia de 6 MW para alimentar trenes de 4 MW de potencia nominal. Pero puede elegirse cualquier potencia según la:) necesidades. La tensión de alimentación es variable, siendo la máxima nominal d{: 1,5 kV para un paso (P) de 10 km y potencias indicadas. Se empleará corriente alterna a frecuencia de 50 Hz. Una característica

3 O importante de la invención es que sólo aparecerá tensión en los raíles mientras circule un tren en el tramO que alimenta cada subestación. El resto del tiempo la tensión será nula. El tiempo al que se verá tensionado el sistema de raíles es breve. Por ejemplo para un (fen circulando a 200 km/h, para un paso (P) de 10 km, el tiempo será de 3 minutos. Es decir la seguridad es alta al emplear bajas tensiones, y además durante

35 pocos minutos. Cuando el tramo no está tcnsionado, si una persona (o animal) se ve sometida a un contacto tierra-raíl, o raíl-raíl, no se verá sometida ni a una diferencia de pOlencial ni circulará intensidad eléctrica alguna, ya que la impedancia es muy alta para que se cierre el circuito, siendo ésta otra característica importante de la invención.

40 Se muestra en el cuadro siguiente los resultados gráficos de una simulación de una electrificación ferroviaria aplicando la invención para un paso mitad (P/2) de 5 km. Obsérvese que la tensión de la subestación de transformación especial (105) es de unos

1.228 V suministrando linos 6 MW. Se han representado dos bogies articulados

tractores (Bo'), que tendran un reparto de intensidades según el orden de proximidad a 45 la subestación de:

1°:25,01% 2°: 25,01 % 3°: 24,99 % 4°: 24,99%

siendo el reparto totalmente satisfactorio y donde se demuestra que el reparto por los diferentes ejes es idéntico.

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10 Se describe detalladamente un procedimiento preferente de electrificación de sistemas ferroviarios que utiliza el dispositivo de alimentación inalámbrica para sistemas ferroviarios (1) mediante la enumeración de las etapas a ejecutar según el orden indicado:

15 -No presencia de tren en el pWiU (P) de cada Silbes/ación de transformación especial (05);

-: La subeslación de transformación especial (105) no tensiona los railes (2015 1. 2015D), por 10 que tampoco suministra intensidad eléctrica;

20 -Si una persona o animal se somete a un contacto raíl-tierra o raíl-raíl no sufrirá ninguna descarga eléctrica.

-Presencia de tre" en el paso (P) de cada subeslación de transformación 25 especial (JOS):

-: La subestación de transformación especial (105) tensiona los raíles (20151, 2015D) en un rango de 150 a 1.5 kV Y suministra la intensidad eléctrica que demande el tren;

30 -La intensidad suministrada se reparte por igual entre el número de ejes tractores (2014) de que disponga el tren, llegando de fonna inalámbrica por inducción hasta los dispositivos motrices (206) situados en cada bogie articulado tmctor (Bo').

Claims

REIVINDICACIONES

l. Dispositivo de alimentación Inalámbrica para sistemas ferroviarios (!) que suministra energía eléctrica a un tren que circule por un sistema de raile~, y que se caracteriza por constar de :

una pluralidad de placas de asiento aislante (10 11, 1010) que se dispondrán en sendos raíles (201 51, 20 150 ) en cada traviesa (20 /6) y cuya función es aislar los raíles de tierra y entre sí;

una pluralidad de revestimientos aislantes (1021, 1020) que se dispondrán en sendos cojinetes (20111, 20 I JD) en cada eje tractor (2014) Y cuya función es aislar eléctricamente el eje del bogie articulado tractor (Bo');

una pluralidad de convc'rsores de intensidad rotativa (103) que se dispondrán en cada eje tractor (2014) Y cuya función es alimentar de energía eléctrica de forma inalámbrica cada dispositivo motriz (2061, 206D) Y que constan de:

~ un primario formado por un eje tractor (20 14);

-

un secundario formado por un bobinado (10322);

-

un núcleo ferro-magnético (10321) formado por una pluralidad de sub-núcleos de chapa en espiral (103211), formados éstos por un arrollamiento en espiral de chapa magnética de grano orientado laminada en frío con un tratamiento químico superficial, fosfatado denominado carlitc, y cuya chapa es de 0,1 mm de espesor o menor, y cuya chapa está perforada en toda su longitud mediante una secuencia de agujeros distribuidos en su anchura, y aislados los sub-núcleos entre sí mediante un soporte aislante (1032 12);

-

una pluralidad de subestacíones de transfonnación especial ( lOSA, 1058, 105C), generadoras regulables de intensidad eléctrica y que se disponen alimentando sendos raíles (20151, 2015D) a intervalos de longitud de paso (P) entre las mismas y a paso mitad (P/2) de los extremos;

-

una pluralidad de placas ínter-raíl aislante (l04ABI, 104ABD, I04BCI, 104BCD) con el fin de aislar los tramos que alimentan cada subestación de transformación especial (lOSA. 105B, lOSe).
2. Procedimiento de electrificación d'e sistemas ferroviarios que utiliza el dispositivo

de alimentación inalámbrica para sistemas ferroviarios (1)) según la reivindicación 4 5 I caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

-

No pre.~encia de Iren en el ",aso (P) de cada slIbestación de tran. ..!iwmación especial (105):

5 -La subestación de transformación especial ( 105) no lensiona los raíles (20 151, 20 15D), por lo que tampoco suministra intens idad eléctrica;

-

Si una persona o animal se somete a un contacto raíl-tierra o raíl-raíl no sufrirá ninguna descarga eléctrica;

10 -Presencia de (re" en el paso fP) de cada subestación de transformación especial (J05):

-

La subestación de transfonnación especial (105) tensiona los raíles

15 (20151, 2015D) en un rango de 150 a 1,5 kV Y suministra la intensidad eléctrica que demande c:l tren;

-

La intensidad suministrada se reparte por igual entre el número de ejes tractores (2014) que disponga el tren, llegando de forma inalámbrica por 20 inducción hasta los dispositivos motrices (206) situados en cada bogie articulado tractor (Bo').