Sistema de control activo aplicado a la interacción pantógrafo-catenaria
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Resumen
El suministro de corriente eléctrica en vehículos ferroviarios se realiza a través del contacto entre el pantógrafo y la catenaria. La flexibilidad del conjunto de cables que forma la catenaria permite que los cables se adapten a las variaciones térmicas y mecánicas, pero también los hace susceptibles a vibraciones inducidas por el movimiento del pantógrafo: cuando el pantógrafo ejerce fuerza sobre el hilo de contacto, este responde vibrando de manera transversal y longitudinal, transmitiendo estas oscilaciones al pantógrafo. Es necesario limitar la variación de la fuerza de contacto para evitar interrupciones en el suministro provocadas por el despegue entre el pantógrafo y la catenaria, lo que genera arcos eléctricos que deterioran los elementos en contacto. Evitar tales despegues aumentando la fuerza media de contacto tiene como inconveniente el mayor desgaste del material del frotador y del hilo de contacto.
En este trabajo se analiza la viabilidad de implementar un sistema de control activo en el cabezal del pantógrafo para estabilizar la fuerza de contacto y mejorar la calidad de la captación de corriente. Para lograr este objetivo, se implementa virtualmente un sistema de control PID en un banco de pruebas Hardware-in-the-Loop. La implementación virtual tiene en cuenta el modelo dinámico del motor, así como el tiempo de establecimiento de este. El sistema desarrollado podría llegar a implementarse en un banco de pruebas de pantógrafos para su validación experimental futura. La principal contribución de este trabajo radica en la validación experimental de una propuesta de diseño de control aplicable a pantógrafos para optimizar la captación de corriente.
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Citas
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