A proposta do presente trabalho é a simulação do sistema de tração elétrica metroferroviária alimentada em corrente contínua. Para isto, o trabalho é iniciado com uma caracterização das instalações móveis e fixas do sistema de tração elétrica. Sobre as instalações móveis, o trabalho dedica um capítulo sobre a dinâmica do movimento e outro sobre os acionamento alimentados em corrente contínua. Sobre as instalações fixas, um capítulo trata dos elementos e configurações da rede de alimentação além de trazer cálculos simples da queda de tensão. Outro capítulo é dedicado exclusivamente ao circuito de retorno e aterramento. Após esta caracterização, o trabalho traz, baseado nos capítulos anteriores, um capítulo sobre a modelagem e a simulação das instalações fixas e móveis. Por fim, um estudo de caso é feito para ilustrar o que foi apresentado. / The proposition of this work is the simulation of DC-fed railway and subway systems. To achieve this proposition, this work starts with the characterization of rolling stock and fixed installations. For rolling stock characterization, this work presents one chapter about train dynamics and other chapter about DC-fed traction drives. For fixed installations characterization, this work presents one chapter about fixed installation components, its configuration and also shows some simple voltage drop calculations. The following chapter describes the traction ground system. After these characterizations, the next chapter deals with modeling and simulation of the entire system. To illustrate this work a case study is presented.

A proposta do presente trabalho é a simulação do sistema de tração elétrica metroferroviária alimentada em corrente contínua. Para isto, o trabalho é iniciado com uma caracterização das instalações móveis e fixas do sistema de tração elétrica. Sobre as instalações móveis, o trabalho dedica um capítulo sobre a dinâmica do movimento e outro sobre os acionamento alimentados em corrente contínua. Sobre as instalações fixas, um capítulo trata dos elementos e configurações da rede de alimentação além de trazer cálculos simples da queda de tensão. Outro capítulo é dedicado exclusivamente ao circuito de retorno e aterramento. Após esta caracterização, o trabalho traz, baseado nos capítulos anteriores, um capítulo sobre a modelagem e a simulação das instalações fixas e móveis. Por fim, um estudo de caso é feito para ilustrar o que foi apresentado. / The proposition of this work is the simulation of DC-fed railway and subway systems. To achieve this proposition, this work starts with the characterization of rolling stock and fixed installations. For rolling stock characterization, this work presents one chapter about train dynamics and other chapter about DC-fed traction drives. For fixed installations characterization, this work presents one chapter about fixed installation components, its configuration and also shows some simple voltage drop calculations. The following chapter describes the traction ground system. After these characterizations, the next chapter deals with modeling and simulation of the entire system. To illustrate this work a case study is presented.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-11-04T12:10:32Z No. of bitstreams: 1 2015_MarcosOliveiraCosta.pdf: 3231771 bytes, checksum: a5f8ae867c6961cdaba96ec3569d7131 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-25T15:46:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarcosOliveiraCosta.pdf: 3231771 bytes, checksum: a5f8ae867c6961cdaba96ec3569d7131 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T15:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarcosOliveiraCosta.pdf: 3231771 bytes, checksum: a5f8ae867c6961cdaba96ec3569d7131 (MD5) / Este trabalho demonstra o projeto e a execução da plataforma de análise de conversão de veículos, dotados originalmente com motores a combustão interna, para tração elétrica. A metodologia consistiu de uma revisão bibliográfica de aspectos teóricos pertinentes para embasar a conversão da tração de um veículo, seguida do projeto e da execução de uma bancada como fonte de energia elétrica e estrutura de controle para o motor elétrico. Posteriormente, um dinamômetro de rolos foi associado. Diversos equipamentos para quantificação e análise das grandezas torque, potência, rendimento e consumo, foram integrados à bancada e ao dinamômetro, compondo assim, uma plataforma de análise. Um veículo Fiat Palio, convertido com um motor elétrico trifásico de indução refrigerado a água foi analisado na plataforma através do ciclo da SAE J227a. Concluiu-se então, que a plataforma insere-se em um ambiente altamente propício, pois permite avaliar, sob diversos aspectos, os veículos elétricos convertidos. Essa funcionalidade terá papel fundamental na formação de estudantes de engenharia e no desenvolvimento de projetos acadêmicos para mobilidade elétrica. / This work demonstrates the design and implementation of vehicle conversion analysis platform, equipped originally with internal combustion engines to electric traction. The methodology consisted of a literature review of relevant theoretical aspects to support the conversion of traction of a vehicle, then the design and implementation of a bench as a source of power and control structure for the electric motor. Later, a dynamometer rollers was associated. Miscellaneous equipment for measurement and analysis of magnitudes torque, power, income and consumption, were integrated into the bench and dynamometer, making thus an analysis platform. A vehicle Fiat Palio, converted a three-phase electric induction motor cooled water was analyzed on the platform through the SAE J227a cycles. It was therefore concluded that the platform is inserted in a highly supportive environment because it allows evaluating, in many ways, the converted electric vehicles. This functionality will have a key role in training of engineering students and developing academic projects for electric mobility.

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Elecrtotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

O presente trabalho traz o estudo da simulação do desempenho (simulação de marcha) de uma composição ferroviária acionada através de inversores de tensão e motores de indução e alimentada em corrente contínua, um tipo de material rodante recentemente introduzido no Brasil. Tal fato faz com que seja necessário o desenvolvimento de métodos de análise das características deste tipo de material, objetivo maior deste trabalho. A metodologia de análise aqui desenvolvida tem como base a teoria da tração elétrica para o equacionamento da dinâmica do movimento, a teoria do controle do motor de indução e a teoria do funcionamento do próprio motor de indução para a obtenção da corrente captada por esta composição - um dos principais resultados obtidos. A aplicação desta metodologia é dada através da simulação de uma composição em três tipos de vias diferentes. Uma análise posterior dos resultados traz a possibilidade de uma simplificação do método de obtenção da corrente captada. Tal possibilidade é apresentada e comparada com os dados anteriormente obtidos validando-a. / This dissertation is a study of the duty cycle simulation of inverter-fed induction traction drives for DC-supplied railway system. This type of equipment is new in Brazilian railway and subway systems and the need to model and to simulate became an important issue and the aim of this dissertation. The development of the model is based on electric railway traction theory for train dynamics, on inverter-fed induction machine control and induction machine theory to calculate the input line current from power supply - one of the most important results. As an example, a modeling and simulation of one train running in three different lines is shown. The analysis of the results shows that the input line current from power supply may be obtained by a simplified model. This hypothesis is studied, the results are compared and the simplified model is then validated.

O presente trabalho traz o estudo da simulação do desempenho (simulação de marcha) de uma composição ferroviária acionada através de inversores de tensão e motores de indução e alimentada em corrente contínua, um tipo de material rodante recentemente introduzido no Brasil. Tal fato faz com que seja necessário o desenvolvimento de métodos de análise das características deste tipo de material, objetivo maior deste trabalho. A metodologia de análise aqui desenvolvida tem como base a teoria da tração elétrica para o equacionamento da dinâmica do movimento, a teoria do controle do motor de indução e a teoria do funcionamento do próprio motor de indução para a obtenção da corrente captada por esta composição - um dos principais resultados obtidos. A aplicação desta metodologia é dada através da simulação de uma composição em três tipos de vias diferentes. Uma análise posterior dos resultados traz a possibilidade de uma simplificação do método de obtenção da corrente captada. Tal possibilidade é apresentada e comparada com os dados anteriormente obtidos validando-a. / This dissertation is a study of the duty cycle simulation of inverter-fed induction traction drives for DC-supplied railway system. This type of equipment is new in Brazilian railway and subway systems and the need to model and to simulate became an important issue and the aim of this dissertation. The development of the model is based on electric railway traction theory for train dynamics, on inverter-fed induction machine control and induction machine theory to calculate the input line current from power supply - one of the most important results. As an example, a modeling and simulation of one train running in three different lines is shown. The analysis of the results shows that the input line current from power supply may be obtained by a simplified model. This hypothesis is studied, the results are compared and the simplified model is then validated.