Comuníquese con nosotros
  • Industrias
    • Automotriz
      • Vehículos de pasajeros y camiones ligeros
      • Vehículos autónomos y vehículos asistidos por el conductor
      • Vehículos eléctricos y de nuevas energías
      • Camiones pesados y vehículos comerciales
      • Vehículos todoterreno (OHV)
      • Carreras y automobilismo
      • Vehículos recreativos
      • Motocicletas
      Automotive

      Automotriz

      320 kph

      la pista de correa plana permite replicar con precisión las maniobras en las curvas de los automóviles de competencia

      Leer el caso práctico
    • Materiales
      • Metales
      • Materiales compuestos
      • Plásticos
      • Caucho y elastómeros
      • Adhesivos
      • Cemento y rocas
      • Cerámica y vidrio
      • Textiles
      • Madera
      • Productos de papel
      • Universidades
      Materials

      Materiales

      1500 grados Celsius

      soluciones para probar aleaciones, compuestos, cerámicas y polímeros de alta temperatura

      Leer el artículo
    • Aeroespacial
      • Aeronave de ala fija
      • Helicópteros y aviones de ala rotatoria
      • VTOL
      • Drones de reparto
      • Aviones supersónicos
      • Estructuras espaciales
      Aerospace

      Aeroespacial

      20 % de incremento

      en la velocidad de las pruebas mediante la tecnología más avanzada de compensación de acoplamiento cruzado

      Leer el artículo
    • Biomédico
      • Ortopédico
      • Dispositivos médicos
      • Dental
      • Hospitales y universidades
      Biomedical

      Biomédico

      1 en 1000 niños

      necesitará cirugía correctiva de escoliosis

      Leer el caso práctico
    • Ingeniería civil
      • Ingeniería multirriesgos
      • Ingeniería sísmica
      • Ingeniería estructural
      Civil Engineering

      Ingeniería civil

      1,32 millones de libras

      la capacidad de fuerza permite la prueba de especímenes muy grandes hasta la falla

      Leer el caso práctico
    • Geomecánica de las rocas
      • Combustibles fósiles
      • Energía geotérmica
      • Minería
      • Construcción
      • Secuestro de carbono
      • Investigación
      Rock Geomechanics

      Rocas y geomecánica

      3x más fuerte

      los materiales de cemento permiten transportar cargas más elevadas

      Leer el caso práctico
    • Energía
      • Energía eólica
      • Petróleo y gas
      Energy

      Energía

      56 MNm

      la capacidad de momento de vuelco permite probar los trenes de transmisión de las turbinas eólicas más grandes

      Leer el artículo
    • Ferrocarriles
      • Trenes suburbanos
      • Trenes de mercancías
      • Trenes de alta velocidad
      Rail

      Ferrocarriles

      550 kph

      el sistema de pruebas permite estudiar en laboratorio los entornos de funcionamiento de los trenes de alta velocidad

      Leer el artículo
  • Aplicaciones
    • Aplicaciones de materiales
    • Tipo de prueba
      • Tensión
      • Compresión
      • Fatiga y fractura
      • Flexión y doblez
      • Cizallamiento, pelado y rasgado
      • Torsión
      • Medición de deformaciones sin contacto
      • Alta temperatura
      • Biaxial y multiaxial
      • Alta tasa
      • Análisis mecánico dinámico

      Aplicaciones de materiales por material

    • Norma de la prueba
      • Normas ASTM para pruebas
      • Normas ISO para pruebas
      • Normas de prueba EN

      Aplicaciones de materiales por material

    • Materiales
      • Metales
      • Materiales compuestos
      • Plásticos
      • Caucho y elastómeros
      • Adhesivos
      • Sujetadores y soldaduras
      • Cemento y rocas
      • Cerámica y vidrio
      • Productos de madera y papel
      • Fabricación aditiva

      Aplicaciones de materiales por material

    • Aplicaciones automotrices
      • Vehículo completo
      • Eje y suspensión
      • Sistema de dirección
      • Tren de transmisión
      • Amortiguadores
      • Soportes y casquillos elastoméricos
      • Neumáticos
      • Sistema de escape
      • Componentes montados en la carrocería
      • Componentes del sistema de refrigeración
      • Transporte y embalaje
      • Motocicleta
      • Vehículos agrícolas, de construcción y todoterreno (OHV)

      Automotriz

    • Aplicaciones aeroespaciales
      • Estructuras completas a escala real
      • Sub-Assemblies
      • Sub-Systems
      • Sistemas de control de vuelo
      • Componentes del fuselaje
      • Componentes de ala giratoria
      • Fatiga de componentes de turbinas de gas

      Aeroespacial

    • Uso biomédicos
      • Ortopédico
      • Biomecánica
      • Dispositivos médicos
      • Biomaterial

      Biomédico

    • Aplicaciones de ingeniería civil
      • Estructuras civiles
      • Subconjuntos y componentes estructurales
      • Sistemas no estructurales
      • Cables tensores de plataformas petrolíferas
      • Materiales de construcción

      Ingeniería civil

    • Aplicaciones de energía
      • Pruebas de aerogeneradores
      • Oleoducto y gasoducto

      Energía

    • Aplicaciones de la geomecánica de las rocas
      • Combustibles fósiles
      • Geotérmico
      • Almacenamiento de desechos nucleares

      Geomecánica de las rocas

    • Aplicaciones ferroviarias
      • Componentes de la suspensión de vagones
      • Acoplamiento de vagones
      • Ruedas y rieles de vagones
      • Ejes de vagones
      • Bogies de vagones
      • Vagones completos
      • Pantógrafos de vagones
      • Vía férrea y lecho de la carretera
      • Catenaria y cable de trole

      Ferrocarriles

  • Productos
    • Sistemas automotrices
      • Sistemas de prueba de vehículos completos
      • Sistemas de prueba de subsistemas y componentes
      • Sistemas de prueba de neumáticos
      • Sistemas de prueba de amortiguadores
      • Sistemas de prueba de elastómeros
      • Soluciones de simulación híbrida
      • Componentes modulares

      Automotriz

    • Sistemas de prueba de materiales
      • Sistemas de prueba de materiales estáticos
      • Sistemas dinámicos de prueba de materiales
      • Extensómetros
      • Mordazas
      • Accesorios y platos
      • Hornos, cámaras y baños de fluidos
      • Subsistemas de alta temperatura y TMF
      • Celdas de carga/Transductores de fuerza

      Materiales

    • Sistemas aeroespaciales
      • Control y adquisición de datos listos para usar
      • Distribución de energía hidromecánica lista para usar
      • Soluciones de seguridad para artículos de prueba
      • Controlador de pruebas de presión estructural de la serie 261
      • Sistemas de prueba de alta fuerza
      • Componentes modulares
      • Sistemas de adquisición de datos FlexDAC

      Aeroespacial

    • Sistemas biomédicos
      • Sistemas de prueba ortopédico
      • Sistemas de pruebas biomecánicas
      • Sistemas de pruebas de dispositivos médicos
      • Sistemas de prueba de biomateriales

      Biomédico

    • Sistemas de ingeniería civil
      • Simuladores sísmicos y mesas vibratorias
      • Sistemas de prueba de estructuras de subensamblaje multiaxial
      • Soluciones de simulación híbrida
      • Sistemas de prueba en cojinetes de aislamiento sísmico
      • Sistemas de prueba de alta fuerza
      • Componentes modulares
      • Software STEX Pro

      Ingeniería civil

    • Sistemas energéticos
      • Sistemas de prueba de fatiga de las palas de los aerogeneradores
      • Sistemas de prueba estática de palas de aerogeneradores
      • Sistema de prueba de erosión por lluvia de las palas de los aerogeneradores
      • Sistemas de prueba de cojinetes y trenes de transmisión de turbinas eólicas
      • Sistemas de prueba de tuberías y acoplamientos para petróleo y gas
      • Sistemas de prueba de alta fuerza
      • Componentes modulares

      Energía

    • Sistemas de prueba para rocas y geomecánica
      • Sistema de prueba de mecánica de rocas
      • Sistema de prueba para rocas poliaxiales

      Geomecánica de las rocas

    • Sistemas ferroviarios
      • Sistema de prueba de amortiguadores de aire
      • Sistema de prueba para amortiguadores ferroviarios
      • Sistema de fatiga de contacto por rodadura (RCF)
      • Sistema de prueba de bastidor de bogie de 4-28 canales
      • Sistema de caracterización y vibración de bogies
      • Sistema de desgaste y rendimiento del pantógrafo
      • Sistemas de prueba de alta fuerza
      • Sistemas de prueba de durabilidad para amortiguadores
      • Sistemas de prueba de elastómeros
      • Componentes modulares

      Ferrocarriles

    • Componentes del sistema de pruebas
      • Actuadores y servoválvulas
      • Unidades de potencia hidráulica SilentFlo™
      • Colector de servicio hidráulico 295
      • Soportes y bastidores
      • Componentes de soporte de carga
      • Controladores FlexTest®
      • Adquisición de datos FlexDAC
      • Transductores de fuerza de rueda SWIFT® Evo

      Componentes del sistema de pruebas

    • Software y control
      • Software RPC® Connect
      • TestSuite™ Software
      • Software AeroPro™
      • Software STEX™ Pro
      • Software de prueba de elastómeros
      • Software de prueba para amortiguadores
      • MultiPurpose TestWare® (MPT)
      • Programa First Road Interact
      • Administrador para el control de bombas múltiples
      • Monitoreo de equipos

      Software y control

  • Servicios
    • Servicios
      • Calibración y metrología
      • Servicios de consultoría e ingeniería
      • Monitoreo de equipos
      • Mantenimiento periódico y Fluid Care
      • Refacción y remanufactura
      • Servicios de reubicación

      Servicios y soporte

    • Planes
      • Planes de soporte para software
      • Planes de soporte técnico
      • Planes de servicio
      • Garantía extendida

      Servicios y soporte

    • Capacitación

      Cursos de capacitación

    • Piezas

      Piezas

    • Soporte

      Portal myMTS

  • Empresa
    • Nuestra empresa
      • Sobre MTS
      • Presencia mundial
      • Historial

      Nuestra empresa

    • Oportunidad laboral

      Oportunidad laboral

    • Sustentabilidad

      Sustentabilidad

    • Proveedores
      • Página de inicio del proveedor
      • Productos y servicios

      Proveedores

  • Buscador de soluciones
  • Comuníquese con nosotros
  • Sistemas de prueba de R+D
  • Tecnologías E2M
  • Portal myMTS
  • Sitios globales
  • Buscar
Inicio > Prueba del pantógrafo de alto rendimiento

Prueba del pantógrafo de alto rendimiento

prueba del pantógrafo
Cómo los nuevos sistemas de prueba de pantógrafos pueden simular la dinámica operativa con mayor precisión

El punto en el que el pantógrafo de un tren eléctrico entra en contacto con el cable del trole crea uno de los entornos más complejos y difíciles de entender para los fabricantes de componentes ferroviarios y los ingenieros de pruebas, por no hablar de predecir y mejorar

Para que los trenes funcionen de manera eficiente, el pantógrafo debe mantener un contacto constante con los cables de los troles suspendidos de los sistemas de catenaria. Sin embargo, estos cables y sus estructuras de soporte presentan diferentes rigideces verticales a lo largo de cualquier sección. El sistema de catenaria zigzaguea en intervalos de 30 a 100 metros para evitar la formación de surcos. La fuerza que el pantógrafo aplica al cable debe permanecer dentro de un rango bien definido (70N a 120N). Si es demasiado bajo, la pérdida de contacto da como resultado un arco eléctrico, lo que no solo hace que el tren pierda potencia, sino que daña el cable del trole y la barra de contacto a través del grabado y el sobrecalentamiento. Si la fuerza es demasiado elevada, la fricción resultante desgasta el cable y la barra de contacto de forma prematura.

Aplicar la cantidad correcta de fuerza requiere un movimiento vertical variable. Pero cuando los trenes se mueven a mayor velocidad, los pantógrafos pierden su capacidad de reacción. Incluso cuando el cable del trole es lo más plano posible, solo lo es cuando cuelga sin problemas. Cuando el pantógrafo levanta el cable, la deformación resultante crea una onda. Si hay demasiada elevación, el pantógrafo crea una forma de onda mucho más grande que causa problemas de contacto para el siguiente pantógrafo que baja por la línea.

Resolver estos problemas es fundamental para la industria ferroviaria que crece rápidamente en todo el mundo. Los pasajeros del ferrocarril exigen un servicio rápido y confiable, pero a medida que los vagones corren más y más rápido, la tecnología actual de pantógrafos pone en riesgo la velocidad y la calidad del servicio. En el peor de los casos, un solo cable del trole desgastado podría agrietarse y romperse, provocando una falla que haría que se cancelaran o desviaran miles de viajes mientras los técnicos completan el costoso y largo proceso de reemplazar el cable dañado.

 

RECREAR INTERACCIONES COMPLEJAS

Desde el punto de vista de las pruebas, el principal reto es cómo recrear el entorno operativo complejo y dinámico del pantógrafo en el laboratorio. En la actualidad, el pantógrafo viaja a velocidades de hasta 350 kph (220 mph), con un desarrollo continuo que eleva ese límite superior. Además, el pantógrafo transporta suficiente potencia para acelerar cientos de toneladas de vagones a velocidades máximas a través de una zona de contacto muy pequeña. Y como hemos demostrado, los componentes físicos interactúan en un entorno deslizante con un gran movimiento longitudinal y diversos grados de presión.

Los estudios tradicionales con pantógrafos implican una prueba básica de giro/deslizamiento, en la que el cable del trole se sujeta a un disco giratorio de uno o dos metros de diámetro. La probeta de prueba es una pieza de carbono u otro material de contacto hecho para parecerse a la zapata del pantógrafo. La probeta se empuja contra el alambre giratorio y se desliza hacia adelante y hacia atrás. Estas pruebas son valiosas para caracterizar los efectos del desgaste en diferentes materiales, pero no reproducen la dinámica de contacto que se produce con el sistema real en servicio.

Un nuevo sistema desarrollado por MTS Systems Corp. proporciona una simulación más completa del entorno del pantógrafo. Permite a los fabricantes y a los ingenieros de pruebas estudiar la dinámica del cable del pantógrafo y del trole con mayor exactitud y precisión. Se diseñó para ayudar a los grupos de pruebas a medir la relación fuera de línea (el tiempo en que se reduce el contacto), la resistencia del contacto, el factor de potencia, el tiempo y la intensidad del arco, y la temperatura de las barras de contacto. Además, permite a los grupos de prueba realizar mediciones en tiempo real del desgaste y del cambio de perfil del cable y de la barra de contacto.

Al permitir estas mediciones, el sistema puede utilizarse para conocer mejor el rendimiento de los nuevos diseños de pantógrafos para trenes de alta velocidad. Los ingenieros de pruebas pueden realizar estudios eficaces sobre la pérdida de contacto y los efectos relacionados, la resistencia de contacto y el tiempo de arco, la temperatura del arco y de la barra de contacto, y los efectos del desgaste en el cable del trole y la barra de contacto. En última instancia, los datos de las pruebas ayudarán a los fabricantes a desarrollar sistemas de suspensión de pantógrafos pasivos o activos que aumenten el seguimiento dinámico del movimiento de los cables de los troles, con lo que se conseguirá un mejor contacto y se minimizará el desgaste del sistema de contacto.

 

CAPACIDADES DEL SISTEMA DE PRUEBA

Este nuevo sistema puede replicar fielmente la dinámica del sistema del pantógrafo y catenaria para muchos tipos diferentes de condiciones de operación que experimentan los vagones ferroviarios en todo el mundo.

Simula la velocidad de los trenes montando el cable del trole en el borde inferior de un disco giratorio de 4 m de diámetro que funciona a velocidades de hasta 550 kmh. El disco se puede programar para simular velocidades variables, así como para recrear historiales de velocidad de trenes reales. Para simular el desplazamiento vertical o la rigidez del cable del trole, el disco se monta en un vagón en movimiento que está programado para reproducir el historial de tiempo de desplazamiento vertical o simular el historial de tiempo de rigidez del cable del trole. El vagón también se mueve en zigzag para simular el movimiento del cable del trole sobre la pista. El pantógrafo completo está instalado en una mesa vibratoria que simula el movimiento vertical del vagón al descender por la vía. Para completar la simulación, el sistema puede transmitir hasta 2000 amperios a través del punto de contacto. El flujo de aire de alta velocidad se dirige a la zona de contacto para proporcionar refrigeración y simular el paso del pantógrafo por debajo del cable. Y un vagón de instrumentación sigue el movimiento en zigzag del cable para proporcionar un control en tiempo real del desgaste de la barra de contacto y del cable del trole.

La capacidad de programación de los componentes individuales es lo que permite que este sistema de prueba cree simulaciones más realistas de las interacciones reales del pantógrafo y el cable del trole. Los múltiples modos de prueba permiten a los ingenieros de pruebas reproducir historiales de tiempo reales, así como variar todos los canales de prueba disponibles, que incluyen: desplazamiento vertical del cable, desplazamiento horizontal del cable (zigzag), velocidad del cable, movimiento vertical del pantógrafo, elevación/caída del pantógrafo, flujo de corriente y aire de refrigeración. El sistema también puede ofrecer un escenario de prueba altamente repetible, lo que permite realizar mediciones detalladas de pequeñas diferencias en el diseño del artículo de prueba. Estas mediciones permiten tomar decisiones de ingeniería y realizar cambios de diseño con mayor confianza en el comportamiento de los componentes en entornos de servicio reales.

Durante las pruebas paramétricas, el disco se mueve en un ciclo repetido mientras se modifican diferentes parámetros. Por ejemplo, se puede programar el disco para que mantenga una posición vertical constante y, después, se pueden introducir desplazamientos cada vez más grandes y realizar estudios detallados del efecto sobre el rendimiento del contacto. La reproducción de datos sintéticos implica la predicción del historial de desplazamiento del cable del trole sobre la base de un modelo digital, con un software avanzado de procesamiento de señales (como MTS Remote Parameter Control, o RPC) que se utiliza para lograr el historial de movimiento del disco deseado.

Finalmente, con la reproducción del historial en tiempo real, el desplazamiento del cable del trole se mide en la pista y el software se utiliza para recrear el historial de tiempo del movimiento del cable. La base de tiempo de la reproducción se puede cambiar para simular diferentes velocidades de tren, y se pueden conectar y repetir secciones cortas de la operación real para producir un archivo de accionamiento para la distancia total deseada.

 

SEGUIMIENTO Y MEDICIÓN

Una de las formas en que este sistema de pruebas mejora la capacidad de los ingenieros de pruebas es permitiendo la medición de muchos factores que son casi imposibles de medir en circunstancias del “mundo real”, y medirlos de forma estandarizada y repetible.

Para hacer esto, el sistema incluye una amplia instrumentación para el monitoreo de las pruebas. Estos incluyen medición de carga en las barras de contacto, carga de contacto y carga de arrastre. La aceleración vertical se mide en cada extremo de cada barra de contacto, lo que permite monitorear el movimiento dinámico de la barra de contacto a medida que responde a las perturbaciones del vagón y del cable de contacto. Las temperaturas se controlan con transductores montados en la parte posterior de la barra de contacto y una cámara termográfica con capacidad de grabación. Los escáneres láser registran el perfil del cable y la barra de contacto para estudios de desgaste. La distancia de recorrido del cable se registra automáticamente. La medición de corriente y voltaje se mide tanto en el lado de entrada como en el de salida del punto de contacto, lo que permite un monitoreo detallado de la resistencia, el factor de potencia y el tiempo fuera de línea. El tiempo y la intensidad del arco se controlan ópticamente. Todos los datos están sincronizados en el tiempo para realizar estudios detallados de instancias específicas o condiciones operativas.

Los canales de control de las máquinas también son amplios. Incluyen los cojinetes del eje principal (aceleración vertical y horizontal, así como temperatura), las cargas y los desplazamientos del actuador, la actividad del sistema de lubricación automática, el estado de elevación/caída del pantógrafo, el sistema hidráulico y el motor de accionamiento. Los límites de control (incluidos los niveles de advertencia y apagado) se pueden establecer en cualquier canal de datos, lo que brinda a los ingenieros de pruebas un control preciso del funcionamiento del sistema. Estos detectores de límites, combinados con los sistemas de control y supervisión, permiten realizar pruebas automáticas sin necesidad de que los operadores supervisen la máquina de forma continua.

Estas capacidades pueden marcar una gran diferencia para los fabricantes de pantógrafos y trenes. Por ejemplo, medir los numerosos parámetros de la dinámica de contacto en un pantógrafo en marcha ahora es una propuesta realista para los equipos de prueba. En el pasado, este era un problema extremadamente difícil y poco práctico de resolver debido a la poca repetibilidad y el control limitado. Hoy en día, las simulaciones más precisas preparan el escenario para conocimientos más valiosos. Por ejemplo, los grupos de prueba pueden realizar cálculos más precisos del factor de potencia y pérdida, que tienen un efecto directo sobre los costos operativos.

Este sistema es parte de la próxima ola de tecnologías de prueba de pantógrafos que están cambiando la forma en que los equipos de pruebas ferroviarias de todo el mundo realizan investigaciones. El reto del mercado es intenso a medida que los trenes corren más rápido, las líneas ferroviarias se expanden a más regiones y crece el número de pasajeros en todo el mundo. Los fabricantes podrán hacer frente al reto con este y otros sistemas de prueba que permiten a los equipos de prueba lograr simulaciones mucho más realistas de la dinámica compleja del sistema de pantógrafo y catenaria en el laboratorio. Con un conocimiento más preciso y detallado de la respuesta del pantógrafo en el entorno operativo, los diseñadores de productos obtendrán la información que necesitan para desarrollar pantógrafos más eficientes, confiables y de alto rendimiento.

haeg

Steven Haeg, ingeniero principal de MTS

Stay Connected
  • INDUSTRIAS
  • Automotriz
  • Materiales
  • Aeroespacial
  • Biomédico
  • Ingeniería civil
  • Geomecánica de las rocas
  • Energía
  • Ferrocarriles
  • SOPORTE DE VENTAS
  • Oficinas de ventas
  • Servicios
  • Capacitación
  • Piezas
  • Portal del Cliente
  • PROVEEDORES
  • Términos y condiciones
  • Productos y servicios
  • Expectativas
  • Estándares de mano de obra
  • Empaquetado y Etiquetado
  • Guía de enrutamiento
  • EMPRESA
  • Sobre
  • Comunicados de prensa
  • Oportunidad laboral
  • Cultura
  • Sustentabilidad
  • Historial
  • SOLUCIONES
  • Aplicaciones
  • Estándares de prueba
  • Productos
  • RECURSOS
  • Centro de Aprendizaje
  • Buscador de soluciones
  • Calidad
  • Seguridad del producto
  • Patentes
  • COMUNÍQUESE CON NOSOTROS
  • APOYO: 952-937-4000
  • Solicitud en línea
  • Solicite una cotización
  • Oficinas de ventas
  • NEGOCIOS
  • Sistemas MTS
  • Tecnologías E2M
  • Sistemas de prueba de R+D
  • MTS SANS China
    • © MTS Systems. Todos los derechos reservados
    • 952.937.4000
    • Política de privacidad
    • Condiciones de uso
    • Términos y condiciones
    • Oficinas de ventas
    • Preferencias de cookies
Utilizamos las cookies necesarias para que nuestro sitio funcione. Además, nos gustaría configurar cookies analíticas opcionales para ayudarnos a mejorarlo. No configuraremos cookies opcionales a menos que las habilite.
Rechazar Aceptar
Utilizamos las cookies necesarias para que nuestro sitio funcione. Además, nos gustaría configurar cookies analíticas opcionales para ayudarnos a mejorarlo. No configuraremos cookies opcionales a menos que las habilite.
Rechazar Aceptar