O documento descreve os sistemas de tração reostática utilizados nas séries 1100 e 1700 da CPTM. Esses sistemas usam resistores para controlar a velocidade do trem, variando a tensão aplicada aos motores. O documento também explica os componentes do circuito de tração, como disjuntores, relés e resistores, e como eles protegem o sistema e controlam a aceleração.

1. RELATÓRIO
(SISTEMAS DE TRAÇÃO)
Por: Valdir da Silva Bezerra
TRAÇÃO REOSTÁTICA:
O sistema de tração encontrado nas séries 1100/1700 é denominado de
“Tração Reostática”, sistema que tem por princípio, o escalonamento de resistências. Os
controles desse tipo de tração desempenham a função de curto-circuitar partes das
mesmas, formando valores denominados de estágios de tração ou frenagem (ou seja, varia-
se a velocidade de rotação do Motor e conseqüentemente a velocidade do trem, por meio do
nível de tensão que é aplicado aos seus terminais, sendo que os resistores funcionam como
divisores de tensão no circuito).
N = K1 (E – IA. RA)
Φ
N = nº de rotações por minuto.
E = Tensão nos Terminais do Motor
IA = corrente de induzido
RA = Resistência Interna do Motor de Tração
Φ = Fluxo Magnético
K1 = Constante Proporcional
Os motores DC utilizados na tração das composições ferroviárias da
CPTM são do tipo “excitação em série” sendo que as suas principais características são:
- As Bobinas de campo (Estator) estão
em série com o enrolamento da
armadura (Rotor);
- Possui Conjugado (Torque) elevado em
baixa rotação;
- Potência constante;
- Velocidade extremamente elevada
quando o motor é descarregado.
Material Rodante

2. CONFIGURAÇÃO SÉRIE/PARALELO:
O mecanismo por sua vez, que opera esse corte de resistências é o “Eixo
de Cames” (eixo rotativo constituído de contatos que estão ligados em paralelo com as
resistências de tração, curto-circuitando as mesmas). Este eixo gira em função de um Motor
Piloto (PM) que é controlado por meio um Amplificador Magnético de Corrente (CLMg
Amp) realizando assim o corte sucessivo de resistências de modo a curto-circuitar uma
resistência por vez, aumentando de maneira gradativa a tensão nos terminais dos motores
(e conseqüentemente a sua velocidade). Já para a comutação dos motores na configuração
série/paralelo o Eixo de Cames conta ainda com outros contatos (respectivos) existentes em
seu eixo.
A configuração Série/Paralelo dos Motores atua da seguinte maneira na
aceleração do Trem: uma vez na configuração “Série”, os Motores sofrem uma queda de
tensão máxima de 750 Volts limitando a sua velocidade (partindo do ponto que o valor de
tensão no Motor é diretamente proporcional à velocidade desempenhada por ele). Já na
configuração “Paralela”, os Motores trabalham em seu regime máximo de Tensão, cada qual
com 1500 Volts aumentando significativamente a sua rotação.
Eixo de Cames
Material Rodante 2

3. ELEMENTOS DO CIRCUITO DE TRAÇÃO:
(DISJUNTORES EXTRA-RÁPIDOS)
Os disjuntores extra-rápidos (HSCB 1,2) do sistema de tração são
elementos de proteção do circuito, uma vez que eles estão equipados com bobinas para a
detecção de corrente excessiva no circuito de tração (algo em torno de 1100 A). Em casos
de detecção de um alto nível de corrente pelos Disjuntores (o que pode ser ocasionado por
diversos fatores), entra em ação um conjunto de resistores para efetuar a proteção das
mesmas, os chamados “resistores limitadores de corrente.”
(RESISTORES LIMITADORES DE CORRENTE)
Os Resistores Limitadores de Corrente (CLRe) são resistores ligados em
paralelo com as chaves Extra-Rápidas do circuito de tração. Sua função é proteger os
contatos dessas Extra-Rápidas contra danos gerados pelos surtos de corrente ocasionados
Material Rodante 3

4. pela abertura desses disjuntores, bem como os elementos que estão à sua volta. Essa
proteção é fundamental para estes elementos, uma vez que estas chaves são forçadas a
abrirem com carga provocando arcos de grande intensidade e altos valores de corrente.
(RELÊ DE CORRENTE EXCESSIVA NOS MOTORES)
Além dos disjuntores citados anteriormente, existem ainda dois relês de
corrente excessiva (MMOCR) no circuito do tração (1 para cada par de motores).
A sua atuação se dá basicamente similar à das chaves extra-rápidas,
detectando uma eventual sobre-corrente nos motores, cortando a alimentação dos mesmos.
O ajuste do Relê para estes casos está configurado para correntes de 550 A. Como existe,
portanto, um relê atuante para cada grupo de motores, o mesmo relê executa o corte
somente do grupo afetado.
Desta forma, o maquinista pode solicitar a reposição deste mesmo grupo
de motores por até 3 vezes apenas, sendo que na próxima requisição a alimentação do
circuito de tração será cortada de forma definitiva.
(RELÊ DE PATINAGEM)
O Relê de Patinagem (WSR) possui a função de identificar a diferença de
rotação entre motores de um mesmo grupo. Uma vez que o eixo de um dos motores
começa a patinar por motivo qualquer, o Resistor de Balanceamento (BaRe 1/2)
correspondente à aquele Motor sofre uma queda de tensão suficiente para gerar uma
corrente no ramo central (uma vez que se os Motores estão trabalhando corretamente,
ambos Bare 1 e Bare 2 apresentam um mesmo valor de tensão por estarem em Paralelo
aos motores e entre eles mesmos, não havendo corrente por WSR).
Material Rodante 4

5. Acionado então o relê WSR por essa corrente, a tração da composição é
cortada momentaneamente até que cesse o efeito da patinação. Uma vez cessado o efeito,
o Trem já é capaz de prosseguir normalmente (só que neste caso, com um esforço trativo
menor em decorrência da atuação do Relê WSDAR, que diminui os valores da corrente
limite no Amplificador Magnético CLMg Amp).
(RESISTORES DE ENFRAQUECIMENTO DE CAMPO)
Os Resistores de Enfraquecimento de Campo (WFRe) entram em ação uma
vez que o Campo Reduzido é solicitado para aumentar a velocidade
desempenhada pelos Motores. Assim sendo o Eixo de Cames fecha o
contato F11 (1º estágio do campo reduzido) e posteriormente F12 (2º estágio
do campo reduzido), fazendo com que diminua a corrente circulante pelo
campo do Motor e conseqüentemente o efeito do fluxo magnético sobre o
mesmo, aumentando a sua velocidade.
Material Rodante 5

6. (DETECTOR DE CORRENTE DIFERENCIAL)
O Detector de Corrente Diferencial (DCCT) possui a função de realizar um
comparativo entre a corrente que dá entrada ao circuito de tração (a corrente da catenária) e
a corrente de saída do mesmo (a corrente que escoa do circuito para o Terra). Sendo
assim, se uma condição anormal ocorre resultando em uma diferença entra essas correntes
(estipulada em 40 A), tal ocorrência será detectada pelo DCCT fazendo com que aconteça o
corte instantâneo do circuito de tração por meio dos disjuntores extra-rápidos (HSCB 1,2) e
respectivas chaves de linha.
(RESISTORES DE TRAÇÃO)
Acima estão as fotos dos resistores de tração citados anteriormente no
Relatório. Na série 1100 eles encontram-se na parte inferior do Trem, enquanto que na série
1700 eles estão localizados na parte superior da composição (devido à falta de espaço na
caixaria).
Material Rodante 6

7. (CHAVE DE ISOLAÇÃO DOS MOTORES DE TRAÇÃO)
A chave de isolação dos motores (MCOS) é utilizada quando se deseja
ignorar um determinado par de motores no circuito devido a alguma avaria sofrida ou ainda
quando é necessário efetuar-se alguns testes com relação aos mesmos, como é o caso do
teste de Isolação e do teste de Seqüência.
Quando um trem para num Abrigo para Manutenção é imprescindível que
sejam verificadas as condições de isolação nos motores de tração. O teste de Isolação por
sua vez é efetuado segundo alguns parâmetros, os quais seguem a ordem:
- Isolação dos 2 pares de motores (ou por meio da válvula pneumática de
isolação ou por uma chave existente na caixa do Motor Piloto)
- Utilização do Megômetro na escala de 5 KV e fixação das pontas de teste
nos terminais da chave MCOS (positivo) e na caixa do Trem (terra) para verificar o nível de
isolação dos motores;
- Conferem-se os resultados e então realiza-se o aterramento dos motores
por meio de contato da ponta de teste Positiva do Megômetro na caixa do Trem e nos
terminais medidos anteriormente (evitando o magnetismo remanescente que pode existir
nos motores).
Material Rodante 7

8. TESTE REALIZADO NO TRECHO COM A SÉRIE 1700:
Esta parte do relatório visa falar sobre os testes realizados no Trecho da
Linha 10 – Turquesa com o Trem da Série 1700, entre as Estações da Mooca e
Tamanduateí, para captar por meio do Oscilógrafo os sinais de: Corrente de Linha, Tensão
de Linha, Velocidade do Trem e Sinal da Bolsa de Ar. Com este teste procurou-se
encontrar um meio de se analisar a corrente que passa pelo circuito de tração nos períodos
de pico (da configuração série para o Paralelo).
Constatou-se que se o maquinista partir com o Trem do Ponto 2 (Série) e
aguardar uns instantes para então selecionar o Ponto 4 (Campo Reduzido), ao invés de
seguir com o Trem direto do Ponto 4, haverá um amortecimento da Corrente de Pico no
Motor no instante em que ele sai da configuração série para a configuração paralela (citada
acima).
Quando o maquinista
seleciona o ponto 2 (Série), é
neste momento que os Motores
Ponto 4
de Tração são configurados de
modo a sofrerem uma queda de
tensão máxima de 750 Volts.
Ponto 2 Já quando é selecionado
o Ponto 4 (Campo Reduzido),
os motores de Tração já estão
configurados em Paralelo (ou
seja, com queda de tensão
máxima de 1500 Volts) e é a
partir daí que acontece a
derivação indutiva dos motores
de tração por meio dos resistores
(WFRe) diminuindo a corrente
circulante pelo campo dos
motores reduzindo o efeito do
Manípulo fluxo magnético sobre a
armadura, aumentando assim a
sua rotação.
Material Rodante 8

9. GRÁFICOS DAS CORRENTES NOS MOTORES:
Configuração Série
Campo Reduzido
Configuração Paralelo
No gráfico acima, o maquinista partiu com o Trem (num trecho com
sinalização em Verde) elevando o manípulo na posição Ponto 4 (Campo Reduzido), sendo
esta a maior velocidade dos motores. Percebe-se que no momento da transição da posição
2 (Série) para a posição 3 (Paralelo) ocorre um abrupto pico de corrente, de cerca de 250 A
para 500 A em poucos instantes, o que poderia ter ocasionado a queda de disjuntores extra-
rápidos das subestações que alimentam o trecho, por entenderem se tratar de um curto-
circuito.
Configuração Paralelo
Configuração Série
Campo Reduzido
No gráfico acima, o maquinista partiu com o Trem (num trecho com
sinalização em Verde) segurando o manipulador na posição 2 (Série) durante alguns
segundos até atingir a velocidade de 40 Km/h, e então solicitou o Ponto 4 (Campo
Reduzido). Houve um amortecimento da corrente de pico nos motores na transição do
Ponto 2 para o Ponto 3, o que considerou-se ser uma solução momentânea para o problema
de desarme dos disjuntores pertencentes à Linha 7.
Material Rodante 9

10. A TAXA DE ACELERAÇÃO:
A “Taxa de Aceleração” é o ajuste realizado em uma determinada série
de Resistores cuja função é estabelecer valores fixos de corrente nas entradas do
Amplificador Magnético de Corrente (CLMg Amp) responsável pelos pulsos que serão
aplicados ao Motor Piloto (PM) do eixo de Cames.
Circuito do Amplificador Série 1100:
C5
C9
C6
B2
200T
200T
100T
50T
IA3
IA1 IA2
C8
C7
B1
C4
IA4
1A
LA VRe2
7K 7L TT3 7M
7C 7J
TRG VRe1
PR WSDAR TT2
7D 7E 7F 7G 7H
WSDAR
7N1
TRG
PR 7C2
7N
RESULTADO ESPERADO (1100) RESISTORES
(Ia3) C4-C5 ≥20 mA P= 7E-7F Calçar PR
(Ia4) B1-B2 ≥70 mA S= 7C2-7N1
(7L/7M) C8-C9 ≥91 mA C.R.= 7C1-7D Calçar PR
(7G/7H) Paralelo ≤126 mA WSDAR=7D-7E
(7G/7H) Série ≤120 mA Atuador= 7J-7K
(7G/7H) C.R. ≤115 mA
(7G/7H) WSDAR ≤113 mA
Material Rodante 10

11. Circuito do Amplificador Série 1700:
C5
C9
C6
B2
200T
IA6
200T
100T
50T
IA7
C4
C7
C8
B1
SQD
IA IA8
7D1 WSDAR
7D3 PVRe
7H 7J P 7L
7B CR1 7C 7D
BVRe 7K
7D2
7M 7N
B
DBARe
7P 7Q 7S
B LARe 7R
7T
7V
TLR P
7F 7E
7U
RESULTADO ESPERADO (1700) RESISTORES
Bateria 72 VCC Local De Ajuste PBCG
(IA7) C4-C5 15 mA (7D1-7H) Paralelo (S2~P12)
(IA8) C8-C9 72 mA (7D1-7H) Série (S2~P12)
(B1/B2) Atuador tração 52 mA (7D-7D1) C.R. (P12~WF1)
(B1/B2) Atuador freio 26 mA (7D2-7D3) WSDAR (S2~P12)
(C6/C7) Paralelo 122 mA Atuador de
(C6/C7) Série 122 mA (7T-7U-7V) tração (S2~WF2)
(C6/C7) C.R. 105 mA (7Q-7V-7R) Atuador de freio (S2~WF2)
(C6/C7) Frenagem 78 mA (7D-7M) Frenagem (S1~P12)
Material Rodante 11

12. O TESTE DE SEQUÊNCIA:
O teste de seqüência é um dos últimos testes realizados com o Trem antes
de sua saída do Abrigo. Este teste visa verificar o comportamento do “eixo de Cames” e
dos circuitos de tração/freio com a ausência de corrente nos mesmos. Para tanto, o teste
deve contar com alguns procedimentos efetuados na:
Cabine: Caixaria:
- Isola-se do disjuntor de Intertravamento de - Conferir o fechamento das chaves de linha,
Portas; posição do reversor RV (frente ou ré), o contator
- Isola-se o ATC; de transferência PBCg (tração/freio) e posição
- Cgs em Líder, Marcha em Ré; S1 no eixo de Cames no início da teste.
- Verifica-se a sinalização de Grupo de Motores - Confirmar o giro do eixo de Cames até a
Isolados no Painel do Console (com o ponto 2 de posição S14 (Ponto 2 de Tração), posição P12
tração aplicado); (Ponto 3), e posição WF2 (Ponto 4 – Campo
- Segue o procedimento aplicando-se os 4 Reduzido).
pontos de tração do Trem; - Conferir o desligamento das chaves de linha
- Rearma-se o Disjuntor de Intertravamento de quando o Disjuntor de Intertravamento de Portas
Portas para verificação de queda das chaves de for acionado.
Linha do circuito; - Verificar o comportamento do eixo de Cames
- Muda-se a marcha para Frente e aplicam-se os quando for aplicado o Freio de Serviço (calçar o
testes feitos em Ré; Relê CR1 na série 1700 para teste do Freio
- Verifica-se a aplicação de Freio (com e sem o Dinâmico).
Freio Dinâmico, no caso do 1700) - Normalizar a composição.
- Normaliza-se a composição.
Material Rodante 12

13. O ONDULADOR DE TRAÇÃO:
O sistema de tração encontrado na série 2000 é denominado de
“Ondulador de Tração”, sistema que tem por princípio, transformar a tensão contínua da
catenária em uma tensão trifásica variável para alimentar os motores de tração AC
assíncronos.
Vamos começar então, falando a respeito do torque (unidade de força
necessária para mover um eixo, uma vez em estado estacionário). No caso dos motores AC
este torque é produzido por um “campo magnético girante” (fluxo magnético originado pelas
bobinas do estator ao receberem uma tensão trifásica variável, uma vez que estas
apresentam uma defasagem entre si de 120º). Este fluxo ocasionado no estator gera, por
indução, uma força contra-eletromotriz no rotor (geralmente do tipo gaiola de esquilo), cujo
efeito é o aparecimento de um segundo campo magnético de igual intensidade, porém de
polaridade oposta. Neste momento, o campo magnético do estator e o campo magnético do
rotor tendem a se atrair. Uma vez que o campo gerado no estator é rotativo, o campo
magnético do rotor procura acompanhar esta rotação, que por conseqüência origina o
torque.
N = 60. F
P
N = Velocidade do Campo
Girante do Motor (em RPM).
F = Freqüência da Onda
Senoidal.
P = Nº de pares de Pólos.
Este tipo de Motor além de possuir o seu controle de velocidade por meio
da variação da freqüência da tensão de alimentação, necessita de pouca manutenção
justamente por não conter escovas de contato e coletor como os Motores de corrente
contínua tradicionais.
Material Rodante 13

14. O CIRCUITO ONDULADOR:
Como citado anteriormente, os motores de tração CA possuem um
controle de velocidade baseado na variação da freqüência do sinal que é aplicado às
bobinas do campo (estator). Para tanto, a série 2000 utiliza-se de um circuito denominado
de “Ondulador de Tração”, que consiste num conjunto de tiristores (GTO´s) dispostos de
forma a chavearem a tensão de entrada captada pelo Pantógrafo em 3000 Vcc fornecendo,
por sua vez, uma tensão trifásica variável em amplitude e freqüência para o controle de
velocidade da composição.
Segue abaixo um desenho esquemático do circuito ondulador:
Esquema de Fechamento dos Tiristores
Intervalo GTO´s R S T
0º a 60º 1 - 2´ - 3 + - +
60º a 120º 1 - 2´ - 3´ + - -
120º a 180º 1 - 2 - 3´ + + -
180º a 240º 1´ - 2 - 3´ - + -
240º a 300º 1´ - 2 - 3 - + +
300º a 360º 1´ - 2´ - 3 - - +
Para efeito de conhecimento, nos trens da série 2000, existe um semi -
ondulador para cada conexão estrela dos motores de tração (cada Motor, por sua vez, é
constituído por uma ligação em dupla-estrela).
Essa limitação nominal se dá pelo fato de que os onduladores foram
dimensionados para trabalharem com uma tensão de 1500 Volts.
Material Rodante 14

15. ELEMENTOS DO CIRCUITO DE TRAÇÃO:
(DISJUNTOR EXTRA-RÁPIDO UR – 26)
O Disjuntor Ur-26 é um dispositivo extra-rapído de proteção para o circuito
principal do Ondulador. Seu disparo em decorrência da detecção de alta corrente se dá em
menos de 2ms. Pode ser regulado na faixa de 1250 – 2700 A dependendo da necessidade.
É importante ressaltar que este Disjuntor possui uma câmara de extinção de arco composta
por 160 placas isolantes. Elas são agrupadas e separadas em diversos grupos por meio de
separadores. Uma vez gerado um arco elétrico em detrimento da abertura do
Disjuntor, esta câmara é capaz de dividir o arco total em uma série de arcos parciais
promovendo maior vida útil ao equipamento.
(DETECTOR DE 60 HZ)
O Ondulador, por ser um sistema que
trabalha com o disparo preciso de tiristores, por
vezes acaba gerando ruídos (freqüências
indesejáveis na corrente contínua) que podem,
por conseqüência, retornar á linha de
alimentação prejudicando outros sistemas do
trem. Para estes casos, o circuito conta com um
Detector de 60 HZ, cuja função é bloquear a
passagem dessas freqüências para a linha de
alimentação, cessando a operação do
Ondulador, caso haja a detecção desses
efeitos.
Material Rodante 15

16. (CONTATORES DE LINHA)
Os contator de pré-carga LB2 (dir) possui a função de limitar a corrente
inicial que circula pelo Filtro de Entrada do Ondulador (composto por um circuito indutivo-
capacitivo) no momento de partida do mesmo. Logo, o contator LB1 (dir) fecha permitindo a
passagem da corrente plena pelo capacitor de carga.
(O FILTRO DE ENTRADA)
O filtro de entrada do Ondulador (LF1 – CF1, filtro indutivo-capacitivo)
possui a função de amortecer (alisar) a corrente instantânea de linha que entra no circuito
do Ondulador. Sua carga inicial se dá por meio do contator LB2 e pela resistência CDRE,
limitando a corrente máxima de entrada, no momento inicial de operação do circuito.Uma
vez realizada a pré - carga do Capacitor, entra em operação o contator LB1 que conecta o
filtro de entrada do Ondulador direto à tensão da catenária.
Material Rodante 16

17. (TRANSDUTORES DE TENSÃO E CORRENTE)
Para efeito de verificação de alguns parâmetros de seu funcionamento, o
Ondulador conta com transdutores de tensão e corrente instalados em diferentes pontos do
circuito. Dentre os quais podemos citar: 3 transdutores de tensão (MVF 1 – verifica a tensão
total aplicada ao circuito, MVF 2, MFV 3 – verificam a tensão aplicada em cada conjunto
Ondulador), e 4 transdutores de corrente de fase (MCU 1 - 2, MCW 1 - 2).
(DCU – DRIVE CONTROL UNIT)
A DCU é o equipamento responsável pelo controle e funcionamento regular do
Ondulador de Tração. Dentre as suas diversas funções, podemos citar:
- O diagnóstico de avarias do circuito Ondulador e a armazenagem de seus dados;
- Comunicação com a unidade de controle geral do veículo (VCU);
- A geração dos pulsos de ligação/desligamento dos GTO´s;
Além disso, a DCU possui a função de controlar a todo o instante o
conjugado de tração e/ou frenagem da composição, tomando como referência os
parâmetros de demanda enviados pela VCU. Enfim, pode-se considerar a DCU como que
sendo um super-computador, cujas funções de controle e proteção encontram-se
ininterruptamente ativas durante a operação do ondulador de tração.
Material Rodante 17

18. O PRINCÍPIO DO CAMPO GIRANTE:
Corrente
Entrando
na Bobina
Corrente
Saindo
da Bobina
O fechamento dos GTO´s descrito na pág.2 é o responsável pela tensão e
freqüência variáveis aplicada aos motores de tração, cujo efeito é o surgimento de um
campo magnético girante. Por característica o Ondulador de Tração gera um campo cujo
vetor magnético segue a forma de um hexágono regular com tendência a direcionar-se para
a fase com maior valor de tensão no momento do chaveamento. A tensão é nula nos
motores em somente 2 casos (+ + +, - - -).
Material Rodante 18

19. O CONTROLE DE FUNCIONAMENTO DO ONDULADOR:
O Gráfico acima mostra o comportamento do Torque do motor em função
da velocidade. Este modelo serve para ilustrar o assunto do qual falarei agora: as faixas de
controle do Ondulador. Efetivamente o Ondulador possui 3 faixas de controle do Motor em
função da velocidade, sendo elas:
Níveis de Controle Faixa (em RPM) Velocidade do Trem
ISR (Indirect Self De 0 – 600 RPM, equivalente a De 0 - 14 Km/h
Regulation), Zona 1
DSR - TB (Direct Self De 600 – 1400 RPM, De 14 - 32.5 Km/h
Regulation – Tolerance equivalente a Zona 2
Band)
DSR - FW (Direct Self De 1400 – 4020 RPM, De 32.5 - 90 Km/h
Regulation – Field equivalente às Zonas 3 - 4
Weakening)
Essas faixas de controle do Motor possuem a função de manter o “torque”
constante nas primeiras duas zonas de atuação do Ondulador. Este, por sua vez, diminui
em função do aumento da velocidade do Trem e da freqüência de chaveamento dos GTO´s.
Abaixo falaremos melhor de cada tipo de controle, bem como das fórmulas que regem a sua
atuação.
Material Rodante 19

20. ISR (INDIRECT SELF REGULATION):
Para manter um torque elevado e constante no momento de partida, é
necessário manter o coeficiente Tensão/Freqüência constante no Motor, uma vez que no
instante inicial, a freqüência aplicada ás bobinas deve ser baixa, bem como a tensão. Abaixo
estão algumas equações que regem essa região:
T = K1 .Φ . I2 Φ = K2 . V1/F1 I2 = K3 .Φ . fs
T = Torque Eletromagnético (Nm) V1 = Tensão Aplicada no Fs = Freqüência de
Φ = Amplitude do Fluxo Magnético Estator Escorregamento (Relação entre
(Wb) F1 = Freqüência Aplicada no a freqüência do campo girante
I2 = Corrente Induzida no Rotor (A) Estator síncrona e a freqüência do
K1 = Constante Construtiva K2 = Constante Construtiva Rotor).
Característica Característica K3 = Constante Construtiva
Característica
Portanto podemos descrever a equação que rege o torque nessa região da
seguinte forma: T = K4. (V/F)2. fs.
O Ondulador a todo o tempo controla freqüência de escorregamento por
meio do controle vetorial, ao passo que mantém a relação Tensão/Freqüência (ambas
aumentando em módulo) constante para assegurar o Torque desejado. Como o Motor parte
com freqüências baixas, a unidade eletrônica também precisa produzir baixos níveis de
tensão. Pra tanto, utiliza-se um método denominado de “não simultaneidade”, que consiste
na modulação PWM das 3 fases, comutando-as “quase” que simultaneamente, obtendo
deste modo o valor desejado de tensão que será aplicada ás bobinas de campo do estator.
Material Rodante 20

21. DSR - TB (Tolerance Band) DSR - FW (Field Weakening)
Nesta zona de controle, temos uma As Zonas 3 – 4 (conhecida como
velocidade média com potência e tensão enfraquecimento de campo) é uma zona de
crescentes. Similarmente à Zona 1, deseja- velocidades altas, porém com torque
se manter o coeficiente (V/F) para que o decrescente. Isto ocorre porque neste
Conjugado permaneça constante. Neste período o Ondulador já está aplicando nos
momento, a trajetória dos vetores de campo motores a sua tensão máxima de trabalho
gerado dentro do Motor encontra-se na (2339 V). Neste caso, o coeficiente (V/F)
configuração hexagonal (pág.6). Chama-se não pode ser mais mantido, o que ocasiona
esta faixa de “Banda de Tolerância” devido a queda de conjugado com o aumento da
ao controle que é realizado para se manter freqüência. A Potência por sua vez, já
os níveis de Torque (entre a sua faixa de atingiu o seu valor máximo e mantêm-se por
mínimo - máximo). algum tempo, obedecendo à relação que
Para tanto, controla-se o avanço do segue:
fluxo estatórico (vetor de campo), uma vez P (kW) = T (Nm). N (RPM) / 9555
que em momentos determinados aplica-se A Potência é constante até o momento
uma tensão nula nos motores por meio de 2 em que o Motor atinge a rotação de 3750
posições de chaveamento possíveis, a RPM (vel = 87 Km/h), com um torque
saber: (+ + +, - - -). decrescente de 955.5 Nm. A partir de então,
a potência começa a cair e o motor atinge
sua rotação máxima.
Material Rodante 21

22. AS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO MOTOR:
Abaixo seguem as características principais dos motores de indução
assíncronos da série 2000. É importante ressaltar que o conhecimento dessas
especificidades certamente auxilia na compreensão das diversas particularidades que
permeiam este relatório.
Tipo 6 RIA 4555
Número de Pólos 6
Tensão Nominal (U1) 2339 V
Corrente de Fase (I1) Nominal: 93 A
Máxima: 125 A
Potência no Eixo (P2) Nominal: 300 kW
Máxima: 375 kW
Torque no Eixo Nominal: 1702 Nm
Máxima: 2272 Nm
Velocidade Nominal: 1683 RPM
Máxima: 4020 RPM
Freqüência no Estator (F1) Nominal: 85 HZ
Máxima: 204.3 HZ
Rendimento Nominal: 88 %
Máximo: 94.7 %
Classe de Isolamento 200
Peso 910 kg
Material Rodante 22

23. TESTE REALIZADO NO TRECHO COM A SÉRIE 5550:
Esta parte do relatório visa falar sobre o teste realizado no trecho da Linha
12 – Safira com o Trem da Série 5550 no dia 02 de Dezembro de 2008, entre as estações
do Brás à Calmon Viana, a fim de captar por meio do Oscilógrafo os sinais referentes à:
Corrente de Linha, Tensão de Linha, Velocidade do Trem e Sinal da Bolsa de Ar. Com
este teste procurou-se verificar o comportamento da corrente de tração na composição em
detrimento do acréscimo de carga no Trem.
Para efeito de teoria, o software que faz parte do controle de tração do
5550 faz com que as correntes do circuito não ultrapassem o valor de pico de 400 A
(mesmo na mudança de configuração dos motores de série para paralelo).
3000 V
56 PSI
50 Km/h
Curva de Velocidade/Corrente Trem da Série 5550
No teste em si, verificamos o comportamento da corrente de pico nos
motores em diferentes momentos de carregamento do Trem. A princípio, partimos com a
composição carregada em 10 %, ou 56 PSI (lembrando que a detectora de carga do 5550
entende por “trem vazio” um nível de pressão equivalente a 52 PSI e por “trem cheio” um
nível de pressão equivalente a 96 PSI).
Logo, em pouco tempo alcançamos o nível de pressão de 64 PSI (em
torno de 27 % da carga total) e ao final do teste (o qual não acompanhei), um nível de
pressão de 92 PSI (cerca de 90 % do carregamento total). Enfim, comprovou-se o controle
eficiente do software responsável por delimitar a corrente nos motores, pois em nenhum
momento a mesma ultrapassou o valor de 400 A.
Material Rodante 23