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Silenciosas, resistentes a vibraciones, a impactos y a altas temperaturas

Inductancias de bajas pérdidas para convertidores de frecuencia en sistemas de tracción ferroviarios

Stefan Schauer, Technical Sales Manager de SMP07/11/2013

Las inductancias tienen como funciones principales limitar y filtrar las corrientes de entrada en primarios y las corrientes de salida en secundarios, en los convertidores de frecuencia en los sistemas de tracción embarcados. Los núcleos construidos con polvo de hierro sinterizado, especialmente desarrollados para estas aplicaciones, logran niveles de pérdidas lo más bajos posibles. Además de las bajas pérdidas, los componentes utilizados en sistemas de tracción ferroviarios deben cumplir otras altas exigencias: tienen que ser resistentes a vibraciones e impactos, soportar altas temperaturas, generar el menor calor posible, ahorrar espacio y peso, estar protegidos contra la entrada de polvo, contaminantes y agua. Además de ser silenciosos especialmente en caso de utilizarse en vagones de transporte de pasajeros.

SMP Sintermetalle Prometheus GmbH & Co KG (SMP) ha desarrollado una gama de inductancias idóneas para uso en tecnología ferroviaria y que cumplen con todos estos requisitos. Estos elementos inductivos se utilizan principalmente en los convertidores de frecuencia de los motores asíncronos, típicamente trifásicos, en los sistemas de tracción embarcados. Se caracterizan por tener muy bajas pérdidas, ser resistentes a altas temperaturas, vibraciones e impactos y silenciosos en su funcionamiento.

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SMP produce inductancias destinadas específicamente al sector ferroviario. En la imagen se puede apreciar la sección de una inductancia de SMP con bobinado de hilo Litz para trabajar en altas frecuencias.

Las inductancias de SMP trabajan con fuertes rampas de tensión, hasta 10 kV/µs. Una vez ensambladas en los convertidores de frecuencia, los conjuntos se someten a pruebas de vibración e impacto muy rigurosas para garantizar su resistencia. Las altas temperaturas existentes en aplicaciones ferroviarias requieren que los elementos sean capaces de trabajar a dichas temperaturas, a la vez que deben producir el menor calor posible. Las inductancias de SMP llevan precisamente un sistema de aislamiento con certificación UL, clase H (180 °C); es decir, son resistentes a temperaturas hasta 180 °C. Su recubrimiento con grado de protección IP66 las protege contra polvo y agua, permitiendo su montaje también fuera de los convertidores de frecuencia.

De esta forma, el calor generado por la inductancia se produce fuera del convertidor, lo que permite reducir o eliminar el uso de ventiladores para la disipación térmica, con el consiguiente ahorro y eliminación de costosos elementos susceptibles de fallo. Igualmente, el montaje externo, ofrece la ventaja adicional de poder diseñar convertidores de frecuencia de dimensiones más reducidas. En caso del montaje externo, las inductancias podrán trabajar a temperaturas ambiente siempre más bajas que dentro del convertidor, pudiendo ser colocadas por ejemplo bajo el chasis. SMP ofrece sus inductancias con soportes especiales, para posibilitar precisamente el montaje en el exterior de los convertidores. El material magnetorresistente desarrollado por SMP reduce al máximo las vibraciones especialmente en el campo audible, haciéndolas muy silenciosas e idóneas para el uso en vagones de transporte de pasajeros.

El material magnetorresistente desarrollado por SMP reduce al máximo las vibraciones especialmente en el campo audible, haciéndolas muy silenciosas e idóneas para el uso en vagones de transporte de pasajeros

Los componentes inductivos de SMP, aparte de en aplicaciones ferroviarias, se utilizan también en convertidores de frecuencia para otras aplicaciones industriales como turbinas eólicas, onduladores solares, electromedicina y otras muchas aplicaciones en electrónica de potencia. Las inductancias de SMP trabajan en frecuencias hasta 200 kHz e intensidades de hasta 1.000 Amperios y se ofrecen con diámetros desde sólo 36 hasta 300 milímetros, con pesos que van desde 50 gramos hasta 130 kilogramos. Según la aplicación, están disponibles con grados de protección, desde IP00 hasta IP66. Todos los componentes cumplen las normativas RoHS y REACH, y los materiales utilizados poseen certificación UL.

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La industria ferroviaria es la destinación de este tipo de inductancias. Foto: Renfe.

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