18/09/2014 - Una tesis doctoral investiga modelos para mejorar el sistema de suministro de energía eléctrica auxiliar en los trenes

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Daniel Garralda Sanz, ingeniero industrial, ha centrado su tesis doctoral en los sistemas de suministro de energía eléctrica en los trenes. En su investigación, desarrollada en la Universidad Pública de Navarra, ha elaborado modelos dinámicos que permiten conocer la potencia instantánea suministrada por los equipos.

La tesis “Conexión en paralelo de convertidores para la generación de la red auxiliar de un tren” ha sido dirigida por el Eugenio Gubía Villabona, profesor del departamento de Energía Eléctrica y Electrónica de la Universidad Pública de Navarra, y ha obtenido la calificación de Sobresaliente cum laude.

En concreto, el trabajo de investigación se ha ceñido a los denominados sistemas o redes auxiliares, responsables de suministrar energía a los equipos destinados al confort de los pasajeros (calefacción, aire acondicionado o iluminación) y a equipamientos auxiliares como refrigeración de los motores, apertura de puertas, sistema de control de frenos, etc. Para alimentar esta gran variedad de cargas se genera una red interna que recorre el tren y a la que se conectan los equipos.

Según explica el autor de esta tesis, para evitar la falta de suministro eléctrico se requiere redundancia en la alimentación, por lo que, en el caso de los sistemas auxiliares, se utilizan dos convertidores. “Habitualmente estos convertidores se ubican en los extremos del tren y no están conectados directamente sino que la red auxiliar dispone de un contactor que permanece abierto, de manera que esta red queda dividida en dos partes y cada convertidor alimenta solo la mitad de las cargas. En el caso de fallo de uno de los convertidores, el equipo se desconecta y el contactor se cierra permitiendo que el otro convertidor alimente las cargas”

Las investigaciones actuales se dirigen a lograr una mayor fiabilidad y robustez del sistema, así como a reducir el peso del conjunto, de los costes de instalación y de mantenimiento, para lo que los investigadores buscan eliminar el contactor. En ese contexto, una de las técnicas más prometedoras es el Droop Control, mediante la cual los convertidores ajustan la tensión ofrecida a la red auxiliar de forma independiente en función de la potencia activa y reactiva que suministran.

Daniel Garralda Sanz (Fuente: UPNA)

Propuestas de mejora

En su tesis, ha abordado la modelización de redes alimentadas por convertidores operando en paralelo. Ha aportado además un enfoque novedoso en la definición de modelos, ya que se puede conocer la transferencia de la potencia instantánea entre los equipos. “Hemos demostrado también que el tipo de línea de alimentación influye de forma decisiva en la transferencia de la potencia, no sólo en el régimen permanente, como se consideraba en los trabajos previos, sino también en la dinámica seguida hasta alcanzarlo”. Asimismo, ha propuesto otras alternativas de control de la potencia reactiva que mejoran las prestaciones del Droop control convencional.

Daniel Garralda es ingeniero industrial (con especialidad en electrónica) por la UPNA, institución en la que cursó el Master en Energías Renovables y, posteriormente, ha obtenido el título de Doctor en Ingeniería. Como profesor ayudante o colaborador en la UPNA ha participado en distintos proyectos de investigación, en colaboración con la empresa INGETEAM.

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