{"id":38815,"date":"2020-03-09T12:59:00","date_gmt":"2020-03-09T17:59:00","guid":{"rendered":"https:\/\/flex.com\/resources\/the-key-factors-which-engineers-need-to-consider-for-power-solutions-on-the-railways"},"modified":"2026-03-19T11:55:04","modified_gmt":"2026-03-19T16:55:04","slug":"the-key-factors-which-engineers-need-to-consider-for-power-solutions-on-the-railways","status":"publish","type":"resource","link":"https:\/\/flex.com\/es\/resources\/the-key-factors-which-engineers-need-to-consider-for-power-solutions-on-the-railways","title":{"rendered":"Factores clave a considerar para soluciones de energ\u00eda en ferrocarriles"},"content":{"rendered":"
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\n\t\t\tFlex<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tRecursos<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tFactores clave a considerar para soluciones de energ\u00eda en ferrocarriles<\/a>\n\t\t<\/div>\n\t\t

Factores clave a considerar para soluciones de energ\u00eda en ferrocarriles<\/h1>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\tPublicado en
\n\t\t\t\t9 de marzo de 2020\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tArt\u00edculo<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tFuerza<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tM\u00f3dulos de potencia<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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El mercado ferroviario<\/h2>\n\n\n\n

China es el mayor mercado nacional de tecnolog\u00eda ferroviaria, estimado en unos 33.000 millones de euros anuales, seg\u00fan la empresa especializada en investigaci\u00f3n de transporte SCI Verkehr GmbH (https:\/\/sci.de\/<\/a>Sin embargo, aunque China ha acaparado muchos titulares por el despliegue a gran escala de ferrocarriles y, en particular, de redes de alta velocidad, el mercado nacional est\u00e1 en declive y se espera que el mercado de fabricantes de equipos originales (OEM) disminuya en 51 TP34 T cada a\u00f1o durante los pr\u00f3ximos cinco a\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n

En Europa Occidental, la situaci\u00f3n es algo diferente, con un mercado s\u00f3lido estimado en 45.600 millones de euros y un crecimiento anual compuesto de 3,81 TP34T. Europa del Este es m\u00e1s peque\u00f1a, con 11.200 millones de euros, y un crecimiento ligeramente superior (CAGR de 4,31 TP34T). Alemania es el mayor mercado de Europa Occidental, representando casi una cuarta parte del mercado total con 11.000 millones de euros, y se reconoce como uno de los cinco principales mercados junto con China, Estados Unidos, Rusia y Francia.<\/p>\n\n\n\n

Tecnolog\u00eda y trenes<\/h2>\n\n\n\n

Si bien el despliegue de m\u00e1s infraestructura y material rodante es un factor clave para el crecimiento del mercado ferroviario, la incorporaci\u00f3n de mayores niveles de tecnolog\u00eda est\u00e1 teniendo un impacto en el aumento del valor de mercado. <\/p>\n\n\n\n

Los consumidores modernos tienen altas expectativas y las compa\u00f1\u00edas ferroviarias est\u00e1n implementando cada vez m\u00e1s tecnolog\u00eda para satisfacerlas. El material rodante moderno casi siempre incluye sofisticados sistemas de informaci\u00f3n para pasajeros (visuales y auditivos) que mantienen a los pasajeros informados sobre su viaje, as\u00ed como iluminaci\u00f3n y climatizaci\u00f3n para garantizar un habit\u00e1culo confortable. El acceso Wi-Fi fiable, que antes era un lujo, ahora se da por sentado. Al igual que en los aviones, algunos trenes ofrecen pantallas individuales con entretenimiento a la carta, proporcionando entretenimiento a los pasajeros y generando ingresos para las compa\u00f1\u00edas.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, esta tecnolog\u00eda no solo beneficia a los pasajeros. El material rodante moderno incorpora m\u00faltiples sensores que miden par\u00e1metros importantes como la vibraci\u00f3n lateral del vag\u00f3n y la temperatura de los cojinetes, informaci\u00f3n \u00fatil para planificar el mantenimiento rutinario. Gran parte de los datos recopilados por los sensores se transmiten en tiempo real a receptores instalados en la v\u00eda, adem\u00e1s de almacenarse en una caja negra similar a la de los aviones, que proporciona datos \u00fatiles a los operadores e informaci\u00f3n esencial a los investigadores en caso de incidente. <\/p>\n\n\n\n

Considerada de forma aislada, toda esta tecnolog\u00eda representa un avance significativo para los ferrocarriles. Sin embargo, los Sistemas de Control y Gesti\u00f3n de Trenes (TCMS) permiten la interconexi\u00f3n de todos los sensores y funcionalidades, lo que proporciona una mayor sofisticaci\u00f3n, as\u00ed como redundancia y cumplimiento de los niveles de integraci\u00f3n de seguridad (SIL), garantizando un funcionamiento a prueba de fallos.<\/p>\n\n\n\n

Los sistemas de red como TCMS suelen ser modulares, compuestos por varias tarjetas que permiten configurarlos seg\u00fan las necesidades espec\u00edficas de cada aplicaci\u00f3n. Esta modularidad propicia el uso de arquitecturas de alimentaci\u00f3n distribuida (DPA) de estilo telecomunicaciones, basadas en m\u00f3dulos de alimentaci\u00f3n para suministrar energ\u00eda a cada tarjeta. De forma similar, se utilizan m\u00f3dulos de alimentaci\u00f3n para otras tecnolog\u00edas en todo el material rodante, a menudo ubicados debajo de los asientos o en armarios en los pasillos.<\/p>\n\n\n\n

Normas y reglamentos<\/h2>\n\n\n\n

Los ferrocarriles no son un entorno propicio para la tecnolog\u00eda, por lo que se deben utilizar dispositivos robustos para evitar fallos prematuros. Para garantizar la idoneidad de los dispositivos utilizados en los ferrocarriles, se crearon numerosas normas. En el pasado, estas se desarrollaron a nivel nacional, especialmente en pa\u00edses como Alemania (VDE), Francia (NFF), Reino Unido (RIA) e Italia (ST). Si bien exist\u00eda un alto grado de uniformidad, tambi\u00e9n hab\u00eda diferencias notables que planteaban dificultades, sobre todo cuando el material rodante cruzaba fronteras.<\/p>\n\n\n\n

Se ha realizado un gran esfuerzo para armonizar estas normas a nivel europeo, y actualmente existen varias normas de uso com\u00fan. La m\u00e1s conocida es la EN 50155 \u201cEquipos electr\u00f3nicos para aplicaciones ferroviarias utilizados en material rodante\u201d, si bien esta hace referencia a m\u00e1s de 25 normas EN e IEC sobre temas relacionados.<\/p>\n\n\n\n

Como ocurre con muchas normas de este tipo, la EN 50155 pretende abordar los requisitos para todo tipo de dispositivos electr\u00f3nicos que se utilizan en el material rodante ferroviario (los requisitos para las aplicaciones en v\u00eda son algo menos exigentes y est\u00e1n cubiertos por otros requisitos). Sin embargo, las consideraciones principales para los m\u00f3dulos de potencia (incluidos los convertidores CC-CC) se dividen en las siguientes categor\u00edas: <\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Requisitos relativos a la tensi\u00f3n de entrada<\/li>\n\n\n\n
  • Requisitos de compatibilidad electromagn\u00e9tica (CEM\/EMI)<\/li>\n\n\n\n
  • Requisitos mec\u00e1nicos\/f\u00edsicos<\/li>\n\n\n\n
  • Requisitos relativos a la temperatura y la humedad<\/li>\n\n\n\n
  • Requisitos relativos al aislamiento el\u00e9ctrico<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Los requisitos de tensi\u00f3n de entrada se especifican en la norma EN 50155 y est\u00e1n dise\u00f1ados para hacer frente a las amplias fluctuaciones de las fuentes de alimentaci\u00f3n que suelen encontrarse en las aplicaciones ferroviarias, as\u00ed como a la presencia de picos y otras perturbaciones en el suministro.<\/p>\n\n\n\n

    Cuando el equipo se alimenta directamente de una bater\u00eda sin ning\u00fan tipo de regulaci\u00f3n, se requiere un funcionamiento correcto con voltajes que van desde 70% hasta 125% del voltaje de entrada nominal (Vnorte<\/sub>). Adem\u00e1s, se observaron ca\u00eddas tan bajas como 60% de Vnorte <\/sub>durante 100 ms y sobretensiones transitorias de hasta 140% de Vnorte<\/sub> durante un segundo, algo com\u00fan mientras se enciende el equipo. <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Los voltajes de CC m\u00e1s comunes utilizados para la electr\u00f3nica a bordo de los ferrocarriles en todo el mundo, y por lo tanto considerados principalmente en este documento, son 24 V, 72 V y 110 V.<\/p>\n\n\n\n

    La norma tambi\u00e9n exige que se gestionen los transitorios de 50 ms hasta 1800 V. Esto se suele lograr con un supresor de tensi\u00f3n transitoria (TVS) capaz de suprimir hasta 1,5 J de energ\u00eda. El TVS debe seleccionarse de manera que su tensi\u00f3n de sujeci\u00f3n sea compatible con el m\u00f3dulo convertidor CC-CC.<\/p>\n\n\n\n

    Si bien la mayor\u00eda de las normas nacionales est\u00e1n armonizadas con la EN 50155, la norma brit\u00e1nica RIA12 difiere de la EN 50155 en un aspecto importante relacionado con la protecci\u00f3n contra sobretensiones. La norma RIA12 exige que los equipos soporten una sobretensi\u00f3n de 3,5 V.norte<\/sub> hasta 20 ms. Esto est\u00e1 fuera de las capacidades de un TVS y se requiere un circuito externo activo para la protecci\u00f3n contra transitorios y picos tan r\u00e1pidos.<\/p>\n\n\n\n

    En t\u00e9rminos de compatibilidad electromagn\u00e9tica, los ferrocarriles constituyen un entorno complejo. Los altos voltajes de los cables a\u00e9reos son una fuente potencial de interferencia, al igual que los transformadores a bordo y los motores de alta potencia. Adem\u00e1s, los pasajeros utilizan con frecuencia tel\u00e9fonos inteligentes y ordenadores port\u00e1tiles durante sus viajes, dispositivos que pueden emitir interferencias electromagn\u00e9ticas. <\/p>\n\n\n\n

    La norma EN 50155 aborda los requisitos de compatibilidad electromagn\u00e9tica (CEM) mediante referencias a la norma EN 50121-3-2 \u201cAplicaciones ferroviarias \u2013 Compatibilidad electromagn\u00e9tica \u2013 Material rodante \u2013 Aparatos\u201d, que define l\u00edmites tanto para las perturbaciones el\u00e9ctricas impuestas a los equipos electr\u00f3nicos como para las emisiones que estos generan. En general, estos requisitos se cumplen mediante el uso de un filtro EMI externo. Las propuestas de filtros EMI para convertidores CC\/CC suelen figurar en las especificaciones t\u00e9cnicas individuales, pero, por supuesto, deben realizarse pruebas a nivel de sistema en el equipo final en su conjunto para garantizar el cumplimiento total.<\/p>\n\n\n\n

    Adem\u00e1s del ruido el\u00e9ctrico, las aplicaciones ferroviarias a bordo de los trenes representan entornos f\u00edsicamente exigentes para los sistemas electr\u00f3nicos. La vibraci\u00f3n es constante durante el trayecto, lo que provoca fatiga mec\u00e1nica, y pueden experimentarse impactos de hasta 5G, especialmente durante las maniobras de trenes sin pasajeros.<\/p>\n\n\n\n

    La norma EN 61373 \u201cEquipos para material rodante: ensayos de choque y vibraci\u00f3n\u201d aborda espec\u00edficamente los requisitos mec\u00e1nicos para equipos electr\u00f3nicos (incluidos los m\u00f3dulos de potencia) utilizados en aplicaciones ferroviarias. Reconoce que la ubicaci\u00f3n del equipo en siete emplazamientos definidos (desde un \u00e1rea de operaci\u00f3n el\u00e9ctrica cerrada hasta ubicaciones exteriores altamente din\u00e1micas) genera distintos niveles de tensi\u00f3n mec\u00e1nica, y lo tiene en cuenta al definir las clases. Generalmente, los equipos que utilizan m\u00f3dulos de potencia se clasifican en la Clase 1B.<\/p>\n\n\n\n

    En las aplicaciones ferroviarias, los equipos electr\u00f3nicos suelen ubicarse detr\u00e1s de paneles o en espacios reducidos bajo los asientos, lo que puede generar temperaturas elevadas para el funcionamiento de los m\u00f3dulos. Al igual que los requisitos f\u00edsicos, las temperaturas de funcionamiento tambi\u00e9n se clasifican en seis categor\u00edas con diferentes exigencias.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Tabla 1: Clases de temperatura de funcionamiento<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Salvo que se especifique lo contrario, generalmente se aplican los requisitos de la categor\u00eda OT3, aunque el hecho de tener equipos dentro de gabinetes a menudo implica que, para los convertidores CC\/CC, se debe tener en cuenta un aumento de temperatura adicional de 15 \u00b0C, lo que significa que se requiere un funcionamiento hasta 85 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

    La humedad es otro factor medioambiental que preocupa, ya que la norma EN 50155 exige que los m\u00f3dulos de potencia se sometan a pruebas durante 30 d\u00edas a una humedad relativa del 951% (TP34T). Sin embargo, a nivel nacional, la norma NFF 01-510 (Francia) exige una humedad relativa del 100% (TP34T), mientras que el Reino Unido especifica 56 d\u00edas a una humedad relativa del 931% (TP34T).<\/p>\n\n\n\n

    El \u00faltimo requisito el\u00e9ctrico clave es el aislamiento entre la entrada y la salida, que se define en la norma EN 50155 seg\u00fan la tensi\u00f3n de entrada nominal. Cabe destacar que, nuevamente, los requisitos franceses de la NFF son algo m\u00e1s estrictos, aplicando el nivel m\u00e1s alto (1500 V CA \/ 50 Hz \/ 1 min) a todas las tensiones de entrada.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Tabla 2: Los requisitos de aislamiento en EN 50155 dependen de la tensi\u00f3n nominal.<\/em><\/p>\n\n\n\n

    En mercados como el ferroviario, donde la aceptabilidad de los m\u00f3dulos de potencia para su uso est\u00e1 estrictamente definida por normas, los ingenieros pueden basarse en las hojas de datos de los fabricantes para comprobar su cumplimiento. Sin embargo, estas normas se actualizan peri\u00f3dicamente (como la importante actualizaci\u00f3n de la norma EN 50155 en 2017, a la que se hace referencia en este documento), por lo que los ingenieros deben asegurarse de que los dispositivos cumplan con la \u00faltima versi\u00f3n de la norma (y, en el caso de la EN 50155, con todas las normas a las que hace referencia).<\/p>\n\n\n\n

    M\u00f3dulos de potencia para aplicaciones de energ\u00eda<\/h2>\n\n\n\n

    Los m\u00f3dulos de potencia Flex ofrecen una amplia gama de m\u00f3dulos aptos para su uso en aplicaciones ferroviarias a bordo. Con un rango de potencia de 1,65 W a 300 W, se encuentran disponibles varias familias de dispositivos que cumplen con la norma EN 50155, lo que garantiza su idoneidad para aplicaciones ferroviarias.<\/p>\n\n\n\n

    La amplia gama de productos incluye soluciones tanto totalmente encapsuladas como de bastidor abierto, y ofrece diversas configuraciones, incluyendo salida simple y doble. Los rangos de entrada ultra amplios (de 9 V a 75 V y de 43 V a 160 V) brindan flexibilidad a los dise\u00f1adores y garantizan el cumplimiento de los requisitos de voltaje de entrada de la norma EN 50155.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Figura 1: Los m\u00f3dulos de potencia Flex ofrecen una amplia gama de m\u00f3dulos de potencia para aplicaciones ferroviarias.<\/em><\/p>\n\n\n\n

    La serie PKE-A de m\u00f3dulos de alimentaci\u00f3n CC-CC, recientemente presentada, incluye los dispositivos PKE7000A, que presentan un formato est\u00e1ndar de 2" x 1". Ofrecen un rango de entrada de 43 V a 160 V, lo que permite su uso con rieles nominales de 72 V o 110 V, ambos comunes en aplicaciones ferroviarias. Con una potencia de hasta 30 W, los dispositivos PKE7000A cumplen con la norma EN 50155 y ofrecen un tiempo medio entre fallos (MTBF) de hasta 5 millones de horas, lo que garantiza su durabilidad incluso en aplicaciones exigentes.<\/p>\n\n\n

    \n\t<\/div>\n\n\t\t<\/div>\n\t\t
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    La presentaci\u00f3n sobre los m\u00f3dulos de alimentaci\u00f3n Flex analizar\u00e1 las normas y los requisitos relacionados con las soluciones de alimentaci\u00f3n destinadas a su uso en aplicaciones ferroviarias, as\u00ed como algunos productos recientes dise\u00f1ados espec\u00edficamente para esta exigente aplicaci\u00f3n.<\/p>","protected":false},"author":18,"featured_media":34143,"template":"","categories":[43,97],"tags":[306,117,307,255,308,103],"content-type":[94],"class_list":["post-38815","resource","type-resource","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-power","category-power-modules","tag-pke-a","tag-pkj-w","tag-pkj7000","tag-pkj8200","tag-pkm-a","tag-pkm-w","content-type-article"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/38815","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource"}],"about":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/resource"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/18"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/38815\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":38872,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/38815\/revisions\/38872"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/34143"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=38815"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=38815"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=38815"},{"taxonomy":"content-type","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/content-type?post=38815"}],"curies":[{"name":"gracias","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}