Soluzioni Power Supply per il ferroviario

Alimentatori AC/DC

Soluzioni Power Supply per il ferroviario

Soluzioni Power Supply per il ferroviario.

Alimentatori e filtri per ambito ferroviario: l‘alimentazione adeguata per i treni di nuova generazione

La componentistica elettronica destinata al settore ferroviario deve rispondere ai requisiti stringenti dei sistemi a bordo treno soprattutto per l’ambito Power Supply. Consystem S.r.l. propone due marchi, MORNUSN e ASTRODYNE TDI, le cui soluzioni di alimentazione soddisfano pienamente le esigenze di un comparto sempre più attento all’efficienza energetica.

In un’ottica di green economy, la e-mobility è destinata ad avere un impatto crescente. Dati di Motus-E, l’associazione italiana costruita per fare sistema e accelerare il cambiamento verso la mobilità elettrica, indicano che il fatturato del settore passerà dai 6 miliardi del 2019 a 98 miliardi nel 2030.

All’interno di questa industria, uno dei comparti meno discussi, ma in profondo cambiamento, è quello ferroviario. Il trasporto su rotaia è alla ricerca di nuove soluzioni tecnologiche per ottimizzare efficacia ed efficienza energetica: l’obiettivo è ottenere prestazioni maggiori dai mezzi, garantendo la sicurezza e l’affidabilità dei sistemi, cardini imprescindibili per le applicazioni in ambito trasporti. Il tutto, ovviamente, ottimizzando anche i costi.

Si tratta di una sfida impegnativa, considerando che i sistemi presenti a bordo treno richiedono prestazioni fuori dal comune.

 

Railway Power supply

 

Le peculiarità dei sistemi a bordo treno

Esemplificando, ai sistemi ferroviari è necessario garantire il funzionamento in caso di assenza di alimentazione per 10/20 ms, l’immunità a disturbi elettromagnetici, la resistenza a umidità e/o condizioni climatiche avverse (possibilità di utilizzo in “Damp Locations”) e una particolare resistenza a stress meccanici, in primis le vibrazioni. Inoltre, le temperature di esercizio di questi sistemi hanno range molto ampi, da -40 a +85/105 °C.

I componenti elettronici attivi che permettono il corretto funzionamento dei sistemi di bordo devono rispettare, oltre alle normative generali, quelle specifiche di settore, che richiedono a loro volta test dettagliati e caratteristiche uniche, come vediamo schematicamente di seguito.

 

1) EN 50155 “Electronic Equipment used on Rolling Stock”

  • Test di umidità relativa al 95% per 30 giorni consecutivi;
  • Test per immunità e suscettibilità a disturbi condotti e irradiati;
  • Isolamento galvanico per proteggere i circuiti elettronici.

 

2) EN 61373 “Railway applications – Rolling stock equipment – Shock and vibration tests”

  • Shock – accelerazioni di 5g/2g/1g della durata di 50 ms e 20 ms;
  • Vibrazioni random, range di frequenza 5-150 Hz @ 5grms (5 ore per asse).

 

3) EN 50121 “Railway applications. Electromagnetic compatibility”

Richiede una compatibilità elettromagnetica completa all’interno dell’ambiente ferroviario e una piena compatibilità elettromagnetica tra la ferrovia e altre apparecchiature elettriche ed elettroniche al di fuori dell’ambiente ferroviario. Questa normativa è suddivisa in 6 parti:

  • EN 50121-1 Generalità
  • EN 50121-2 Emissione dell’intero sistema ferroviario verso l’ambiente esterno
  • EN 50121-3-1 Materiale rotabile — Treno e veicolo completo
  • EN 50121-3-2 Materiale rotabile — Apparecchiature
  • EN 50121-4 Emissione ed immunità delle apparecchiature di segnalamento e telecomunicazioni
  • EN 50121-5 Emissioni ed immunità di apparecchi e impianti fissi di alimentazione

Alle apparecchiature elettriche ed elettroniche installate a bordo si applica lo standard EN 50121-3-2 che prende in considerazione sia l’ambiente interno dell’infrastruttura ferroviaria, sia l’ambiente esterno.

 

4) EN 62368 “Apparecchiature audio-video, per la tecnologia dell’informazione e delle comunicazioni – Parte 1: Requisiti di sicurezza”

Si applica per la verifica della sicurezza delle apparecchiature elettriche ed elettroniche nel settore delle tecnologie audio, video, dell’informazione e della comunicazione, nonché delle macchine per ufficio con tensione nominale non superiore a 600 V. Nel caso del settore ferroviario riguarda i sistemi di infotainment a bordo treno.

 

Le proposte Consystem per il ferroviario

L’alimentazione elettrica dei sistemi avviene tramite rete con tensione continua DC compresa tra 24 Vdc e 110 Vdc, con variazioni della stessa da 0,6 VN a 1,4 VN (Volt Nominali).  Ai componenti è quindi richiesta particolare flessibilità e affidabilità nelle condizioni “impegnative” di utilizzo sul campo.

Consystem S.r.l. distribuisce componenti progettati, testati e realizzati specificatamente per il settore ferroviario, affidabili nel tempo e con caratteristiche tecniche adatte a fronteggiare ogni tipo di situazione, dagli stress meccanici prolungati a surges e dips sulla rete di alimentazione. In particolare, per il settore sono indicate le soluzioni di Power Supply dei marchi Mornsun e Astrodyne TDI. A questo portfolio di soluzioni si affianca poi l’esperienza degli specialisti Consystem S.r.l. nel comparto specifico.

 

MORNSUN è un produttore di alimentatori DC/DC che realizza soluzioni dedicate al mondo ferroviario, con prodotti utilizzati nel settore ormai da diversi anni. Garantisce un’ottima affidabilità dei prodotti, ampiamente testata nelle diverse condizioni di utilizzo. Le serie UR e UW sono realizzate secondo le normative EN 50155/EN 61373/EN 50121/EN 62368. Hanno una alimentazione che va da 40 V fino ai 160 V, garantiscono un isolamento fino a 3000 Vac e operano in un range di temperatura molto ampio, da -40°C fino a +105 °C. Le serie sono disponibili in due varianti: con ingresso 4:1 e con ingresso 12:1, e arrivano a garantire una Potenza fino a 250 W.

 

Immagine 2: Mornsun URF48_QB-75WR3
Immagine 3: UWE_S-3WR3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ASTRODYNE TDI è invece una multinazionale americana operante nel settore filtri. Realizza filtri EMI caratterizzati da elevati standard qualitativi, tanto da essere utilizzati anche in ambito militare. Si tratta di filtri monofase, trifase e dc, in grado di sopportare correnti fino a 2500 A e attenuazione fino a 100 dB, certificati UL e EN 60939 e progettati in accordo a norme ben più stringenti, quali RTCA/DO-160 e MIL-STD-461.

 

    Immagine 5: Astrodyne Emi Filter, Shielded Room,           057.030312.00, 50/60Hz, 480VAC, 2x30A, Studs. 

 

                  Immagine 4: Astrodyne, Filtri EMI.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Testo elaborato per la rivista  Elettronica-AV uscita n.7  – 2021)


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