On board systems modeling and power flow analisys for light rail vehicles design

The development of models and calculation methods that are able to accurately represent the auxiliary electrical systems’ functioning of rail vehicles and to provide predictions of the dynamical evolution of them, in order to size the components and to verify the proper operation of the systems, is a need always more felt by the rolling stock manufacturers, due to the increasing in importance of the role of auxiliary equipments. The present work aims to describe in detail the activities that the candidate has done during his internship in France, inside a collaborative project between Politecnico di Milano and Alstom Transport. This work pursued the realization of a study aimed at the development of an analytical model and several calculation methodologies that can provide to the engineers of this company a valuable support in study and design stages, with particular regard to the sizing of static power converters, electrochemical batteries and wiring supplying of the auxiliary loads. The models proposed in this work have been subsequently implemented on a software platform, so as to make the results of this study more usable and repeatable.

Lo sviluppo di modelli e metodi di calcolo capaci di rappresentare fedelmente il funzionamento dei sistemi elettrici ausiliari di veicoli ferroviari e di fornire predizioni dell’evoluzione dinamica degli stessi ai fini del dimensionamento delle parti componenti e della verifica del buon funzionamento degli impianti è un’esigenza sentita in maniera sempre più crescente dai produttori di materiale rotabile, a causa dell’acquisto di un ruolo sempre più importante delle apparecchiature ausiliarie. Il presente lavoro di tesi si propone di descrivere nel dettaglio l’attività che il candidato ha svolto nell’ambito di un progetto di collaborazione tra Politecnico di Milano ed Alstom Transport, per la realizzazione di uno studio volto a sviluppare un modello di funzionamento e diverse metodologie di calcolo in grado di fornire agli ingegneri della suddetta compagnia un valido supporto nell’attività di studio e di progetto, con particolare riguardo al dimensionamento dei convertitori statici di potenza, delle batterie elettrochimiche e dei cavi di alimentazione dei carichi ausiliari. I modelli proposti in questo lavoro sono stati successivamente implementati su di una piattaforma software, in maniera da rendere reiterabili e meglio fruibili i risultati del presente studio.