CAPET 1996, "Traction électrique", IUFM Aix-Marseille.

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Article : [99ART096]

Titre : CAPET 1996, Traction électrique, IUFM Aix-Marseille.

Auteur : Inconnu
Stockage : Thierry LEQUEU

Vers : Présentation
Vers : A) Traction électrique à partir du moteur à courant continu - Le T.G.V. sud-est
Vers : A1) Introduction
Vers : A2) Alimentation par tension alternative = fig35
Vers : A3) Alimentation par tension continue = fig 32
Vers : B) Traction électrique à partir du moteur synchrone : le T.G.V Atlantique
Vers : B1) Introduction
Vers : B2) Choix technologique
Vers : B2a) Solution moteur asynchrone
Vers : B2b) Solution moteur synchrone
Vers : La suite ...

Présentation

La traction électrique se fait trois façons différentes, elle dépend du type moteur utilisé :
- Moteur à courant continu
- Moteur synchrone
- Moteur asynchrone

A) Traction électrique à partir du moteur à courant continu - Le T.G.V. sud-est

A1) Introduction

La ligne T.G.V. Paris-Lyon a une longueur de 390 kilomètres. Sa construction
a commencé en 1976. La mise en service commercial s'est effectuée en
septembre 1981 lorsque le tronçon sud a été ouvert au trafic. L'ensemble du
projet a été achevé en septembre 1983. Le temps de parcours entre le centre de
Paris et le centre de Lyon (425 km) est passé de 3 heures 50 minutes à moins de
2 heures.

Les rames du T.G.V. sont constituées d'un ensemble de huit remorques
articulées encadrées par deux motrices alimentant six bogies à deux essieux
moteurs. II y a donc au total douze moteurs sur l'ensemble de la rame. La
puissance totale qu'il est possible de développer en traction 25 kV monophasé
est de 6300 kW, la vitesse de palier de 260 km/h étant atteinte de façon
relativement aisée. Au niveau de fa conception et dans un but d'efficacité chaque
bogie moteur fonctionne de façon indépendante, chacun d'eux comporte deux
moteurs.

L'alimentation de la caténaire se fait soit :
- par tension alternative 25 kV
- par tension continue 1500V.

Le conducteur est informé par une signalisation de la tension d'alimenter de
manière à commuter un sélectionneur de tension.

A2) Alimentation par tension alternative = fig35

La haute tension 25 kV à la fréquence 50 Hz, capté par le pantographe, est
transportée par une ligne de toiture et passe par des sectionneurs d'isolement
avant d'arriver au disjoncteur principal à vide ( vide: réduction à faible distance
des arcs électriques ).Le transformateur de tension, situé entre les sectionneurs
et les disjoncteurs, permet d'enregistrer et visualiser numériquement la tension
sur un écran. ta tension entre ensuite directement dans le transformateur
principal, disposé latéralement et passe dans l'enroulement primaire et retourne
au point d'alimentation par la roue reliée par les rails.

Les trois secondaires du transformateur alimentent chacun un pont mixte
asymétrique permettant de redresser la tension afin d'alimenter les deux moteurs
en parallèles.

A3) Alimentation par tension continue = fig 32

La caténaire est alimentée par une tension continue de 1500V. Pour faire varier la
vitesse, la SNCF a utilisé deux hacheurs entrelacés alimentant deux moteurs.
Remarque :
- il est 8 noter que pour des raisons de rentabilité et de sécurité lors du
freinage, la SNCF ne fait de récupération pour ce TGV
- Une solution technologique a permis de réduire le nombre de composants et
d'augmenter la fiabilité :
Utilisation des mêmes composants pour réaliser les hacheurs et les ponts mixtes fig 32 .

B) Traction électrique à partir du moteur synchrone : le T.G.V Atlantique

B1) Introduction

Le succès retentissant du T.G.V. Paris --sud-est est à l'origine d'un second
projet de ligne à grande vitesse, le T.G.V. Atlantique. La ligne nouvelle a été mise
en service dans sa totalité en 1990.

Cette ligne de 285 kilomètres, en forme de Y, relie le centre de Paris avec Tours
et Le Mans puis s'intègre aux lignes actuelles desservant l'ouest et le sud-ouest
de la France, c'est-à-dire la totalité de la côte Atlantique, de la Bretagne jusqu'à la
frontière espagnole. Cette ligne est plus courte que celle du T.G.V. Paris - sud-est.

Ce T.G.V. est construit suivant les normes du T.G.V. Paris - sud-est. Toutefois,
un certain nombre de progrès techniques ont été intégrés. La majeure partie
d'entre eux concernent les rames, qui constituent véritablement une seconde
génération de T.G.V.

B2) Choix technologique

Du fait de l'augmentation des usagés, le nouveau T.G.V. devait transporter
plus de personnes qu'auparavant. En premier lieu il fallait abandonner la traction
électrique par moteur à courant continu car pour les puissances misent en jeu le
volume était trop important. Deux moteurs restaient alors en lice et le choix devait
se porter soit sur la machine asynchrone soit sur la machine synchrone avec en
outre des options possibles au niveau des dispositifs d'électronique de puissance.

B2a) Solution moteur asynchrone

Dans cette solution plusieurs procédés ont été envisagés pour faire varier la vitesse :
- soit un onduleur de tension (dit 2 / 3 ;1 / 3) associé à une machine
asynchrone avec commande en tension à U / f constant. Un prototype a été
construit ( BB 10003) dont la masse totale était supérieure à 91 tonnes.
- soit un onduleur de courant associé à une machine asynchrone. Ce
prototype correspondant développait une puissance de 5600 kW; le réglage de la
tension était obtenu par un hacheur et le réglage de la fréquence par un onduleur:
ce type de traction a été exploité dans les automotrices de réseau banlieue.
- soit un onduleur de tension GTO associé à une machine asynchrone.

B2b) Solution moteur synchrone

La solution retenue est celle de la machine synchrone alimentée par commutateur
de courant à partir d'une source continue ( cas de la machine synchrone
autopilotée). II y a deux réalisations: d'une part le T.G.V. Atlantique et d'autre
part la motrice dite << SybiC >>.

Pour le TGV Atlantique on est passé de i2 moteurs à courant continu (TGV sud-est )
à huit moteurs synchrones.

Les rames comportent dix voitures au lieu de huit et circulent à la vitesse
commerciale de 300 kilomètres par heure. Outre diverses améliorations
permettant d'abaisser les coûts d'entretien et d'économiser l'énergie par un
dispositif d'améliorer le cos(phi).

Le refroidissement ne se fait plus par ventilation naturelle mais par ventilation
forcée d'appoint sur les radiateurs, on utilise un agent de convection liquide
(fluogène bouillant ) l'équipement gagne en efficacité.

La suite ...

Mise à jour le lundi 10 avril 2023 à 18 h 45 - E-mail : thierry.lequeu@gmail.com
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