Brevet FR2932129A1 — publié le 20091211

Alimentation électrique pour chaîne de traction de véhicule ferroviaire La présente invention concerne un procédé d'alimentation électrique pour chaîne de traction de véhicule ferroviaire, et plus particulièrement pour une telle chaîne de traction agencée pour fonctionner soit sous alimentation continue, soit sous alimentation alternative, ladite chaîne de traction comprenant un transformateur pour son fonctionnement sous alimentation alternative et un hacheur de freinage, ledit transformateur possédant au moins un enroulement secondaire, pro-cédé comprenant la connexion, en fonctionnement sous alimentation continue, dudit enroulement secondaire comme self d'entrée de la chaîne de traction. Les chaînes de traction de véhicules ferroviaires sont généralement pré-vues pour fonctionner soit sous alimentation continue, typiquement de 1,5 kV ou 3 kV, soit sous alimentation alternative de 25 kV, 50 Hz ou de 15 kV, 162/3 Hz par exemple. Sous alimentation alternative, la chaîne de traction est alimentée par l'intermédiaire d'un transformateur doté généralement de plusieurs enroulements secondaires. Sous alimentation continue, la chaîne de traction doit comporter une self d'entrée. Il est connu d'utiliser pout cette self d'entrée, un ou plusieurs des enroulements secondaires du transformateur, inutilisé dans cette configuration. Cet agencement présente toutefois un inconvénient. En effet, une telle self d'entrée est très fortement non linéaire en conséquence de la non saturation du circuit magnétique du transformateur, tout particulièrement lorsqu'il s'agit d'un transformateur à colonne. Or, une telle self d'entrée non linéaire peut détériorer le fonctionnement des convertisseurs de traction. Cette difficulté est actuellement corrigée en saturant le circuit magnétique par l'adjonction d'un enroulement sup- plémentaire en court-circuit. Mais cette solution n'est elle-même pas totalement satisfaisante puisqu'elle ajoute des masses et des coûts au véhicule. La présente invention vise à palier ces inconvénients. Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir une chaîne de traction de véhicule ferroviaire qui ne présente pas de self d'entrée non linéaire, mais sensiblement sans ajouter de composants supplémentaires. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé d'alimentation électrique pour chaîne de traction de véhicule ferroviaire agencée pour fonctionner soit sous alimentation continue, soit sous alimentation alternative, ladite chaîne de traction comprenant un transformateur pour son fonctionnement sous alimentation alternative et un hacheur de freinage, ledit transformateur possédant au moins un enroulement secondaire, procédé comprenant la connexion, en fonctionnement sous alimentation continue, dudit enroulement secondaire comme self d'entrée de la chaîne de traction, caractérisé par le fait qu'il comprend la détermination du courant traversant ledit enroulement secondaire lorsqu'il est connecté comme self d'entrée de la chaîne de traction, et la commande du hacheur de freinage pour assurer dans ledit enroulement secondaire un courant minimum supérieur au courant de saturation de la self d'entrée. L'invention a également pour objet une chaîne de traction de véhicule ferroviaire agencée pour fonctionner soit sous alimentation continue, soit sous alimentation alternative, ladite chaîne de traction comprenant un transformateur pour son fonctionnement sous alimentation alternative, un hacheur de freinage, et des moyens de commande pour ledit hacheur, ledit transformateur possédant au moins un enroulement secondaire susceptible d'être utilisé, en fonctionnement sous alimentation continue, comme self d'entrée de la chaîne de traction, ladite chaîne de freinage comprenant des moyens de détermination du courant traversant ledit enroulement secondaire lorsqu'il est connecté comme self d'entrée de la chaîne de traction, et lesdits moyens de commande du hacheur de freinage étant agencés pour assurer dans ledit enroulement secondaire un courant minimum supérieur au courant de saturation de la self d'entrée. L'invention a également pour objet un véhicule ferroviaire, comprenant une chaîne de traction telle que décrite ci-dessus. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisa- tion particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma du système d'alimentation électrique d'une chaîne de traction pour véhicule ferroviaire selon l'invention ; et la figure 2 illustre la variation de l'inductance d'un enroulement se- condaire d'un transformateur à colonne en fonction du courant qui le tra- verse. On voit à la figure 1 un système d'alimentation fonctionnant ici sous courant continu à partir d'une caténaire 1. Le courant est capté par un pantographe 2. Il traverse une self d'entrée 3 et est mesuré par un capteur de courant 4. Des capacités d'entrée 5 sont ensuite disposées en parallèle avec les convertisseurs de traction et auxiliaire 6, et avec le rhéostat de freinage 7. Le rhéostat de freinage (ou hacheur de freinage) 7 est réalisé de façon connue à l'aide d'un interrupteur électronique 8 en série avec une résistance 9, une diode 10 étant connectée en parallèle sur la résistance 9. L'interrupteur 8 est commandé par une électronique de commande 11 en fonction du courant mesu- ré i. Le courant moy traversant le rhéostat 7 est modulé en largeur d'impulsion par l'interrupteur 8 de sorte que la résistance équivalente au rhéostat vue du bus continu 12 est égale à R/a où R est la valeur de la résistance 9 et a est le rapport cyclique. La self 3 est ici constituée par un enroulement secondaire du transformateur d'entrée utilisé sous alimentation alternative, et donc ici non utilisé. La figure 2 montre la variation de l'inductance L de la self 2 en fonction du courant i qui la traverse. On constate que cette inductance varie d'une valeur élevée Lma pour un courant nul (typiquement quelque Henrys) à une valeur faible Lmin sensiblement constante (typiquement quelques dizaines de milli henrys) pour un courant supérieur à une valeur minimale imin. De telles variations étant dangereuses pour le convertisseur, on commande l'interrupteur 8 de manière que le courant i reste toujours supérieur à imin. A cet effet, on déduit le courant ioo,w dans le convertisseur du courant mesuré i, ce qui donne le courant moyen imoy dans le rhéostat et donc a. REVENDICATIONS1. Procédé d'alimentation électrique pour chaîne de traction de véhicule ferroviaire agencée pour fonctionner soit sous alimentation continue, soit sous alimentation alternative, ladite chaîne de traction comprenant un transformateur pour son fonctionnement sous alimentation alternative et un hacheur de freinage (7), ledit transformateur possédant au moins un enroulement secondaire, procédé comprenant la connexion, en fonctionnement sous alimentation continue, dudit enroulement secondaire comme self d'entrée (3) de la chaîne de traction, caractérisé par le fait qu'il comprend la détermination du courant traversant ledit enroule- ment secondaire lorsqu'il est connecté comme self d'entrée de la chaîne de traction, et la commande du hacheur de freinage pour assurer dans ledit enroulement secondaire un courant minimum supérieur au courant de saturation de la self d'entrée. 2. Chaîne de traction de véhicule ferroviaire agencée pour fonctionner soit sous alimentation continue, soit sous alimentation alternative, ladite chaîne de traction comprenant un transformateur pour son fonctionnement sous alimentation alternative, un hacheur de freinage (7), et des moyens de commande (11) pour ledit hacheur, ledit transformateur possédant au moins un enroulement secondaire susceptible d'être utilisé, en fonctionnement sous alimentation continue, comme self d'entrée (3) de la chaîne de traction, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (4) de détermination du courant traversant ledit enroulement secondaire lorsqu'il est connecté comme self d'entrée de la chaîne de traction, et que lesdits moyens de commande du hacheur de freinage sont agencés pour assurer dans ledit enroulement secondaire un courant minimum supérieur au cou- rant de saturation de la self d'entrée. 3. Véhicule ferroviaire, caractérisé par le fait qu'il comprend une chaîne de traction selon la revendication 2.