Brevet FR3051300A1 — publié le 20171117

Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique La présente invention concerne un véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique du type comprenant : - une première et une seconde voitures comprenant chacune une caisse, - un hacheur de puissance porté par la première voiture, - un rhéostat porté par la seconde voiture, - des moyens de connexion électrique entre le hacheur de puissance et le rhéostat, - et des moyens de protection en mode commun. Le freinage électrodynamique dans un véhicule à moteur électrique est assuré, pendant la plage de freinage, par la connexion du moteur électrique, agissant en génératrice, à un frein rhéostatique. Celui-ci dissipe en chaleur dans des résistances une partie de l'énergie cinétique du véhicule en phase de freinage, transformée en énergie électrique. Dans un véhicule ferroviaire comportant plusieurs voitures, le coffre de traction et le frein rhéostatique peuvent être situés dans des voitures successives, de sorte qu'une connexion électrique assure leur liaison au passage entre deux voitures. La liaison entre le coffre de traction et le frein rhéostatique est généralement assurée par des câbles blindés, dont le blindage est raccordé à ses extrémités à une masse du coffre de traction et à une masse du frein rhéostatique. Ainsi, le blindage évite le rayonnement électromagnétique des câbles. Un des problèmes techniques qui se pose est la dégradation de la connexion du blindage des câbles aux masses. En effet, lors de leur utilisation, de tels câbles blindés se dégradent par usure mécanique et par corrosion. Le blindage des câbles n'est alors plus connecté à la masse à ses deux extrémités et la protection électromagnétique perd ainsi son efficacité dès lors que les courants de mode commun ne se rebouclent plus par le blindage des câbles. Comme le coffre de traction et les résistances rhéostatiques ne sont pas localisés sur la même voiture, la zone située entre les deux véhicules est alors soumise à un champ magnétique d'une intensité incompatible avec les normes de protection requises. Or, cette zone est, dans la plupart des tramways par exemple, un couloir de passage permettant une intercirculation intégrale entre les voitures de la rame. Ce défaut expose donc dangereusement le passager aux radiations d'un champ électromagnétique mettant en jeu sa sécurité. 3051300 2 Le but de l'invention est de fournir un véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique améliorant la durée de vie de la connexion entre le coffre de traction et le frein rhéostatique. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule ferroviaire à freinage 5 électrodynamique du type précité dans lequel les moyens de connexion électrique entre le hacheur de puissance et le rhéostat comprennent au moins un conducteur électrique de phase et les moyens de protection en mode commun comprennent au moins un conducteur électrique d'accompagnement de masse cheminant le long du ou de chaque conducteur électrique de phase, chaque conducteur électrique d'accompagnement de 10 masse comprenant deux extrémités reliées électriquement respectivement à une masse du hacheur de puissance et à une masse du rhéostat . Suivant des modes particuliers de réalisation, l'invention présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : 15 - la première voiture comprend un coffre de traction intégrant le hacheur de puissance et la deuxième voiture comprend un bâti métallique supportant le rhéostat, et en ce que le coffre de traction et le bâti métallique sont reliés électriquement à la caisse de la voiture les portant, - chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse relie les caisses 20 des première et deuxième voitures, - la première voiture comprend un coffre de traction intégrant le hacheur de puissance et la deuxième voiture comprend un bâti métallique supportant le rhéostat, et en ce que chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse relie le coffre de traction au bâti métallique qui forment chacun une masse, 25 - chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est une tresse métallique ou un câble électrique, - la distance séparant chaque conducteur électrique de phase de chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est inférieure à 1 m, de préférence à 50 cm, 30 - chaque conducteur électrique de phase et chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse forment un faisceau, - chaque conducteur électrique de phase comprend au moins un câble constitué d'une âme conductrice recouverte d'une gaine isolante, - chaque conducteur électrique de phase est dépourvu de blindage électriquement conducteur, 3051300 3 - le véhicule ferroviaire est un tramway. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : 5 - la figure 1 est une vue de dessus d'une rame de tramway selon l'invention équipée d'un dispositif de freinage électrodynamique selon l'invention; et - la figure 2 est une représentation schématique des moyens de connexion et des moyens de protection en mode commun du dispositif de freinage électrodynamique de la figure 1, selon un premier mode de réalisation de l'invention. 10 Le véhicule 10 de la figure 1 est une rame de tramway comportant plusieurs voitures 12 successives et articulées les unes aux autres. Les voitures comprennent une caisse 14 portée par des roues. Les voitures motrices comportent un moteur électrique (non représenté) propre à assurer la mise en mouvement du véhicule. Le moteur est relié pour son alimentation à un 15 hacheur de puissance 16 contenu dans un coffre de traction 18 implanté en toiture, par exemple, dans la même voiture que celle du moteur. Le hacheur de puissance 16 est propre à faire varier la vitesse du moteur qui met en mouvement la voiture de la rame. Le hacheur de puissance 16 possède une masse formée par le coffre de traction 20 18. Par masse on entend notamment masse électrique. Le coffre de traction 18 est avantageusement relié électriquement à la caisse 14 de la voiture portant le coffre de traction 18. Un rhéostat 20 est installé sur un bâti métallique 22 fixé en toiture sur la voiture adjacente à la voiture comportant le coffre de traction 18. 25 Le rhéostat 20 possède également une masse formée par le bâti métallique 22. Le bâti métallique 22 est avantageusement relié électriquement à la caisse 14 de la voiture portant le bâti métallique 22. Le rhéostat 20 est relié électriquement au hacheur de puissance 16 pour dissiper en chaleur l'énergie électrique produite par le moteur en phase de freinage. 30 Comme illustré par la figure 2, le dispositif de freinage électrodynamique comporte des moyens 24 de connexion entre le hacheur de puissance 16 et le rhéostat 20. Les moyens de connexion 24 sont des conducteurs électriques de phase 26. Ils sont, par exemple, formés d'un ou plusieurs câbles électriques constitués chacun d'une âme conductrice recouverte d'une gaine isolante. La liaison est assurée par un nombre de 35 câbles compris entre 1 et 5 et avantageusement égal à 4. 3051300 4 Les conducteurs électriques de phase 26 sont dépourvus de blindage électriquement conducteur. Le dispositif de freinage électrodynamique comporte également des moyens de protection en mode commun 28 dont le but est d'améliorer les performances de 5 compatibilité électromagnétique (CEM) des moyens de connexion 24 en assurant l'équipotentialité des éléments constitutifs du dispositif de freinage. Les moyens de protection en mode commun 28 sont constitués d'un ou plusieurs conducteurs électriques d'accompagnement de masse cheminant à proximité des conducteurs électriques de phase 26. 10 Chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est dépourvu de blindage électriquement conducteur. Chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est, par exemple, une tresse métallique ou un câble électrique. Dans le premier mode de réalisation de l'invention présenté à la figure 2, chaque 15 conducteur électrique d'accompagnement de masse relie la masse du hacheur de puissance à la masse du rhéostat, c'est-à-dire qu'il relie notamment le coffre de traction 18 au bâti métallique 22. En d'autres termes chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse relie la masse électrique du hacheur de puissance à la masse électrique du rhéostat. 20 Dans le premier mode de réalisation de l'invention, chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est connecté par une extrémité sur le coffre de traction 18 contenant le hacheur de puissance 16 et par l'autre extrémité au bâti métallique 22 supportant le rhéostat 20. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, non représenté sur les 25 figures et globalement identique au premier mode de réalisation, chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est connecté par une extrémité sur la caisse 14 de la voiture portant le coffre de traction 18 et par l'autre extrémité sur la caisse 14 de la voiture portant le bâti métallique 22 et assure un pontage électrique entre les caisses 14. Dans le deuxième mode de réalisation, le coffre de traction 18 est 30 avantageusement relié électriquement à la caisse 14 de la voiture portant le coffre de traction 18 et le bâti métallique 22 est avantageusement relié électriquement à la caisse 14 de la voiture portant le bâti métallique 22. Dans les deux modes de réalisation, chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse chemine le plus près possible des conducteurs électriques 35 de phase 26 et avantageusement sur toute la longueur des conducteurs électriques de 3051300 5 phase. Avantageusement, les conducteurs électriques d'accompagnement de masse et les conducteurs électriques de phases forment un faisceau entre les caisses 14. Avantageusement, les conducteurs électriques de phase 26 et les conducteurs d'accompagnement de masse 28 sont positionné à une hauteur supérieure à 80%, de 5 préférence supérieure à 90% de la hauteur des caisses 14. Avantageusement encore, la distance séparant les conducteurs 26 des conducteurs d'accompagnement de masse 28 est inférieure à 1 mètre, de préférence à 50 cm et de préférence encore à 20 cm. La présence proche des conducteurs de phase 26 et des conducteurs 10 d'accompagnement de masse permet d'assurer l'efficacité de la protection CEM et éviter le retour des modes communs par le plancher du tramway. REVENDICATIONS1. Véhicule ferroviaire (10) à freinage électrodynamique comprenant : - une première et une seconde voitures (12) comprenant chacune une caisse (14), - un hacheur de puissance (16) porté par la première voiture (12), - un rhéostat (20) porté par la seconde voiture (12), - des moyens de connexion électrique (24) entre le hacheur de puissance (16) et le rhéostat (20), - et des moyens de protection en mode commun (28), caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique entre le hacheur de puissance (16) et le rhéostat (20) comprennent au moins un conducteur électrique de phase (26) et les moyens de protection en mode commun comprennent au moins un conducteur électrique d'accompagnement de masse cheminant le long du ou de chaque conducteur électrique de phase (26), chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse comprenant deux extrémités reliées électriquement respectivement à une masse du hacheur de puissance (16) et à une masse du rhéostat (20). 2. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première voiture comprend un coffre de traction (18) intégrant le hacheur de puissance (16) et la deuxième voiture comprend un bâti métallique (22) supportant le rhéostat (20), et en ce que le coffre de traction (18) et le bâti métallique (22) sont reliés électriquement à la caisse (14) de la voiture les portant. 3. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse relie les caisses (14) des première et deuxième voitures. 4. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première voiture comprend un coffre de traction (18) intégrant le hacheur de puissance (16) et la deuxième voiture comprend un bâti métallique (22) supportant le rhéostat (20), et en ce que chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse relie le coffre de traction (18) au bâti métallique (22) qui forment chacun une masse. 3051300 7 5. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est une tresse métallique ou un câble électrique. 5 6. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance séparant chaque conducteur électrique de phase (26) de chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse est inférieure à 1 m, de préférence à 50 cm. 10 7. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon la revendication 6 caractérisé en ce que chaque conducteur électrique de phase (26) et chaque conducteur électrique d'accompagnement de masse forment un faisceau. 8. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque conducteur électrique de phase (26) comprend au moins un câble constitué d'une âme conductrice recouverte d'une gaine isolante. 9. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque conducteur électrique de phase (26) est dépourvu de blindage électriquement conducteur. 10. Véhicule ferroviaire à freinage électrodynamique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le véhicule ferroviaire est un tramway. 25