REALISATIONS PRATIQUES DES ENSEMBLES REDRESSEURS

Nous citerons pour mémoire, nos expérimentations d'application des thyristors en ce qui concerne :

• le réglage de tension (atomotrices Z 6004, Z 6008, Z 8001, 8002, locomotive BB 16685)
• le réglage de champ (automotrice Z 6009)
• le freinage par récupération (locomotives BB 20006 et 16685)

Les diodes et thyristors se présentent sous deux formes :

• la cellule à tresse, dite "ordinaire" ou "bouchon", qui se visse ou se fixe par plaque de serrage et boulons sur radiateur unique
• la cellule en forme de palet, dite "double face", qui s'enserre entre deux radiateurs, ce qui améliore l'évacuation calorifique et confère à la cellule des performances en intensité plus élevées.

Dans le cas de cellules doubles face, si le schéma le rend souhaitable, on peut constituer des ensembles de deux cellules avec leurs radiateurs. Cette disposition pour deux thyristors est utilisée sur les CC 21000 et les BB 15000 (photographie ci-contre) dont chaque bras de pont est constitué de 2 cellules en série (voir fig 42 page BB15000). Sur les locomotives, les cellules et leur radiateurs sont rassemblés en un ou deux blocs parallélepipédiques, cylindriques ou semi-cylindriques qui peuvent avoir leur ventilation propre ou en commun avec d'autres organes de la locomotives. Ainsi sur les BB 25500 et 17000, les deux ponts redresseurs (un par moteur) se présentent sous forme d'armoires grillagées disposées à l'aspiration des ventilateurs des moteurs de traction (figure 18a). Des dispositions procédant de la même organisation sont en usage sur des locomotives étrangères, en particulier allemandes et suédoises, où les redresseurs sont disposés dans une sorte de cheminée aspirant au niveau de la toiture l'air destiné au refroidissement des moteurs de traction.

BLOC REDRESSEUR DES BB 25500 2 armoires identiques par locomotive; refroidissement par groupes moto-ventilateurs des moteurs de traction	BLOC REDRESSEUR SEMI-CYLINDRIQUE DES BB 25100 2 blocs identiques par locomotives

Sur nos locomotives BB 25100 - 25150 et 25200, les deux blocs redresseurs semi-cylindrique (fig 18b) renferment chacun un ventilateur; mais l'air aspiré à travers les radiateurs des diodes est refoulé à la base du bloc vers le radiateur d'huile du transformateur.

Les cellules du type double face, aux performances très élevées et donc peu nombreuses, rendent possibles des réalisations très compactes, qui permettent de s'affranchir d'un bloc spécial aux redresseurs. Ainsi, dans les locomotives BB 15000, les éléments redresseurs, constitués chacun de deux cellules avec leurs radiateurs, sont logés dans deux compartiments du bloc central de la locomotive, qui renferme par ailleurs tout l'appareillage électrique. Les deux ventilateurs sont communs aux redresseurs et résistances utilisées en freinage électrique (pour la stabilisation en freinage par récupération, comme rhéostat en freinage rhéostatique de secours).
Les barres de connexion jouent en même temps le rôle de supports.

Pour les automotrices dont les ponts redresseurs sont dimensionnés pour une puissance moindre que sur les locomotives, nous avons mis à profit la place dont on dispose sur la toiture pour adopter la ventilation naturelle des redresseurs. Expérimentée sur l'automotrice Z 6009, cette disposition a été appliquée aux automotrices de la série Z 6100 à diodes ou à pont mixte (Z 6150 à 6185).

Dans tous les cas, les cellules sont dotées chacune de l'usuel dispositif R - RC de protection individuelle. De plus, chaque pont est protégé globalement contre les surtensions d'origines diverses (coup de foudre, manoevre de disjoncteur) par d'autres dispositifs résistance-capacités qui sont généralement branchés directement aux bornes secondaires du transformateur. Comme particularité intéressante, signalons que pour les thyristors, nous généralisons l'emploi de transformateurs d'impulsions individuels logés dans les mêmes blocs moulés que les éléments RC connectés aux bornes même des cellules. Cette disposition a un double avantage :

• elle évite la réalisation de transformateurs complexes dont les secondaires multiples doivent présenter un fort isolement et des réactances identiques, ce qui conduit à réaliser les bobinages sur un circuit magnétique torique
• elle réduit la filerie entre le système générateur d'impulsion et le pont à thyristors. Cette filerie peut alors être réalisée de manière plus robuste et âtre plus facilement protégée contre les parasites.

Ces locomotives bi-courant d'une puissance de 6000 kW, en service depuis juillet 1969, sont équipées de deux ponts mixtes assurant sous monophasé le réglage de tension de chacun des moteurs de traction doubles. La figuer 19 donne le schéma et la composition de chacun des ponts mixtes.

Figure 19 : Schéma et composition d'un pont redresseur de locomotive CC 21000 (2 ponts par locomotives)

Figure 20 : bloc redresseur pour un moteur double. Vue intérieure	Figure 21 : armoire de commande d'un pont CC 21001

La figure 20 montre le montage de ces ensembles dont la disposition a été imposée par les impératifs d'installation. Les diodes et thyristors de type "pressé double-face" sont montés en panneaux et portes verticales ce qui permet un accès aisé aux divers composants. Le système d'allumage des bras à thyristors de chaque ensemble est disposé dans une armoire qui lui est accolée (figure 21).

La ventilation est assurée par un ventilateur hélicoïde à axe horizontal qui aspire au travers des radiateurs des semi-conducteurs.

Cette série de 29 automotrices monophasées en service depuis 1969 est équipée d'un réglage de tension par graduateur classique et pont à diodes. Le réglage de champ est assuré par un ensemble de thyristors montés suivant le schéma donné par la figure 6 de la note DETE58215.

Cette série de 36 automotrices de 800 kW environ de puissance nominale dont les premiers élements ont été mis en service début 1971, constitue un domaine d'application généralisée dse thyristors car ils assurent toutes les fonctions de traction : le réglage de tension et le réglage de champ. Le schéma et la composition des ensembles thyristors de ces automotrices sont donnés à la figure 22.

Figure 22 : Schéma et composition d'un pont redresseur des automotrices Z 6150 à 6185

Les photographies de la figure 23 montrent leur disposition. Les semi-conducteurs sont montés sur chassis horizontaux placés sur le toit de l'automotrice. Ces ensembles sont protégés par un capot en tôle d'acier inoxydable dont les persiennes et écrans, convenablement disposés, permettent d'assurer une ventilation très efficace par le déplacement du véhicule. Les dispositifs de commande des thyristors sont groupés dans une armoire installée dans l'automotrice et pilotent les transformateurs d'impulsion montés au droit de chaque thyristor.

Les locomotives BB 15001 à 15015
Nous sommes en 1971...

La livraison des premières unités de cette série de 15 locomotives de 4400 kW est imminente et la plus grande partie des essais de mise au point vient d'être réalisé en notre Laboratoire électrotechnique de VITRY sur SEINE. Ces locomotives comportent deux moteurs de traction d'une puissance de 2200 kW (1500 V - 1550 A). L'intensité au démarrage, à faible vitesse atteint 2600 A.