Jusqu'à ces dernières années, les engins de traction à courant continu ont présenté, à de très rares exceptions près (locomotives de manoeuvre à groupe tournant), le même schéma de principe. Le démarrage s'effectue par élimination de résistances, le réglage de vitesse s'obtient, d'une part par couplage des moteurs de traction en série, série-parallèle ou parallèle et d'autre part, par réglage du champ des moteurs de traction. La locomotive ou automotrice à courant continu a surtout évolué par ses composants (moteurs de traction, appareillage). L'apparition de thyristors de caractéristiques convenables a permis de changer complètement la physionomie de la locomotive à courant continu et les avantages apportés sont même beaucoup plus substantiels que dans le cas de la traction à courant monophasé. les traditionnels rhéostats de démarrage et dispositifs de changement de couplage n'existent plus. Les énormes appels d'intensité au démarrage disparaissent. La locomotive présente alors un réglage de tension absolument continu et l'intensité captée en ligne varie proportionnellement à la puissance à la jante effectivement développée. Nous allons examiner les montages à thyristors qui permettent d'assurer les diverses fonctions :
Le premier mode de réglage, à fréquence variable, peut être utilisé sans inconvenient pour des hacheurs auxiliaires de faible puissance.
En cas de défaut sur le moteur de traction, la protection intervient de façon ultra-rapide par extincttion et blocage des hacheurs correspondants. La protection est complétée par l'utilisation d'un disjoncteur ultra-rapide que nous avons récemment développé. Excitation séparéeLa possibilité d'une intervention rapide sur le réglage de tension permet d'envisager également l'utilisation de moteurs de traction à excitation séparée.
Les réalisationsNous citerons en premier lieu les réalisations expérimentales, d'abord timides, qui nous ont permis de nous familiariser avec ce
type de convertisseur alimenté en 1500 V. Il s'agissait de dispositifs de charge batterie de locomotive
ou de régulation de tension d'alimentation de groupes moteurs-ventilateurs
de moteurs de traction.
Depuis 1968, deux vétustes automotrices (Z4001 et Z4002 - photo 25)sont équipées d'un hacheur simple 400 kW. Elles circulent chaque jour entre Brétigny et Dourdan. Grāce à elles, nous avons pu expérimenter également le freinage rhéostatique, le freinage à récupération, la marche à hacheurs entrelacés, et même un réglage de champ à transistor. Plus récemment en 1970, nous avons expérimenté, dans la caisse d'un ancien fourgon automoteur Z4203 (figure 26) un dispositif de hacheur à vernier, dont le schéma est donné à la figure 27. Enfin, nous nous proposons d'expérimenter prochainement un hacheur de 1000 kW monté dans la caisse d'une ancienne locomotive BB1 à 80 (BB17). Matériel en serviceBien qu'il s'agisse d'équipements de puissance relativement modeste (20 kW), il convient de souligner que nous disposons sur toutes nos CC 6500 et 21000, locomotive de grande puissance (6000 kW), de groupes convertisseurs statiques (avec trabnsformateur d'isolement) dont le schéma de principe est donné à la figure 28.
![]() La mise sous tension du primaire est pilotée à fréquence fixe et les trois secondaires du transformateur permettent d'assurer respectivement :
Nous avons évoqué précédemment le succès de l'expérimentation, depuis plus de 2 ans, de deux hacheurs de 400 kW sur les automotrices Z4001 et Z4002. Devant des résultats aussi encourageants, nous avons décidé de réaliser un hacheur de puissance notable par multiplication des hacheurs unitaires. Aussi avons-nous fait réalisé un bloc hacheur comprenant 2 ensembles capables chacun d'une puissance de 2850 kW en réglage continu. Chaque ensemble se compose de trois hacheurs entrelacés et peut débiter au démarrage dans le circuit moteur une intensité de 2600 A. A pleine ouverture, donc pour 1500 V aux bornes de la charge, chaque ensemble peut débiter 1900 A de façon permanente. Cet ensemble est capable d'une puissance de 5700 kW. Ce blocdont la construction a été terminée fin 1970 est en cours de montage et cāblage dans une caisse de ocomotive désaffectée (ex CC 20002, mais capable toutefois de rouler à grande vitesse. Cet engin sera utilisé comme "générateur " pour alimenter une locomotive de grande puissance (BB 9200) par l'intermédiaire d'un jeu de cābles sur la toiture. Le fonctionnement et les performances d'un demi-bloc (2850 kW) ont été entièrement vérifiés à notre Laboratoire Electrotechnique de VITRY, dans le courant de l'année 1970. La mise en service et les essais de l'ensemble CC 20002 et BB9200 sont prévus pour mai 1971. ![]() De ce tour d'horizon sur les applications des thyristors en traction électrique, il apparaît que, quel que soit le type d'engin à courant monophasé ou à courant continu, les fonctions fondamentales (réglages de tension, réglage de champ, freinage) seront remplies désormais par des ensembles à thyristors. Non seulement ces ensembles présentent d'incomparables qualités de souplesse pour la commande d'une locomotive ou automotrice, mais ils permettent encore l'introduction de l'automatisme à bord des engins moteurs. |