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Le courant continu

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Le courant continu

Message par pat le Ven 11 Sep 2009 - 13:26

Locomotives utilisant le courant continu 1500 volts
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Les machines à courant continu possèdent un circuit traction plus complexe que celui des cousines circulant sous monophasé. Les équipements sont également plus diversifiés car ces machines sont de loin les plus anciennes et ils existe plusieurs systèmes de commande.
En outre, avec l'apparition de l'électronique de puissance, il est apparu une nouvelle race de locomotives à courant continu, totalement différentes de leurs ainées à la fois dans leur conception et dans leur utilisation.
Locomotives à rhéostat
Le problème du courant continu est surtout qu'on ne peut pas le faire varier dans un transformateur comme le courant monophasé. Il faut avoir recours à des montages qui divisent la tension, et à des résistances en série qui dissipent l'énergie en chaleur.
Si nous prenons l'exemple d'une machine à 4 moteurs, il est bien évident qu'on ne peut pas placer directement ces moteurs sous la tension maximum. Pour des raisons trop longues à expliquer ici, cela équivaudrait à placer la caténaire en court-circuit. C'est le genre de truc qui fait beaucoup de lumière, et beaucoup de bruit !
On connecte donc ces 4 moteurs et leurs rhéostats en série, de façon à avoir la résistance maximum dans le circuit, et donc l'intensité minimum acceptable puisque U=RI.
La mise en vitesse s'obtient en éliminant les résistances 1 à 1 gràce a des contacteurs de résistances (CR).Lorsque toutes les résistances sont éliminées, on arrive à la position "plein champ" du couplage. Cette expression plein champ signifie que nous avons la totalité des inducteurs en service. J'y reviendrais plus loin.
A la fin de ce couplage, nous effectuons une transition vers le couplage supérieur. Avec 4 moteurs, nous disposons du couplage "série-parallèle". Avec deux moteurs, nous passerions directement en parallèle.
Voici un couplage série-parallèle...



Et voici un couplage parallèle.



Bien entendu, au début de chaque couplage, le rhéostat est réinséré, et on élimine les résistances une par une à chaque fois. C'est cette opération qu'on appelle "monter les crans". Sur les machines anciennes, cette expression n'était pas qu'une image, car le manipulateur en bronze du pupitre avait véritablement les crans de chaque position. Les manipulateurs à impulsions d'aujourd'hui paraissent bien dérisoires à côté d'eux !

Le shuntage

Les moyens que nous venons de voir concernent la mise en vitesse. Mais on ne fait pas des trains en restant sur les résistances, parce qu'elles sont fragiles d'une part, et qu'il faut les refroidir, et parce que c'est de l'énergie perdue d'autre part.

Pour maintenir une vitesse stabilisée, le conducteur doit choisir un des couplages ci-dessus, et régler ensuite le champ magnétique des inducteurs des moteurs de traction. Il utilise à cette fin les crans de shuntage, qui augmentent l'intensité et donc le champ magnétique des inducteurs.

Pour faire varier cette intensité, on diminue la résistance des inducteurs soit en diminuant le nombre de spires, soit en couplant des résistances en parallèle avec celui-ci.
C'est ce dernier procédé qui est employé dans le circuit moteur des Z2, représenté ci-contre.

Par ailleurs, vous pouvez voir qu'il s'agit ici de moteur à 750 volts, qui sont couplés deux par deux. Le couplage maximum ne peut-être ici que série-parallèle.





Les locomotives à hacheur de courant


Depuis un certain nombre d'années, on n'utilise plus les rhéostats dans la conception des machines à courant continu, mais les hacheurs. Ce système électronique découpe simplement la tension en impulsions, et le fait d'envoyer ces impulsions plus ou moins rapprochées fait varier la tension efficace.
Pour cette conception, il a fallu attendre qu'on sache faire des composants électroniques (des thyristors dans ce cas) capables de supporter de grosses intensités.
La première locomotive à bénéficier de ce système a été la 7200, dont le circuit est schématisé ci-contre.
Par contre, ce hacheur provoque une oscillation parasite dans la caténaire et dans la voie, qui n'était pas du goût des installations de signalisation. La machine a donc été équipée d'un filtre qui a tendance à aplanir ces oscillations parasites. Il s'agit en fait d'un gros condensateur, que l'on appelle aussi capacité.

Voir la page "les thyristors", construite par A.Mirand, pour plus de détails.

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Re: Le courant continu

Message par Thomas le Ven 11 Sep 2009 - 15:47

Merci beaucoup pour ses informations très intéressante !!

Par contre il manque les schémas et photos !!

Thomas
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