CA2750092C - Locomotive diesel-electrique - Google Patents
Locomotive diesel-electrique Download PDFInfo
- Publication number
- CA2750092C CA2750092C CA2750092A CA2750092A CA2750092C CA 2750092 C CA2750092 C CA 2750092C CA 2750092 A CA2750092 A CA 2750092A CA 2750092 A CA2750092 A CA 2750092A CA 2750092 C CA2750092 C CA 2750092C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- inverter
- traction
- diesel
- bus
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/006—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to power outlets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/13—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and AC motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/40—Electrical machine applications
- B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
La locomotive diesel-électrique (10) comporte : - un moteur diesel (12), - un alternateur (20) accouplé mécaniquement pour son entraînement au moteur diesel (12) et relié en sortie à un bus à courant continu (26) au travers d'un redresseur (22), - au moins un moteur électrique de traction (14) relié au bus (26) au travers d'un onduleur de traction (34), - au moins un équipement auxiliaire (16, 18) à alimentation électrique, alimenté depuis le moteur diesel (12). Elle comporte, pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire (16, 18), une chaîne (80) de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à courant continu (26).
Description
Locomotive diesel-électrique La présente invention concerne une locomotive diesel-électrique du type comportant:
- un moteur diesel, - un alternateur accouplé mécaniquement pour son entraînement au moteur diesel et relié en sortie à un bus à courant continu au travers d'un redresseur, - au moins un moteur électrique de traction relié au bus au travers d'un onduleur de traction, - au moins un équipement auxiliaire à alimentation électrique, alimenté
depuis le moteur diesel, - pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire, une chaîne de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à courant continu, laquelle chaîne de mise en forme du courant comporte un onduleur auxiliaire dont la sortie est connectée à l'entrée d'un transformateur élévateur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commutation de secours propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant à la sortie d'un onduleur de traction et l'onduleur de traction comporte des moyens de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire.
Le terme locomotive diesel-électrique désigne une locomotive dont la propulsion est assurée par plusieurs moteurs électriques, l'énergie électrique alimentant les moteurs étant fournie par un moteur diesel alimenté en fuel lourd et entraînant un alternateur.
Dans de telles locomotives, l'alternateur alimente au travers d'un redresseur un bus de courant continu auquel sont connectés les différents moteurs électriques de traction de la locomotive par l'intermédiaire d'onduleurs.
La locomotive comporte par ailleurs des équipements auxiliaires, tels que des ventilateurs de refroidissement ou des compresseurs qui, suivant le cas, sont soit reliés mécaniquement directement à l'arbre du moteur diesel, soit alimentés depuis un alternateur qui leur est propre, cet alternateur étant entraîné par le moteur diesel.
Dans les deux cas, la vitesse de fonctionnement des équipements auxiliaires est directement liée à la vitesse de rotation du moteur diesel.
En conséquence, afin de permettre un fonctionnement satisfaisant de ces équipements auxiliaires lors des phases de fonctionnement en freinage électrique de la locomotive ou d'arrêt de celle-ci, il est nécessaire de maintenir le moteur diesel à un régime suffisamment élevé. Ceci conduit à une consommation importante de fuel lourd la pour l'alimentation de la locomotive.
L'invention a pour but de proposer une locomotive diesel-électrique permettant de réduire la consommation en fuel.
A cet effet, l'invention a pour objet une locomotive diesel-électrique du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire, une chaîne de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à
courant continu.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la locomotive comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- un moteur diesel, - un alternateur accouplé mécaniquement pour son entraînement au moteur diesel et relié en sortie à un bus à courant continu au travers d'un redresseur, - au moins un moteur électrique de traction relié au bus au travers d'un onduleur de traction, - au moins un équipement auxiliaire à alimentation électrique, alimenté
depuis le moteur diesel, - pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire, une chaîne de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à courant continu, laquelle chaîne de mise en forme du courant comporte un onduleur auxiliaire dont la sortie est connectée à l'entrée d'un transformateur élévateur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commutation de secours propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant à la sortie d'un onduleur de traction et l'onduleur de traction comporte des moyens de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire.
Le terme locomotive diesel-électrique désigne une locomotive dont la propulsion est assurée par plusieurs moteurs électriques, l'énergie électrique alimentant les moteurs étant fournie par un moteur diesel alimenté en fuel lourd et entraînant un alternateur.
Dans de telles locomotives, l'alternateur alimente au travers d'un redresseur un bus de courant continu auquel sont connectés les différents moteurs électriques de traction de la locomotive par l'intermédiaire d'onduleurs.
La locomotive comporte par ailleurs des équipements auxiliaires, tels que des ventilateurs de refroidissement ou des compresseurs qui, suivant le cas, sont soit reliés mécaniquement directement à l'arbre du moteur diesel, soit alimentés depuis un alternateur qui leur est propre, cet alternateur étant entraîné par le moteur diesel.
Dans les deux cas, la vitesse de fonctionnement des équipements auxiliaires est directement liée à la vitesse de rotation du moteur diesel.
En conséquence, afin de permettre un fonctionnement satisfaisant de ces équipements auxiliaires lors des phases de fonctionnement en freinage électrique de la locomotive ou d'arrêt de celle-ci, il est nécessaire de maintenir le moteur diesel à un régime suffisamment élevé. Ceci conduit à une consommation importante de fuel lourd la pour l'alimentation de la locomotive.
L'invention a pour but de proposer une locomotive diesel-électrique permettant de réduire la consommation en fuel.
A cet effet, l'invention a pour objet une locomotive diesel-électrique du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire, une chaîne de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à
courant continu.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la locomotive comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
2 - la chaîne de mise en forme du courant comporte un onduleur auxiliaire dont la sortie est connectée à l'entrée d'un transformateur élévateur ;
- la locomotive comporte des moyens de commutation de secours propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant à la sortie d'un onduleur de traction et l'onduleur de traction comporte des moyens de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire ;
- les moyens de commutation de secours sont propres à relier l'entrée du transformateur élévateur à la sortie de l'onduleur de traction ;
- la locomotive comporte des moyens de commutation propres à assurer la déconnexion de l'onduleur auxiliaire de l'entrée du transformateur élévateur lorsque le transformateur élévateur est relié à l'onduleur de traction au travers des moyens de commutation de secours ; et - la locomotive comporte au moins un hacheur rhéostatique de freinage disposé
entre le bus à courant continu et le ou chaque onduleur de traction.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure unique qui est une vue schématique du circuit électrique d'une locomotive diesel-électrique selon l'invention.
La locomotive diesel-électrique 10 schématisée sur la figure comporte comme connu en soi un moteur diesel 12 alimenté par du fuel lourd et des moteurs électriques de traction 14, ici au nombre de six.
En outre, la locomotive comporte des équipements auxiliaires tels que par exemple un ventilateur 16 et un compresseur 18.
L'arbre de sortie du moteur 12 est relié mécaniquement à un alternateur 20 propre à produire un courant triphasé alimentant un redresseur 22 constitué d'un pont de diodes 22A. Les deux sorties du pont de diodes alimentent, en courant continu, un bus 26 dont la tension varie de 600V à 1800V en fonction de la vitesse de rotation du moteur diesel 12.
Un condensateur de lissage 28 avec une résistance 30 de décharge montée en parallèle est prévu entre les deux bornes de sortie du redresseur 22, ainsi qu'un capteur 32 de mesure de la tension aux bornes du bus continu 26.
Les moteurs de traction 14 sont chacun alimentés par un onduleur propre de traction 34 à IGBT. Chaque onduleur 34 est constitué de trois branches, chacune constituée de deux interrupteurs monodirectionnels 35 connectés en série. Ces trois branches sont reliées entre les deux entrées continues de l'onduleur. Les trois sorties pour le courant triphasé de l'onduleur sont prises entre les deux interrupteurs monodirectionnels 35 de chaque branche.
- la locomotive comporte des moyens de commutation de secours propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant à la sortie d'un onduleur de traction et l'onduleur de traction comporte des moyens de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire ;
- les moyens de commutation de secours sont propres à relier l'entrée du transformateur élévateur à la sortie de l'onduleur de traction ;
- la locomotive comporte des moyens de commutation propres à assurer la déconnexion de l'onduleur auxiliaire de l'entrée du transformateur élévateur lorsque le transformateur élévateur est relié à l'onduleur de traction au travers des moyens de commutation de secours ; et - la locomotive comporte au moins un hacheur rhéostatique de freinage disposé
entre le bus à courant continu et le ou chaque onduleur de traction.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure unique qui est une vue schématique du circuit électrique d'une locomotive diesel-électrique selon l'invention.
La locomotive diesel-électrique 10 schématisée sur la figure comporte comme connu en soi un moteur diesel 12 alimenté par du fuel lourd et des moteurs électriques de traction 14, ici au nombre de six.
En outre, la locomotive comporte des équipements auxiliaires tels que par exemple un ventilateur 16 et un compresseur 18.
L'arbre de sortie du moteur 12 est relié mécaniquement à un alternateur 20 propre à produire un courant triphasé alimentant un redresseur 22 constitué d'un pont de diodes 22A. Les deux sorties du pont de diodes alimentent, en courant continu, un bus 26 dont la tension varie de 600V à 1800V en fonction de la vitesse de rotation du moteur diesel 12.
Un condensateur de lissage 28 avec une résistance 30 de décharge montée en parallèle est prévu entre les deux bornes de sortie du redresseur 22, ainsi qu'un capteur 32 de mesure de la tension aux bornes du bus continu 26.
Les moteurs de traction 14 sont chacun alimentés par un onduleur propre de traction 34 à IGBT. Chaque onduleur 34 est constitué de trois branches, chacune constituée de deux interrupteurs monodirectionnels 35 connectés en série. Ces trois branches sont reliées entre les deux entrées continues de l'onduleur. Les trois sorties pour le courant triphasé de l'onduleur sont prises entre les deux interrupteurs monodirectionnels 35 de chaque branche.
3 Chaque interrupteur monodirectionnel est formé comme connu en soi d'un transistor IGBT et d'une diode montée en anti-parallèle.
Chaque onduleur 34 est équipé d'une unité de commande 36 propre à commander les interrupteurs monodirectionnels 35 suivant par exemple une loi de modulation à
largeur d'impulsions afin d'alimenter le moteur de traction associé 14 afin qu'il fournisse une puissance requise. Pour alléger le dessin, seules certaines unités de commande 36 sont illustrées.
Les entrées des onduleurs de traction 34 sont reliées en parallèle par trois au bus continu 26 par l'intermédiaire de deux branches d'alimentation 37 munies de deux interrupteurs de sectionnement 38, chacun monté en série avec une inductance de découplage 40 elle-même montée en parallèle d'une résistance 42.
Deux condensateurs 46 sont prévus en entrée des onduleurs de traction 34 d'un même groupe de moteurs.
En outre, pour chaque groupe de moteurs, un hacheur rhéostatique 50 propre à
assurer un freinage électrique est prévu entre les deux branches 37 du réseau d'alimentation.
Comme connu en soi, chaque hacheur 50 comporte, entre les deux branches d'alimentation 37, un ensemble de résistances de décharge 52 monté en parallèle d'une diode 54, et relié en série avec un interrupteur monodirectionnel 56. Cet interrupteur monodirectionnel est constitué d'un transistor IGBT monté en anti-parallèle avec une diode.
Le transistor IGBT est relié à un circuit de commandes 60 propre à appliquer une loi de commande permettant de commander l'énergie dissipée dans les résistances 52 lors du freinage de la locomotive, les onduleurs 34 étant alors pilotés depuis les unités 36 pour recevoir de l'énergie électrique des moteurs de traction 14.
Un capteur de tension 62 est prévu entre les deux branches d'alimentation 36.
Les équipements auxiliaires 16, 18 sont reliés au travers d'une chaîne d'alimentation 80 directement au bus continu 26. Cette chaîne comporte un convertisseur statique 82 constitué d'un onduleur auxiliaire à IGBT identique aux onduleurs de traction 34 comportant comme précédemment un condensateur de charge 84 associé en parallèle à une résistance de décharge 86.
Deux interrupteurs de sectionnement 86 relient l'onduleur au bus continu 26 au travers d'une inductance de découplage 88 montée en parallèle avec une résistance 90.
Un capteur de tension 92 est prévu à l'entrée de l'onduleur 82.
Chaque onduleur 34 est équipé d'une unité de commande 36 propre à commander les interrupteurs monodirectionnels 35 suivant par exemple une loi de modulation à
largeur d'impulsions afin d'alimenter le moteur de traction associé 14 afin qu'il fournisse une puissance requise. Pour alléger le dessin, seules certaines unités de commande 36 sont illustrées.
Les entrées des onduleurs de traction 34 sont reliées en parallèle par trois au bus continu 26 par l'intermédiaire de deux branches d'alimentation 37 munies de deux interrupteurs de sectionnement 38, chacun monté en série avec une inductance de découplage 40 elle-même montée en parallèle d'une résistance 42.
Deux condensateurs 46 sont prévus en entrée des onduleurs de traction 34 d'un même groupe de moteurs.
En outre, pour chaque groupe de moteurs, un hacheur rhéostatique 50 propre à
assurer un freinage électrique est prévu entre les deux branches 37 du réseau d'alimentation.
Comme connu en soi, chaque hacheur 50 comporte, entre les deux branches d'alimentation 37, un ensemble de résistances de décharge 52 monté en parallèle d'une diode 54, et relié en série avec un interrupteur monodirectionnel 56. Cet interrupteur monodirectionnel est constitué d'un transistor IGBT monté en anti-parallèle avec une diode.
Le transistor IGBT est relié à un circuit de commandes 60 propre à appliquer une loi de commande permettant de commander l'énergie dissipée dans les résistances 52 lors du freinage de la locomotive, les onduleurs 34 étant alors pilotés depuis les unités 36 pour recevoir de l'énergie électrique des moteurs de traction 14.
Un capteur de tension 62 est prévu entre les deux branches d'alimentation 36.
Les équipements auxiliaires 16, 18 sont reliés au travers d'une chaîne d'alimentation 80 directement au bus continu 26. Cette chaîne comporte un convertisseur statique 82 constitué d'un onduleur auxiliaire à IGBT identique aux onduleurs de traction 34 comportant comme précédemment un condensateur de charge 84 associé en parallèle à une résistance de décharge 86.
Deux interrupteurs de sectionnement 86 relient l'onduleur au bus continu 26 au travers d'une inductance de découplage 88 montée en parallèle avec une résistance 90.
Un capteur de tension 92 est prévu à l'entrée de l'onduleur 82.
4 La sortie de l'onduleur 82 est reliée à un transformateur élévateur 98 triphasé au travers d'un contacteur triphasé 100, Le transformateur élévateur 98 a un rapport de transformation supérieur à 1 et notamment compris entre 1 et 3.
Le transformateur élévateur 98 alimente en sortie un réseau d'alimentation triphasé 101 de type industriel ayant par exemple une tension efficace de 480 V et une fréquence de 60 Hz.
Trois condensateurs d'équilibrage 102 sont disposés entre les phases du bus d'alimentation 101 en sortie du transformateur.
Les transistors IGBT de l'onduleur 82 sont pilotés par un circuit de commande propre à assurer une tension égale à 480V et 60Hz sur le réseau triphasé
d'alimentation des charges auxiliaires. Le bus d'alimentation 101 est équipé de deux capteurs de tension continue 104, 106 reliés au bus par deux ponts redresseurs à diodes 104A, 106A.
Le capteur 104 est relié au circuit de commande 103 et ce dernier assure le pilotage des transistors à partir de la tension mesurée pour assurer une régulation.
La présence du transformateur élévateur 98 permet d'atteindre une telle tension, même lorsque le moteur 12 est au ralenti et que la tension sur le bus continu est égale à
600V.
Une dérivation 120 assure la connexion entre la sortie d'un onduleur de traction 34 d'alimentation d'un moteur de traction 14 et l'entrée du transformateur élévateur 98. Cette dérivation est équipée d'un contacteur triphasé de secours commandables 122.
De même, trois interrupteurs commandables 124 sont prévus entre le moteur de traction 14 considéré et la dérivation 120.
Les interrupteurs 100, 122 et 124 sont commandés par une unité de pilotage 126 afin que les interrupteurs 100 et 124 soient dans un même état et que les interrupteurs 100, 124, d'une part, et 122, d'autre part, soient dans des états opposés, de sorte que la sortie de l'onduleur de traction 34 ne soit reliée qu'à l'un du transformateur 98 et du moteur de traction 14 et que les onduleurs 82 et 34 ne se retrouvent jamais sur le même réseau triphasé.
L'unité 126 est reliée à l'unité de commande 36 de l'onduleur 34 pour faire que, lorsque la sortie de l'onduleur de traction 34 est reliée au transformateur élévateur 98, l'unité de commande 36 de l'onduleur applique une loi de commande adaptée pour obtenir sur le réseau 101 une tension de 480 V sous une fréquence de 60 Hz. A
cet effet, le capteur 106 est relié à l'unité de commande 36 afin que cette dernière assure une régulation de la tension sur le bus 101 en commandant les transistors par une loi de commande adaptée, c'est-à-dire une loi de commande identique à celle du circuit de commande 103, si les onduleurs 34 et 82 sont identiques.
Le moteur diesel 12 est relié à une unité de commande 200 assurant son pilotage et notamment le régime du moteur en fonction des besoins en puissance électrique globaux.
Ainsi, lorsque la locomotive est à l'arrêt, ou en phase de freinage, l'unité
200 est
Le transformateur élévateur 98 alimente en sortie un réseau d'alimentation triphasé 101 de type industriel ayant par exemple une tension efficace de 480 V et une fréquence de 60 Hz.
Trois condensateurs d'équilibrage 102 sont disposés entre les phases du bus d'alimentation 101 en sortie du transformateur.
Les transistors IGBT de l'onduleur 82 sont pilotés par un circuit de commande propre à assurer une tension égale à 480V et 60Hz sur le réseau triphasé
d'alimentation des charges auxiliaires. Le bus d'alimentation 101 est équipé de deux capteurs de tension continue 104, 106 reliés au bus par deux ponts redresseurs à diodes 104A, 106A.
Le capteur 104 est relié au circuit de commande 103 et ce dernier assure le pilotage des transistors à partir de la tension mesurée pour assurer une régulation.
La présence du transformateur élévateur 98 permet d'atteindre une telle tension, même lorsque le moteur 12 est au ralenti et que la tension sur le bus continu est égale à
600V.
Une dérivation 120 assure la connexion entre la sortie d'un onduleur de traction 34 d'alimentation d'un moteur de traction 14 et l'entrée du transformateur élévateur 98. Cette dérivation est équipée d'un contacteur triphasé de secours commandables 122.
De même, trois interrupteurs commandables 124 sont prévus entre le moteur de traction 14 considéré et la dérivation 120.
Les interrupteurs 100, 122 et 124 sont commandés par une unité de pilotage 126 afin que les interrupteurs 100 et 124 soient dans un même état et que les interrupteurs 100, 124, d'une part, et 122, d'autre part, soient dans des états opposés, de sorte que la sortie de l'onduleur de traction 34 ne soit reliée qu'à l'un du transformateur 98 et du moteur de traction 14 et que les onduleurs 82 et 34 ne se retrouvent jamais sur le même réseau triphasé.
L'unité 126 est reliée à l'unité de commande 36 de l'onduleur 34 pour faire que, lorsque la sortie de l'onduleur de traction 34 est reliée au transformateur élévateur 98, l'unité de commande 36 de l'onduleur applique une loi de commande adaptée pour obtenir sur le réseau 101 une tension de 480 V sous une fréquence de 60 Hz. A
cet effet, le capteur 106 est relié à l'unité de commande 36 afin que cette dernière assure une régulation de la tension sur le bus 101 en commandant les transistors par une loi de commande adaptée, c'est-à-dire une loi de commande identique à celle du circuit de commande 103, si les onduleurs 34 et 82 sont identiques.
Le moteur diesel 12 est relié à une unité de commande 200 assurant son pilotage et notamment le régime du moteur en fonction des besoins en puissance électrique globaux.
Ainsi, lorsque la locomotive est à l'arrêt, ou en phase de freinage, l'unité
200 est
5 propre à
assurer une alimentation minimale du moteur 12 en fuel pour que celui-ci soit au ralenti. La vitesse de rotation du moteur 12 n'est augmentée par injection de plus de fuel sous la commande de l'unité 200 que lors des phases de traction par les moteurs 14.
On comprend que, lors du fonctionnement normal de la locomotive, alors que le moteur diesel 12 est à pleine puissance, l'énergie électrique obtenue en sortie du redresseur 22 est utilisée à la fois pour alimenter les moteurs 14 et les charges auxiliaires16, 18.
Lors des phases d'arrêt ou de roue libre de la locomotive, alors que le moteur est maintenu au ralenti, l'énergie électrique fournie par le moteur 12 est suffisante pour alimenter les charges auxiliaires 16, 18, lesquelles sont alimentées avec une tension et une fréquence constante de 480V/60Hz, indépendamment de la vitesse de rotation du moteur grâce à l'utilisation du convertisseur statique 82 et du transformateur élévateur 98.
Lorsque le véhicule circule, et qu'il se trouve dans une phase de freinage, les hacheurs rhéostatiques 50 sont mis en oeuvre pour dissiper l'énergie réintroduite par les moteurs 14 au travers des onduleurs 34.
Dans ces conditions de fonctionnement, une partie de l'énergie réinjectée par les moteurs 14 est utilisée par le convertisseur statique 82 disposé en parallèle des hacheurs rhéostatiques 50 pour alimenter les équipements auxiliaires 16, 18 au travers du transformateur élévateur 98 de sorte que le moteur 12 est placé au ralenti, limitant ainsi sa consommation en énergie fossile.
L'ensemble de ces modes de fonctionnement permet d'améliorer la consommation d'énergie fossile, réduisant celle-ci de 3 à 4,5% suivant le cycle de fonctionnement. En particulier, celle-ci est réduite de 3,2% pour un cycle AAR (Amercian Association of Railroad).
La présence des groupes d'interrupteurs 100, 122, 124 et de la dérivation 120 permet, en cas de disfonctionnement du convertisseur statique 82, d'assurer l'alimentation des équipements auxiliaires 16, 18 par l'intermédiaire d'un onduleur de traction 34, permettant ainsi à la locomotive d'achever sa mission, même si le moteur 14 normalement alimenté par l'onduleur 34 qui alimente alors les équipements auxiliaires n'est plus en fonction.
assurer une alimentation minimale du moteur 12 en fuel pour que celui-ci soit au ralenti. La vitesse de rotation du moteur 12 n'est augmentée par injection de plus de fuel sous la commande de l'unité 200 que lors des phases de traction par les moteurs 14.
On comprend que, lors du fonctionnement normal de la locomotive, alors que le moteur diesel 12 est à pleine puissance, l'énergie électrique obtenue en sortie du redresseur 22 est utilisée à la fois pour alimenter les moteurs 14 et les charges auxiliaires16, 18.
Lors des phases d'arrêt ou de roue libre de la locomotive, alors que le moteur est maintenu au ralenti, l'énergie électrique fournie par le moteur 12 est suffisante pour alimenter les charges auxiliaires 16, 18, lesquelles sont alimentées avec une tension et une fréquence constante de 480V/60Hz, indépendamment de la vitesse de rotation du moteur grâce à l'utilisation du convertisseur statique 82 et du transformateur élévateur 98.
Lorsque le véhicule circule, et qu'il se trouve dans une phase de freinage, les hacheurs rhéostatiques 50 sont mis en oeuvre pour dissiper l'énergie réintroduite par les moteurs 14 au travers des onduleurs 34.
Dans ces conditions de fonctionnement, une partie de l'énergie réinjectée par les moteurs 14 est utilisée par le convertisseur statique 82 disposé en parallèle des hacheurs rhéostatiques 50 pour alimenter les équipements auxiliaires 16, 18 au travers du transformateur élévateur 98 de sorte que le moteur 12 est placé au ralenti, limitant ainsi sa consommation en énergie fossile.
L'ensemble de ces modes de fonctionnement permet d'améliorer la consommation d'énergie fossile, réduisant celle-ci de 3 à 4,5% suivant le cycle de fonctionnement. En particulier, celle-ci est réduite de 3,2% pour un cycle AAR (Amercian Association of Railroad).
La présence des groupes d'interrupteurs 100, 122, 124 et de la dérivation 120 permet, en cas de disfonctionnement du convertisseur statique 82, d'assurer l'alimentation des équipements auxiliaires 16, 18 par l'intermédiaire d'un onduleur de traction 34, permettant ainsi à la locomotive d'achever sa mission, même si le moteur 14 normalement alimenté par l'onduleur 34 qui alimente alors les équipements auxiliaires n'est plus en fonction.
Claims (4)
1.- Locomotive diesel-électrique (10) comportant :
- un moteur diesel (12), - un alternateur (20) accouplé mécaniquement pour son entraînement au moteur diesel (12) et relié en sortie à un bus à courant continu (26) au travers d'un redresseur (22), - au moins un moteur électrique de traction (14) relié au bus (26) au travers d'un onduleur de traction (34), - au moins un équipement auxiliaire (16, 18) à alimentation électrique, alimenté
depuis le moteur diesel (12), - pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire (16, 18), une chaîne (80) de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à courant continu (26), laquelle chaîne de mise en forme du courant (80) comporte un onduleur auxiliaire (82) dont la sortie est connectée à l'entrée d'un transformateur élévateur (98), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commutation de secours (122) propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant (80) à la sortie d'un onduleur de traction (34) et l'onduleur de traction (34) comporte des moyens (103) de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire (82).
- un moteur diesel (12), - un alternateur (20) accouplé mécaniquement pour son entraînement au moteur diesel (12) et relié en sortie à un bus à courant continu (26) au travers d'un redresseur (22), - au moins un moteur électrique de traction (14) relié au bus (26) au travers d'un onduleur de traction (34), - au moins un équipement auxiliaire (16, 18) à alimentation électrique, alimenté
depuis le moteur diesel (12), - pour l'alimentation du ou de chaque équipement auxiliaire (16, 18), une chaîne (80) de mise en forme du courant reliée en entrée au bus à courant continu (26), laquelle chaîne de mise en forme du courant (80) comporte un onduleur auxiliaire (82) dont la sortie est connectée à l'entrée d'un transformateur élévateur (98), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commutation de secours (122) propres à relier sélectivement la chaîne de mise en forme du courant (80) à la sortie d'un onduleur de traction (34) et l'onduleur de traction (34) comporte des moyens (103) de pilotage pour assurer une production d'un courant identique à celui produit normalement par l'onduleur auxiliaire (82).
2.- Locomotive diesel-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commutation de secours (122) sont propres à relier l'entrée du transformateur élévateur (98) à la sortie de l'onduleur de traction (34).
3.- Locomotive diesel-électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commutation (100) propres à assurer la déconnexion de l'onduleur auxiliaire (82) de l'entrée du transformateur élévateur (98) lorsque le transformateur élévateur (98) est relié à l'onduleur de traction (34) au travers des moyens de commutation (122) de secours.
4.- Locomotive diesel-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un hacheur rhéostatique de freinage (50) disposé entre le bus à courant continu (26) et le ou chaque onduleur de traction (34).
3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un hacheur rhéostatique de freinage (50) disposé entre le bus à courant continu (26) et le ou chaque onduleur de traction (34).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1056611A FR2963761B1 (fr) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Locomotive diesel-electrique |
FR1056611 | 2010-08-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA2750092A1 CA2750092A1 (fr) | 2012-02-16 |
CA2750092C true CA2750092C (fr) | 2018-09-04 |
Family
ID=44063542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA2750092A Active CA2750092C (fr) | 2010-08-16 | 2011-08-12 | Locomotive diesel-electrique |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8550009B2 (fr) |
CA (1) | CA2750092C (fr) |
FR (1) | FR2963761B1 (fr) |
MX (1) | MX2011008603A (fr) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2963761B1 (fr) * | 2010-08-16 | 2014-02-28 | Alstom Transport Sa | Locomotive diesel-electrique |
WO2014179641A1 (fr) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | Clark Equipment Company | Système et procédé pour faire fonctionner un moteur diesel |
US9108518B2 (en) | 2013-06-11 | 2015-08-18 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Axle torque control corresponding to wheel sizes |
CN103523031B (zh) * | 2013-10-28 | 2016-04-13 | 中车资阳机车有限公司 | 一种用于内燃机车和内燃动车的供电系统 |
CN104386072A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-03-04 | 毛雪刚 | 一种电力机车供电系统 |
CN105711431A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-29 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路 |
CN105720806A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-29 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 一种斩波电路 |
US10160333B2 (en) * | 2015-01-07 | 2018-12-25 | Herzog Railroad Services, Inc. | Backup power system for railroad power units |
CN105857321B (zh) * | 2016-05-28 | 2018-05-01 | 中车永济电机有限公司 | 1000kw重型轨道车交流电传动系统 |
CN106627167B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-11-29 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 用于非公路车辆的电驱动系统 |
CN107086824A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-22 | 中国铁道科学研究院 | 一种牵引辅助变流器 |
WO2019104505A1 (fr) * | 2017-11-29 | 2019-06-06 | 中车资阳机车有限公司 | Système de charge destiné à une batterie d'alimentation montée sur véhicule d'une locomotive à alimentation hybride diesel-électrique |
CN111348058A (zh) * | 2018-12-24 | 2020-06-30 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 动力传动系统及内燃车辆 |
CN109941105B (zh) * | 2019-04-28 | 2023-08-25 | 中车资阳机车有限公司 | 一种小冲击直投供电系统 |
CN112553986A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 宝鸡中车时代工程机械有限公司 | 一种混合动力钢轨打磨车 |
CN112553987A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 宝鸡中车时代工程机械有限公司 | 一种新型混合动力地铁钢轨打磨车 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3701556A (en) * | 1971-10-01 | 1972-10-31 | Aeroquip Corp | Control system for diesel locomotive |
US4853553A (en) * | 1987-10-30 | 1989-08-01 | Hosie Alan P | Dual mode diesel electric power system for vehicles |
US5629568A (en) * | 1992-10-12 | 1997-05-13 | Icemaster Gmbh | Controllable drive unit with combustion engine and generator |
US5977647A (en) * | 1997-11-26 | 1999-11-02 | Thermo King Corporation | Automatic pretrip for engine powered generator |
PE20010833A1 (es) * | 1999-12-20 | 2001-09-08 | Siemens Energy And Automation Inc | Sistema, procedimiento y aparato para conectar fuentes electricas en serie bajo plena carga |
US6603227B2 (en) * | 2001-04-16 | 2003-08-05 | Briggs & Stratton Corporation | Small engine vehicle including a generator |
DE102004008485B3 (de) * | 2004-02-20 | 2005-08-04 | Siemens Ag | Dieselelektrische Lokomotive |
DE112005001213T5 (de) * | 2004-05-27 | 2009-05-14 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Hilfsbus-System |
DE102006010536B4 (de) * | 2006-03-07 | 2008-06-12 | Siemens Ag | Dieselelektrisches Antriebssystem mit einem permanent erregten Synchrongenerator |
DE102006010537B4 (de) * | 2006-03-07 | 2009-06-10 | Siemens Ag | Dieselelektrisches Antriebssystem mit einem permanent erregten Synchrongenerator |
DE102006055749A1 (de) * | 2006-11-25 | 2008-05-29 | Noell Mobile Systems Gmbh | Portalhubstapler mit einem emissions- und wartungsarmen Turbinenantrieb |
DE102007045314A1 (de) * | 2007-09-21 | 2009-04-23 | Siemens Ag | Dieselelektrisches Fahrzeug |
DE102008023332B4 (de) * | 2008-05-13 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Dieselelektrisches Antriebssystem |
JP5029915B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2012-09-19 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機制御システム及び車両駆動システム |
US8136454B2 (en) * | 2009-05-01 | 2012-03-20 | Norfolk Southern Corporation | Battery-powered all-electric locomotive and related locomotive and train configurations |
US8421266B2 (en) * | 2010-05-06 | 2013-04-16 | General Electric Company | Power distribution systems for powered rail vehicles |
FR2963761B1 (fr) * | 2010-08-16 | 2014-02-28 | Alstom Transport Sa | Locomotive diesel-electrique |
-
2010
- 2010-08-16 FR FR1056611A patent/FR2963761B1/fr active Active
-
2011
- 2011-08-12 CA CA2750092A patent/CA2750092C/fr active Active
- 2011-08-15 MX MX2011008603A patent/MX2011008603A/es active IP Right Grant
- 2011-08-16 US US13/210,661 patent/US8550009B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2750092A1 (fr) | 2012-02-16 |
US20120073467A1 (en) | 2012-03-29 |
FR2963761A1 (fr) | 2012-02-17 |
MX2011008603A (es) | 2012-02-20 |
FR2963761B1 (fr) | 2014-02-28 |
US8550009B2 (en) | 2013-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2750092C (fr) | Locomotive diesel-electrique | |
KR101628592B1 (ko) | 전기차의 추진 제어 장치 및 그 제어 방법 | |
US7812555B2 (en) | Electric powertrain system having bidirectional DC generator | |
EP2740191B1 (fr) | Dispositif d'alimentation électrique d'un aéronef au sol | |
CA2872724A1 (fr) | Systeme de commande et d'alimentation en energie des turbomachines d'un helicoptere | |
CA2867545C (fr) | Dispositif d'alimentation electrique d'un aeronef au sol | |
EP2643926B1 (fr) | Procédé et architecture de traitement de l'énergie électrique régénérée d'un aéronef | |
EP2142397B1 (fr) | Dispositif et procede de commande d'un circuit de derivation de puissance, vehicule hybride l'ayant | |
CA2576856A1 (fr) | Architecture du groupe motopropulseur d'une locomotive | |
FR2930085A1 (fr) | Reseau electrique | |
US9597979B1 (en) | Method of controlling regeneration and boost functions of a hybrid powertrain | |
CA2767297A1 (fr) | Generateur pour turbine a gaz pourvu d'une barre omnibus principale pour courant continu et d'une barre omnibus auxiliaire pour courant alternatif | |
EP3389175A1 (fr) | Dispositif de conversion, procédé de commande et véhicule associés | |
CA2967726A1 (fr) | Procede de recharge de moyens d'accumulation d'energie equipant un vehicule electrique ou hybride | |
FR2808487A1 (fr) | Dispositif et procede de ventilation d'equipements electriques embarques a bord d'un vehicule ferroviaire | |
FR3026242A1 (fr) | Dispositif combine de charge d'une batterie et d'alimentation electrique d'une machine electrique | |
FR3026243A1 (fr) | Dispositif et procede de charge d'une batterie et d'alimentation d'une machine electrique a double convertisseur continu-continu | |
FR2930299A1 (fr) | Dispositif de demarrage de moteur d'un vehicule | |
EP2961060A1 (fr) | Système d'alimentation électrique d'une charge et procédé d'alimentation correspondant | |
EP3859961A1 (fr) | Dispositif d'alimentation en énergie électrique pour un circuit triphasé et un circuit monophasé, chaîne de conversion d'énergie auxiliaire et véhicule électrique associés | |
Koczara et al. | Variable speed integrated generating set an emerging technology for distributed power generation | |
EP2815501B1 (fr) | Module de régénération d'énergie électrique pour variateur de vitesse | |
FR2907979A1 (fr) | Systeme d'alimentation pour bateau | |
FR2467506A1 (fr) | Procede et systeme pour faire varier la vitesse du moteur de propulsion d'un vehicule electrique alimente par batterie, et vehicule electrique ainsi equipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EEER | Examination request |
Effective date: 20160718 |