Système de transport par câble
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne les systèmes de transport par câble, en particulier des systèmes de transport par câble aérien, notamment des téléphériques. État de la technique
Actuellement, il existe différents types de transport par câble. Par exemple des systèmes qui utilisent un câble tracteur situé au niveau du sol, comme les funiculaires. D'autres systèmes utilisent un câble tracteur aérien supporté par des pylônes, tels que les téléphériques qui sont des systèmes de transport à un ou plusieurs câbles tracteurs pour déplacer une ou plusieurs cabines de voyageurs, notées également bennes. Ces systèmes sont consommateurs d'énergie électrique et il existe un besoin pour fournir des moyens pour économiser l'énergie électrique consommée par de tels systèmes.
Objet de l'invention
L'objet de l'invention consiste à fournir des moyens pour diminuer la consommation électrique d'un système de transport par câble.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de transport par câble, comprenant au moins deux dispositifs de transport, notamment deux téléphériques, chaque dispositif de transport comportant :
- au moins un véhicule couplé à un câble du dispositif de transport ;
- une machine électrique d'entraînement du câble le long d'une voie de circulation comportant au moins un tronçon oblique reliant un point amont à un point aval ; et
- un module de commande pour commander une vitesse de la machine électrique.
Le module de commande de chaque dispositif de transport est configuré pour transmettre une énergie électrique fournie par la machine électrique du dispositif de transport, à un dispositif de distribution du système lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique du dispositif de transport, dans le sens descendant du point amont vers le point aval, et en ce que le dispositif de distribution est configuré pour distribuer l'énergie électrique fournie à au moins un appareil consommateur d'énergie électrique du système de manière à consommer l'énergie électrique fournie.
On fournit ainsi un système de transport par câble qui récupère une énergie électrique fournie par une machine électrique d'un dispositif de transport, pour la distribuer à un appareil électrique du système qui consomme cette énergie électrique récupérée. Un tel système permet d'économiser de façon simple, l'énergie électrique issue de l'alimentation électrique générale du système.
Au moins un appareil consommateur d'énergie électrique peut être la machine électrique d'un deuxième dispositif de transport qui consomme l'énergie électrique fournie par la machine électrique d'un premier dispositif de transport, lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique du deuxième dispositif de transport, dans le sens ascendant du point aval vers le point amont. Au moins un appareil consommateur d'énergie électrique peut être un appareil électrique monté sur au moins un véhicule.
Au moins un appareil consommateur d'énergie électrique peut également être un appareil électrique intégré dans au moins une station du système située à une extrémité d'une voie de circulation.
Au moins un appareil consommateur d'énergie électrique peut être un appareil électrique monté sur au moins un pylône d'une voie de circulation.
La machine électrique de chaque dispositif de transport peut en outre être configurée, soit pour fonctionner en mode générateur lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique du dispositif de transport, dans le sens descendant du point amont vers le point aval, soit pour fonctionner en mode moteur lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique du dispositif de transport, dans le sens ascendant du point aval vers le point amont.
Le module de commande de chaque dispositif de transport peut être un variateur de vitesse réversible pour commander la vitesse de la machine électrique du dispositif de transport lorsque la machine électrique fournit ou consomme de l'énergie électrique.
Le dispositif de distribution peut comporter des liaisons électriques couplées électriquement aux appareils consommateurs d'énergie électrique du système, et couplées électriquement en parallèle à une source d'alimentation électrique générale.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de transport par câble, comprenant au moins deux dispositifs de transport, notamment deux téléphériques, chaque dispositif de transport comportant:
- au moins un véhicule couplé à un câble du dispositif de transport ; et
- une machine électrique d'entraînement du câble le long d'une voie de circulation comportant au moins un tronçon oblique agencé entre un point amont à un point aval.
Dans le procédé:
- lors du déplacement d'au moins un véhicule le long du tronçon oblique d'un dispositif de transport, dans le sens descendant du point amont vers le point aval, on distribue une énergie électrique fournie par la machine électrique du dispositif de transport, à au moins un appareil consommateur d'énergie électrique du système de manière à consommer l'énergie électrique fournie.
On peut en outre transmettre l'énergie électrique fournie par la machine électrique d'un premier dispositif de transport lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique du premier dispositif de transport, dans le sens descendant du point amont vers le point aval, et on consomme l'énergie électrique fournie lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique d'un deuxième dispositif de transport, dans le sens ascendant du point aval vers le point amont.
Description sommaire du dessin
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement un système de transport par câble selon l'invention ;
- la figure 2 illustre schématiquement une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un système de transport par câble ; et
- la figure 3 illustre de façon schématique un mode de réalisation d'un dispositif de distribution d'énergie électrique selon l'invention.
Description détaillée
Sur la figure 1 , on a représenté un système de transport par câble 1 , comprenant au moins deux dispositifs de transport 2, 3. Les dispositifs de transport peuvent être à câble aérien, tel qu'un téléphérique, notamment une télécabine ou un télésiège, ou à câble situé au niveau du sol, par exemple un funiculaire ou un train sur coussin d'air tracté par câble. De préférence, chaque dispositif de transport 2, 3 est un téléphérique. Par exemple, les dispositifs de transport 2, 3 sont situés à proximité les uns des autres. De manière générale, chaque dispositif de transport 2, 3 comporte deux stations d'extrémité pour l'embarquement et le débarquement des personnes. Préférentiellement, le système de transport par câble 1 comprend deux stations d'extrémité 4, 5, comme illustré sur la figure 1 . Par exemple, une première station d'extrémité 4 est située en aval, et elle est appelée station aval, et une deuxième station d'extrémité 5 est située en amont, et elle est appelée station amont. En variante, comme illustré sur la figure 2, la première station d'extrémité 4 est située au même niveau que la deuxième station d'extrémité 5. En outre, le système de transport 1 peut comprendre plusieurs stations situées en aval distinctes l'une de l'autre, c'est-à-dire situées à des endroits respectifs distincts. Avantageusement, le système de transport 1 comporte une seule station amont 5.
Chaque dispositif de transport 2, 3 comporte au moins un véhicule 6, 7, une machine électrique 8, 9, et un module de commande 10, 1 1 configuré pour commander une vitesse de la machine électrique 8, 9. Chaque véhicule 6, 7 d'un dispositif de transport 2, 3 est couplé à un câble 12, 13 du dispositif de transport 2, 3, de préférence un câble aérien tracteur. Les véhicules 6, 7 sont, par exemple, des cabines qui peuvent transporter plusieurs personnes.
De façon générale, les dispositifs de transport 2, 3 peuvent être débrayables ou non, c'est-à-dire que les véhicules sont montés fixes sur le câble aérien tracteur dans le cas d'un dispositif de transport non débrayable, et les véhicules sont montés amovibles sur le câble aérien tracteur dans le cas des dispositifs de transport débrayables. En d'autres termes, les véhicules sont reliés mécaniquement en permanence sur le câble aérien tracteur, ou non. Dans les deux cas, lorsque les véhicules quittent une station située à une extrémité du câble, en d'autres termes une station de débarquement ou d'embarquement, ils sont solidaires du câble tracteur qui les mènent jusqu'à la station située à l'autre extrémité du câble. Entre les deux stations d'extrémité, les véhicules cheminent le long d'une voie de circulation définie par le câble tracteur. Chaque voie de circulation comporte au moins un tronçon oblique T1 , T2 reliant un point amont AM1 , AM2 à un point aval AV1 , AV2. On entend par tronçon oblique, une partie du câble qui est inclinée par rapport à l'horizontal. Par exemple, chaque dispositif de transport 2, 3 peut comporter des pylônes 14 à 17, munis, chacun, d'un balancier équipé de galets pour guider le câble aérien 12, 13 du dispositif de transport 2, 3. Dans ce cas, le tronçon oblique T1 , T2 d'un dispositif 2, 3 peut être situé entre deux pylônes, un pylône aval 14, 16 et un pylône amont 15, 17. En variante, un dispositif de transport 2, 3 ne comporte aucun pylône. Dans ce cas, le tronçon oblique T1 , T2 est situé entre une station amont 5 et une station aval 4. De manière générale, les pylônes 14 à 17 sont situés le long des voies de circulation et permettent d'adapter le trajet du câble aérien 12, 13 au relief. Chaque dispositif de transport 2, 3 comporte en outre une poulie motrice 18, 19 mise en mouvement par la machine électrique 8, 9 du dispositif de transport 2, 3, et une poulie de renvoie 20, 21. La machine électrique 8, 9 d'un dispositif de transport 2, 3 entraîne la poulie motrice 18, 19 pour déplacer le câble tracteur aérien 12, 13, et la poulie de renvoie 20, 21 permet le mouvement du câble tracteur aérien 12, 13 et sa mise en tension. Les véhicules 6, 7 d'un dispositif de transport 2, 3 sont transportés par le câble
aérien tracteur 12, 13 qui se déplace le long de sa voie de circulation selon une boucle fermée, depuis la station aval 4 vers la station amont 5 et inversement. Par ailleurs, le système de transport par câble 1 comporte un dispositif de distribution d'énergie électrique 30. Le dispositif de distribution 30 permet de distribuer une énergie électrique fournie par un premier dispositif de transport 2 à au moins un appareil consommateur d'énergie électrique du système, de façon à économiser la consommation de l'énergie électrique issue de l'alimentation électrique générale. Les appareils consommateurs d'énergie électrique du système 1 sont les machines électriques 8, 9, ou des appareils électriques intégrés dans une station d'extrémité 4, 5, tel un appareil de climatisation 31 ou une lampe 32, ou encore des appareils électriques montés sur un véhicule, tel un appareil d'éclairage du véhicule, ou également des appareils électriques montés sur un pylône d'une voie de circulation, par exemple un détecteur de déraillement du câble. En outre, le dispositif de distribution 30 et les modules de commande 10, 1 1 peuvent être intégrés au sein d'une unité de gestion 34, cette dernière est avantageusement située dans la station amont 5. De préférence, l'unité de gestion est intégrée dans la station d'extrémité qui comprend les machines électriques 8, 9.
Chaque machine électrique 8, 9 d'un dispositif de transport 2, 3 est réversible et fonctionne, soit comme un moteur pour entraîner le câble 12, 13 en consommant de l'énergie électrique, soit comme un générateur pour transformer une énergie mécanique, provenant du câble qui entraîne la machine, en une énergie électrique. En particulier, chaque machine 8, 9 d'un dispositif de transport 2, 3 fonctionne en mode générateur lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long d'au moins un tronçon oblique de la voie de circulation du dispositif de transport, dans le sens du point amont vers le point aval. En d'autres termes une machine électrique 8, 9 fonctionne en mode générateur lorsqu'un véhicule descend la voie de circulation associée
à la machine électrique dans le sens de la flèche ayant la référence 22. Dans ce cas, le véhicule entraîne le câble tracteur par gravité, et fournit l'énergie mécanique à la machine électrique. A l'inverse, chaque machine 8, 9 d'un dispositif de transport 2, 3 fonctionne en mode moteur lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long d'au moins un tronçon oblique de la voie de circulation du dispositif de transport dans le sens du point aval vers le point amont. En d'autres termes une machine électrique 8, 9 fonctionne en mode moteur lorsqu'un véhicule monte la voie de circulation associée à la machine électrique dans le sens de la flèche ayant la référence 23. En outre, une machine électrique fonctionne en mode moteur lorsqu'un véhicule est tracté par le câble associé à la machine électrique sur un tronçon horizontal, par exemple lorsque le véhicule circule à l'horizontal dans une station d'extrémité. Afin de récupérer une énergie électrique fournie par une machine électrique, le module de commande 10, 1 1 de la machine électrique 8, 9 est en outre configuré pour transmettre l'énergie électrique fournie par la machine électrique, lorsqu'elle est en mode générateur, au dispositif de distribution 30. De façon générale, le module de commande 10, 1 1 d'un dispositif de transport est configuré pour réguler et asservir la machine électrique 8, 9 qu'il commande à une vitesse de consigne. En outre, le module de commande 10, 1 1 régule la machine électrique à une vitesse de consigne lorsque la machine électrique fonctionne en mode moteur ou en mode générateur, afin d'éviter que les véhicules dépassent une certaine vitesse et, notamment pour ne pas endommager la machine. Par exemple, les modules de commande 10, 1 1 peuvent être des variateurs de vitesse réversibles, et en particulier des variateurs de vitesse du type quatre quadrants. Les variateurs réversibles sont configurés pour, soit alimenter la machine électrique en mode moteur, soit pour transmettre l'énergie électrique fournie, par la machine électrique en mode générateur, au dispositif de distribution 30. L'unité de gestion 34 comporte en outre un bloc de commande 33 couplé aux
modules de commande 10, 1 1 pour leur transmettre les consignes de vitesse. Le dispositif de distribution d'énergie électrique 30 est configuré pour distribuer l'énergie électrique fournie par une machine électrique 10, 1 1 à au moins un appareil consommateur d'énergie électrique du système de manière à consommer l'énergie électrique fournie.
Plus particulièrement, les véhicules 6, 7 des dispositifs de transport 2, 3 quittent l'une ou l'autre des stations d'extrémité 4, 5 de manière non simultanée. Ainsi, lorsque le véhicule 6 d'un premier dispositif de transport 2 se déplace le long d'un tronçon oblique T1 d'un point amont vers un point aval, l'énergie électrique fournie est utilisée pour le démarrage du véhicule 7 du deuxième dispositif de transport 3. De manière générale, au moins un appareil consommateur d'énergie électrique est la machine électrique 9 d'un deuxième dispositif de transport 3 qui consomme l'énergie électrique fournie par la machine électrique 8 d'un premier dispositif de transport 2, lorsqu'au moins un véhicule 7 se déplace le long du tronçon oblique de la voie de circulation du deuxième dispositif de transport 3, dans le sens du point aval vers le point amont. Sur la figure 2, on a illustré un autre mode de réalisation d'un système de transport par câble 1 . Sur la figure 2, les stations d'extrémité 4, 5 sont situées au même niveau horizontal. Le premier dispositif de transport 2 comporte une voie de circulation ayant des premier et deuxième tronçons obliques T1 , ΤΊ . Par ailleurs, le deuxième dispositif de transport 3 comporte une voie de circulation ayant des troisième et quatrième tronçons obliques T2, T'2. Par exemple, à l'instant initial tO, les véhicules 6, 7 des dispositifs de transport 2, 3 sont situés dans la première station d'extrémité 4. Puis, à une première période t1 , le véhicule 7 du deuxième dispositif de transport 3 reste à l'arrêt, et le véhicule 6 du premier dispositif de transport 2 se déplace le long du premier tronçon oblique T1 , d'un point aval à un point amont, et la machine électrique 8 du premier dispositif de transport 2 est en mode moteur et
consomme de l'énergie électrique. Dans ce cas, la machine électrique 8 du premier dispositif de transport 2 consomme uniquement de l'énergie fournie par l'alimentation électrique générale. Puis, à une deuxième période t2, le véhicule 6 du premier dispositif de transport 2 se déplace le long du deuxième tronçon oblique ΤΊ , d'un point amont à un point aval, et la machine électrique 8 du premier dispositif de transport 2 est en mode générateur et fournit de l'énergie électrique. En outre, lors de la deuxième période t2, le véhicule 7 du deuxième dispositif de transport 3 se déplace le long du troisième tronçon oblique T2, d'un point aval à un point amont, et la machine électrique 9 du deuxième dispositif de transport 3 est en mode moteur et consomme d'une part l'énergie électrique fournie par la machine électrique 8 du premier dispositif 2 et d'autre part une partie de l'énergie électrique fournie par l'alimentation générale. En tout état de cause, la partie de l'énergie électrique issue de l'alimentation générale qui est consommée par la machine électrique 9 du deuxième dispositif de transport est inférieure à celle que la machine électrique 9 aurait consommée sans l'énergie électrique fournie par la machine 8 du premier dispositif de transport 2. On a donc économisé l'énergie électrique fournie par l'alimentation générale. Puis, à la troisième période t3, le véhicule 6 entre dans la station 5, et le véhicule 7 se déplace le long du quatrième tronçon T'2, d'un point amont vers un point aval. Dans ce cas, la machine électrique 9 du deuxième dispositif de transport 3 est en mode générateur et fournit de l'énergie électrique pour être consommée par un appareil électrique du système 1 , par exemple une lampe intégrée dans une station d'extrémité, ou montée sur un véhicule, ou encore montée sur un pylône. Dans ce cas on économise également l'énergie électrique consommée par le système. On peut aussi économiser l'énergie dans le cas où les véhicules sont initialement situés respectivement dans deux stations d'extrémité différentes. On entend par économiser de l'énergie électrique, le fait que l'énergie consommée ne vient pas uniquement de l'alimentation générale, mais
également d'une machine électrique d'un dispositif de transport qui fonctionne en mode générateur.
Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation de l'unité de gestion électrique 34. On a également illustré sur la figure 3, une source d'alimentation électrique générale 40, et un compteur d'énergie 44. Le dispositif de distribution d'énergie électrique 30 comporte des liaisons électriques 41 à 43 couplées aux appareils électriques consommateurs d'énergie électrique 8, 9 et 31 , 32. En outre, les liaisons électriques 41 à 43 sont couplées en parallèle à la source d'alimentation électrique générale 40. Le dispositif de distribution 30 comporte des appareils de protection électriques D1 à D3, tels des disjoncteurs, montés respectivement sur les liaisons électriques 41 à 43, ainsi qu'un appareil de protection DG couplé entre le compteur électrique 44 et les appareils de protection D1 à D3.
Par ailleurs, chaque variateur de vitesse 10, 1 1 comprend un filtre d'entrée 50, un premier convertisseur de courant alternatif/continu réversible 51 et un deuxième convertisseur de courant alternatif/continu réversible 52. Lorsque la machine électrique fonctionne en mode moteur, le premier convertisseur 51 fonctionne comme un redresseur de courant et le deuxième convertisseur 52 fonctionne comme un onduleur. A l'inverse, lorsque la machine électrique fonctionne en mode générateur, le premier convertisseur 51 fonctionne comme un onduleur et le deuxième convertisseur 52 fonctionne comme un redresseur de courant. Dans les deux cas de fonctionnement moteur et générateur, un convertisseur qui fonctionne comme un redresseur convertit le courant alternatif en courant continu, et un convertisseur qui fonctionne comme un onduleur convertit le courant continu en courant alternatif.
Dans le cas où la machine électrique 8 du premier dispositif de transport 2 fonctionne en mode générateur, la machine fournit une énergie électrique E1 qui est transmise par le module de commande 10 au dispositif de distribution
30. Dans ce cas, on peut utiliser l'énergie fournie E1 en démarrant la machine électrique 9 du deuxième dispositif de transport 3, par l'intermédiaire du bloc de commande 33 et du module de commande 1 1 qui commandent la machine électrique 9 en mode moteur. La machine électrique 9 consomme alors une énergie électrique E2 et correspond à un appareil électrique consommateur du système 1 . Dans ce cas, on aura le bilan énergétique suivant : E2 = EG + E1
avec :
EG : l'énergie électrique fournie par l'alimentation générale 40,
E1 : l'énergie électrique fournie par la machine électrique du premier dispositif de transport 2, et
E2 : l'énergie électrique consommée par la machine électrique 9 du deuxième dispositif de transport 3. On a donc économisé l'énergie électrique E1 , fournie par la machine électrique du premier dispositif de transport 2, qui aurait dû être fournie par l'alimentation générale 40 en l'absence du système de transport 1 selon l'invention. Dans le cas où seule la machine électrique 8 du premier dispositif de transport 2 fonctionne en mode générateur, on distribue alors l'énergie fournie E1 par cette machine vers d'autres appareils électriques du système 1 . Dans ce cas, on aura le bilan énergétique suivant :
E3 = EG + E1
avec :
E3 : l'énergie électrique consommée par les appareils électriques 31 et 32 du système 1 .
En outre, un procédé de transport par câble peut être mis en œuvre par le système de transport décrit ci-avant. Le procédé comporte une étape au cours de laquelle on distribue une énergie électrique fournie par la machine
électrique d'un dispositif de transport, lorsqu'au moins un véhicule se déplace le long du tronçon oblique dans le sens du point amont vers le point aval de la voie de circulation du dispositif de transport, à au moins un appareil consommateur d'énergie électrique du système pour consommer l'énergie électrique fournie.