FR3024420A1 - Coffre de traction d'un vehicule ferroviaire et vehicule ferroviaire associe - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un coffre de traction (2) d'un véhicule ferroviaire, comprenant des équipements électriques (4) et un circuit de refroidissement (6) propre à recevoir et à évacuer au moins une partie de la chaleur dissipée par les équipements électriques (4), et au moins une résistance de décharge (9) pour décharger au moins un condensateur (8), caractérisé en ce que : - le circuit de refroidissement (6) est un circuit hydraulique comportant au moins un radiateur (12), et - chaque résistance de décharge (9) présente au moins une surface (20) agencée en contact avec le radiateur (12) pour transmettre au circuit de refroidissement (6) au moins une partie de la chaleur dissipée par ladite résistance (9).

Description

Coffre de traction d'un véhicule ferroviaire et véhicule ferroviaire associé La présente invention concerne un coffre de traction d'un véhicule ferroviaire, comprenant des équipements électriques et un circuit de refroidissement propre à recevoir et à évacuer au moins une partie de la chaleur dissipée par les équipements électriques, et au moins une résistance de décharge pour décharger au moins un condensateur. L'invention s'applique au domaine du transport ferroviaire, notamment aux véhicules de traction électriques, tels que les locomotives et les automotrices. Par « coffre de traction », on entend au sens de la présente invention la partie d'un véhicule de traction qui est destinée à commander les moteurs de traction dudit véhicule. Le coffre de traction est en outre propre à traiter et filtrer le courant électrique provenant d'une source d'énergie électrique externe au véhicule ferroviaire, par exemple une caténaire. Le coffre de traction comporte notamment des condensateurs destinés au filtrage des harmoniques des signaux électriques circulant dans ledit coffre durant son fonctionnement. Il est connu d'associer ces condensateurs à des résistances de décharge, destinées à dissiper thermiquement l'énergie électrique emmagasinée dans lesdits condensateurs. La puissance ainsi dissipée est de l'ordre de quelques centaines de watts.
Une telle décharge a notamment pour but de minimiser les risques d'accident électrique pour les équipes de maintenance chargées d'intervenir sur les équipements électriques du coffre de traction. De façon classique, le refroidissement des résistances de décharge est assuré en disposant lesdites résistances dans des tours de ventilation où elles sont exposées à l'air extérieur. Toutefois, de tels coffres ne donnent pas entière satisfaction. En effet, dans de tels coffres de traction, les résistances de décharge, qui sont disposées dans les tours de ventilation, sont exposées à la condensation et aux poussières. Ceci conduit généralement à un encrassement des résistances, notamment un encrassement de leurs contacts électriques. Un tel encrassement est généralement la cause d'une détérioration desdites résistances. Un but de l'invention est donc de proposer un coffre de traction dans lequel le risque de détérioration des résistances de décharge par encrassement est faible. A cet effet, l'invention a pour objet un coffre de traction du type précité, caractérisé en ce que : - le circuit de refroidissement est un circuit hydraulique comportant au moins un radiateur, et - chaque résistance de décharge présente au moins une surface agencée en contact avec le radiateur pour transmettre au circuit de refroidissement au moins une partie de la chaleur dissipée par ladite résistance. Les résistances de décharge du coffre de traction selon l'invention ne sont pas disposées dans une tour de ventilations, si bien qu'elles ne sont pas exposées aux poussières et à l'eau de l'air extérieur. Les risques de détérioration de ces résistances de décharge sont donc réduits.
Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le coffre de traction comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : - chaque résistance de décharge est une résistance à semelle ; - une couche de graisse thermique est disposée entre la surface de chaque résistance de décharge et le radiateur ; - le coffre comporte une enceinte étanche dans lequel sont logés chaque résistance de décharge, chaque condensateur et le radiateur ; - le coffre comporte un capteur de température propre à mesurer la température d'un liquide de refroidissement du circuit de refroidissement, avantageusement la température du liquide de refroidissement dans la pompe ; - le circuit de refroidissement comporte une pompe propre à faire circuler le liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement, et dans lequel le coffre comporte un circuit de commande de la pompe, propre à commander la mise en route de la pompe lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure ou égale à une température prédéterminée ; - le coffre comporte au moins une résistance de préchauffage du liquide de refroidissement, propre à transmettre de la chaleur au liquide de refroidissement lorsque cette résistance de préchauffage est alimentée en courant électrique et des moyens d'alimentation de chaque résistance de préchauffage en courant électrique ; - chaque résistance de préchauffage est formée par une résistance de décharge ; - les moyens d'alimentation des résistances de préchauffage comportent les condensateurs. En outre, l'invention a pour objet un véhicule ferroviaire comportant au moins un moteur de traction commandé par un coffre de traction tel que défini ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'un détail d'un coffre de traction selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. Un détail d'un coffre de traction 2 d'un véhicule ferroviaire est représenté sur la figure 1.
Le coffre de traction 2 comporte des équipements électriques 4 et un circuit de refroidissement 6. Au moins une partie des équipements électriques 4 et du circuit de refroidissement 6 est disposée dans une enceinte 7. Avantageusement, l'enceinte 7 est étanche. Les équipements électriques 4 comprennent par exemple des circuits de traitement d'un courant électrique provenant d'une source d'énergie électrique externe au véhicule ferroviaire, par exemple une caténaire. Les équipements électriques comportent par exemple également des circuits de commande de moteurs de traction du véhicule ferroviaire. Le circuit de refroidissement 6 est un circuit de refroidissement hydraulique. Par exemple, le circuit de refroidissement 6 met en oeuvre un liquide de refroidissement tel que l'éthylène glycol. Le circuit de refroidissement 6 comporte une pompe 10 propre à mettre en mouvement le liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement 6, et un radiateur 12. La pompe 10 est commandée par un circuit de commande 13.
Le circuit de refroidissement 6 comporte en outre une conduite 14 d'amenée du liquide de refroidissement depuis la pompe 10 vers le radiateur 12, et une conduite 16 d'évacuation du liquide d'évacuation du radiateur 12 vers la pompe 10. Avantageusement, le radiateur 12 est disposé dans l'enceinte étanche 7. Le radiateur 12 comporte une surface externe 18 d'échange thermique.
Le coffre de traction 2 comporte en outre des condensateurs de filtrage 8, associés à des résistances 9 de décharge des condensateurs. Les résistances de décharge 9 sont électriquement reliées aux condensateurs de filtrage. Les résistances de décharge 9 sont disposées dans l'enceinte étanche 7. De préférence, les condensateurs de filtrage 8 sont également disposés dans l'enceinte étanche 7. Notamment, les résistances de décharge 9 sont propres à dissiper toute ou partie de l'énergie électrique stockée dans les condensateurs de filtrage 8. Les résistances de décharge 9 sont par exemple des résistances à semelle, connues de l'homme de la technique.
Chaque résistance de décharge 9 comprend une surface de contact 20. La surface de contact 20 de chaque résistance de décharge 9 est appliquée au contact de la surface externe 18 du radiateur 12 du circuit de refroidissement 6. A cet effet, la surface externe 18 et la surface de contact 20 sont avantageusement complémentaires. Par exemple, la surface externe 18 et la surface de contact 20 sont planes. Avantageusement, une couche de graisse thermique est disposée entre la surface de contact 20 de chaque résistance de décharge 9 et la partie correspondante de la surface externe 18 du radiateur 12. Une telle couche de graisse thermique améliore les transferts thermiques entre la résistance de décharge 9 et la surface de contact 20. En fonctionnement, les résistances de décharge 9 dissipent l'énergie électrique emmagasinée dans les condensateurs de filtrage 8. Une partie de l'énergie dissipée par les condensateurs de décharge 9 est évacuée sous forme de chaleur à travers la surface de contact 20 vers le radiateur 12, puis vers le liquide de refroidissement qui se trouve dans le radiateur 12, et qui est propre à circuler dans le circuit de refroidissement 6 grâce à l'action de la pompe 10. Les résistances de décharge 9 du coffre de traction 2 selon l'invention étant refroidies grâce au circuit de refroidissement 6, elles ne sont pas disposées dans un tour de ventilation, et sont isolées des poussières et de l'eau de l'air extérieur, qui sont des facteurs de détérioration desdites résistances de décharge 9. En outre, l'intégration des résistances de décharge 9 dans l'enceinte 7 permet de réduire les dimensions du coffre de traction 2, en rendant inutile la présence de tours de ventilation. Ceci permet d'accroître la compacité du coffre de traction 2. En outre, ceci conduit à la suppression des tours de ventilation, ce qui facilite la réalisation du coffre de traction 2. Selon un mode de réalisation préféré, le coffre de traction 2 comporte en outre au moins un capteur de température 22, propre à mesurer la température du liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement. Avantageusement, le capteur de température 22 est propre à mesure la température du liquide de refroidissement dans la pompe 10. Le capteur de température 22 est associé au circuit 13 de commande de la pompe. Par exemple, le circuit 13 de commande de la pompe commande la mise en route de la pompe 10 seulement si la température mesurée par le capteur de température 22 est inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple -40°C.
De préférence, le coffre de traction 2 comporte également des moyens d'alimentation propres à alimenter les résistances de décharge 9 en courant électrique.
Plus précisément, les moyens d'alimentation sont associés au capteur de température 22 pour alimenter les résistances de décharge 9 en courant électrique si, lors de la mise en route du coffre de traction 2, la température mesurée par le capteur de température 22 est inférieure à la valeur prédéterminée.
Les moyens d'alimentation sont par exemple les condensateurs de décharge 8. En fonctionnement, lors de la mise en route du coffre de traction 2, les moyens d'alimentation alimentent les résistances de décharge 9 en courant électrique. Les résistances de décharge 9 dissipent sous forme de chaleur une partie de l'énergie électrique reçue. Une partie de cette chaleur est fournie au liquide de refroidissement.
En outre, le capteur de température 22 mesure la température du liquide de refroidissement. Si la température mesurée est inférieure à la température prédéterminée, alors la pompe 10 est maintenue à l'arrêt. La température du liquide de refroidissement augmente en raison de la chaleur reçue en provenance des résistances de décharge 9.
Lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure ou égale à la température prédéterminée, le circuit de commande 13 commande la mise en route de la pompe 10. Le fait de chauffer le liquide de refroidissement permet de chauffer la pompe avant son démarrage, ce qui réduit le risque de pannes par temps froid.
Une fois la pompe 10 mise en route, le liquide de refroidissement est mis en mouvement dans le circuit de refroidissement 6. Le circuit de refroidissement 6 contribue à l'évacuation de l'énergie thermique dissipée par les résistances le coffre de traction 2 au cours du fonctionnement du coffre de traction 2. En variante, le coffre de traction 2 comporte des résistances de préchauffage (non représentées) du liquide de refroidissement, distinctes des résistances de décharge 9. Les résistances de préchauffage sont adaptées pour recevoir de l'énergie électrique et pour dissiper une partie de l'énergie reçue sous forme de chaleur. Les résistances de préchauffage sont en outre adaptées pour transmettre une partie de la chaleur produite vers le liquide de refroidissement.
Lors de la mise en route du coffre de traction 2, si la température du liquide de refroidissement est inférieure à la température prédéterminée, alors les résistances de préchauffage sont alimentées. La température du liquide de refroidissement augmente alors en raison de la chaleur reçue en provenance des résistances de préchauffage. Lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure ou égale à la température prédéterminée, le circuit de commande 13 commande la mise en route de la pompe 10.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1.- Coffre de traction (2) d'un véhicule ferroviaire, comprenant des équipements électriques (4) et un circuit de refroidissement (6) propre à recevoir et à évacuer au moins une partie de la chaleur dissipée par les équipements électriques (4), et au moins une résistance de décharge (9) pour décharger au moins un condensateur (8), caractérisé en ce que : - le circuit de refroidissement (6) est un circuit hydraulique comportant au moins un radiateur (12), et - chaque résistance de décharge (9) présente au moins une surface (20) agencée en contact avec le radiateur (12) pour transmettre au circuit de refroidissement (6) au moins une partie de la chaleur dissipée par ladite résistance (9).
  2. 2.- Coffre (2) selon la revendication 1, dans lequel chaque résistance de décharge (9) est une résistance à semelle.
  3. 3.- Coffre (2) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une couche de graisse thermique est disposée entre la surface (20) de chaque résistance de décharge (9) et le radiateur (12).
  4. 4.- Coffre selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une enceinte (7), notamment étanche, dans lequel sont logés chaque résistance de décharge (9), chaque condensateur (8) et le radiateur (12).
  5. 5.- Coffre (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un capteur de température (22) propre à mesurer la température d'un liquide de refroidissement du circuit de refroidissement (6), avantageusement la température du liquide de refroidissement dans la pompe (10).
  6. 6.- Coffre (2) selon la revendication 5, dans lequel le circuit de refroidissement (6) comporte une pompe (10) propre à faire circuler le liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement (6), et dans lequel le coffre (2) comporte un circuit (13) de commande de la pompe (10), propre à commander la mise en route de la pompe (10) lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure ou égale à une température prédéterminée.
  7. 7. Coffre (2) selon la revendication 6, comportant au moins une résistance de préchauffage du liquide de refroidissement, propre à transmettre de la chaleur au liquide de refroidissement lorsque cette résistance de préchauffage est alimentée en courant électrique et des moyens d'alimentation de chaque résistance de préchauffage en courant électrique.
  8. 8.- Coffre (2) selon la revendication 7, dans lequel chaque résistance de chauffage est formée par une résistance de décharge (9).
  9. 9.- Coffre (2) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les moyens d'alimentation des résistances de préchauffage comportent les condensateurs (8).
  10. 10.- Véhicule ferroviaire, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moteur de traction commandé par un coffre de traction (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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