Tension moteurs tramway

[psikhopat]

Salut à tous,

 

Je viens vers vous car je bosse depuis peu dans le monde du tramway et j'ai souvent des questions assez pointues qui me renvoient sur votre forum.

Donc aujourd'hui je me suis inscrit pour vous poser directement la question.

Notre tramway est alimenté en 750v continu, mais pourtant dans le tram absolument rien ne fonctionne en 750v puisque les CVS le convertissent en 400v pour les moteurs et leurs refroidissements, les clims,...

J'ai donc 2 questions :

 

Pourquoi on alimente en 750 pour devoir dans chaque tram convertir en 400 ?

Et si jamais on est obligé d'laimenter en 750 quitte à convertir sur place, pourquoi alors les batteries de traction de secours dans le tram sont elles aussi en 750 et pas en 400 ?

Elles au moins, pourraient fournir directement le 400 necessaire si elles avaient moins d'éléments...

 

J'ai bien quelques idées mais uncune certitude.

Merci à ceux qui pourraient m'aiguiller 😉

🖐️

 

 

[Gom]

Salut,

Question bête, le 400V donné dans l'énoncé, c'est du triphasé ? Si tel est le cas, ça peut grandement expliquer le problème : Faire passer du triphasé par une caténaire (ou un 3e rail) est beaucoup plus complexe que du monophasé ou du continu : nécessité d'avoir 3 points de contacts au lieu d'un (je ne compte pas le rail pour le retour du courant).

De même pour les batteries, je ne connais pas de batteries capables de fournir du courant alternatif directement. Et puisqu'on a déjà des convertisseurs 750V CC vers 400V Triphasé à bord, autant s'en servir aussi pour les batteries, ça parait cohérent.

[psikhopat]

Bonjour,

Donc tu penses qu'ils ont mis des batteries 750v juste parce qu'il y avait deja des cvs dans le tram ?  au lieu de mettre simplement des batteries 400v qu'ils auraient pu onduler avec les onduleurs déjà présents aussi?

Je m'etais dit que peut etre le cvs et l'onduleur etait en fait un seule et même élément mais c'est une supposition.

 

J'ai vu les batteries, il s'agit simplement d'un rack de batteries de 12v connectées entre elles, ca prendrait moins de place et reviendrait moins cher de faire des racks de 400v au lieu de 750v

[Gom]

Bonjour,

Tu n'as pas répondu sur le 400V : Est-ce du triphasé ? Sinon, tout ce sur quoi je me base n'a aucune valeur.

Pour rester sur les batteries, pour avoir la même puissance avec 400V que 750V, il faut qu'elles fournissent quasi 2 fois plus d'intensité, donc câblage plus gros. C'est un des problèmes.
La charge de ces batteries : on a une source en 750V CC. Pour charger des batteries 750V CC, rien à convertir. Pour passer en 400V CC, il faut un bloc convertisseur (hacheur/lisseur) dédié à la charge batterie : Ça veut dire un équipement supplémentaire, place supplémentaire, poids supplémentaire, risque de panne supplémentaire. On peut imaginer une option de charge depuis le 400V triphasé : idem, il faut toujours un bloc convertisseur (à minima 3 redresseurs/lisseurs) pour revenir en 400V CC. Idem que la solution précédente : équipement supplémentaire, poids supplémentaire,...
Ensuite, les batteries fournissant du courant continu, il faut un onduleur triphasé dédié aux racks batteries. Et comme je disais plus haut : on a déjà au moins un bloc convertisseur 750V vers 400V triphasé sur la rame. Ce n'est qu'une supposition de ma part mais j'imagine qu'il est plus simple d'utiliser un équipement déjà présent sur la rame plutôt que d'en installer un autre dédié aux batteries qui ferait 400V CC vers 400V Triphasé.

Résumé : Batteries en 400V = nécessité d'équipements dédiés pour convertir le courant à la charge, et équipement dédiés pour pouvoir réutiliser le courant. Contrairement aux batteries 750V où tout est déjà présent.

Modifié 23 avril 2023 par Gom

[psikhopat]

Oui les moteurs sont bien en triphasé.

J'avoue que j'avais pas pensé à la charge des batteries.

Mais je ne comprends toujours pas pourquoi on alimente un tram en 750v alors qu'absolument rien ne fonctionne en 750v dedans.

(A part le fait que pour la même puissance requise l'intensité augmente)

Et petite precision, le 750 qui alimente le tram est du continu, donc il faut quand même l'onduler.

 

Modifié 23 avril 2023 par psikhopat

[ADC01]

il y a 14 minutes, psikhopat a dit :

Mais je ne comprends toujours pas pourquoi on alimente un tram en 750v alors qu'absolument rien ne fonctionne en 750v dedans.

pour éviter les pertes en lignes tout comme on alimente en 25000 les caténaires de trains alors que rien ne fonctionne en 25000. plus le tension d'alimentation est basse, plus il faut de points d'alimentation, sous stats, la preuve en 1500, elles sont beaucoup plus rapprochées qu'en 25000.

[f6exb]

Pour la même raison que la liaison entre la centrale et la lampe de chevet ne se fait pas en 230 V.

[Laroche]

Il y a 2 heures, psikhopat a dit :

Mais je ne comprends toujours pas pourquoi on alimente un tram en 750v alors qu'absolument rien ne fonctionne en 750v dedans.

Ben comme pour beaucoup de choses, c'est un compromis entre l'intéret d'avoir une tension la plus élevée possible (pour éviter les pertes en ligne), les contraintes liées à la sécurité (distance d'isolation), de normalisation et la reglementation (STRMTG). 

Donc pour du tramway en France sous réglementation STRMTG c'est alimentation en 750 V CC. Ce qui n'empeche pas les trains trams de rouler sous 25000 V quand ils circulent sur RFN et sous 750 V en parcours urbain (T13 par ex).

Modifié 23 avril 2023 par Laroche

[psikhopat]

Voila, maintenant c'est plus clair pour moi.

 

Merci a tous 👍😁

[km315]

Ton tramway est il un tramway moderne , ou un a l'ancienne ?

Les anciens étaient a moteur continus, les nouveaux sont commandés par des hacheurs, le fait d'alimenter en 750 V apporte une certaine puissance a l'entrée

du système électrique du tramway, en plus de la traction, il y a la clim, et tous les autres consommateurs de courant.

Les convertisseurs et les hacheurs apportent une " fausse tension alternative " triphasée de 3 x 110/120 V soit 380 v comme le triphasé que tu peux

trouver dans un atelier a la prise ,il est  plus proche d'un signal carré que de la sinusoïde, la valeur efficace du courant varie donc

en fonction de l'espacement des alternances, mais toujours quasiment avec une tension au maximum du moteur

 

[psikhopat]

Les tram dont je parle sont des alstom citadis phase 2 et 3 qui ont une quinzaine d'annees.

[km315]

Ce sont donc des matériels récents , mon hypothèse des hacheurs

et alim 3 x 110 V par phase doit être la bonne

 

[CGO]

J'ai un gros doute sur les batteries de 750V, en général, les batteries sont plutôt en 24v ou 72 v, sauf sur les engins qui peuvent rouler en autonomie sur parcours limité (trolleys de Limoges ou trams de Nice)

[f6exb]

Dans la description du tramway de Lyon, on trouve une partie sur l'alimentation :

http://www.ferro-lyon.net/nouveau-tram/498-les-rames-citadis-402

 

Ici, une pincée de renseignements techniques vers la page 53 :

Une deuxième thèse velue. On se demande qui a copié sur qui.

Ça devrait répondre à un certain nombre de questions sur les trams.

 

Buildinginformationmodelingpourapplicationsferroviaires-conceptiondunesousstationtramway.pdf

morin_version_finale_compressee.pdf

Modifié 26 avril 2023 par f6exb

[psikhopat]

Il y a 7 heures, CGO a dit :

J'ai un gros doute sur les batteries de 750V, en général, les batteries sont plutôt en 24v ou 72 v, sauf sur les engins qui peuvent rouler en autonomie sur parcours limité (trolleys de Limoges ou trams de Nice)

Je te confirme que je parle bien de batteries de secours de traction 750v, elles sont constituées de dizaines de petites batteries de 12v reliees entre elles.

[ADC01]

Il y a 11 heures, CGO a dit :

en général, les batteries sont plutôt en 24v ou 72 v

Une batterie de 72 volts, c'est 3 batterie de 24 volts en série, ou 6 de 12 volts.

[CGO]

Il y a 15 heures, psikhopat a dit :

Je te confirme que je parle bien de batteries de secours de traction 750v, elles sont constituées de dizaines de petites batteries de 12v reliees entre elles.

Ces trams roulent sur quel réseau ?

Cordialement,

[CGO]

Il y a 11 heures, ADC01 a dit :

Une batterie de 72 volts, c'est 3 batterie de 24 volts en série, ou 6 de 12 volts.

C'est une vérité de La Pallice et les batteries de 24V sont souvent 2 batteries de 12V,mais jamais 4 de 6v...

Plus sérieusement, sur le réseau SNCF les locomotives sont presque toutes en 72v, ainsi que les anciennes voitures (ANF, DEV, etc), mais les Corails et les locotracteurs en 24v

[ADC01]

Il y a 5 heures, CGO a dit :

Plus sérieusement, sur le réseau SNCF les locomotives sont presque toutes en 72v, ainsi que les anciennes voitures (ANF, DEV, etc), mais les Corails et les locotracteurs en 24v

N'as tu jamais eu l'occasion d'observer le montage de ces batteries ?

[Gom]

Quand on parle de batteries hautes puissances, on peut aussi comparer aux voitures pour lesquelles il existe tout un tas de docs trouvables facilement sur internet. Exemple : https://verkor.com/tout-savoir-sur-les-cellules-de-batterie-haute-puissance/

Batteries de 400 à 800V, pour lesquelles on assemble entre elles des cellules de 3.5 à 3.7V. Plus il y a de cellules (ou de "sous batteries"), plus on peut diviser la puissance que chacune d'entre elle devra fournir ou absorber lors de la charge.
En gros, on pourrait imaginer une très grosse batterie unique mais qui ne pourrait délivrer sa capacité que lentement pour ne pas surchauffer ou tout simplement flinguer ses composants internes. A la place, on en met plein de petites qui ont chacune une "faible" capacité/puissance. Mises ensemble, on retrouve une grosse capacité/puissance qu'on peut aussi délivrer rapidement.

On avait aussi les BB15000, avec leurs racks de batteries de freinage rhéostatique bien visible dans les compartiments. A l'époque, on ne savait pas trop faire de batteries lithium, c'était donc des batteries 12V type automobile alignées.

 

Sans aller plus en détail dans le fonctionnement d'une batterie de tram, sur lequel on a d'ailleurs peu de détails technologiques, je présume que le fonctionnement est similaire.

[psikhopat]

Il y a 9 heures, CGO a dit :

Ces trams roulent sur quel réseau ?

Cordialement,

Bordeaux 

[f6exb]

Vu sur le site d'un passionné (et employé d'Alstom si j'ai bien compris).

http://fbrisou.free.fr/RAIL21/TramBordeaux.html

[CGO]

Il y a 7 heures, ADC01 a dit :

N'as tu jamais eu l'occasion d'observer le montage de ces batteries ?

Sur les 25500 elles étaient disposées le long des couloirs, sur 4 à 5m, c'était des éléments assez étroits et hauts connectés en série pour donner du 72V, donc effectivement chaque élément pouvait être de 12V
Bizarrement, la charge se faisait par le retour de courant des ventilateurs, donc ça ne chargeait que ventilateurs en marche...
 

[fabrice]

Il y a 2 heures, CGO a dit :

Sur les 25500 elles étaient disposées le long des couloirs, sur 4 à 5m, c'était des éléments assez étroits et hauts connectés en série pour donner du 72V, donc effectivement chaque élément pouvait être de 12V
Bizarrement, la charge se faisait par le retour de courant des ventilateurs, donc ça ne chargeait que ventilateurs en marche...
 

Comme sur les 16500, mais comme les ventilateurs se mettaient automatiquement en route ( au 3eme cran pour la 16500) la recharge se faisait

[km315]

La base fondamentale des batteries , ce sont des éléments de 1,2V assemblés en série ou en parallèle pour obtenir soit une tension , soit une capacité

de stockage plus forte.  La réaction électrochimique, principe de base des batteries,  ne sait pas produire de tension plus elevée.

Ensuite, il y a les tensions de Floating de charge qui sont différentes selon les technologies de batteries , d'ou l'importance d'utiliser le bon

chargeur , sous peine de détruire les éléments de batteries.