Article

1 - TROIS RÉVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

2 - INTERRUPTEURS ÉLECTRONIQUES EN TRACTION ÉLECTRIQUE

3 - ÉVOLUTION DES SCHÉMAS DE PUISSANCE EN TRACTION ÉLECTRIQUE

4 - TRACTION ÉLECTRIQUE DU FUTUR

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D3278 v1

Apport de l'électronique de puissance pour la traction électrique

Auteur(s) : Marc DEBRUYNE

Date de publication : 10 août 2010

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RÉSUMÉ

La traction électrique, bien qu'apparue en 1880, a réellement été développée à partir de 1970, avec l'apport de l'électronique de puissance. En effet, cette dernière a permis de réelles avancées en offrant la possibilité de mettre en relation toutes les formes d'énergie électrique, cela de façon continue et bidirectionnelle, avec un excellent rendement. Ainsi l'utilisation de semi-conducteurs en silicium a généré un véritable gain en souplesse de contrôle, en énergie consommée et en compacité/légèreté pour les machines. Cet article présente le cheminement des évolutions technologiques dans le domaine de la traction électrique, des premières machines à l'emploi d'interrupteurs électroniques. Avec la description de nouveaux matériaux, comme le carbure de silicium, ce dossier aborde également les tendances du domaine et les progrès à venir.

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ABSTRACT

Although electric traction was created in 1880, it was not developed until 1970 with the help of power electronics. Indeed, power electronics has allowed for significant progress by offering the possibility to link all forms of electric energy in a continuous and two-directional way, with an excellent yield. Thus, the use of silicon semiconductors has significantly improved the easiness of control, decreased the amount of energy used and increased the compactness/lightness of machines. This article presents the progress of technological evolutions in the field of electric traction, from the first machines up to the use of electronic switches. Via the description of new materials such as silicon carbide, this article also deals with the current trends of the domain and improvements to come.

Auteur(s)

  • Marc DEBRUYNE : Ingénieur HEI (Hautes Études Industrielles) - Master Expert en Systèmes de traction – Alstom Transport

INTRODUCTION

Il est communément admis que la traction électrique a pris naissance vers 1880 lorsque Werner von Siemens présentait pour la première fois un engin mû par un moteur électrique à l'exposition universelle de Berlin. À l'aube du vingtième siècle, tous les types de moteurs électriques étaient connus, qu'ils soient à courant continu, synchrone ou asynchrone. Cependant, il manquait à ces machines la souplesse de réglage, c'est ce que va apporter l'électronique de puissance quand elle fait son entrée avec les thyristors à la fin des années 1960.

Le fondement de l'électronique de puissance s'appuie essentiellement sur le concept d'interrupteur statique qui va être réalisé grâce au silicium, matériau aux propriétés étonnantes, capable de passer de l'état d'isolant à l'état de conducteur sous l'action d'une simple commande électrique.

En cheminant dans le domaine de la traction électrique depuis ses origines à travers toutes les étapes technologiques jusqu'à l'avènement des interrupteurs électroniques, on pourra apprécier le génie inventif des ingénieurs du ferroviaire et mesurer l'accroissement progressif mais constant des performances et de la compacité des équipements traction à chaque évolution des semi-conducteurs de puissance, diode, thyristor, GTO et IGBT.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d3278


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FORRAY (R.) -   SNCF. Les locomotives de la série BB12000 à redresseurs au silicium.  -  Revue Générale des Chemins de Fer, fév. 1965.

  • (2) - NOUVION (F.), COSSIE (A.), DUPONT (R.) -   SNCF. Les locomotives monophasées BB15000.  -  Revue Générale des Chemins de Fer, juin 1971.

  • (3) - MACHEFERT TASSIN (Y.), NOUVION (F.), WOIMANT (J.) -   Histoire de la traction électrique.  -  Collection « histoire et technique », La Vie du Rail, tome 1 (1980), et tome 2 (1986).

  • (4) - LACÔTE (F.) -   La nouvelle génération de matériel à grande vitesse de la SNCF. Le matériel TGV Atlantique.  -  Revue Générale des Chemins de Fer, déc. 1986.

  • (5) - JEUNESSE (A.) SNCF, DEBRUYNE (M.H.) Alston -   La BB36000 : la locomotive multitension européenne.  -  Revue de l'électricité et de l'électronique REE, oct. 1998.

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites Internet

Laboratoire de machines électriques http://lme.epfl.ch/page15864.html

Traction électrique Vol. 1, 2e édition entièrement revue et augmentée http://www.polymtl.ca/pub/argumentaire.php?l=fre=7616

HAUT DE PAGE

2 Événements

EPE European Power Electronics and Drive http://www.epe-association.org/epe/index.php

PCIM Power Conversion Intelligent Motion http://www.mesago.de/en/PCIM/main.htm

HAUT DE PAGE

3 Annuaire

HAUT DE PAGE

3.1 Constructeurs de matériel ferroviaire

Alstom Transport http://www.transport.alstom.com

Bombardier http://www.bombardier.com

Siemens http://www.siemens.com

...

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