Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Actuellement, seuls deux principes électriques de motorisation en système ferroviaire sont rencontrés à travers le monde : les circuits inducteurs sur mobiles et les circuits inducteurs sur la voie. Cet article évoque les applications appelées Maglev couvrant les deux principaux systèmes dits à attraction ou à répulsion. Ces systèmes font tous appel, sur voie obligatoirement ferrée magnétiquement, aux deux principaux types de motorisation linéaire, synchrone ou asynchrone. Les applications commerciales à faible vitesse, pour les dessertes courtes à nombreux arrêts et fortes fréquences, sont différenciées de celles à grande vitesse et à grande distance entre arrêts. Pour finir, sont évoqués les prototypes spéciaux et les recherches en cours.
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Currently, only two electric motorization systems for railways exist worldwide: inductor circuits in moving parts and inductor circuits on tracks. This article mentions the Maglev applications encompassing the two main push and pull systems. All these systems involve, obliged to be on magnetically charged tracks, the two main types of linear traction motors: synchronous or asynchronous. The commercial application at low speed, for short distances with numerous and frequent stops are differentiated from high speed ones with great distances between each stop. Finally, special prototypes and ongoing research are mentioned.
Auteur(s)
-
Yves MACHEFERT-TASSIN : Directeur honoraire des Études et recherches traction du groupe Schneider - Conseil ferroviaire du Tunnel sous la Manche et Eurotunnel - Professeur honoraire « Traction électrique » à l'École spéciale des travaux publics (ESTP)
INTRODUCTION
Il existe déjà, et depuis longtemps, comme nous le verrons dans l'historique des applications ferroviaires des moteurs linéaires, une abondante littérature sur les principes utilisés et leurs applications en recherche, développement, et essais réalisés.
C'est pourquoi nous ne reviendrons pas en détail sur les principes et les calculs, fort bien exposés dans le dossier [D 3 700] « Moteurs électriques à mouvement linéaire et composé », sauf évidemment, si l'application réalisée avec succès fait appel à des dispositions particulièrement nouvelles ou à des combinaisons de fonctions, autres que la traction et le freinage, ce qui est le cas le plus fréquent des systèmes guidés à sustentation magnétique notamment. Ces systèmes dépendent cependant de « rails » guides ou porteurs, et souvent de roues, quand les éléments de soutien magnétique ne sont pas en action, et parfois même alors que les parties motrices linéaires le sont. C'est ce qui explique que nous évoquons donc aussi les applications appelées « Maglev » (Magnetic Levitation ) qui couvrent les deux principaux systèmes dits à attraction (« Transrapid » d'origine allemande ) ou à répulsion (« Maglev » japonais actuels ). Ces systèmes font tous appel, sur voie obligatoirement ferrée magnétiquement, aux deux principaux types de motorisation linéaire, synchrone ou asynchrone.
Après le rappel des choix réalisés, de moteurs, ainsi que de leur alimentation soit venant des mobiles, soit fixés à la voie, ou combinant parfois les deux, les applications commerciales nous permettront de différencier celles à faible vitesse, pour les dessertes courtes à nombreux arrêts et fortes fréquences, de celles à grande vitesse à grande distance entre arrêts. Pour finir, nous évoquons enfin les prototypes spéciaux et les recherches toujours en cours, ou restant... en attente d'évolution.
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Possibilités encore inexploitées sur rails
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5. Applications actuelles en transports guidés
5.1 Applications en Maglev à grande vitesse
Malgré le seul usage d'attraction ou de répulsion pour la sustentation et le guidage à grande vitesse, après de nombreux essais et prototypes déjà signalés côté des moteurs linéaires à inducteur double séparé, ce sont finalement des moteurs combinés avec le système Maglev qui ont été retenus pour les grandes applications. Ce sont alors des moteurs synchrones, dont les bobinages « inducteurs », en stators, sont déroulés tout au long de la voie, comme au Japon avec intégration aux enroulements de lévitation et guidage (Linear Express LE, figures 14 et ). Les bogies d'articulation des rames comportent l'ensemble des « induits » de supraconductivité, de motorisation et les roues auxiliaires (figure 18).
Pour la solution à attraction sous les pistes, comme en Allemagne (Transrapid et application en Chine, figures 16 et ), les constructeurs ont également combiné, sous la voie, les électro-aimants de support vertical et les « inducteurs » (« rotors » linéaires) des moteurs synchrones, côté véhicules, avec les circuits magnétiques statiques et les induits (stators) attachés sous le viaduc ou sur les bogies (figure 16).
Les deux systèmes ont de ce fait, et en commun, le système des convertisseurs en sous-station d'alimentation (figure 20) vers des sections électriques successives alimentaires de chaque véhicule, ou rame, à partir de courant triphasé à 110 ou 154 kV, transformé en 20 ou 66 kV, à 50 ou 60 Hz, ensuite converti en continu à moyenne tension découpé à la demande, en triphasé de 0 à 269 Hz au plus, pour des longueurs inductives de 1 à 3 km (Transrapid) ou de 0 à 60 Hz (Maglev Japon), ce qui leur procure des vitesses maximales de 450 à 550 km/h à l'usage. Cela conduit évidemment à des fortes puissances d'où de grandes sous-stations espacées de 15 à 18 km avec des puissances de l'ordre de 20 à 40 MVA par voie (cas japonais). Les puissances motrices totales mises en jeu se justifient plus par un profil accidenté (40 sur la ligne japonaise) que par une majorité d'usage en souterrain même à...
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BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
BOUCHEROT (P.) - Bulletin de la Société Internationale des Électriciens. - Vol. 8, p. 731 (1908).
A wound rotor motor 1400 feet long. - Westinghouse Engineer. Electropult, no 6 (1946).
SHTURMAN - Moteur d'induction à circuit magnétique ouvert. - Elecktrichestvo, no 10, p. 43 (1946).
SHTURMAN - ARANOV - Effets d'extrémités dans les moteurs d'induction à circuit magnétique ouvert. - Elecktrichestvo, no 2, p. 54 (1947).
BARWELL - Some speculations on the future of railway mechanical engineering. - Proc I. Mechanical E, vol. 176, no 3, p. 61-82/88-91 (1962).
LAITHWAITE (E.) - Linear induction motor Proceedings IEE. - Déc. 1957.
ALBOULL - Les moteurs asynchrones linéaires. - L'Électricien, janv. 1965.
EBELT - Le moteur linéaire dans ses emplois pour les engins moteurs électriques. - Deutsche Eisenbahntechnik, fév. 1966.
LAITHWAITE (E.) - Linear induction motor for high-speed railways. - Barwell. Electronics and Power, vol. X, avr. 1964.
WIART (A.) - Bases théoriques et applications des moteurs linéaires. - Revue Jeumont-Schneider, no 8 (1970).
MACHEFERT-TASSIN (Y.) - Le moteur linéaire. Applications du moteur linéaire dans les transports. - Revue Générale de l'Électricité, T. 80, no 2. (voir aussi conférences...
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