Pr

1
Quitter
Ferelec
Auteurs
Aide à lapproche fonctionnelle-structurelle du
système
Présentation
Le système réel
Approche fonctionnelle
Bibliographie Sites internet
Guide de navigation
? SNCF-CAV- J.J. DANGELO
2
Guide de navigation
Un clic souris sur
Sélection fonction
Permet de sélectionner une fonction dans une
liste proposée.
Permet de revenir au menu du niveau strictement
supérieur .
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Quitter
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Texte souligné bleu indique un lien hypertexte .
? SNCF-CAV-FABBRO et LEVEQUE
3
Le système FERELEC permet de mettre en évidence
les comportements particuliers dun système réel
de traction électrique, en tenant compte de la
variabilité de la charge, du profil de la voie,
du problème de ladhérence roue rail, de la
pénétration dans lair.Le système réel
considéré dans ce document est constitué dune
locomotive BB 15000, de ses wagons chargés ou
non, des rails et de la caténaire.
? SNCF-CAV-FABBRO et LEVEQUE
4
A0
Frontière du système de traction étudié
5
BB 15000

• Caractéristiques
• Longueur 17,48 m
• Masse totale 88 tonnes
• - Diamètre roues 1,215 m (mi-usées)-
  Réduction 11,659 - Vitesse maximale 180 km
  /h - Effort à la jante à la vitesse maximale
  82 kN En exploitation
• - Puissance continue 4000 kW (128 kN à 110
  km/h)- Puissance unihoraire 4420 kW
• - Vitesse maximale 160 km/h
• 2 bogies indépendants. 1 moteur électrique par
  bogie, entraînant 2 essieux par lintermédiaire
  dun réducteur mécanique à rapport constant.

Fj (kN)
Caractéristique de traction(roues mi-usées,
adhérence moyenne)
294
Champ maximum
190
128
93
V(km/h)
110
98
152
172
0
180
6
Principes de construction des voies de chemin de
fer
Rayon des courbes
Le franchissement des courbes contraint à limiter
la vitesse des trains pour circuler à 200 km/h,
le rayon des courbes minimum est de 1 700 mètres.
Pour rouler à 270 km/h, le rayon des courbes doit
être de lordre de 4 000 mètres.
d 35/1000 3,5
35m
Profil de voie
La SNCF admet par exemple des déclivités de
35 pour 1 000 (3,5 ) pour certaines lignes de
transport de voyageurs à très grande vitesse.
1000m
? SNCF-CAV-Eric BERNARD
7
La caténaire
La caténaire permet dalimenter la motrice en
énergie, depuis les sous-stations. Le câble
supérieur, appelé   porteur , aide à maintenir
la caténaire. Le  retour  du courant se fait
par les rails.
Support en ogive (viaduc de Garabit)
8
Le pupitre de commande de la BB 15000
Dans sa cabine, le conducteur surveille la
signalisation et contrôle la marche du train
grâce aux instruments disposés devant lui.
Il assure le démarrage, larrêt du train et règle
la vitesse selon sa feuille de route.
9
- Dialogue conducteur / motrice selon
- Vitesse de déplacement (consignes vitesse ou
courant ) en fonction de
-Réseau monophasé 230 V -Perturbations
énergétiques
horaires, présence conducteur, liaison radio,
signaux optiques.
pénétration dans lair, état des
rails,déclivité (gravité).
charge remorquée, profil, conditions
climatiques, état des rails.
- Dialogue voie / motrice
arrêt automatique de sécurité.
W
R
E
Voyageurs ou marchandises transportés
Voyageurs ou marchandises en situation initiale
,
,
Transporter
Informations visuelles
A0
Pertes énergétiques
Énergie électrique renvoyée au réseau
Système Ferelec
locomotive wagons rails caténaire
A-0
N.B. le conducteur nappartient pas au système
10
R
W
Le signe indique un lienhypertexte associé
au flux
E
Vitesse, courants
Ordres conducteur ? motrice
Ws
Informations affichées
Communiquer
Dialogue voie / motrice
A1
Perturbations énergétiques
Réglage I moteurs (pilotage ponts)
Cabine, pupitre de commande
Traction / Freinage
Ws
Modes de marcheConsignes v, I
Traiter les données
A2
Commande - disjoncteur - pantographe -
auxiliaires
Automate, régulateurs, logique électrique et
pneumatique
Informations à afficher
Énergie électrique renvoyée au réseau
C
R
E
Gérer lénergie
Monophasé 230 V / 50 Hz
A3
Ws
Pertes énergétiques
Energie mécanique
Waux
Rails, caténaire artificielle, procédé de gestion
dénergie
Voyageurs ou marchandises en situation initiale
Voyageurs ou marchandises
Déplacer
A4
transportés
Locomotive, wagons, rails
Énergie mécanique restituée
n moteurs,charge
Ws
Acquérir lesdonnées
I moteurs et ponts
A5
Capteurs de vitesse, et courant
A0
Images vitesses, courants moteurs et ponts
11
C
R
E
W
Traction / Freinage
Réseau monophasé 230V / 50 Hz
Réglage courants moteurs (commandes ponts)
Commandes
Disjoncteur, pantographe
Auxiliaires
Énergie électrique renvoyée au réseau
Distribuer
A31
Waux et Ws
Gérer lénergie des auxiliaires et de commande
Caténaire, pantographe, disjoncteur, contacteurs,
rail
A35
- Circuits auxiliaires et de commande
230V / 50 Hz
Adapter
A32
Transformateurs
Energie électriquerestituée
Couplage moteurs
Pertes énergétiques
2 x 24V / 50Hz
Moduler
A33
I ponts
Ponts
Energie électrique restituée
I moteurs I ponts
Energie électrique
Convertir
Energie mécanique restituée
A34
Energie mécanique
Couplage résistances
2 moteurs série
Energie électrique restituée
Dissiper
A3
A35
Résistances de freinage
12
E
Perturbations énergétiques extérieures
Energie auxiliaires (Waux)
Energie mécanique
Energiepneumatique
Energie mécanique restituée
Adapter lénergie
A41
Vitesse roue
Pertes par frottement (bogies moteurs)
Réducteurs mécaniques(bogies moteurs)
Dissiper
Etat de la voie
Déclivité,air
A44
Freinsmécaniques
Pertes énergétiques
Energiemécanique
Energie mécanique
Transmettre par adhérence
Pertes dues au glissement roue / rail
A42
Energie mécanique restituée
Liaison roue / rail
Pertes par frottement(bogies wagons)
Energie mécanique
Pertes dues à la pénétration dans lair
Voyageurs ou marchandises
Voyageurs
Déplacer
A43
en situation initiale
ou marchandisestransportés
Caisse de la locomotive, wagons
Energie mécanique restituée
A4
Le signe indique un lienhypertexte associé
au flux
13
A0
Frontière du système de traction étudié
14
Frontière du système de traction étudié
A0
15
(No Transcript)
16
Pénétration dans lair
Les effets aérodynamiques sont représentés par le
couple résistant exercé par le ventilateur sur
laxe de la charge tournante. Le ventilateur est
équipé d un volet de réglage du débit d air.
ventilateur
17
Déclivité
La déclivité (palier, rampe ou montée, pente ou
descente) est représentée par le couple exercé
par la machine de charge sur laxe de la charge
tournante.
Machine de charge
18
Charge remorquée
La charge de 170 tonnes est représentée par la
charge tournante ( 2 volants dinertie, 2,5
kg.m²) Les effets dune charge de 340 tonnes
sont représentés par la charge tournante et par
la machine de charge, qui produit un couple
représentatif des effets de linertie
supplémentaire.
Machine de charge
Charge tournante
19
Les entrées de la fonction  Communiquer 
Modes de marche, consignes courant et /ou vitesse
Couplages moteurs et modulateurs
20
Les sorties de la fonction  Communiquer 
Comptes-rendus et signalisation
21
Supports dactivité de la fonction  Traiter les
données 
Le logiciel FERELEC
Carte  Train 
La carte train réalise linterface armoire
électrique / micro - ordinateur
Les circuits de logique câblée (circuits de
commande)
22
Supports dactivité de la fonction  Acquérir les
données 
Capteurs de courant, moteurs et modulateurs
H capteurs de vitesse, moteurs et charge
(codeurs incrémentaux)
23
E galets rail
F galets moteur
G galets wagon
La transmission dénergie mécanique galet moteur
?charge seffectue par frottement acier sur acier
(contact roue - rail)
24
E galets rail
F galets moteur
G galets wagon
La transmission dénergie mécanique galet moteur
?charge seffectue par frottement acier sur acier
(contact roue - rail)
25
Transmission de lénergie mécanique
Lénergie mécanique est transmise du moteur de
traction à la  roue  (galet moteur) par un
ensemble poulies / courroie crantée de rapport 11
Rail tournant
Courroie
Galet moteur
Galet wagon
26
Caténaire artificielle
Schéma
Bobine de conducteur H05 V-K 2,5mm² cuivre 100m
5,2 mHou self 4 / 7,3 mH
27
Transformateurs
Schéma
TC1 transformateur dalimentationdes circuits
de commandeMonophasé 230-400V / 2x24 V 250 VA
TC2 transformateur de traction Monophasé
230-400V / 2x24 V 2500 VA
28
Modulateurs dénergie (ponts redresseurs)
Schéma
V2 pont complet monophasé 250V 57A V3 pont
mixte monophasé 250V 57A
29
Résistances de freinage
Schéma
R1 résistance 0,1 Ohm 250 WR4 résistance 0,1
Ohm 250 W
30
Moteurs de traction
Deux moteurs,  avant  et  arrière  (A)
Moteurs à courant continu à excitation série T15
Leroy SomerP0,95 kW pour n1000 min-1, U24,9V
et I 50 AP0,475 kW pour n500 min-1, U14,4V
et I 50 AIP 20 Isolation classe FService S6
60
Schéma
31
Alimentation de la machine de charge.Hors
frontière détude
Transformateurdalimentation ducircuit de
commande
Caténaire artificielle
Transformateur de traction
32
Pont mixte
Pont complet
Le pont complet peut être transformé en pont
mixte(fermeture de KM8)
33
Résistance de freinage
Moteur de traction
34
Bibliographie - Internet
Centre audiovisuel-Banque dimages SNCF photos
utilisables uniquement dans les pages du présent
document. Toute autre utilisation est
interdite. Dossier de ressources techniques  
Ferelec  LEROY-SOMER, par Jean
FilippiniEncyclopédie des Sciences et des
Techniques QUILLET http//www.transports.equipeme
nt.gouv.frhttp//www.sncf.comhttp//www.rff.frh
ttp//www.uic.com http//mercurio.iet.unipi.it/tgv
/ http//www.multimania.com/souil/photoshttp//h7
a.free.frhttp//tdf.free.frhttp//perso.infonie.
fr/cheminsdefer/
? SNCF-CAV-FABBRO et LEVEQUE
35
Les auteurs du présent document

• Xavier Raynaud Professeur stagiaire GE
  Electrotechnique
• Patrick Raluy Professeur stagiaire GM
  Construction
• Serge Mias Formateur à lIUFM de
  Midi-Pyrénées en collaboration avec
• Philippe Ladoux, J.M. Mendousse, formateurs à
  lIUFM de Midi-Pyrénées.