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L'entraînement tandem pour TS et TC Qu'est-ce qu'on y gagne?

#1 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 09 juillet 2014 - 13:43

Bonjour,

Je reviens pour lancer le débat sur l'entraînement tandem dans les RM que l'on trouve en station (télésièges/cabines/phériques).

A l'instar des chaudières qui fonctionnent plus efficacement proche de leur point de fonctionnement nominal, les moteurs électriques (disons qu'on parle de moteurs AC ici, les plus courants dans les RM) montrent une baisse significative de rendement lorsque la puissance fournie descend sous la barre des 50% de puissance nominale.

Surtout vous m'arrêtez si je me trompe, hein?

Or la plupart des RM pour lesquelles j'ai eu les données sous la main fonctionnent la plupart du temps en dessous de 40% de charge moteur. Car les moteurs sont largement sur-dimensionnés par rapport au fonctionnement "normal" des ces RM.

En partant de ce constat il est séduisant de penser qu'en optant pour un entrainement tandem, on maximise le temps de fonctionnement à chage quasi-nominale sur un moteur (le deuxième intervenant pour les pointes), et par extension le rendement. Donc on consomme moins d'énergie pendant l'exploitation en conditions "normales" avec la solution tandem.

Alors tout ça c'est de la théorie. En épluchant le forum pour trouver des infos la-dessus je suis tombé sur :

Voir le messageVelro, le 03 janvier 2008 - 23:31 , dit :

A titre d'exemple, les entraînements tandem avec deux moteurs ont l'avantage de la redondance mais côté énergie un entraînement mono-moteur est préférable.


Voir le messageVelro, le 04 août 2008 - 22:25 , dit :

Les entraînements avec deux moteurs accouplés directement, donc avec réducteur principal unique, ne sont pas vraiment une très bonne idée car le rendement est moins bon qu'avec un moteur unique [...]. Dans le cas cité il est effectivement judicieux de désaccoupler le moteur inutile car sinon on brasse de l'air pour rien et on use également un peu les charbons, le collecteur et les roulements.

Les entraînements tandem, donc avec deux réducteurs principaux, sont justifiés lorsque les puissances sont très élevées, notamment pour les grand funiculaires, par contre pour les TPH les puissances ne le justifient pas vraiment. Le seul avantage est peut-être le recours à des réducteurs disponibles sur catalogue, par contre on est perdant à vie côté rendement énergétique. Les entraînements tandem de TPH semblent être une spécialité française et italienne, en Suisse, c'est moins courant.


Voir le messageVelro, le 20 avril 2009 - 20:11 , dit :

Les entraînements tandem n'ont de sens que pour des installations de très grande puissance, notamment quelques très grands TPH à va-et-vient et très grands funiculaires, sinon il est préférable d'installer un moteur principal unique car la redondance fonctionnelle n'est pas réellement requise ni utile surtout que la nmoitié d'un entraînement tandem habituel ne permet au mieux que de tourner à vitesse réduite (à pleine charge).



Est-ce que ce serai possible d'avoir des explications sur ces points? Pourquoi seules les grandes puissances sont intéressantes à fournir en tandem? A quel niveau mon raisonnement fait-il défaut? Y a-t-il des différences selon la configuraton installée (un ou deux reducteurs, arbre traversant ou non...)?

Pour avancer quelques chiffres (toujours dans le domaine de la théorie), j'ai fait quelques calculs explicités dans ce PPT :

etude de la pertinence de l'entrainement tandem (PDF)

J'attends vos réactions/remarques!
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#2 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 10 juillet 2014 - 11:09

Après réflexion, je me suis rendu compte d'un truc : on ne parle peut être pas de la même chose.

L'entrainement tandem de 2*XXkW peut signifier deux moteurs de XXkW couplés sur le MEME arbre, participant chacuns de façon égale à la mise en mouvement de la ligne via la chaine cinématique. Cependant, dans ce cas-la, on ne bénéficie pas de "l'optimisation" en faisant travailler un seul moteur à pleine charge. Et effectivement, pas vraiment d'intérêt en soi pour des petites RM.

Pour arriver à mettre en place la solution proposée, il faudrait que chaque moteur puisse engrainer individuellement sur la poulie, au moyen d'un différentiel, par exemple. Je ne sais pas si on appelle encore ça du "tandem". Avec une analogie informatique, ce serai plutôt du "dual-core" ;-)

Est-ce que vous avez connaissance de l'existance d'une telle configuration en RM? Est-ce techniquement possible? De la doc sur le sujet?

Et encore une fois : des avis sur la question?

Merci.
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#3 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 10 juillet 2014 - 13:44

J'avais oublié de mentionner un détail valable bien sûr de façon générale: quand on parle de redondance, le couple de démarrage d'un moteur seul doit évidemment être suffisant pour démarrer et accélérer la charge. Dans le cas contraire il n'y a pas de redondance puisque les deux moteurs sont nécessaires pour démarrer.

Le problème du couple de démarrage se pose également pour les démarrages avec démarreur électronique (soft starter, un appareil avec, en général, 2 thyristors montés en tête-bêche par phase) car le couple de démarrage est nettement inférieur à ce qui est atteignable en démarrage direct ou avec un variateur de fréquence, raison pour laquelle il existe des applications dans lesquelles on installe un variateur de fréquence uniquement pour permettre un démarrage (et parfois aussi un arrêt) progressif; dans ces cas, pour les grandes puissances, on by-passe (c.à.d. pontage par contacteur ou interrupteur motorisé) parfois le variateur après synchronisation avec le réseau.

Pour répondre à la question de la répartition de puissance entre deux (ou plus de deux) moteurs dans un entraînement multi-moteurs d'une même charge, dans le cas de variateurs de vitesses pour moteurs à courant continu ou variateurs de fréquence pour moteurs à courant alternatif, les variateurs sont configurés en mode master/slave (maître/esclave) et, même si en général on répartit la charge uniformément, la paramétrisation des variateurs modernes permettrait une répartition inégale de la charge et techniquement on pourrait même mélanger des moteurs de puissances différentes; il n'est donc pas nécessaire de recourir à des dispositifs de répartition de charge mécaniques.

Jusqu'à env. 1200 kW en AC (courant alternatif) et un peu plus en DC (courant continu), on recourt en général à des moteurs en basse tension (BT), c.à.d. alimentés à moins de 1000 V; en pratique pour les variateurs de fréquence les deux tensions les plus courantes en Europe sont 400 V et, pour les grandes puissances, 690 V. Pour les moteurs courant continu on trouve aussi des tensions côté réseau de l'ordre de 500 V.

Pour les puissances unitaires (c.à.d. par moteur) supérieures on recourt généralement à des moteurs moyenne tension (MT), typiquement dans une gamme de tension de l'ordre de 2 à 10 kV. Il existe également des variateurs de fréquence moyenne tension jusqu'à env. 100 MW voire même au-delà depuis peu.
Il faut souligner que la moyenne tension (MT) est un domaine très différent de la basse tension (BT, max. 1000 V) car d'une par cela requiert une formation très spécifique du personnel et d'autre part les matériels sont très onéreux et les équipements de commutation sont souvent conçus pour des puissances beaucoup plus élevées que celles nécessitées pour les moteurs, ce qui rend la MT intéressante surtout pour les très grandes puissance.

En pratique, pour des installations dépourvues de moteurs MT existants, pour des puissance de 2 à 3 MW env. il est souvent plus économique de recourir à des moteurs BT, le cas échéant avec des entraînements tandem. Par contre dans les cas où il existe de toute façon des moteurs MT, où lorsque les câbles sont très longs (p.ex. dans l'indutrie minière), on peut installer des moteurs MT de relativement faible puissance (dès env. 110 kW même si des puisssance si basses ne sont pas courante en MT). A noter que lorsque les applications le permettent, le démarrage direct de moteurs MT de plusieurs centaines de kW est possible.

Un autre aspect concerne la logistique, un moteur 400 V 4 pôles (env. 1490 tours/mn) de 1000 kW fait dans les 4700 kg pour donner un ordre de grandeur et le réducteur qui va avec n'est pas non plus léger. Si nécessaire on peut assez facilement démonter un moteur AC ou DC mais le bâti avec le stator (pièce indissociable) reste lourd comparé aux flasques et au rotor réunis. Les réducteurs sont également démontables mais dans la mesure du possible on évite de démonter les moteurs et les réducteurs.

Jusqu'à env. 1000 kW (voire un peu plus) on trouve des moteurs basse tension normalisés respectivement trans-normalisés, au-delà il s'agit souvent de constructions sur mesure. Il est ainsi éventuellement moins cher d'installer deux moteurs de 800 kW normalisés au lieu d'un moteur spécial de 1600 kW.

Dans certaines applications des raisons constructives imposent des configurations multimoteurs (p.ex. roues de coupe de grands tunneliers dont la puissance d'entraînement totale peu dépasser 10 MW, moteurs BT refroidis à eau alimentés par convertisseurs de fréquence, la ligne d'alimentation du tunnelier est évidemment en MT).


Pour les RM il faut bien distinguer entre la puissance indiquée par le constructeur de RM dans la fiche descriptive de la RM et la puissance nominale du moteur (soit aux conditions standardisées, soit aux conditions du site d'exploitation (c.à.d. p.ex. en tenant compte de l'altitude, ce détail avait été discuté dans un autre sujet du forum).
Le dimensionnement du ou des moteurs tient compte des conditions d'exploitation les plus défavorables tout en incluant une certaine marge de réserve. La puissance maximale en phase transitoire correspond généralement au freinage électrique, l'autre phase de surcharge temporaire correspond aux phases de démarrage et d'accélération (le couple de démarrage maximal d'une RM à va-et-vient n'est pas forcément au départ car une RM doit pouvoir être redémarrée après un arrêt du ou des véhicules n'importe où en ligne et dans le cas de charge le plus défavorale).


Edité:
J'ai vite survolé le PDF mentionné.
Un point important pour les calculs comparatifs concerne la définition de la puissance des moteurs, la solution la plus fiable consiste à relever les données de la plaquette signalétique puis de rechercher la fiche technique du moteur (devrait figurer dans le dossier du calcul de l'entraînement, pour les RM récentes des calculs sont souvent fournis par le fabricant du moteur, voir également le calcul de ligne de la RM). Tout le reste est plus ou moins aléatoire et il ne faut surtout pas se baser sur des indications genre "Puissance maximale" que l'on trouve parfois indiquées pour des RM.

L'autre point essentiel est la mesure effective de la puissance et de l'énergie car il faut tenir compte de la consommation électrique totale de l'entraînement et non seulement de celle du moteur. Avec les variateurs de vitesse modernes on peut afficher voire même enregistrer les puissances effectives mais l'idéal consiste à faire de enregistrement de puissance et d'énergie côté alimentation avec un appareil approprié avec bobines de mesure Rogowski.

Entre 100% et 75% de charge nominale la perte de rendement est très faible (de l'ordre de 0.1 % pour des grands moteurs asynchrones), pour les autres points de fonctionnement il faudrait voir les courbes car je ne me souviens pas des détails et il faut aussi tenir compte du fait que l'on alimente par convertisseur de fréquence et non par le réseau directement.

Je n'ai jamais fait le calcul mais dans l'ensemble je ne pense pas que des critères d'économie d'énergie espérée permettraient de justifier à eux seuls des configuration multi-moteurs.

Comme mentionné précédemment, il faut tenir compte de la consommation énergétique dans son ensemble (y.c. le coût de la puissance de pointe quart-horaire en Suisse) et non de celle du moteur seul. En outre d'autres facteurs tels la maintenance, complexité, etc. sont également importants.

Dans le cas de RM à mouvement continu il serait techiquement possible de concevoir un entraînement avec deux moteurs de taille différente avec le premier moteur avec 2ème sortie d'arbre (cette configuration existe pour quelques RM mais en général avec deux moteurs de puissance identique).

Accessoirement il faudrait aussi évaluer la fiabilité car si avec deux moteurs de puissances différentes on utilise le moteur le plus puissant principalement pour démarrer/freiner, les cycles de stress thermiques sur les bobinages ne sont pas très bons (idem pour les IGBT des variateurs AC, je ne parle plus de DC car c'est une technologie qui n'est plus justifiée pour les nouvelles RM ou les réhabilitations).


Edité 2:
La configuration la plus courante des entraînements tandem en RM comprend deux moteurs, chacun associé à son réducteur. La configuation avec réducteur commun avec un bout d'arbre d'entrée unique et deux moteurs liés mécaniquement (typiquement avec le premier moteur avec 2ème bout arbre relié à l'arbre de sortie du 2ème moteur) ou avec un réducteur commun avec arbre d'entrée traversant et 1 moteur de chaque côté du réducteur existent également mais sont plus rares, en tout cas d'après ce que j'ai vu.

Il existe également des RM avec deux poulies d'entraînement indépendantes avec chacune son propre ensemble moteur-réducteur.


Exemple d'entraînement tandem de grande puissance (photo et vidéo YouTube), moteurs ABB et convertisseurs de fréquence régénératifs à avec alimentation à IGBT ABB ACS 800 en mode master/slave (photo d'ATV d'Alpinforum):
http://www.stahlseil..._serialNumber=1

Et plus de 3000 ch en action... :) Démarrage du TPH100 monovoie Lauterbrunnen - Grütschalp (Suisse), masse maximale 26220 kg, vidéo d'ATV d'Alpinforum:

Ce message a été modifié par Velro - 10 juillet 2014 - 14:51 .

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#4 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 11 juillet 2014 - 15:53

Merci Velro pour toutes ces précisions.

J'ignorais qu'on pouvais se passer de différentiel mécanique en utilisant les variateurs de fréquence.

Effectivement, les valeurs de puissance installée sont tirées de la documentation, et pas de la plaque signalétique. A voir s'il y aune différence significative, donc...

Pour ce qui est de la faisabilité technique, je ne me suis pas penché sur les détails pratiques, mais c'est vrai qu'au niveau de la maintenance, ça doit être une autre paire de manches! Et la pointe de puissance quart-horaire varie, certes, mais je pense que le gain (ou la perte) est "noyée" dans la consommation d'énergie. à mon avis, et tout cas.
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#5 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 11 juillet 2014 - 19:32

Les configurations master/slave existent depuis longtemps, même certains anciens variateurs courant continu des familles Veritron (ABB) ou SIMOREG (Siemens) permettaient la répartition de charge entre plusieurs moteurs. De nos jours la régulation est entièrement digitale (numérique pour les franco-français); dans le cas des convertisseurs de fréquence ABB ACS 800 les modules commande des différentes parties du variateur ainsi qu'entre différents variateurs dans le cas de multi-drives communiquent entre-eux via liaisons à fibres optiques (et idem pour la programmation/paramétrisation, le PC est raccordé via un adaptateur à fibres optiques, ce qui évite tout souçi d'isolation galvanique et d'interférence sur la ligne de communication), je cite ce type d'appareil car je le connais mieux que les Siemens ou les Vacon (actuellement là où possible on passe aux ACS 880 mais dans les RM récentes on trouve encore des ACS 800, les anciennes RM en AC équipées par Sisag ou Frey ont en partie encore des ACS 600 qui était la premièer génération de variateurs AC utilisés par ces sociétés pour les RM).

En général on vise une répartition uniforme de la charge afin de solliciter tous les inverters et tous les moteurs de façon similaire. Je n'ai jamais testé de paramétrisation avec répartition fortement asymétrique de la charge et pour ce qui est de du datalogging sans appareil de mesure externe indépendant il faut bien vérifier si les données sont effectivement représentatives de la mesure souhaitée.

Pour être complet on peut préciser que dans certaines conditions particulières il est possible de raccorder plusieurs moteurs à un variateur commun mais pour diverses raisons techniques la configuration in-line avec un inverter (Drive Side Unit (DSU), appelée aussi Inverter Unit (INU)) par moteur est de loin préférable.

On peut également rappeler qu'une charge entraînée par plusieurs moteurs ne doit pas forcément être liée de façon "rigide", p.ex. certaines rotatives d'imprimerie ont des groupes d'impression entraînés individuellement par des servomoteurs et la registration des couleurs est précise à quelques 1/100 de mm et ce à des vitesses de plusieurs m/s; la synchronisation est alors purement électronique.

Théoriquement on pourrait entraîner une RM en station amont et aval mais ce serait encore une des ces solutions "pourquoi simple quand on peut compliqué" pourtant si chères à certains bureaux spécialisés dans les RM . :) :) Plus sérieusement, ce serait réalisable techniquement parlant tout en restant une hérésie et donc sans intérêt en pratique.
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#6 L'utilisateur est hors-ligne   jfd_ 

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Posté 14 juillet 2014 - 00:03

Voir le messageVelro, le 10 juillet 2014 - 13:44 , dit :

L'autre point essentiel est la mesure effective de la puissance et de l'énergie car il faut tenir compte de la consommation électrique totale de l'entraînement et non seulement de celle du moteur. Avec les variateurs de vitesse modernes on peut afficher voire même enregistrer les puissances effectives mais l'idéal consiste à faire de enregistrement de puissance et d'énergie côté alimentation avec un appareil approprié avec bobines de mesure Rogowski.
Les enroulements de Rogowski ont quand même tendance à devenir plus rares sur des installations de RMs récentes. La gestion a tendance à basculer sur de l'informatique pure.


Voir le messageVelro, le 10 juillet 2014 - 13:44 , dit :

La configuration la plus courante des entraînements tandem en RM comprend deux moteurs, chacun associé à son réducteur. La configuation avec réducteur commun avec un bout d'arbre d'entrée unique et deux moteurs liés mécaniquement (typiquement avec le premier moteur avec 2ème bout arbre relié à l'arbre de sortie du 2ème moteur) ou avec un réducteur commun avec arbre d'entrée traversant et 1 moteur de chaque côté du réducteur existent également mais sont plus rares, en tout cas d'après ce que j'ai vu.
Dans le domaine des RMs, hormis sur des cas spécifiques comme des Funitels ou les DMCs, il semble plutôt que ce soit un peu l'inverse sur des remontées récentes. Tant chez Doppelmayr (les photos des parties techniques de certaines des remontées de ce fabricant et qui étaient présentes ont été retirées l'an dernier des reportages, on ne peut donc plus les voir) que chez Poma.

Restent néanmoins visibles quelques exemples chez Doppel :
3S Whistler : http://www.remontees...rtage-3000.html
3S Coblence : http://remontees-mec...rtage-3506.html (là, l'intérêt de mettre les deux moteurs dans un châssis unique???)
2S Garmish : http://remontees-mec...portage-88.html
On ne peut plus voir le 2S de la Massana en Andorre qui avait également 2*700kw et réducteur unique égalkement

Et chez Poma, on a par exemple :
TSD6 Lièvre Blanc, Ax 3 domaines : http://www.remontees...ortage-363.html
TCD8 Vignec, Saint-Lary : http://remontees-mec...rtage-3157.html (on peut voir l'arbre de remplacement du moteur milieu, ce dernier étant placé sur châssis coulissant latéralement en tant que besoin)
TCD8 Chichamocha, Colombie : http://remontees-mec...rtage-4456.html
TCD8 de Tianmenshan, Chine : https://www.youtube....h?v=JUWFhlx7YAU


Par contre, sur des RMs plus anciennes comme la TCD15 TransArc Leitner 1991, on a effectivement soit des réducteurs à double entrée, soit un réducteur par moteur et couplage des arbres lents.
Envie d'appréhender l'entrainement cycle? Visitez le site VO2 Cycling ( http://www.vo2cycling.fr )
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#7 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 14 juillet 2014 - 01:34

En basse tension (c.à.d. max. 1000 V), les capteurs à bobines Rogowski sont généralement utilisés pour des mesures de courant temporaires au moyen d'appareils enregistreurs/analyseurs réseau portables ou pour remplacer les pinces ampèremétriques là où l'ouverture des pinces et/ou leur forme géométrique sont incompatibles avec les conditions d'accessibilité aux conducteurs.

Pour les mesures de courant installées de façon permanente, les TI (transformateurs d'intensité) conventionnels sont beaucoup moins chers.
L'avantages des bobines Rogowski réside avant tout dans leur flexibilité, ce qui permet de les installer beaucoup plus facilement autour de barres ou câbles unipolaire (ou faisceaux de câbles unipolaires) existants que des capteurs à pince ampèremétrique traditionnelle.


Les 2S et 2S sont des RM un peu particulières, comme il y en a très peu en Suisse je n'ai jamais regardé de près leurs entraînements.

La configuration de la chaîne cinématique dépend de divers facteurs. Pour le ou les réducteur(s) c'est avant tout une question de coût (y.c. son intégration dans le système et la logistique pour le transport et le montage). Dans le cas de réducteurs à axes et arbres parallèles (surtout funiculaires et TPH à va-et-vient) on trouve souvent des modèles sur catalogue, pour les réducteurs à arbre de sortie vertical c'est un peu plus compliqué, surtout si la poulie est fixée sur l'arbre de sortie du réducteur, ce qui explique les versions spéciales pour RM.

Pour des puissances d'entraînement principal de RM ne dépassant pas env. 1000 kW je ne vois actuellement pas vraiment l'intérêt que présente une configuration tandem car la configuration classique avec un moteur asynchrone conventionnel principal et un convertisseur de fréquence 4 quadrants régénératif avec unité d'alimentation à IGBT a fait ses preuves.

Il existe également des RM avec un moteur [u]de réserve[u/] disposé juste derrière le moteur principal. Sur le marché U.S. on trouve aussi quelques RM avec des configurations pour le moins exotiques imposées par le client (ou plus précisément par des consultants un peu farfelus).



Pourquoi des photos de détails techniques ont-elles été ôtées des reportages? C'est totalement illogique et du moment qu'un exploitant de RM autorise un reportage, rien n'empêche la publications de ces photos. Seuls certains documents sont dignes de protection et ne pourraient être publiés mais cela ne concerne pas les photos de parties d'installations (y.c. pages écrans), surtout que, comme souvent mentionné les mieux informés sont les concurrents.

Ce message a été modifié par Velro - 14 juillet 2014 - 01:42 .

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#8 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 15 juillet 2014 - 08:50

Voir le messageVelro, le 11 juillet 2014 - 19:32 , dit :

Théoriquement on pourrait entraîner une RM en station amont et aval mais ce serait encore une des ces solutions "pourquoi simple quand on peut compliqué" pourtant si chères à certains bureaux spécialisés dans les RM . :)/>/> :)/>/> Plus sérieusement, ce serait réalisable techniquement parlant tout en restant une hérésie et donc sans intérêt en pratique.


une hérésie? tant que ça? ;-)
Si Les gains en énergie consommée sont effectivement là, il y aurait quand même un intérêt économique pour la station à étudier la faisabilité de ces solutions "pourquoi simple quand on peut compliqué", non?


Voir le messageVelro, le 14 juillet 2014 - 01:34 , dit :

Sur le marché U.S. on trouve aussi quelques RM avec des configurations pour le moins exotiques imposées par le client (ou plus précisément par des consultants un peu farfelus).


Est-ce que tu saurais me donner un (des) exemple(s) de ces installations exotiques et farfelues, juste pour voir à quoi ça ressemble? Thx


Merci jfd_ pour tous ces liens!
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#9 L'utilisateur est hors-ligne   Ongland69 

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Posté 15 juillet 2014 - 14:16

Ta question me semble pertinente.

Je te donne mes remarques.

Concernant les téléportés, même si la tendance est au moteur AC + variateur, il y a encore une majorité d'installations qui fonctionnent avec un moteur DC, le problème de rendement est il le même pour ce type de moteur ???

Voir le messageThomasGr, le 09 juillet 2014 - 13:43 , dit :

A l'instar des chaudières qui fonctionnent plus efficacement proche de leur point de fonctionnement nominal, les moteurs électriques (disons qu'on parle de moteurs AC ici, les plus courants dans les RM) montrent une baisse significative de rendement lorsque la puissance fournie descend sous la barre des 50% de puissance nominale.


Il y a aussi un paramètre qui est le cout matériel.
Un gros moteur + variateur coute moins chère que 2 moteurs + 2 variateurs, d'autant plus vrai pour les moteurs AC ou le prix de l'équipement de puissance est très élevé. Le choix est peut être plus constructeur que client.

Après, concernant le couplage de deux petits moteurs sur le réducteur, avec les capacités des équipements actuels, il n'y a techniquement ucun problème.
Pour avoir approché de près certains équipements fonctionnant avec des moteurs tandems, les moteurs se partageais le couple nécessaire, il n'y avait pas de logique de rendement en faisant fonctionner l'un des moteurs à couple nominale et l'autre uniquement en complément.

La consommation électrique d'un téléporté est importante et représente un cout non négligeable, sur le long terme c'est peut être rentable.

Concernant le fait d'entrainer une RM en amont et en aval, a part pour des questions de dispo très spécifique, cela semble économiquement abhérent (2 postes de transfo, 2 lignes HT, 2 station motrices.....)

Ce message a été modifié par Ongland69 - 15 juillet 2014 - 14:20 .

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#10 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 15 juillet 2014 - 18:55

Je n'ai le temps de répondre en détail pour l'instant mais pour ce qui est d'un entraînement avel ET amont, outre les points cités par Ongland69, cela pose toute une série de problèmes pratiques côté régulation pour éviter au mieux les phénomènes de pompage. Je ne dis pas ce que c'est impossible mais le jeu n'en vaut pas la chandelle car cela double la partie mécanique et une partie de l'installation électrique. Par contre il me semble qu'il existe quelques RM avec un entraînement de récupération dans la station (en France: gare) de renvoi (station retour, c.à.d. station terminale non motrice) mais dans ce cas l'entraînement principal est découplé mécaniquement lors de l'évacuation de l'installation.


Je ne reviendrai pas sur la discussion concernant la comparaison entre un entraînement courant continu et un entraînement avec convertisseur de fréquence, il y a des sujets dans le forum et une fonction de recherche (il faut tenir compte de l'ensemble, y.c. du transfo, des selfs, filtres, etc.). On rappelera simplement que dans certains pays comme p.ex. la France, on installait encore des moteurs courant continu dans les RM alors qu'en Suisse ou en Autriche on avait déjà passé depuis quelques années aux moteurs asynchrones (env. 2001 avec l'ACS 600 équipant le Fun'Ambule de Neuchâtel, plus tard on a passé à l'ACS 800; dans les RM on trouve aussi des convertisseurs de fréquence p.ex. de Siemens ou Vacon).
Pour résumer, pour une RM à entraînement électrique neuve ou réhabilitée, l'entraînement avec convertisseur de fréquence s'impose.

Avant de recourir à des solutions exotiques il faut très soigneusement évaluer le pour et le contre en tenant compte de l'ensemble et non seulement d'un aspect partiel comme p.ex. la consommation d'énergie. Perso je ne travaille pas dans les RM mais en me basant sur d'autres domaines industriels l'expérience démontre que dans la plupart des cas des solutions simples et éprouvées valent finalement mieux que nombre d'innovations qui n'apportent rien. Cela me rappelle aussi les histoires PAL / SECAM et autres exceptions franco-françaises (sans rancune évidemment, en Suisse romande on aime bien taquiner un peu notre grand voisin hexagonal mais on n'en voudrait pas d'autre :)/> ).

Pour les exotismes tu peux voir certaines creisseleries, pour les entraînemnts bizarres il faut que je retrouve les infos (p.ex. pour certaines RM des USA Kissling avait développé des réducteurs bizarres à plusieurs entrées pour plusieurs moteurs Diesel).
Perso je préfère un simple entraînement de récupération hydrostatique à engrènement direct, bien maintenu et régulièrement testé à ces bizarreries de sauvetage dit intégré.


Edité:
Pour ce qui est des comparaisons quantitatives de la consommation d'énergie il faudrait disposer des données de rendement non seulement à charge partielle mais également à fréquence variable avec mode d'exploitation non scalaire du variateur. Je ne suis pas certain que les courbes de rendement d'un moteur à charge partielle à la fréquence réseau et à la tension réseau soient suffisamment représentatives (je ne me suis jamais penché sur le détail de cette question même si j'ai conçu et mis en service de grands entraînements).

Ce message a été modifié par Velro - 15 juillet 2014 - 19:08 .

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#11 L'utilisateur est hors-ligne   jfd_ 

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Posté 17 juillet 2014 - 20:13

Bah, pour des trucs Frenchie, le souci est que parfois, les choix d'ordre techniques ne sont peut-être pas si couillons mais quand il faut passer à la phase industrialisation ou commercialisation, là... Tu parles du Pal/Secam. Dans le même domaine, qui se souvient en 1992 de la retransmission des JO d'Albertville en norme HD-MAC 16/9 qui permettait une bien plus haute définition que ce que permet l'actuelle HD tant diffusée de nos jours? Mais le détail auquel n'avaient pas pensé les concepteurs du HD-Mac, c'est l'exploitation d'une telle norme de diffusion....


Pour en revenir au sujet, la justification avancée par les promoteurs des entrainements tandem avec deux moteurs reliés sur un même réducteur est qu'en cas de panne d'un moteur, la RM peut continuer à être exploitée à vitesse réduite (raison de la présence d'un arbre de remplacement sur les photos de la TCD8 Vignec). Important en cas d'usage en tranty que transport public par exemple. Pour celle de Colombie, il semble que ce soit le lieu d'implantation, loin de toute commodité logistique qui ait poussé à ce choix. Sauf que ce que je ne saisis pas dans cet argument est que de nos jours avec les moteurs gérés par des électroniques de puissance actuelles et de l’informatique, je ne vois pas qu'il y ait plus un point faible de fiabilité au niveau des moteurs plutôt qu'au niveau des réducteurs. Car pour le coup, c'est bien cet élément qui devient alors point de panne unique dans la structure du treuil. J’exclue de mon propos bien sur toute panne qui pourrait survenir d'une erreur de dimensionnement de l'un des composants du treuil. La taux de dé-rating sur un réducteur est quand même un élément grandement contributif à sa fiabilité/longévité en exploitation.
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#12 L'utilisateur est hors-ligne   Ongland69 

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Posté 18 juillet 2014 - 08:24

Voir le messagejfd_, le 17 juillet 2014 - 20:13 , dit :

la justification avancée par les promoteurs des entrainements tandem avec deux moteurs reliés sur un même réducteur est qu'en cas de panne d'un moteur, la RM peut continuer à être exploitée à vitesse réduite (raison de la présence d'un arbre de remplacement sur les photos de la TCD8 Vignec).


Pas toujours, quand la puissance moteur nécessaire fait sortir des standards des fabricants de moteur, on met deux moteurs tandem.
Je connais des installations qui ne peuvent pas fonctionner sur un seul des 2 moteurs tandem, souvent à cause d'un couple de démarrage trop important.
A titre d'exemple, le TC POMA de Rio à 2 x 2 moteurs tandem, donc un tandem complet en dispo, désaccouplé quand l'autre tourne.

Voir le messagejfd_, le 17 juillet 2014 - 20:13 , dit :

Sauf que ce que je ne saisis pas dans cet argument est que de nos jours avec les moteurs gérés par des électroniques de puissance actuelles et de l’informatique, je ne vois pas qu'il y ait plus un point faible de fiabilité au niveau des moteurs plutôt qu'au niveau des réducteurs. Car pour le coup, c'est bien cet élément qui devient alors point de panne unique dans la structure du treuil. J’exclue de mon propos bien sur toute panne qui pourrait survenir d'une erreur de dimensionnement de l'un des composants du treuil.


Un réducteur est un composant purement mécanique basique, si il a été correctement dimensionné sa fiabilité est plus sur que celle d'un moteur et de son électronique de puissance, plus complexe et plus sensible aux perturbations extérieurs.
De plus, je pense que mettre un réducteur en redondance est autrement plus compliqué et couteux que pour un moteur.
Cela existe pourtant, le TC Transarc en est équipé me semble il.

Ce message a été modifié par Ongland69 - 18 juillet 2014 - 08:25 .

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#13 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 18 juillet 2014 - 08:49

juste une question un peu technique au milieu de tout ça :

Quand deux moteur sont accouplés sur un réducteur unique, c'est possible de désaccoupler automatiquement un des deux?
Par exemple dans le cas de la marche de secours, ou tout simplement si on veut qu'il n'y ait qu'un seul moteur qui participe à l'entraînement de la charge, si jamais l'autre moteur est tout simplement éteint (ou HS), il va y avoir des "frottements" en plus, non?
Peut être que c'est négligeable, ceci dit...

La commande du variateur permet-elle de "ré-accoupler" le second moteur sans qu'il y ait d'à-coup dans le mouvement?

J'ai entendu parler (dans le cas de machines asynchrones) de commande scalaire et commande vectorielle, laquelle des deux est majoritairement utilisée dans les RM? Mon petit doigt a bien une idée, mais j'aimerais confirmation.

@Velro: je suis allé me renseigner sur ce fameux Denis Creissels. Sans vouloir réalimenter un débat déja bien entamé ailleurs, je dois bien avouer que je te rejoins sur la question du "sauvetage intégré".
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#14 L'utilisateur est hors-ligne   Ongland69 

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Posté 18 juillet 2014 - 10:56

Voir le messageThomasGr, le 18 juillet 2014 - 08:49 , dit :

Quand deux moteur sont accouplés sur un réducteur unique, c'est possible de désaccoupler automatiquement un des deux?
Par exemple dans le cas de la marche de secours, ou tout simplement si on veut qu'il n'y ait qu'un seul moteur qui participe à l'entraînement de la charge, si jamais l'autre moteur est tout simplement éteint (ou HS), il va y avoir des "frottements" en plus, non?
Peut être que c'est négligeable, ceci dit...

La commande du variateur permet-elle de "ré-accoupler" le second moteur sans qu'il y ait d'à-coup dans le mouvement?


C'est possible sans aucun problème, il faut que les variateurs qui gèrent ces deux moteurs soient conçus et programmer correctement pour le faire.
Il y a evidement les frottements mais qui sont négligeables en rapport à ceux du reste de la RM. L'inertie du moteur éteint intervient aussi et peut influencer le freinage.
Et les variateurs sont évidemment capable de gerer arrêt et redémarrage d'un moteur sans acoup.

Voir le messageThomasGr, le 18 juillet 2014 - 08:49 , dit :

J'ai entendu parler (dans le cas de machines asynchrones) de commande scalaire et commande vectorielle, laquelle des deux est majoritairement utilisée dans les RM? Mon petit doigt a bien une idée, mais j'aimerais confirmation.


Vectorielle.
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#15 L'utilisateur est hors-ligne   ThomasGr 

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Posté 18 juillet 2014 - 12:27

merci! B)
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#16 L'utilisateur est hors-ligne   jfd_ 

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Posté 18 juillet 2014 - 20:42

Voir le messageThomasGr, le 18 juillet 2014 - 08:49 , dit :

Quand deux moteur sont accouplés sur un réducteur unique, c'est possible de désaccoupler automatiquement un des deux?

Oui. Deux façons de faire. Soit par l'informatique de gestion comme l'indique Ongland, soit physiquement. C'est la raison pour laquelle il y a cet arbre à disposition sur le treuil de la TC8 Vignec afin d'exploiter sur un seul moteur mais bien sur à vitesse réduite.
Image IPB

Ce message a été modifié par jfd_ - 18 juillet 2014 - 20:43 .

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#17 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 19 juillet 2014 - 07:36

Je ne me suis pas trop penché sur les formats HD car pour une vraiment bonne qualité d'image il faut une bande passante qui n'est devenue réaliste que relativement récemment. Dans les retransmissions télé les détails haute fréquence comme p.ex. des feuilles bercées par le vent ou du public en arrière-plan posent souvent des problèmes visibles pour certaines téléspectacteurs.


Si l'on n'utilise un moteur qu'en mode de secours il est préférable de ne pas l'entraîner à vide en permanence.

Comme les moteurs asynchrones pour RM sont généralement à ventilation forcée (ventilateur entraîné par un petit moteur asynchrone tournant à vitesse généralement constante) les pertes en roue libre sont effectivement relativement faibles mais la rotation à vide n'est pas forcément bonne pour les roulements (dans certains cas une charge insuffisante d'un roulement peut influence négativement sa durée de vie).

Pour les moteurs à courant continu il y a de plus le problème d'usure mécanique des balais et du collecteur même si le moteur n'est pas sous tension et si l'on coupe la ventilation forcée la saleté s'accumule encore plus dans le moteur (les moteurs asynchrones sont eux le plus souvent à ventilation externe, donc sans échange d'air entre l'intérieur et l'extérieur du moteur). Théoriquement on pourrait retirer les balais (charbons) mais je doute que cela se fasse beaucoup en pratique.

Pour être complet on peut préciser qu'il existe également des moteurs asynchrones spéciaux de grande puissance avec deux bobinages identiques complètement indépendants montés l'un derrière l'autre dans le même bâti et alimentés chacun par un convertisseur de fréquence séparé.
Certains moteurs synchrones lents à excitation permanente (aimants permanents) utilisés pour l'entraînement direct de RM disposent également de plusieurs enroulements par contre je ne connais pas les détails de dimensionnement.


Perso je reste d'avis que la configuration tandem ne se justifie que lorsque les puissances sont telles qu'un moteur courant ne suffit plus et qu'un moteur basse tension de grande puissance "sur mesure" ou, a fortiori, un moteur moyenne tension n'est pas une option.

Comme le mentionne Ongland69, un réducteur de bonne qualité, bien dimensionné et bien maintenu est très fiable. Malheureusement en pratique se pose la question du coût. Aussi bien la taille que la qualité influencent le prix de revient et s'agissant de mécanique il ne faut pas s'attendre à des miracles permettant de réduire massivement les coûts de fabrication. Tout comme pour les moteurs hydrauliques, la qualité peut fortement varier d'un fabricant à un autre.

Les moteurs électriques sont "relativement" fiables, surtout s'il sont alimentés par des variateurs de vitesse modernes et équipés de surveillance thermiques adéquates (idéalement des sondes Pt100 même si généralement on ne trouve que des PTC et, pour les anciens moteurs, encore des thermostats de bobinages) mais malheureusement on n'est pas à l'abri d'une mauvaise surprise (surtout problème de défaut de fabrication du bobinage) qui peut se produire même parfois assez rapidement et souvent sans signe avant-coureur (je n'entre pas dans les détails des diagnostics de machines tournantes, il existe des ouvrages spécialisés sur le sujet).

Les variateurs courant continu sont théoriquement un peu plus fiables que les convertisseurs de fréquence mais en pratique cette différence n'est pas un critère décisif. Là encore, les équipements de bonne qualité mis en oeuvre correctement sont "relativement fiables".

Si le remplacement d'un moteur n'est jamais très aisé, il est par contre relativement facile de remplacer un variateur courant continu (l'appareil seul est très compact jusqu'à env. 2000 kW) ou, selon les fabricants, encore plus facile, de remplacer un module de puissance d'un grand convertisseur de fréquence par contre cela nécessite quelques connaissances spéciales, et surtout, il faudrait disposer d'une pièce de rechange sur place (ce qui n'est pas justifié dans le cas de RM et il faudrait également avoir un carte de commande et d'autres pièces de rechange en stock vu qu'en pratique c'est souvent la seule pièce que l'on a pas en stock qui tend à lâcher).

Moralité de l'histoire: on peut partir du principe que dans le cas de figure habituel, aucune redondance d'entraînement principal n'est justifiée (à ne pas confondre avec l'enraînement indépendant avec moteur Diesel permettant l'évacuation de l'installation).
Dans certains cas particuliers une redondance d'entraînement électrique, éventuellemt avec puissance et donc vitesse réduites, peut être requise (là encore à ne pas confondre avec l'entraînement par Diesel qui est presque toujours requis hormis pour les TK).

Côté complexité dans le registre "pourquoi simple quand on peut compliqué" une mention spéciale est à décerner au Vanoise Express avec son sauvetage intégré tiré par les cheveux... ou plutôt câbles :)/> (voir le reportage ici: http://www.remontees...ortage-155.html mais il y a encore un autre lien pour le détail du système).

Ce message a été modifié par Velro - 19 juillet 2014 - 07:47 .

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