Numéro 260

Dossiers

• Mise en œuvre des IGBT sur les matériels roulants ferroviaires de la SNCF - Partie 1

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  Motivée par la recherche de performance, la simplification du circuit de puissance visant à réduire les coûts d’acquisition et de maintenance, ainsi que son encombrement pour les engins, le secteur de la traction ferroviaire a contribué largement au développement de l’industrie du semi-conducteur de puissance. Les modules IGBT, nés de la forte intégration de puissance, ont été d’abord conçus pour les applications ferroviaires. La fonction « interrupteur » de puissance des convertisseurs d’énergie, assurée jusqu’en 1999 par des semi-conducteurs en boîtier « press-pack » comme les diodes, les thyristors et les thyristors GTO est désormais remplacée de manière générale par des modules IGBT. De la fonction du simple « interrupteur » à la fonction complète de convertisseur d’énergie électrique, les deux parties de ce dossier se proposent de décrire, après une description des caractéristiques de ce semi-conducteur, l’évolution des modules IGBT dans les applications ferroviaires ; les techniques de fonctionnement et de pilotage, les premières mises en circulation sur les engins. Les retours d’expérience sur différents matériels SNCF permettront de mieux nous familiariser avec celui qui est devenu l’une des « briques » de base de la conversion d’énergie pour les auxiliaires et les chaînes de traction ferroviaires.

  Implementation of IGBT on SNCF rolling stock – Part 1

  In the drive to improve performance and simplify power circuits in order to cut acquisition and maintenance costs as well as to reduce the space needed for this equipment on motive power units, the rail traction sector has contributed substantially to the development of the power semi-conductor industry. The IGBT modules obtained from the high integration of power were designed firstly for railway applications. The power switch function of energy convertors performed until 1999 by press-pack semi-conductors such as diodes, thyristors and GTO thyristors is now replaced generally by IGBT modules. The two parts of this article, from the simple « switch » function to the complete electric energy convertor function, contain a description of the characteristics of this semi-conductor, followed by details about the evolution of IGBT modules in railway applications, namely operating and control technology and the initial implementation on motive power units. Feedback on different types of SNCF motive power units will enable to gain a better knowledge of what has become one of the basic building bricks of energy conversion for railway auxiliaries and the traction chains.

  Einführung der IGBT auf den Eisenbahnfahrzeugen der SNCF-Teil 1

  Motiviert durch die Suche nach Leistungsverbesserung, die Vereinfachung des Hauptstromkreises mit dem Ziel einer Reduzierung der Anschaffungs- und Instandhaltungskosten sowie seinen Platzbedarf für die Triebfahrzeuge, hat der Sektor der Bahntraktion in erheblichem Maße zur Entwicklung der Industrie für den Leistungshalbleiter beigetragen. Die aus der starken Leistungsintegration entstandenen IGBT-Module wurden zunächst für die Bahnanwendungen entworfen. Die Funktion des sogenannten Leistungsschalters der Energiewandler, die bis 1999 von Halbleitern im Press- Pack-Gehäuse, wie den Dioden, den Thyristoren und den GTO-Thyristoren, wahrgenommen wurde, wird künftig generell durch IGBT-Module ersetzt. Von der Funktion des einfachen „Schalters“ zur kompletten Funktion des Stromwandlers haben sich die beiden Teile dieses Artikels zum Ziel gesetzt, im Anschluss an eine Beschreibung der Merkmale dieses Halbleiters die Entwicklung der IGBT-Module in den Bahnanwendungen, die Funktions- und Steuerverfahren sowie die ersten Inbetriebnahmen auf den Triebfahrzeugen zu schildern. Die auf unterschiedlichen Fahrzeugen der SNCF gewonnenen Erfahrungswerte werden es ermöglichen, besser mit dem vertraut zu machen, was zu einem der Grundbausteine der Energieumwandlung für die Hilfsmaschinen und die Traktionsketten bei der Bahn geworden ist.

• Surveillance/maintenance des tunnels ferroviaires - Les apports des applications numériques

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  Le patrimoine des ouvrages souterrains français comporte des tunnels de diverses époques, dont une très grande majorité sont anciens et construits au XIXe siècle. Dans le domaine ferroviaire, depuis une trentaine d’années l’activité travaux souterrains a repris avec le développement des lignes nouvelles et le percement de nouveaux tunnels qualifiés de modernes. La gestion du patrimoine des tunnels ferroviaires, assurée à partir de 1997 par Réseau Ferré de France et la SNCF incombe depuis le 1er juillet 2015 à SNCF Réseau. Le maintien en état de ce patrimoine important et diversifié constitue un enjeu majeur qui a conduit le gestionnaire à développer une méthodologie qui s’appuie en particulier sur des outils informatiques. Ces applications numériques intègrent les étapes d’évaluations de l’état des ouvrages et de leurs criticités et permettent d’optimiser les moyens nécessaires au maintien du niveau de service requis sur les lignes concernées. L’objectif de ce dossier consiste à présenter les principes de ces outils qui donnent au responsable de la maintenance, et à l’ingénieur chargé de la régénération, les clés pour le suivi individuel ou patrimonial des tunnels ainsi que les éléments d’appréciation des mécanismes d’identification des ouvrages à régénérer.

  Monitoring / Maintenance of railway tunnels. The contributions of digital applications

  Underground infrastructure in France includes tunnels dating from different periods, a very large majority of which are old and were built in the 19th century. In the railway sector, works on tunnels have resumed over the last thirty years with the development of new lines and boring of new tunnels classified as modern tunnels.

  Management of railway tunnels, which was the responsibility of Réseau Ferré de France and SNCF since 1997 has become the responsibility of SNCF Réseau since 1 July 2015.

  Maintaining the large number of these diverse structures in good condition is a major challenge which has led SNCF Réseau to develop a methodology consisting of computer-based tools in particular.

  These digital applications include the stages of assessment of the condition of the structures and of their critical points and provide information to optimise the resources needed to maintain the level of service required on the lines concerned.

  The objective of this article is to present the principles underlying these tools which provide the maintenance manager and the engineer in charge of regeneration, with the keys for individual monitoring or general asset management of the tunnels as well as the information for assessing the mechanisms used to identify the tunnels to be regenerated.

  Überwachung/Instandhaltung der Eisenbahntunnel. Die Beiträge der digitalen Anwendungen

  Das Erbgut der unterirdischen Bauwerke Frankreichs umfasst Tunnel aus verschiedenen Epochen, die größtenteils alt sind und im 19. Jahrhundert gebaut wurden. Bei der Bahn sind die unterirdischen Arbeiten seit etwa 30 Jahren mit dem Ausbau der neuen Strecken und dem Durchstich neuer, als modern bezeichneter Tunnel wieder im Gange.

  Die Verwaltung des Erbguts der Eisenbahntunnel, die sich ab 1997 in Händen des Infrastrukturbetreibers Réseau Ferré de France sowie der SNCF befand, obliegt seit dem 1. Julie 2015 SNCF Réseau.

  Die Instandhaltung dieses bedeutenden und diversifizierten Erbguts stellt eine große Herausforderung dar, die den Verwalter veranlasst hat, eine Methodik zu entwickeln, die sich vor allem auf EDV-Werkzeuge stützt.

  Diese digitalen Anwendungen integrieren die Etappen zur Bewertung des Zustandes der Bauwerke und ihrer kritischen Punkte und ermöglichen eine Optimierung der Mittel, die zur Aufrechterhaltung des auf den betroffenen Strecken verlangten Betriebsniveaus erforderlich sind.

  Ziel dieses Artikels ist die Darstellung der Prinzipien dieser Werkzeuge, die dem Leiter der Instandhaltung sowie dem mit der Erneuerung betrauten Ingenieur die Schlüssel zur individuellen bzw. erbgutorientierten Überwachung der Tunnel sowie die Elemente zur Beurteilung der Identifizierungsmechanismen für die zu erneuernden Tunnel bereitstellen.

• Frecciarossa 1000 : un nouveau standard de confort en Europe

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  Construite en Italie par Bombardier Transport en partenariat avec AnsaldoBreda, la rame « V300ZEFIRO » a pris le nom de « Frecciarossa 1000 » lors de son intégration dans le parc de l’opérateur historique italien Trenitalia. C’est un train très italien dans son design extérieur et int.rieur, avec cependant une ambition européenne très affirmée par les représentants de Trenitalia lors de sa présentation officielle. Cette rame est conçue pour circuler sur toutes les lignes à grande vitesse européennes : Bombardier l’a dotée d’un équipement électrique polytension et elle est conforme à toutes les STI requises pour une circulation sur lesdites voies européennes.

  Frecciarossa 1000 : a new standard of comfort in Europe

  The V300ZEFIRO trainset built in Italy by Bombardier Transport in partnership with AnsaldoBreda, was named the Frecciarossa 1000 when it was integrated into the fleet of Trenitalia, the historical operator in Italy. The exterior and interior design of the train is very Italian in style with, however, a European-scale ambition firmly asserted by Trenitalia representatives at its official launch. The trainset is designed to operate on all European high speed lines. Bombardier has equipped the train with multi-voltage electrical equipment and it complies with all the TSI required for operation on European railway lines.

  Frecciarossa (Roter Pfeil) 1000: ein neuer Komfortstandard in Europa

  Der in Italien von Bombardier Transport in Partnerschaft mit AnsaldoBreda gebaute Triebzug „V300ZEFIRO“ hat bei seiner Einstellung in den Fahrzeugpark des historischen italienischen Eisenbahnverkehrsunternehmens Trenitalia den Namen „Frecciarossa 1000“ erhalten. Was die Außen- und Innengestaltung betrifft, handelt es sich um einen italienischen Zug, dem die Vertreter von Trenitalia bei seiner offiziellen Präsentation allerdings eine sehr ausgeprägte Ambition für Europa zugeschrieben haben. Dieser Zug wurde für einen Einsatz auf allen europäischen Hochgeschwindigkeitsstrecken gebaut: Bombardier hat ihn mit einer Mehrspannungsanlage ausgerüstet, und er entspricht allen erforderlichen STI für die Fahrt auf den besagten Strecken.

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