18/09/2014 - Une thèse de doctorat étudie des modèles pour améliorer le système d'alimentation électrique auxiliaire dans les trains

Menéame

Daniel Garralda Sanz, ingénieur industriel, a concentré sa thèse de doctorat sur les systèmes d’alimentation en énergie électrique dans les trains. Dans sa recherche, développée dans la Université publique de Navarre, a mis au point des modèles dynamiques permettant de connaître la puissance instantanée fournie par les équipements.

La thèse "Connexion en parallèle de convertisseurs pour la génération du réseau auxiliaire d’un train" a été dirigée par Eugenio Gubia Villabona, professeur au département de l’énergie électrique et électronique de l’Université publique de Navarre, et a obtenu le statut de Supersaillant cum laude.

En particulier, les travaux de recherche ont été menés dans le respect de ce que l’on appelle la " systèmes ou réseaux auxiliaires, responsables de la fourniture d’énergie aux équipements destinés au confort des passagers (chauffage, air conditionné ou éclairage) et aux équipements auxiliaires tels que refroidissement des moteurs, ouverture des portes, système de contrôle des freins, etc. Pour alimenter cette grande variété de charges, on génère un réseau interne qui parcourt le train et auquel les équipements sont connectés.

Selon l’auteur de cette thèse, pour éviter le manque d’alimentation électrique, il faut une redondance dans l’alimentation et, dans le cas des systèmes auxiliaires, deux convertisseurs sont utilisés. " Habituellement, ces convertisseurs sont situés aux extrémités du train et ne sont pas connectés directement, mais le réseau auxiliaire dispose d’un contacteur qui reste ouvert, de sorte que ce réseau est divisé en deux parties et chaque convertisseur alimente seulement la moitié des charges. En cas de défaillance de l’un des convertisseurs, l’équipement est débranché et le contacteur est fermé en permettant à l’autre convertisseur d’alimenter les charges."

Les recherches actuelles visent à accroître la fiabilité et la robustesse du système, ainsi qu’à réduire le poids de l’ensemble, des coûts d’installation et d’entretien, ce pour quoi les chercheurs cherchent à éliminer le contacteur. Dans ce contexte, l’une des techniques les plus prometteuses est le Droop Control, qui permet aux convertisseurs d’ajuster la tension offerte au réseau auxiliaire de manière indépendante en fonction de la puissance active et réactive qu’ils fournissent.

Daniel Garralda Sanz (Source: UPNA)

Améliorations proposées

Dans sa thèse, il a abordé la modélisation des réseaux alimentés par des convertisseurs fonctionnant en parallèle. Il a également apporté une approche novatrice dans la définition des modèles, car on peut connaître le transfert de la puissance instantanée entre les équipements. "Nous avons également démontré que le type de ligne d’alimentation influe de manière décisive sur le transfert de la puissance, non seulement sur le régime permanent, tel qu’il était envisagé dans les travaux précédents, mais aussi sur la dynamique suivie jusqu'à ce qu’il soit atteint." Il a également proposé d’autres alternatives de contrôle de la puissance réactive qui améliorent les performances du Droop contrôle conventionnel.

Daniel Garralda est ingénieur industriel (avec spécialisation en électronique) par l’UPNA, institution dans laquelle il a étudié le Master en Énergies Renouvelables, puis a obtenu le diplôme de Docteur en Ingénierie. En tant que professeur assistant ou collaborateur à l’UPNA, il a participé à différents projets de recherche, en collaboration avec l’entreprise. INGETEAM.

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UPNA

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