Sustentation sur coussins d'air

Spacetrain circule en sustentation sur un monorail en « T » inversé, à 2 mm de la voie.
Assurant la lévitation du module par compression d’air, cette technologie de coussins très performants démontre une consommation maîtrisée de 30kW combinés.

Huit coussins d’air verticaux enserrent le rail et guident le véhicule latéralement. La sustentation du module est assurée par huit autres coussins d’air horizontaux, disposés à l’embase.

Avantage écologique : l’absence de friction garantit l’économie d’importants rejets de particules fines dus à l’usure des composants.

Système de propulsion

La propulsion du véhicule est assurée par des moteurs linéaires à induction.
Ces composants sont constitués d’un primaire fixé au matériel roulant (l’inducteur) et d’un secondaire formé de plaques ferro-métalliques, solidaires au monorail (l’induit).

Les enroulements de l’inducteur logés dans des encoches convenablement réparties, sont alimentés par des tensions triphasées à amplitude et fréquence variables. Les courants primaires créent alors un champ principal d’induction magnétique, dirigé suivant l’axe transversal au mouvement du train. Le champ magnétique principal et la force magnétomotrice se propagent selon la direction du mouvement du train sous la forme d’une onde glissante.

Le flux magnétique, traversant l’entrefer, engendre dans l’induit en aluminium des forces électromotrices, qui sont à l’origine des courants induits. Le parcours de ces courants induits est fermé grâce à une plaque d’acier ferromagnétique placée sous la plaque d’aluminium. L’interaction entre le flux magnétique crée par les courants de l’inducteur et le flux magnétique  crée par les courants d’induit sont à l’origine de la force de Laplace, créant ainsi une poussée motrice.

Dispositifs de freinage

Le freinage est obtenu grâce à l’induction électrique (également responsable de la propulsion). En inversant le sens de propulsion des moteurs asynchrones, on crée une inversion de la polarité et donc une décélération contrôlée jusqu’à l’arrêt total du module.

Le freinage d’urgence est assuré par des freins en carbone qui enserrent la partie verticale du rail.

Piles à hydrogène

Les piles à hydrogène exploitent la combustion électrochimique du dihydrogène gazeux H2 avec du dioxygène gazeux O2, par production simultanée de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. Contrairement aux hydrocarbures la combustion de l’hydrogène n’est pas accompagnée de dégage- ment de gaz carbonique CO2 ce qui confère à la pile le label de générateur propre.

Les piles à hydrogène sont composées de l’empilement de plusieurs cellules pour donner la tension nécessaire à leur exploitation (environ 0.7 V).

 

Gestion de l'énergie

Spacetrain est un système énergétiquement autonome et multi-sources.
Comme le montre le schéma ci-contre, une traction autonome et hybride permet un fonctionnement sans caténaires.

L’énergie électrique est fournie par deux sources :

  • Des piles à combustibles à hydrogène
  • Des batteries lithium ion utilisables comme tampons durant les accélérations et les freinages par récupération de l’énergie cinétique du train.

L’utilisation optimale des deux sources nécéssite un système de management de l’énergie. Cet algorithme unique contrôlé via les convertisseurs de puissance les flux d’énergie qui transitent par un bus continu de 650 à 700V.

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