Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Les freins magnétiques

Pourquoi les freins magnétiques ne sont utilisés qu'en cas d'urgence?
by

Maxime QUIGUER

on 11 April 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Les freins magnétiques

Cette décélération a se calcule grâce au rapport





avec M la masse totale du convoi (en kg) et F les forces de freinage qui s’y appliquent (en N) LES FREINS
DE
SECOURS Pourquoi
les freins magnétiques
des trains ne sont utilisés
qu’en cas d’urgence ?

En 1870, George Westinghouse améliore ce système grâce à la commande pneumatique à l’air comprimé. Historique Antoine BERGEOT
Simon-Emmanuel HAIM
Kahil MAMODALY
Maxime QUIGUER
1S10 2011-2012 En France, les lignes TGV, ainsi que les RER A, B et E (pouvant circuler à 120 km/h) sont équipés de plusieurs systèmes de freinage différents. FREINAGE FERROVIAIRE LE FREINAGE ELECTROMAGNETIQUE 
EMS LES FREINS USUELS LES FREINS A AIMANTS PERMANENTS
PMS A partir de 1960, apparition du frein à disque (usage courant) et du frein électromagnétique sur rails (cas d’urgence) due à l'augmentation des vitesses et des contraintes. LES FREINS A DISQUES LES FREINS A SEMELLES
(ou a sabot) LES FREINS RHEOSTATIQUES En cas d’urgence, afin d'augmenter le freinage, le conducteur du train déclenche électriquement le système de freinage d’urgence. Actuellement, les deux systèmes majoritairement utilisés sont le PMS et l’EMS. Certains trains en sont équipés, par exemple les TGV et les RER A, B et E Les freins magnétiques augmentent les frottements entre les rails et les patins grâce à l'attraction magnétique, ce qui augmente le freinage. Il est à noter que les vérins qui abaissent les patins exercent également un effort tendant à faire augmenter le freinage. FREINS CLASSIQUES ( disques ) & FREINS D'URGENCE
I- LE MAGNETISME

1°) Qu'est-ce que le magnétisme?
2°) Et l'électromagnétisme?

II- LE FREINAGE FERROVIAIRE

1°) Introduction et historique
2°) Dynamiques du freinage
3°) Fonctionnement des freins usuels
4°) Fonctionnement des freins d'urgence
5°) Les avantages et inconvénients

CONCLUSION Mais d'abord, intéressons nous au magnétisme... Le Magnétisme Aimant Permanent

En 1855 apparaît le premier frein continu à sabots, breveté par Auguste Achard. Maintenant intéressons nous au freinage ferroviaire... Le FREINAGE FERROVIAIRE Conclusion : Ce qui nous amène à cette ... Les freins magnétiques des trains ne sont utilisés qu'en cas d'urgence car ils consomment trop d'énergie électrique (dans le cas de l'EMS) pour le rendement, abîment les rails sur l'emplacement du freinage et surtout les semelles des patins dont le remplacement est beaucoup plus cher que celui des freins à disques. L'électromagnétisme Introduction Le freinage est dans le ferroviaire un
élément aussi important que la
motorisation. Il doit permettre de ralentir le train en service normal mais aussi de le stopper instantanément en cas d’urgence, le tout en conservant la sécurité, le confort des usagers, ainsi que l’intégrité du matériel roulant et de la voirie. Application, grâce à des vérins pneumatique, du patin sur le rail.
Action du mécanisme qui fait tourner l'aimant permanent.
Grâce à une pièce amagnétique, le champ magnétique de l'aimant passe dans le rail et crée un effort d'attraction magnétique, augmentant frottements et freinage. Application, grâce à des vérins pneumatiques, du patin sur les rails.
Alimentation de la bobine intégrée dans le patin en électricité pour créer un champ magnétique.
Création d'un champ électro-magnétique, qui, grâce à une pièce amagnétique, passe forcément dans le rail et crée un effort d'attraction magnétique, augmentant ainsi frottement et freinage. Force magnétique en fonction de l'entrefer entre le sabot du frein magnétique et le rail Un courant électrique crée un champ magnétique

Le champ magnétique existe sur tout le fil parcouru par le courant. Grâce aux formules:
Le champ magnétique d'un électroaimant est limité.
Le passage d'un fort courant entraîne un fort échauffement
Augmenter le nombre de spires rend l'ensemble plus lourd et plus cher


Un électroaimant se comporte de façon extérieure comme un aimant droit. Champ magnétique dépendant de l'intensité.


Dans une bobine



Dans un solénoïde Un enroulement de fil est une bobine ou solénoïde.
Leur champ magnétique est plus important qu'un simple fil. source : Ec ligne Dynamiques du freinage Nous allons étudier ici quelques formules permettant d'expliquer le fonctionnement théorique d'un frein, à l'aide de différentes lois de la physique Tout d’abord la distance d’arrêt en mètres, donnée par la formule




avec a la décélération du véhicule(en m/s²), et t le temps (en s) Oersted découvre en 1820 qu'un courant passant dans un fil électrique fait dévier l'aiguille d'une boussole.
Observation: création d'un champ magnétique par un courant électrique.


Faraday, en 1831, observe le phénomène inverse.
Il propose en 1852 le terme de ''lignes de force''.



Maxwell crée l'électromagnétisme en 1864 Oersted Dans un fil courbe, les champs magnétiques produits en chaque point du fil s'additionnent. Patin levé (inactif) Patin baissé (actif) Application Patin Vérins RAIL Patin relevé (INACTIF) Patin baissé (Aimant en action) AIMANT PERMANENT A cause des forces de frottements qui s’exercent entre les différents types de matériaux (fer/acier ;fonte/fer), tout l’effort généré par les organes de frein n’est pas utilisé. On obtient donc la relation




avec F l’effort exercé par le frein (en N) et µ le coefficient de frottement du frein

Ce µ varie en fonction du matériau utilisé. Entrefer Cailloux Carcasse RAIL RAIL Disques ventilés à ailettes radiales (gauche) et optimisées (droite) Source : Laboratoire de physique de lakanal Le fading:
Causé par un échauffement trop important le fading est une perte importante et soudaine de l'adhérence, qui fait que le disque glisse entre les plaquettes et qu'il ne freine plus les roues. Remerciements: A nos professeurs de SI et de Physique : M.BARBE, M.ANTONY et M.REY, pour leur patience et leurs précieuses indications.

A M.Florent BRISOU, qui a gracieusement répondu à toutes nos questions et nous a envoyé une formidable documentation sur ce sujet qui le passionne.

Aux préparateurs du laboratoire de physique, pour leur aide et leur disponibilité.

A vous, pour votre attention et vos critiques. Limites du freinage classique vitesse décélération force de
freinage Aimant champ magnétique
champ magnétique = représentation de l'influence exercée, se note B.
Un champ magnétique se comporte comme un vecteur (addition de vecteurs) Historique Propriétées des matériaux magnétiques
connues depuis Antiquite (cf Pline l'Ancien) l'an 1000 boussole découverte en Chine
au XIème siècle introduction en Occident Qu'est-ce que c'est? Phénomène physique se traduisant par des forces attratives/répulsives entre objets.
généralement produit par un aimant, qui possède un pôle ''Nord'' et un pôle ''Sud'' . Les pôles opposés (N et S) s'attirent. Les pôles de même nom se repoussent. Un aimant contient nécessairement un pôle Nord et un pôle Sud (dipôle magnétique) Champ vectoriel représentation d'un champ magnétique: un champ vectoriel
directions + sens "lignes de champ" L'expérience des petites aiguilles permet la matérialisation des lignes de champ. Champ magnétique, B Plaquettes qui s'appliquent contre des disques (fonte/acier) fixé aux essieux = forces de frottements = freinage.
Utilisés pour un usage normal. Pièces mobiles (les sabot) + lames en matériaux composites qui viennent s'appliquer sur la roue pour exercer le freinage. Coupure de l'alimentation des bobines:
La rotation du rotor induit un courant dans les bobines, qui est injecté dans les rhéostats, donc dissipé. Par le principe de la conservation de l'énergie, la vitesse de rotation du rotor diminue. HISTORIQUE PLAN 1600: parution de de William Gilbert. Synthèse des connaissances actuelles sur magnétisme et électromagnétisme
introduction de l'idée que Terre = aimant géant "De Magnete" Faraday Maxwell lignes de champ conducteur Freinage d'un TGV
Système étudié: TGV Nord, 416 tonnes Freins classiques: 83 200N en 3 minutes

Décélération = 83 200 / 416 000
= 0.2 m/s² Freins d'urgence:416 000 N en 25-35 secondes

Décélération = 416 000 / 416 000
= 1 m/s² De plus, ces freins ne sont pas modulables et se révèlent donc irrémédiablement trop brusques en usage courant, d'autant que leur efficacité croît avec la vitesse. Cette caractéristique explique leur usage exclusif et exceptionnel sur des rames à très haute vitesse ou disposant de peu de bogies. Introduction Discipline ayant pour but d'étudier le champ électromagnétique. Champ électromagnétique

Concept datant du XIXe siècle destiné à unifier l'étude des champs magnétique et électriques.
Full transcript