Alimentation voie à crémaillère

Bonjour à tous,

À l'instar des autres membres du forum qui ont une voie à crémaillère sur leur réseau, j'ai de la peine à y faire circuler la loco Fleischmann suffisamment lentement pour que ce soit réaliste. À la montée, passe encore, mais en descente, faut s'accrocher...

J'ai commencé des essais hors de mon réseau pour faire fonctionner la loco Fleischmann avec une alimentation hachée. L'objectif est ensuite de commander le tout à l'aide d'un microcontrôleur pour bien différencier les phases de démarrage, montée / descente, ralenti, arrêt.

J'ai commencé avec cette configuration, tirée de la datasheet du LM317. Le principal avantage de cette façon de faire est que je peux adapter une commande PWM sur mes alimentations à LM317 existantes en reliant le transistor entre la patte ADJ et la masse, ainsi qu'en réglant la tension de sortie à l'aide du potentiomètre existant.



J'ai choisi les résistances de manière à avoir 11.5 V en sortie pour 15 V en entrée. Le transistor, un BC546 dans mon cas, est relié à un générateur de fonctions produisant un signal rectangulaire dont je peux varier la fréquence et le duty cycle. Lorsque le transistor est conducteur, R2 est court-circuitée et la tension de sortie se réduit à 1.25 V correspondant à la valeur de la référence de tension interne du LM317. 2 diodes série en sortie sont prévues pour absorber ces 1.25 V résiduels. Testé sur une résistance de puissance de 50 Ohm, ce montage permet de s'assurer que le signal en sortie du LM317 reste propre et n'est pas déformé.

J'ai choisi 400 Hz pour la fréquence PWM, sans avoir fait les calculs présentés par Jlb sur son blog (https://le-forum-du-n.1fr1.net/t18686-alimentation-des-locomotives-avec-une-tension-hachee) !

Avec ces conditions, la loco Fleischmann a un bon ralenti mais je n'ai aucune idée de l'échauffement qu'elle subit. À estimer par calcul à partir des exemples de Jlb et test prolongé.

Plusieurs essais sont prévus avec des fréquences PWM différentes pour déterminer la plus haute fréquence possible permettant à la fois de réduire les pertes Joule de la conduction discontinue, tout en assurant un ralenti efficace. Ce sera de toute manière un compromis, les avantages de l'alimentation hachée sur le comportement à basse vitesse s'amenuisant avec l'augmentation de la fréquence PWM.

J'envisage aussi de tester la PFM (Pulse Frequency Modulation) qui consiste à répéter plus ou moins fréquemment une impulsion de largeur fixe. Dans certains cas, le résultat à basse vitesse peut être meilleur qu'en PWM (Pulse Width Modulation) même si les tensions moyennes sont les mêmes. Cf. https://le-forum-du-n.1fr1.net/t17494-alimentations-pulsees-pwm-pfm.

À suivre...

c'est vrai que c'est une gageure de faire circuler à vitesse réaliste les trains à crémaillère Fleischmann ;

pour ma part , j'utilise du courant pulsé (système driving raylways ) qui procure un ralenti très satisfaisant , mais je me suis heurté à la prise de courant aléatoire des petites locos à crémaillère fleischmann :à faible vitesse : plantage assuré ; en effet : loco légères de petite longueur , avec seulement 3 essieux capteurs , sans inertie , et surtout légèrement soulevées des rails à la moindre petite irrégularité de la crémaillère ;
à mon avis , quelque soit la nature du courant utilisé , ce probléme de la captation médiocre du courant est la principale difficulté pour faire rouler doucement un train à crémaillère ;

solution trouvée pour ma part : rendre les wagons capteurs de courant et les relier électriquement à la loco ;
actuellement : 2 wagons (type voitures voyageurs à 2 essieux edelweissbahnn ) sont équipés , et le fonctionnement est devenu très satisfaisant ; je compte équipé ainsi 2 autres wagons ...quand j'aurai le temps , afin que la rame entière capte le courant et j'espère ainsi approcher la perfection !

La loco à crémaillère existe en digital.Pas essayé,pt'ete plus performante?

Merci à Cisalpin et Matsuura pour vos contributions.

Cisalpin, connais-tu la fréquence de l'alimentation pulsée de DR ?

Concernant la digitalisation, cela pourrait être une solution en raison de la régulation de vitesse implantée par le décodeur. Mon réseau étant en majorité analogique et ma loco Fleischmann d'occasion, il faudrait la digitaliser et cette partie du réseau aussi. Une alternative est d'alimenter la voie à crémaillère avec la sortie moteur d'un décodeur. Comme il n'y a qu'un train sur cette voie, on peut ainsi ne pas mettre le décodeur dans la loco. C'est alors très proche d'une alimentation hachée, la régulation en plus.

Moi aussi j'ai la loco en analogique,impossible de faire une petite vitesse,elle s’arrête en montée et en descente....Bin faut ralentir sinon ça va trop vite.

SavignyExpress a écrit:

Cisalpin, connais-tu la fréquence de l'alimentation pulsée de DR ?

.

pour info ,dans la version standart que je posséde , il s'agit de' courant pulsé 85 hz  à rapport cyclique variable ' ;
(je cite , car pour moi c'est du chinois  )
avec 157 pas ;

NB :
les modules 'nouvelle génération' peuvent aussi délivrer au choix du courant pulsé 5hz recommandé pour les moteurs à rotor sans fer , et du courant pour exploitation digitale , avec 2042 pas !

Merci Cisalpin pour ces infos.

Avec une alimentation pulsée, on gère la vitesse en alternant valeur maximale et 0. Plus longtemps on met la valeur maximale, plus la loco ira vite, car la tension moyenne sera plus élevée. Le rapport cyclique est le rapport entre la durée à valeur maximale et la période.

Le site ci-après décrit cela mieux que moi ! http://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_modulation_largeur_impulsion.html

Dans le cas d'une fréquence de 85 Hz:

• Tension max = 12 V.
  
• Période = 11,8 ms
  
• Rapport cyclique de 10%: signal à la valeur max durant 1.18 ms, tension moyenne: 1.2 V.
  
• Rapport cyclique de 20%: signal à la valeur max durant 3.36 ms, tension moyenne: 2.4 V.
  
• Rapport cyclique de 50%: signal à la valeur max durant 5.9 ms, tension moyenne: 6 V.
  
• Rapport cyclique de 90%: signal à la valeur max durant 10.6 ms, tension moyenne: 10.8 V.
  

merci pour ces précisions !