TRACCIÓN ELÉCTRICA DEL TGV-SE

En 1983 entraba en servicio comercial la línea de alta velocidad francesa entre Combs la Ville a Saint-Florentin, que junto con el tramo que ya estaba en servicio desde 1981 y que desde Saint-Florentin llegaba hasta Sathonay; completaba la línea que unía París con Lyon. Para dar servicio adecuado a las características de explotación que permitía la línea, SNCF encargó a Alsthom-Atlantique y Francorail-MTE la construcción de 97 ramas TGV, todas ellas capaces de alcanzar la velocidad máxima comercial de 270 km/h y circular bajo catenaria de 1.5 kV c.c. y 25 kV c.a.; sin embargo seis de las ramas están concebidas para circular también bajo catenaria de 15 kV 16 2/3 Hz c.a., de este modo pueden dar servicio en las líneas helvéticas y unir París con Lausanne.

Lo interesante de este material, y el objetivo de este artículo, es recordar, muy someramente, las características eléctricas que hicieron posible el primer servicio comercial de un tren de alta velocidad en Europa. Cada rama de TGV está compuesta por dos cabezas tractoras y ocho remolques intermedios. Cada cabeza tractora es una locomotora carenada aerodinámicamente y con una única cabina de conducción en un extremo, existen dos bogies de dos ejes cada uno y un motor por eje en cada cabeza tractora. De este modo, se obtienen un total de ocho ejes motores en las dos cabezas tractoras que componen una unidad o rama. Los remolques están a su vez unidos de un modo articulado, es decir, dos remolques contiguos se apoyan en un único bogie, excepto los extremos que al estar unidos por los aparatos clásicos de tracción y choque (topes y gancho de husillo), deben, a su vez apoyarse en un bogie sin compartir. Esta particularidad añade rigidez a todo el conjunto de coches remolques, permite aligerar el tren y respetar un límite de carga de 17 toneladas por eje, condición que se debe cumplir debido a las características de rodaje a alta velocidad. En total existen ocho coches remolques, como decíamos, y nueve bogies remolques, sin embargo, en el caso de las ramas TGV SE (Train à Grand Vitésse Sud-Est), los bogies extremos de los coches remolques, aquellos que no están compartidos, son también motores. 

Existen tres modos de funcionamiento del equipo eléctrico (cuatro si añadimos el funcionamiento bajo catenaria de 15 kV, pero no lo haremos en este momento), a saber: tracción bajo catenaria de corriente contínua, tracción bajo catenaria de corriente alterna y frenado reostático. El equipo eléctrico está constituido por tiristores y diodos de potencia, que conectados como puente rectificador mixto, permite la circulación bajo catenaria de corriente alterna y contectados como 'choppers' permite la circulación bajo catenaria de corriente contínua. Los equipos de cada motriz están distribuidos en tres bloques, uno por bogie (dos bogies en la propia motriz y el tercer bogie motor en el contiguo del coche remolque).

Al circular bajo catenaria de corriente alterna, que es la que está instalada en la línea de alta velocidad, el transformador reduce la tensión de alimentación y alimenta a cada bloque motor mediante tres arrollamientos secundarios diferentes. El puente mixto de cada bloque motor, formado por dos ramas de tiristores y otras dos de diodos, rectifica la corriente alterna y regula, mediante los tiristores, la tensión de alimentación de los motores de tracción de su bogie correspondiente. 

Circuito simplificado bajo corriente alterna:

Cuando se circula bajo catenaria de corriente contínua, la que se encuentra en numerosas regiones de Francia, los tiristores y diodos se conectan formando un equipo 'chopper', cada 'chopper' de cada bloque motor regula la tensión de alimentación de los motores de tracción del bogie correspondiente.

Circuito simplificado bajo corriente contínua:

Durante el frenado reostático, cada bloque motor asegura el funcionamiento del equipo correspondiente a su bogie motor, de forma totalmente independiente a los otros bloques motores. El 'chopper' se utiliza para regular el valor de la resistencia óhmnica de frenado. La corriente de excitación de los motores se obtiene de una batería independiente para cada bloque motor.

Circuito simplificado en frenado reostático:

Los 12 motores de tracción son de colector y funcionan con corriente contínua, no existiendo 'shuntado' o debilitamiento del campo inductor, cada motor posee una potencia contínua de 525 kW.

La tecnología de los años 80 permitió dar el primer paso firme en el desarrollo tecnológico de la alta velocidad en Europa. El hecho de regular las máquinas eléctricas con puentes mixtos rectificadores o 'choppers' era un firme paso en la utilización de semiconductores de potencia en la tracción ferroviaria, paso que más adelante llevaría al desarrollo de los sistemas de tracción actuales.