SPECIALIZAREA: SISTEME ELECTROMECANICE COMPLEXE Soluții moderne de îmbunătățire a calității energiei electrice și regenerare în tracțiunea electrică… [626414]

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ
SPECIALIZAREA: SISTEME ELECTROMECANICE
COMPLEXE
Soluții moderne de îmbunătățire
a calității energiei electrice și regenerare în
tracțiunea electrică de curent continuu

Student: [anonimizat]:
PUNCEA Oana Prof.ing. POPESCU Mihaela
Georgiana .
CRAIOVA
2018

CUPRINS
Pag.
Introducere––––––––––––––––––––––––––––––––- 3
1. Sisteme clasice și moderne de tracțiune în c.c. ––––––––––––––––– 6
1.1. Substații de tracțiune în c.c. –––––––––––––––––––––––– 6
1.2. Substații de tracțiune reversibile (de c.c.) ––––––––––––––––––- 15
1.3. Catenara de curent continuu –––––––––––––––––––––––- 16
1.4. Tramvaie electrice –––––––––––––––––––––––––––- 19
2. Posibilități de creștere a eficienței energetice în substații de tracțiune în c.c. –––––-33
3. Modelarea unei substații active de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel –––––40
4. Performanțele unei substații active de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel –––-53
Concluzii––––––––––––––––––––––––––––––––– 58
Bibliografie–––––––––––––––––––––––––––––––– 59
2

INTRODUCERE
Apariția tracțiunii electrice a fost condiționată de apariția și dezvoltarea surselor de
energie electrică și a motoarelor electrice de curent continuu sau de curent alternativ.
Putem considera că anul nașterii tracțiunii electrice este 1834, an in care academicianul Boris
Semenovici Jacoby (fost Moritz Herman von Jacobi-pană la obținerea cetățeniei ruse) a
construit primul motor electric de curent continuu. Cu acest motor a fost echipată o barcă,
experimentată in 1838, pe raul Neva, alimentarea motorului făcându-se de la elemente
galvanice [1] ,[2].
Tot academicianul B.S. Jacoby a precizat avantajele pe care le aduce tracțiunea
electrică pe calea ferată.
Prima aplicație a tracțiunii electrice în America se poate considera vehiculul cu
tracțiune electrică, construit de către Thomas Davenport tot în 1834 [3] . Motorul de curent
continuu inventat de Thomas Davenport a fost brevetat abia trei ani mai târziu.
În anul 1837, scoțianul Robert Davidson a construit prima locomotivă electrică, de 5
tone, cu două osii, ambele motoare acționate de motoare electrice, testată în septembrie 1842
pe linia Edinburgh-Glasgow, când a rulat cu 4 mile/oră (circa 6,5 km/h), fără a avea la bord
pasageri sau marfă [4]. Modelul este expus la o expoziție de mașini electrice din Edinburgh.
Cercetările ulterioare în domeniul tracțiunii electrice, folosind ca sursă de energie
elementele galvanice, nu au fost încununate de succes, din cauza capacității limitate de
înmagazinare a energiei electrice în aceste elemente.
Cercetătorii acelor vremuri nu s-au dat însă bătuți și, ca urmare a dezvoltării mașinilor
electrice de curent alternativ, a progreselor privind producerea și transportul energiei
electrice, problema tracțiunii electrice a fost reluată.
În anul 1876, ofițerul rus Feodor Apollonovici Piroțki a realizat o locomotivă
electrică, ce a circulat pe o linie de 3,5 km în localitatea Sesbrorețk. Alimentarea acesteia se
făcea prin șinele de rulare și linia de contact.
În 1879, în cadrul expoziției industriale de la Berlin, a fost prezentată o mică linie
electrificată realizată de inginerul german Werner von Siemens [5].
Din acel moment începe aplicarea în practică, mai ales la transportul de călători, a
locomotivei electrice. Locomotiva realizată de Siemens avea numai 3 CP (2,2 kW) și atingea

o viteză maximă de 7 km/h, reușind să transporte 18 călători (în cele trei vagonete), pe o linie
expozițională, având un traseu circular de 300 m lungime. Locomotiva era alimentată în
curent continuu, la 150 V, prin intermediul uneia din șinele de rulare și al unei a treia șine,
amplasată central, izolată atat față de pămant, cât și față de șinele de rulare [6].
Data de 31 mai 1979, când a fost inaugurată expoziția, poate fi considerată ca zi de
naștere a tracțiunii electrice.
În anul 1881 s-a pus în funcțiune primul tramvai electric pe o lungime de 2 km, între
Lichtenfelde și Sudende (cartiere ale Berlinului) [7].
În anul 1889 a început folosirea curentă a tramvaiului electric în orașul Kiev [8].
În țara noastră este pusă în funcțiune prima linie de tramvai electric, la București, între
Obor și Cotroceni, la 9 decembrie 1894, iar la Timișoara, la 27 iunie 1899. Putem afirma că
dezvoltarea și perfecționarea mașinilor electrice este strâns legată și determinată de
necesitățile tracțiunii electrice. În procesul de dezvoltare a tracțiunii electrice s-a pus
problema alegerii sistemului de curent care trebuie folosit.
De la primele aplicații ale tracțiunii electrice în transportul urban, s-a constatat că
motorul de curent continuu cu excitație serie are o caracteristică mecanică apropiată de cea a
motorului cu abur, care funcționase excelent, mulți ani, pe căile feroviare existente.
Pornind de la proprietățile convenabile ale motorului cu colector, alimentat în curent
continuu, s-a experimentat mai târziu ideea alimentării acestuia în curent alternativ
monofazat.
O a treia variantă de alimentare a locomotivelor echipate cu motoare electrice a fost
aceea de a utiliza energia electrică trifazată la 3000 V. Astfel, în Italia, pe linia Valtellinese s-
a folosit motorul trifazat de inducție. Din cele trei sisteme menționate, cel de tracțiune
electrică în curent continuu a rămas limitat la transporturile comune urbane și suburbane,
pană la apariția redresoarelor cu mercur, cand s-au putut folosi tensiuni mai ridicate (pană la
3000 V c.c.).
Acest lucru a permis mărirea puterii pentru tracțiune, contribuind și la reducerea
pierderilor de energie în linie, concomitent cu reducerea căderii de tensiune în conductorii de
alimentare. În țările aflate sub influența tehnicii germane, în paralel cu sistemul în curent
continuu, s-a dezvoltat și sistemul în curent alternativ monofazat, la care se folosește linia de
contact la o tensiune ridicată și la frecvență redusă (16 2/3 Hz) [9].
Dezvoltarea elementelor semiconductoare și aplicarea convertoarelor în construcția
vehiculelor au permis folosirea motorului de curent continuu, dar și a motorului trifazat de
inducție, cu rotorul în scurtcircuit, indiferent de sistemul de curent din linia de contact (curent

continuu sau curent alternativ monofazat). Prima aplicație a sistemului în curent alternativ
monofazat s-a efectuat în Tirol, pe linia Innsbruck – Fulpmes (1904). La început s-a utilizat
tensiunea de 2,5 kV și 42 Hz, ulterior s-a trecut la 3 kV și 50 Hz [10].
O a doua linie electrificată în curent alternativ monofazat, în Austria, este Mariazeller-
Bahn, situată în zona înaltă alpină și având ecartament îngust, iar în 1912 se efectuează
electrificarea liniei Pressburger – Bahn, care lega orașele Viena și Bratislava.
După Primul Război Mondial are loc o extindere a electrificării căilor ferate. Spre
exemplificare, la sfârșitul anului 1928, lungimea totală a rețelei electrificate în Elveția ajunge
la 621 km.
Problema recuperării energiei cinetice aferentă procesului de frânare a trenurilor cu
acționare electrică este pusă de multă vreme, iar dezvoltările recente din domeniul
electronicii de putere crează noi perspective de rezolvare. Importanța ei este dată de
necesitatea de eficientizare și reducere a consumului de energie electrică, dar și de ponderea
energiei ce poate fi regenerată.
Motoarele electrice de acționare a trenurilor pot transforma această energie cinetică în
energie electrică. În prezent, numai o mică parte din energia electrică rezultată este reutilizată
pentru serviciile auxiliare. Energia rămasă poate să fie trimisă înapoi la rețea și, prin urmare,
recuperată, doar în cazul în care un vehicul ce accelerează se află în apropiere pe aceeași
secțiune de linie. Dacă în apropiere nu este un alt tren care să absoarbă această energie,
tensiunea de rețea crește și această energie suplimentară trebuie să fie disipată în rezistențe de
frânare. Uzual, într-o rețea de metrou, aceste transferuri de energie între vehicule se ridică la
20-30% din consumul total. Soluția cea mai avantajoasă este de a recupera surplusul de
energie în stațiile de tracțiune prin materializarea conceptului de „stație activă” care să
utilizeze noile dezvoltări ale electronicii de putere [11], [12], [13]-[16].

CAPITOLUL 1
Sisteme clasice și moderne de tracțiune în c.c.
1.1. Substații de tracțiune în c.c.
Substațiile de tracțiune ( SSTE) în c.c. reprezintă acele instalații fixe de tracțiune care
primesc energia electrică (în c.a. trifazat) din sistemul electroenergetic național (la î.t.), reduc
nivelul tensiunii și modifică felul curentului (din c.a. în c.c.) și, în final, distribuie energia
electrică "secțiilor liniei de contact" în vederea alimentării VEM neautonome.
Ca răspândire, SSTE de c.c. sunt utilizate atât în tracțiunea electrică urbană (de
suprafață și din subteran) cât și în tracțiunea feroviară electrificată în c.c..
Ca amplasare, SSTE de c.c. sunt instalații de "interior", majoritatea echipamentelor
fiind aranjate în structură de tip "celulară" (în dulapuri).
Elementele de bază din SSTE de c.c. sunt "grupurile de conversie c.a.- c.c.". În
decursul timpului, grupurile de conversie c.a.- c.c. au suferit progrese însemnate în ceea ce
privește prestația, randamentul, întreținerea și fiabilitatea.
În prezent, toate SSTE de c.c. sunt prevăzute cu redresoare statice cu diode. Se pot
realiza și SSTE reversibile, de c.c. (cu grupuri transformator-invertor tiristorizat, în
antiparalel) pentru recuperarea energiei electrice în cazul frânării recuperative a VEM.
Schema de principiu a unei SSTE de c.c. cu redresoare trifazate cu diode este
reprezentată în fig. 1.1. Aceasta corespunde unei linii feroviare electrificate în c.c. cu fir de
contact aerian sau la sol și întoarcerea curentului prin șine.
În general, o SSTE de c.c. conține următoarele elemente (fig. 1.1):
-linia trifazată primară de î.t. (poz.1) de alimentare la 6÷110 kV;
– sistemul de bare trifazate de î.t . (poz.3);
– grupurile de conversie transformator-redresor (poz.6 și poz.7) protejate individual de
întreruptori tripolari (poz.4) ;
– sistemul de bare de c.c. la care (în cazul considerat) bara negativă (poz.9) este legată la șine
(adică la pământ), iar bara pozitivă (poz.8) este conectată la linia de contact (LC) prin
intermediul întreruptorilor ultrarapizi (poz.10) care asigură protecția în cazul scurtcircuitelor
din LC.

Grupurile de conversie c.a.- c.c. (poz.6 și poz.7) sunt alcătuite din:
– un transformator trifazat (poz.6) cu sarcina de a reduce valoarea efectivă a tensiunii (de la
nivelul U1 al liniei primare trifazate la nivelul U 2 pentru alimentarea redresorului) în strânsă
corelație cu mărimea tensiunii continue ULC din linia de contact;
– un redresor trifazat (poz.7), uzual cu diode (legate în punte trifazată și montat în "dulapuri").
[ 17]
Fig. 1.1 Schema de principiu a SSTE de c.c. cu punți redresoare cu diode
1 = linie primară trifazată de î.t.; 2 = întreruptori tripolari de linie; 3 = bare trifazate de î.t.;
4 = întreruptori tripolari (ai grupului T-R); 5 = separatori tripolari; 6 = transformatori (T)
trifazați; 7 = redresor (R) cu diode; 8 = bara pozitivă de c.c.; 9 = bara negativă de c.c.; 10 =
întreruptori ultrarapizi; 11 = separatori monopolari (de .c.c.); 12 = filtre; 13 = fideri de
alimentare LC.

La SSTE de c.c. care alimentează liniile bifilare aeriene (pentru troleibuz), atât
separatorii (poz.11), cât și întreruptorii de linie (ultrarapizi, poz.10) pot fi bipolari. Un caz
similar îl constituie și alimentarea rețelei de metrou cu a treia și a patra șină, ambele izolate.
În principiu, orice SSTE de c.c. este formată dintr-o instalație de înaltă tensiune de
c.a. (care cuprinde: linia trifazată primară, barele trifazate de î.t., întreruptorii și separatorii
tripolari de protecție ai grupului T-R și transformatorii T) și o instalație de c.c., cu tensiunea
nominală ULC (formată din punțile redresoare, din separatori de c.c. și din întreruptorii
ultrarapizi de c.c.).
În cazul SSTE de c.c. feroviare, de regulă, instalația de î.t. este de "tip exterior".
(Numai în cazul tracțiunii urbane, instalația de î.t. este de "tip interior", compartimentată, cu
structură celulară.)
O situație deosebită o au SSTE aflate în "nodurile energetice" când, în plus, trebuie să
asigure și funcția "de transformare" dacă alimentările trifazate de î.t. sunt la tensiuni diferite.
Instalația de c.c. este totdeauna "de tip interior". Ea este amplasată într-un edificiu,
împreună cu toate echipamentele de control și de comandă aferente.[17]
1. În transportul public urban , unde de regulă se utilizează tracțiunea în c.c. la joasă
tensiune (600 V sau 750 V și cu totul excepțional 1500 V), rețeaua de contact este dezvoltată
pe un "teritoriu" de dimensiuni limitate.
Aici există numeroase stații ale rețelei trifazate industriale (de î.t.) cu putere suficientă
și pentru alimentarea instalațiilor de tracțiune.
Deci, cu o extensie redusă a liniilor trifazate primare de î.t. (poz.3 în fig.1.), se pot
alimenta SSTE de c.c. la tensiuni nu prea mari (de regulă până la 20÷30 kV) cu avantaje
economice certe în privința aparaturii de î.t. și a transformatoarelor pentru grupurile de
conversie.
În plus, distanța medie L dintre două SSTE de c.c. consecutive (de tip urban) este
relativ mică. De exemplu, în cazul unei rețele de metrou cu ULC=750 V și trafic foarte
intens, distanța medie L poate avea valori de ordinul a 1,5 km cu minime de 1,3 km.).
2. În cazul căilor ferate electrificate în c.c. , SSTE sunt distribuite în lungul liniei la
o distanță medie L, puternic dependentă atât de nivelul tensiunii din linia de contact U LC , cât
și de intensitatea traficului.[18]
Astfel:
– în cazul liniilor de contact alimentate la 3 kV, multă vreme s-a adoptat pentru L valori de
35÷45 km, dar, ulterior, odată cu creșterea puterii instalate pe locomotive, distanța medie L
s-a redus la circa 20÷30 km. Mai mult, pe liniile de munte, unde trenurile grele de marfă

recurg la dublă (sau chiar la triplă) tracțiune, distanța medie L poate ajunge la valori de numai
15÷20 km (chiar dacă puterea specifică instalată în SSTE a fost mărită);
– în cazul liniilor de contact feroviare alimentate la 1,5 kV, distanța medie L dintre două
SSTE consecutive variază între 12÷20 km (în cazul unui trafic redus) și 6÷8 km în cazul unui
trafic foarte intens.
3. Numărul grupurilor de conversie T-R
Exigența continuității alimentării cu energie electrică a liniei de contact (LC) a
"postulat" existența a cel puțin două grupuri de conversie T-R în fiecare SSTE (fig.1). În
cazul particular al unei SSTE cu numai două grupuri T-R, un grup funcționează permanent,
iar cel de-al doilea urmeză a fi introdus numai la apariția unei suprasarcini determinată de
condițiile reale de trafic.[18]
Cele două grupuri T-R sunt perfect identice, ceea ce le permite o interschimbabilitate
totală. În nodurile importante și în cele din zonele de munte pot exista SSTE feroviare cu trei
și chiar cu patru grupuri de conversie T-R.
3.1 Grupuri de conversie cu diode
Principial, grupurile de conversie au structura din fig 1.2 și sunt alcătuite din:
– un transformator trifazat de putere , coborâtor de tensiune, cu răcire naturală în ulei sau
uscat (cu răcire în aer, în cazul SSTE de c.c. subterane). Transformatorul poate avea o singură
înfășurare secundară (trifazată) sau două înfășurări secundare trifazate. În ultimul caz, cele
două secundare trifazate pot fi identice sau pot fi diferite (dar cu numerele de spire în raportul
1/√3) astfel încât conectate în stea (Y) și respectiv în triunghi ( Δ), să conducă la aceleași
valori efective ale tensiunilor de linie la funcționarea în gol.
– un redresor necomandat cu diode legate în punte trifazată (uzual cu mai multe diode de
putere montate în paralel pe fiecare braț al punții). Schema de redresare utilizată este cea în
punte trifazată (puntea Graetz) cu indicele de pulsație p=6.
Se poate dubla indicele de pulsație (cu influențe favorabile atât asupra tensiunii
redresate cât și asupra rețelei de alimentare) prin legarea în serie sau în paralel a două punți
trifazate (ca în fig. 1.2, poz.b și poz.c). În acest caz, cele două punți trifazate vor fi alimentate
separat de la două înfășurări secundare ale aceluiași transformator. Acestea, (conectate în Y și
respectiv în Δ), vor produce la borne două sisteme trifazate de tensiuni de aceeași frecvență,
aceeași valoare efectivă și cu aceeași succesiune dar defazate între ele cu 30șel.).
Prin legarea în serie a două punți trifazate alimentate în acest mod, se obține o
tensiune continuă ud=ud 1+ud2 care posedă un indice de pulsație p=12 și, în plus, curenții

primari (absorbiți din rețeaua trifazată industrială de alimentare) vor prezenta o variație "în
trepte", cu o formă mult apropiată de alura sinusoidală.[18]
Pentru SSTE de puteri foarte mari (ceea ce la ULC=const., înseamnă curenți foarte
mari) apare mai judicioasă legarea în paralel a celor două punți trifazate (ca în fig. 1.2, poz.c).
Conexiunea paralel trebuie făcută numai prin bobina de absorbție (netezire) L F.
Bobina LF (cu miez de fier și punct median) îndeplinește un dublu rol și anume:
– în primul rând funcționează ca "bobină de absorbție" care preia (în sarcină) diferența dintre
valorile momentane ale tensiunilor continue ud1 și ud2 și furnizează la priza mediană,
tensiunea medie
1 21( )2d dud u u= + (1.1)
– în al doilea rând, joacă rolul unei "bobine de netezire", având ca efect reducerea ondulațiilor
curentului continuu (de sarcină).

Fig. 1.2 Schemele electrice ale grupurilor de conversie
a) cu puntea trifazată (p=6); b) cu două punți trifazate înseriate (p=12);
c) cu două punți trifazate în paralel (p=12).
La conexiunea paralel a punților redresoare ca în fig. 1.2, poz.c, indicele de pulsație al
tensiunii redresate este aceleași (p = 12) ca și în cazul conexiunii serie (fig. 1.2, poz.b).
3.2. Redresarea cu puntea trifazată
Structura de bază a instalațiilor de redresare din SSTE de c.c. o constitue puntea
trifazată (puntea Graetz, reprezentată în fig. 1.3). Aceasta este alimentată din secundarul unui
transformator redresoric (T), uzual cu schema de conexiuni Dy având raportul de
transformare K (al tensiunilor de linie) precizat de:
1 1
20 21
3L
LU wkU w= = ∗ (1.2)
unde:
w1 = numărul de spire (pe fază) al înfășurării primare (conectate în Δ) iar
w2 = numărul de spire (pe fază) al înfășurării secundare (conectate în Υ).
Observație. La schimbarea schemei de conexiuni a înfășurărilor transformatorului redresoric
se schimbă și formula de calcul a raportului de transformare K al tensiunilor de linie.

Fig.1.3 Redresarea cu puntea trifazată Graetz
Un ansamblu de 3 elemente semiconductoare conectate la cele trei faze ale sistemului
trifazat și care au catozii (sau anozii) comuni formează un "grup de comutație".
Puntea trifazată (fig.1.3) are două grupe de comutație : grupul catodic 1, 3, 5 (conectat
la bara pozitivă K a circuitului de c.c.) și grupul anodic 2, 4, 6 (conectat la bara negativă A a
circuitului de c.c.).
Cele două grupe de comutație ale punții trifazate sunt conectate în serie.
La alimentarea cu un sistem trifazat de tensiuni, cele q=3 elemente semiconductoare de
putere ale fiecărui grup de comutație vor trece ciclic în conducție (unul după altul) în mod
independent de ventilele celuilalt grup de comutație.
Deci, în fiecare perioadă T=1/f (unde f=50 Hz este frecvența rețelei de alimentare),
grupul va efectua q=3 comutații astfel încât fiecare ventil al grupului va conduce un timp tq,
de durată tq=T/q=T/3.
În mărimi unghiulare, fiecare element al grupului de comutație va conduce pe un
interval de conducție β de lungime β=2π/q=2π/3 rad.el.
Mărimea "q" este denumită "indice de comutație".
Numărul grupelor de comutație, în serie, se notează cu "s". În particular, un redresor
poate avea și un singur grup de comutație (când "indicele de pulsație" p al tensiunii redresate
ud este egal cu indicele de comutație adică p=q).
În cazul punții trifazate (fig. 1.3) există s=2 grupe de comutație (independente, cu
funcționare defazată cu π/3), asfel încât indicele de pulsație "p" al tensiunii redresate (cu
puntea trifazată) va fi dat de:
p = s * q = 2 * 3 = 6 (1.3)

4. Tensiunea redresată (idealizată)
Pentru studiul funcționării idealizate a punții redresoare trifazate se admit următoarele
ipoteze:
1. Inductanța Ld (a circuitului de curent continuu) este considerată infinit de mare (Ld→∞) și
în consecință, curentul continuu id va fi perfect neted (deci și constant în timp) adică id=Id;
2. Se consideră un cuplaj magnetic perfect între înfășurările transformatorului redresoric.
Aceasta înseamnă neglijarea dispersiilor transformatorului (L σ1→0 și Lσ2→0) și, în
consecință, neglijarea inductanței Lk a circuitului de comutație (Lk→0). Prin urmare, sunt
admise variații bruște ale curenților ceea ce este echivalent cu neglijarea fenomenului
comutației naturale.
3. Se neglijează rezistențele ohmice (primare R1→0 și secundare R2→0) ale înfășurărilor
transformatorului redresoric.
În aceste condiții, transformatorul trifazat T (alimentat în primar) și văzut pe la
bornele secundare va apare ca o sursă trifazată (ideală) cu tensiuni de fază sinusoidale ea 0, eb0
și ec0 (simetrice, de secvență directă, cu valori efective E20), astfel încât și tensiunile
compuse (de linie) să-și conserve valoarea efectivă U20L=U20 (fig. 1.3). Deci :
1
20 20 201; *
3LUU E UK= = (1.4)
Fig.1.4 Diagrama tensiunilor la puntea trifazată
a) diagramele tensiunilor de fază; b) intervalele de conducție ale diodelor;
c) tensiunea redresată ud( ωt) și fazorii tensiunilor de linie

5. Armonicile tensiunii redresate
Tensiunea redresată cu puntea trifazată ud( ωt) este compusă (pe durata fiecărei
perioade T) din p "creste" sinusoidale. Deci ud( ωt) este periodică, cu perioada principală
T1=T/p (și are frecvența de repetiție f1=1/T1=p/T=p·f, unde f=50 Hz este frecvența rețelei de
alimentare).
Grafic (cu notația x= ωt), diagrama tensiunii redresate ud=f(x) este reprezentată în fig.
1.5.
În raport cu originea x=0 (luată în axa unei creste), expresia tensiunii redresate ud (pe
o perioadă principală de variație β1=π/3) va fi dată analitic de relația:

(1.5)
Fig. 1.5 Tensiunea redresat ă ud=f(x); x=ωt
In tabelul 1 sunt sintetizate armonicile tensiunii redresate.
Ordinul
armonicii
“n”Frecventa armonicii
Fn[Hz] Udn/Ud0
In gol In sarcina
6300 0,0404 0,05
12600 0,0099 0,015
18900 0,0044 0,007
241200 0,0025 0,005
Tab 1 Armonicile tensiunii redresate
1.2. Substații de tracțiune reversibile (de c.c.)

Ca principiu, punțile trifazate tiristorizate (cu comutație de la rețea) din componența
SSTE de c.c. pot asigura atât:
– conversia c.a.- c.c. (cu α<π/2, când funcționează ca redresor), cât și
– conversia c.c.- c.a. (cu π/2<α≤αlim, când funcționează ca invertor).
Funcționarea ca invertor face posibilă restituirea (în rețeaua trifazată primară de c.a.) a
unei "cote parte" din energia electrică produsă în regimul de frânare recuperativă a VEM și
care nu poate fi consumată direct (prin absența totală sau parțială a altor VEM, aflate în regim
de tracțiune pe același tronson de LC).
Din acest punct de vedere, SSTE de c.c. cu punți tiristorizate teoretic sunt reversibile.
Practic însă, pentru trecerea din regimul de tracțiune (când puntea tiristorizată funcționează
ca redresor) în regimul de recuperare (când funcționează ca invertor), pe lângă schimbarea
valorii unghiului α (de la 0<α<π/2 la π/2<α<αlim) este necesară și inversarea legăturilor (cu
sarcina) pe partea de c.c. (din cauza schimbării de semn a tensiunii Ud α). Acestea sunt
motivele pentru care în SSTE reversibile (de c.c.) se preferă grupuri (redresoare și invertoare)
separate, ca în fig. 1.6. Grupul redresor este cu diode (deci necontrolat) pe când grupul
invertor, cu tiristoare, va fi comandat (funcționând ca invertor, cu π/2<α≤ αlim).
Fig. 1.6 SSTE reversibilă (de c.c.)
Din cauză că puterea necesară în tracțiune este sensibil mai mare decât puterea
recuperată, SSTE de c.c. reversibile sunt echipate (de regulă) cu două grupuri redresoare (cu
diode) și un singur grup invertor (cu tiristoare).
Așa cum se observă în fig. 1.6, între tensiunile punții invertoare INV există relația:

ud(I) = Ud(I) + (-uL) (1.6)
Tensiunea ud(I) mai poate fi scrisă și sub forma:
ud(I) = Ud(I) + Σ ud(I)ν = Ud(I) + u~,
(unde u~ reprezintă componenta alternativă (de frecvență 6•f) a tensiunii ud(I)).
1.3. Catenara de curent continuu
1.Catenara simplă (fig. 1.7)
Este utilizată pe rețelele feroviare de 3kV în Polonia, Italia, Spania etc.. Cablul
purtător este unic, susține unul sau două fire de contact iar secțiunea totală poate ajunge la
valori de circa300÷350 mm2 [ 19].
De exemplu, în rețeaua de 3kV a FS (Italia) catenara tradițională este formată dintr-un
cablu purtător (din funie de cupru) de 120 mm2 și din două fire de contact de 100 mm2
(fiecare) cu secțiunea totală de 320 mm2 (cu masa lineică totală de 2,9 kg/m). Pe liniile cu
trafic intens și cu viteză mare a fost necesară creșterea secțiunii la 440 mm2 (cu masa lineică
totală de 4,0 kg/m) și chiar mai mult [ 19].
În ceea ce privește tensiunea de întindere a firelor T (în rețeaua de c.c. la 3 kV) sunt
utilizate următoarele valori:
T = 10 kN în cazul firelor de contact de 100 mm2 și
T = 11 ÷ 13 kN pentru cablul purtător.
La catenarele de c.c. de construcție recentă, forța de întindere T este de 15 kN pentru
firele de contact și de peste 20 kN pentru cablul purtător.

Fig. 1.7 Tipuri de catenare simple: a) normală; b) cu suspensie în Y
2.Catenară compusă (fig. 1.8)
Este utilizată în rețeaua feroviară de c.c. de 1,5 kV precum cea franceză (a SNCF) la
care secțiunea totală poate ajunge până la 500÷600 mm2 [ 20].
La această construcție, cablul purtător principal (1), dispus după "un lănțișor", susține
prin intermediul pendulelor (2) un cablu auxiliar (3), perfect orizontal, care la rândul său
susține cele două fire de contact (4) prin intermediul unei "scărițe" (5), legate alternat la firele
liniei de contact.
Față de catenara simplă, catenara compusă prezintă caracteristici elastice ("em" și "i")
net superioare. În schimb este mai complicată constructiv și deci, mai costisitoare.

Fig. 1.8 Catenară compusă
3.Alimentarea catenarei de c.c.
Datorită curenților mari (de ordinul miilor de amperi) de multe ori apare ca necesară
creșterea secțiunii totale a catenarei, pe distanțe scurte (limitate), în vecinătatea SSTE de c.c.
și aceasta din rațiuni legate de mărimea densității de curent (A/mm2) sau de valorile căderii
admisibile de tensiune.
În mod obișnuit, după stabilirea formei normale a catenarei, în zona SSTE se preferă
mai curând creșterea secțiunii sau a numărului de conductoare (de fideri de alimentare) legate
în paralel la catenară. Acestea sunt "pozate" pe stâlpii de sprijin din apropiere (sau pe stâlpi
separați) și sunt legate prin conexiuni echipotențiale la linia de contact.
1.4. Tramvaie electrice
1. Tramvaie electrice clasice
Dezvoltarea tramvaielor pentru transportul urban a parcurs o cale lungă, cu urcușuri și
coborâșuri. Au fost perioade când cetățenii unor orașe s-au opus prezenței căilor ferate pe
mijlocul străzilor și, ca o consecință, în multe orașe, tramvaiele au fost înlăturate după ani
buni de funcționare. Așa s-a întâmplat în Londra, Paris, Hamburg, Stocholm, Chișinău etc.
Tramvaiele electrice urbane asigură o capacitate mare de transport pentru pasageri,
care este de 1,5÷2,5 ori mai mare decat la troleibuze. Vagoanele pot fi articulate, cuprinzand
un tramvai motor și 1÷2 remorci.
Sistemele de tracțiune electrică urbană au parcurs aproximativ aceleași etape de
dezvoltare ca și sistemele feroviare de transport între orașe. La început au fost folosite
motoarele de curent continuu cu excitație serie, cu reglaj reostatic al vitezei și cu frânare
reostatică, ceea ce conducea la un randament scăzut de transformare a energiei electrice în
energie cinetică.[21]

În fostul lagăr socialist, marele producător de tramvaie se afla in Cehoslovacia,
concernul CKD din Praga. Acolo se fabricau tramvaie Tatra, începand din anul 1951 (22
noiembrie).
Tramvaiul T1 era, de fapt, produs sub licență, după un model ce fusese fabricat în
SUA, în 1934. În Fig. 1.9 este prezentată imaginea primului tramvai T1, aflat acum în
Muzeul Transporturilor [22].
Fig. 1.9. Tramvaiul T1
Acest model a fost ales în urma comparației tramvaielor produse în SUA cu
tramvaiele produse în Germania și Elveția, țări care produceau cele mai moderne tramvaie la
acea dată. Ultimul tramvai de tipul T1 a circulat în orașul Plzen pană la 04.04.1987.
Tramvaiul T1 prezenta următoarele avantaje:
– forma aerodinamică asigurată de carcasa casetată din oțel, situată pe două boghiuri cu câte
două osii, asigura o frecare mai redusă cu aerul;
– ușile duble, cu deschidere în interior, asigurau o îmbarcare și debarcare rapidă a călătorilor;
– cabina vatmanului, separată de spațiul pentru pasageri, asigura intervenția fermă a acestuia
în conducerea și frânarea tramvaiului;
– tramvaiul asigura o accelerație de maximum 1,5 m/s2;
– viteza maximă atinsă de tramvai era de 60 km/h.
Tramvaiul T1 avea dezavantajul de a nu fi fost prevăzut cu remorcă.
Tramvaiul Tatra T3 a fost fabricat în perioada 1952÷1988 de compania CKD din
Praga, care era cel mai mare producător de tramvaie din lume (fig. 1.10).
Transmisiile mecanice ale tramvaielor T3 conțin două roți dințate, simple, la fel ca și
la locomotive. Un vagon de tramvai este dotat cu 4 motoare de 40 kW, câte unul pentru

fiecare osie, ale căror excitații se conectează două cate două, în serie și incrucișat pentru a
asigura o stabilitate mai mare la frânare și o sincronizare a vitezei. La viteze mici, frânarea
reostatică sau recuperativă nu este destul de eficientă, motiv pentru care se utilizează
suplimentar o frânare cu patină electromagnetică.
Tramvaiul putea să atingă viteza de 65 km/h. Tramvaiul T3R (R de la Romania) a fost
modificat pentru a funcționa la o tensiune de 750 V și a fost achiziționat într-un număr de 50
de bucăți, între anii 1971÷1974, pentru a funcționa în orașul Galați.
Schema electrică a unui tramvai trebuie să asigure realizarea următoarelor operații:
– conectarea și deconectarea motoarelor;
– trecerea de la o treaptă la alta a rezistenței de pornire sau de frânare;
– modificarea turației prin slăbire de câmp;
– asigurarea funcționării celor 4 motoare în serie sau în paralel;
– excluderea unui motor sau a unei grupe de motoare în caz de defecțiune;
– schimbarea sensului de mers;
– asigurarea frânării electrice rezistive;
– asigurarea frânării electromagnetice.
Fig.1.10 Tramvaiul Tatra 3

Tramvaiul Timiș II , construit la atelierele RATT Timișoara, începând cu anul 1976,
putea transporta 164 de călători și atingea viteza maximă de70 km/h. El era echipat cu 2
motoare de curent continuu, de câte 140 kW, câte unul pentru fiecare boghiu), alimentate de
la linia de 750 V c.c., prin două choppere cu tranzistoare IGBT (fig. 1.11). Un chopper
asigură reglajul unui motor, iar al doilea asigură reglajul pentru celălalt motor. Contactoarele
K11÷K17, respectiv K21÷K27 asigură schimbarea sensului de mers pentru motorul 1,
respectiv pentru motorul 2, iar contactoarele K18, respectiv K28 asigură frânarea reostatică
sau recuperativă.[23]
Fig. 1.11 Schema bloc de acționare a tramvaiului Timiș II
Schema prezentată în fig. 1.11 mai este cunoscută și sub numele CH-150K.
Dulapurile de forță sunt amplasate sub podea. Ele permit alimentarea la o tensiune de 750 V
c.c., +20%, -30%. Puterea fiecărui chopper este de 150 kW, deci superioară puterii
motoarelor de curent continuu.
Eliminarea căldurii dezvoltate în componentele electronice se face cu ventilație
forțată. Semnalele de comandă sunt transmise prin fibră optică. Pornirea și frânarea
tramvaiului se face fără șocuri.
Schema permite frânarea combinată, adică frânare recuperativă și frânare rezistivă.
Tramvaiele Timiș II au circulat în Brăila, Craiova, Cluj Napoca.

Aceste tramvaie utilizau o schemă modernă cu IGBT, dar lăsau de dorit în ceea ce
privește realizarea din punct de vedere tehnic. Utilizatorii reclamau că erau prea zgomotoase,
lente, rigide, frânele electromagnetice lipseau, iar suspensia pe elemente de cauciuc nu
asigura un minim de confort.
După anul 1980, datorită deselor defectări, s-au făcut modificări la aceste tramvaie de
către o firmă din Craiova, care s-a inființat în anul 1991. In anul 1999 toate tramvaiele Timiș
II au fost casate. Modernizarea tramvaielor este un proces continuu, mai multe firme și regii
autonome de transport urban fiind angrenate în acesta. După anul 1990, regiile de transport
din marile orașe ale Romaniei au achiziționat tramvaie KT-4D, fabricate de firma CKD din
Praga, în anii1970÷1980, pe care le-au modernizat utilizand cele mai noi realizări în domeniu
din acea perioadă.
Tramvaiul KT-4D modernizat din punct de vedere electric prin introducerea
chopperului. Schema bloc utilizată la tramvaiul KT-4D, pentru alimentarea motoarelor de
curent continuu, 2 cate 2 conectate în paralel, arată ca în fig. 1.12.
Utilizarea schemei electrice modernizate pentru tramvaiul KT-4D aduce o serie de
avantaje dintre care se amintesc:
– economie de energie de aproximativ 40%;
– cheltuieli minime de interconectare a chopperului în schema electrică;
– eliminarea acceleratorului și a unei părți considerabile din rezistențele de demaraj și frânare;
– utilizarea motoarelor de curent continuu existente și protejarea suplimentară a acestora prin
intermediul chopperului;
– îmbunătățirea ambianței de transport prin evitarea șocurilor în procesul de accelerare,
respectiv frânare;
– fiabilitate crescută pentru contactoare, relee etc.[24]
Fig. 1.12 Schema bloc de acționare cu chopper cu IGBT a tramvaiului KT-4D modernizat

2. Tramvaie moderne
În Romania, datorită politicii de relativă independență față de CAER ( Consiliul de
Ajutor Economic Reciproc), s-a trecut la producerea unui tramvai românesc în întregime.
Tramvaiul V3A dublu articulat a fost primul tramvai românesc construit de Uzina de
Reparații „Atelierele Centrale” (URAC) în anul 1973, pornind de la un vagon LHB (Linke-
Hofmann-Busch). Au fost construite până în1990 mai multe astfel de tramvaie pentru orașele
București, Brașov, Brăila, Cluj-Napoca, Constanța (modelul V3A-C pentru tensiunea de 825
V c.c.), Oradea, Ploiești și din 1991 pentru Botoșani. După anul 1989 aceste tramvaie au fost
modernizate și, în 1993, primul tramvai modernizat numit V3A-93 a fost construit la aceeași
firmă URAC.
Între anii 2004÷2006 au fost construite 4 tramvaie de acest tip, cu caroseria
modificată, pentru a fi accesibilă persoanelor cu handicap locomotor. Tramvaiele de acest tip
sunt echipate cu câte 2 motoare de curent continuu, cu excitație serie, puterea nominală 120
kW fiecare.
Modernizările acestui tramvai au continuat prin extinderea colaborării URAC cu
firma Electroputere Craiova și firma Faur, iar, în intervalul 1997÷2000, cu firma Hollec din
Olanda, care a livrat choppere. După anul 2008, vagoanele de tip V3A-H au fost dotate cu
cate 2 motoare trifazate de curent alternativ, cu puterea nominală de 240 kW și cu invertor
autonom de tensiune cu IGBT (varianta VRA-93 CA)103. Tensiunea de alimentare a
motoarelor este 500 V, iar curentul nominal este de 349 A.[25]
Datorită căderilor de tensiune pe linia de contact, în ultima vreme se utilizează
supercapacitorii pentru stocarea energiei electrice. Aceștia sunt un compromis între bateriile
de acumulatori și capacitorii convenționali. Deși bateriile de acumulatoare pot stoca o
cantitate mai mare de energie, numărul de cicluri încărcare-descărcare este mai redus decât al
capacitorilor.. Schema bloc pentru folosirea supercapacitorilor pe vehicul este prezentată in
Fig. 1.13.

Fig. 1.13 Schema bloc a tramvaiului cu baterii de acumulatoare și supercapacitori pe
vehicul
În Fig. 1.14 este prezentat fluxul de energie într-un ciclu cuprinzând o perioadă de
acționare și o perioadă de frânare. Masa tramvaiului crește cu circa 1 tonă, iar durata de viață
a supercapacitorilor este de circa 10÷15 ani. Creșterea investițiilor cu instalarea
supercapacitorilor este de circa 3%. Consumul de energie poate fi redus cu 35%÷40%, prin
utilizarea înmagazinării energiei în supercapacitori.
Fig. 1.14 Fluxul de energie

Montarea supercapacitorilor la capătul sistemului de alimentare cu energie, în partea
opusă substației de alimentare, conduce la reducerea căderilor de tensiune pe linie, care în
lipsa capacitorilor pot să fie de 20%÷30% din tensiunea nominală a liniei.[26]
Tramvaiul Bucur Low Floor (podea coborată), construit la RATB URAC, a fost pus
în funcțiune în martie 2009, în București, fiind o variantă a tramvaiului V3A-93. Tramvaiul
poate transporta 300 de pasageri și are un design modern, după cum se vede și din Fig. 1.15.
Fig. 1.15 Tramvaiul Bucur București
Tramvaiul ULF – Siemens a fost pus în funcțiune, în aprilie 2008, în municipiul
Oradea. Tramvaiele, de ultimă generație (10 buc.), au fost achiziționate de la firma Siemens.
Fig. 1.16. Tramvaiul ULF
Tramvaiul Imperio este construit în colaborare de Astra Arad și RATB București, pe
baza licenței de fabricație achiziționată de Astra Vagoane Călători SA de la firma Siemens.

Acesta este în intregime computerizat și poate transporta 300 de pasageri, circulând cu o
viteză de60÷70 km/h. Tramvaiul Imperio testat în Arad arată ca în Fig. 1.17.
Fig. 1.17 Tramvaiul Imperio în Arad
Fiind dotat cu un sistem de frânare recuperativă, acest tramvai poate economisi între
25%÷27% din energia consumată de un același tip de tramvai, care nu are însă acest sistem.
Tramvaiul are uși glisante pe ambele părți, ceea ce constituie un mare avantaj, mai ales pe
străzile mai înguste.[27]
1.5 Troleibuze electrice
1.Troleibuze clasice
Dezvoltarea troleibuzelor a urmat, în linii mari, același traseu ca și dezvoltarea
tramvaielor, acestea avand în comun acționarea electrică.
Troleibuzele clasice au folosit motoarele de curent continuu cu excitație serie, cu reglaj
reostatic al vitezei și cu frânare reostatică. Această soluție avea un randament scăzut și crea
dificultăți referitoare la mentenanță.

Troleibuzul DAC-112-E , (cu variantele DAC 117E, DAC 212E, DAC217E, DAC 412E) era
un troleibuz de mare capacitate construit pe baza unei licențe MAN, fiind de concepție și
construcție moderne la acea vreme.
Acesta a apărut, în circulație, în perioada 1970÷1980. În fig. 1.18 este prezentată o imagine a
troleibuzului romanesc DAC 112 E.[28]
Fig. 1.18 Troleibuzul romanesc DAC 112 E
Caracteristicile tehnice ale troleibuzului DAC 112 E erau următoarele:
– motor de curent continuu având puterea de 140 kW, la o tensiune de 750 V, sau 110 kW, la
o tensiune de 600 V;
– mecanism de direcție echipat cu dispozitiv servo;
– frâna de serviciu cu tambur și saboți pe 4 circuite separate, cu transmitere hidraulică și
asistență pneumatică;
– frâna de parcare cu tambur și saboți, cu comandă pneumatică;
– frâna electrică cu 7 trepte de franare;

Schema de forță simplificată a troleibuzului DAC 212 E este prezentată în fig. 1.19.
Fig. 1.19 Schema de forță a troleibuzului DAC 212 E
Întreruptorul principal, 1, este un disjunctor cu acționare electromagnetică de tip 315 A,
755 V c.c., pentru tracțiunea electrică urbană. Acesta este destinat a se utiliza pe vehicule
electrice cu scopul de a realiza conectarea/deconectarea circuitelor electrice de tracțiune și de
a proteja la scurtcircuit aceste circuite. Acesta este echipat cu limitator de curent care
comandă deschiderea contactelor principale dacă curentul a depășit valoarea reglată.
Condensatorul, 2, constituie un filtru de radio-frecvență, limitând armonicile superioare ce
pot apărea între firele de contact.
Blocul de traductoare de tensiune și curent, 3, oferă informații despre valorile în timp real ale
tensiunii asigurate de firele de contact și curentul absorbit de intreaga instalație a
troleibuzului.
Blocul de diode, 4, conține cate două diode conectate în paralel, pentru fiecare fir, asigurând
menținerea polarității tensiunii de alimentare în caz normal și în cazuri de avarii.

Contactorul de linie, 5, este de același tip cu întreruptorul principal, asigurând protecția la
scurtcircuit a întregii instalații electrice a troleibuzului.
Protecția la scurtcircuit a diferitelor circuite este realizată cu ajutorul siguranțelor, 6.
Conectarea sau deconectarea treptelor de rezistență se realizează cu ajutorul unor
comutatoare de tip MTU, 7, cu protecție la supracurenți de durată. Grupul de rezistențe, 8,
asigură curentul prin infășurarea de excitație derivație și prin indus, respectiv infășurarea de
excitație serie a motorului auxiliar 9.
Acesta are puterea nominală de 7,5 kW, turația nominală de1600 rot./min. Dacă este
alimentat la tensiunea de 600 V c.c., are un curent nominal de 16,2 A, iar la 750 V c.c.
curentul nominal este de 12,9 A. Aceste valori ale curenților sunt asigurate de grupul de
rezistențe adiționale, 8.
Troleibuzul este echipat și cu aeroterme, 10, pentru încălzirea bordului și parbrizului,
respectiv pentru încălzirea salonului – aerotermele 11.
Reostatele motorului de tracțiune se utilizează pentru pornirea și frânarea motorului de
tracțiune. Acestea sunt formate din 24 de elemente rezistive, grupate în 2 baterii de câte 12
elemente, montate pe acoperișul troleibuzului la distanța de 8 cm.
Sursa de preexcitare, 13, are rolul de a asigura excitarea inițială a motorului în regim de
frânare, pentru trecerea la regimul de generator.[29]
Aceasta conține:
– un invertor auto-oscilant cu tranzistoare (convertor c.c.-c.a.);
– un transformator pentru separare galvanică și de adaptare a tensiunii de ieșire a invertorului
la necesitățile sarcinii;
– un redresor bialternanță care asigură la ieșire tensiunea continuă de 28,4 V. Sursa se
conectează la bateria de 28 V a troleibuzului.
Sursa de preexcitare intră în funcțiune în următoarele două condiții:
– troleibuzul este în mers, având viteza mai mare de 5 km/h;
– este apăsată pedala de frână.
Blocul de diode, 14, conține 2 grupe de diode, conectate în serie, fiecare grupă conținând 2
diode în paralel, utilizate pentru cele două regimuri de funcționare ale troleibuzului (antrenare
și franare).
Inversorul de sens, 15, are rolul de a permite inversarea sensului de rotație al motorului de
curent continuu, pentru deplasări înainte și înapoi.

Motorul de tracțiune, 16, este un motor de curent continuu cu excitație serie, având o clasă de
izolație bună (F), având în vedere condițiile vitrege de funcționare. Alimentarea motorului de
tracțiune se face direct de la linia de contact .
Troleibuzul SKODA 14 este produs de firma cehă SKODA, fiind din generația anilor
1990 (Fig. 1.20).
Fig. 1.20 Troleibuzul SKODA 14
Schema simplificată de forță a troleibuzului SKODA 14 este prezentată în fig. 1.21. Din
această schemă rezultă că au fost eliminate rezistoarele de pornire (consumatoare de energie),
fiind înlocuite cu un chopper realizat cu tiristoare obișnuite..[30]
Fig. 1.21 Schema de forță simplificată

Troleibuzele romanești ROCAR și ASTRA s-au produs în Romania în anul 1990,
respectiv 2000. Troleibuzul ROCAR este echipat cu variatoare de curent continuu cu GTO,
pornindu-se de la schema tramvaiului Timiș 2, prezentată în fig. 1.11.
2.Troleibuze moderne
Dezavantajele aduse de motoarele de curent continuu (existența colectorului, preț relativ
mare, gabarit mare), concomitent cu realizările performante ale acționărilor electrice de
curent alternativ cu convertoare de frecvență au condus în ultimii ani la înlocuirea
acționărilor electrice clasice cu acționări cu motoare asincrone sau sincrone, comandate în
frecvență.[31]
Troleibuzele moderne echipate cu acționări cu motoare asincrone mai au o serie de
îmbunătățiri.
– încărcarea bateriei de acumulatoare se face cu o instalație statică, cu convertor electronic de
600/28V;
– antrenarea compresorului și a servo-direcției se face cu motoare asincrone trifazate,
alimentate de la convertoare de frecvență;
– podeaua troleibuzului este foarte joasă, pentru a ușura accesul pasagerilor, mai ales a celor
cu vârstă înaintată;
– interiorul și exteriorul troleibuzului sunt modificate, conducând la o rezistență aerodinamică
minimă și la un aspect plăcut;
– existența unor surse autonome de alimentare pentru cazuri de dispariție a tensiunii în rețeaua
electrică principală.
În realizarea troleibuzelor moderne sunt angrenate mai multe companii din lume care produc,
individual sau în colaborare, echipamente pentru troleibuze moderne actionate cu motoare de
c.a .
1.6 Metrouri
Metroul este un mijloc de transport în comun, pe cale ferată urbană subterană, uneori
aeriană sau la nivelul solului, destinat să asigure deplasarea rapidă a unui număr mare de
călători dintr-o zonă in alta.
Istoria metroului începe cu metroul londonez, numit Metropolitan Railwai, care a început să
funcționeze la 10 ianuarie 1863, între stațiile Paddington și Farringdon, pe o lungime de 6,5
km. Tunelele acestei linii au fost construite prin săparea de șanțuri pornind de la suprafață și
acoperirea acestora cu grinzi de consolidare.
Cetățenii Londrei numesc acest mijloc de transport „Underground” sau „the Tube”.[32]

1.Metrouri clasice
Ca și la celelalte mijloace de transport electric urban (tramvai, troleibuz) dezvoltarea
tehnologică a impus tipurile de metrouri utilizate în diverse decenii.
Utilizarea motoarelor de curent continuu a marcat prima etapă de metrouri, când tensiunea de
alimentare de 600 V c.c. sau 750 V c.c. a fost aplicată motoarelor, prin intermediul unor
rezistoare, sau mai târziu, a unor choppere cu tiristoare normale.
Astfel, în prima etapă, cand motoarele de tracțiune erau de curent continuu și acționarea era
comandată și reglată prin intermediul rezistoarelor, atât pentru regimul de mers, cât și pentru
regimul de frânare. În a doua etapă, când rezistoarele au fost înlocuite cu choppere cu
tiristoare, s-a utilizat o schemă electrică de principiu asemenea celei din fig. 1.11.
2 .Metrouri moderne
Sunt considerate metrouri moderne acelea care au schema electrică de acționare cu motoare
de curent alternativ, de tip asincron sau sincron.[33]
La metroul bucureștean, începand cu anul 2003 au fost puse în circulație trenuri moderne de
metrou, de tip BM2 ( Bombardier – Movia), care erau realizate după ultimele standarde
tehnice la nivel mondial, la acea vreme, adică:
– tracțiune în curent alternativ;
– frânare recuperativă;
– ventilație forțată în vagoanele pentru călători;
– aer condiționat în cabinele de conducere;
– intercomunicație între vagoane;
– sistem de comunicare între mecanic și călători, respectiv operator;
– sistem de deschidere locală a ușilor de acces în vagoane;

CAPITOLUL 2
Posibilități de creștere a eficienței energetice în substații de tracțiune în c.c.
În identificarea posibilităților de creștere a eficienței energetice în substațiile de
tracțiune în c.c., se pleacă de la la situația uzuală a alimentării trenurilor în curent continuu.
Astfel, stațiile de tracțiune sunt alimentate de la o rețea trifazată de înaltă tensiune și conțin
un transformator și un redresor necomandat (fig. 2.1). Pentru reducerea distorsiunii curentului
absorbit de stație, redresorul poate fi cu 12 pulsuri, obținut din două redresoare trifazate în
punte conectate fie în paralel, fie în serie. Pentru aceasta, transformatorul are două secundare,
unul în stea și altul în triunghi, fiecare secundar alimentând câte un redresor.
La ieșirea redresorului, se obține o tensiune continuă având, cel mai adesea, valorile
nominale de 750 V (tramvaie si metrou, inclusiv cel din București), 1500 V (trenuri expres
regionale și Intercity) sau chiar 3 kV (trenuri in Africa de Sud) [34] – [39].
Fig. 2.1. Schema electrică a unei stații de tracțiune în c.c. cu redresor duodecafazat paralel.
În regim de tracțiune, redresorul absoarbe un curent deformat, a cărui distorsiune
armonică depinde de schema redresorului folosit.Decelerare●●
●●
●
●●●
●
●
STAȚIEAccelerareIT
(33 kV)
(33 kV/1,2kV)●
●
Δ
ΔY
+–+
V + (1500 V)
V –
cale de rulare Linie de contact 1
Linie de contact 2
Cale rulare 1
Cale rulare 2

Chiar dacă redresorul este necomandat, există și o putere reactivă absorbită din rețea,
care conduce la un factor de putere subunitar.
La funcționarea în regim de frână a motoarelor de c.c. de tracțiune, este folosită
capacitatea de transformare a energiei cinetice în energie electrică a motoarelor (frânare
recuperativă). În prezent, numai o mică parte din energia electrică rezultată este reutilizată
pentru serviciile auxiliare. Energia rămasă poate să fie trimisă înapoi la rețea și, prin urmare,
recuperată, doar în cazul în care un vehicul ce accelerează se află în apropiere pe aceeași
secțiune de linie. Dacă în apropiere nu este un alt tren care să absoarbă această energie,
tensiunea de rețea crește și această energie suplimentară trebuie să fie disipată în rezistențe de
frânare. Uzual, într-o rețea de metrou, aceste transferuri de energie între vehicule se ridică la
20-30% din consumul total [36]. În funcție de specificul rețelei de transport și de performanța
planificării traficului, schimbul de energie electrică între vehicule poate fi mult mai mare.
Spre exemplu, la metroul din Bilbao, Spania, 52% din energia de tracțiune este recuperată în
timpul frânării prin schimbul între trenuri, iar 13,05% se pierde [38].
Astfel, două posibilități de creștere a eficienței energetice pot fi identificate:
-Pentru regimul de tracțiune , îmbunătățirea calității energiei electrice absorbite din
rețea prin filtrare pasivă sau activă.
-Pentru regimul de frână, utilizarea integrală a energiei cinetice rezultate sub formă
de energie electrică.
Pentru îmbunătățirea calității energiei electrice absorbite din rețea, pot fi adăugate
filtre pasive, de cele mai multe ori filtre rezonante de tip RLC acordate pe armonicile de
compensat, dar care au dezavantajul unor performante limitate și al favorizării unor posibile
rezonanțe nedorite. Soluția are însă avantajul simplității și al costului relativ redus. Soluția cu
cele mai bune performanțe și flexibilitate în utilizare este cea a filtrarii active de putere,
utilizând invertoare de tensiune cu IGBT-uri. Prețul acestora este însă semnificativ mai mare.
Stimulată de deficitul și creșterea prețului la energie, Uniunea Europeană a lansat o
serie de programe destinate găsirii de noi soluții pentru utilizarea integrală a energiei cinetice
rezultate prin frânare. S-au identificat trei metode de recuperare a acestei energii:
A.Stocarea în echipamente mobile sau fixe;
B.Recuperarea în rețeaua de alimentare a stațiilor de tracțiune;
A.Stocarea în echipamente mobile.
Stocarea în echipamente mobile constă în stocarea energiei în sisteme aflate în
vehiculul respectiv, de obicei situate pe acoperișul acestuia. Fiecare sistem funcționează
independent și energia recuperată este trimisă direct în sistemul de stocare. Când vehiculul

accelerează, energia necesară este luată, în primul rând, de la sistemul propriu de stocare.
Metoda este materializată sub trei tehnologii principale:
– Sisteme de stocare cu baterii, cele mai semnificative realizări fiind ALSTOM/SAFT
[40], KAWASAKI [41], KINKI SHARYO [42];
– Sisteme de stocare cu supercondensatoare, care pot stoca de 10 până la 100 de ori
mai multă energie decât condensatoarele convenționale și pot furniza de circa10 ori mai
multă putere decât bateriile de dimensiune echivalentă. Cele mai semnificative realizări sunt
BOMBARDIER – MITRAC [43], [44], SIEMENS – SITRAS MES & HES [45], [46],
ALSTOM – STEEM [47], [48].
– Sisteme de stocare cu volant. Acestea sunt destinate, în special, pentru a acoperi
vârfurile de sarcină. Cele mai cunoscute realizări sunt ALSTOM, KINETIC TRACTION și
PILLER [36].
Stocarea în echipamente fixe constă în stocarea energiei în sisteme cu baterii și/sau
supercondensatoare amplasate în locații fixe, de-a lungul liniei ferate.
Recuperarea în rețeaua de alimentare a stațiilor de tracțiune
Proiectele derulate în cadrul programelor dezvoltate în ultimii ani sunt unanime în a
concluziona că soluția cea mai avantajoasă este de a recupera surplusul de energie în stațiile
de tracțiune prin materializarea conceptului de „stație activă” care să utilizeze noile dezvoltări
ale electronicii de putere [34], [36].
Stațiile de tracțune furnizează curent numai într-o singură direcție și nu au capacitatea
de a absorbi energia generată de alte surse.
O stație reversibilă are capacitatea de a permite circulația puterii active în ambele
sensuri. Cantitatea de energie pe care o rețea de transport în comun este capabilă să o
absoarbă este condiționată de probabilitatea de frânare și accelerare simultană a trenurilor
[49].
O stație reversibilă are următoarele roluri:
•de a maximiza energia de frânare recuperată;
•să acorde prioritate schimbului natural de energie între trenurile aflate pe
aceeași secțiune a liniei;
•să regleze tensiunea sa de ieșire, corespunzator modurilor de tracțiune și de
regenerare, pentru a reduce pierderile;
•de a asigura o bună calitate a energiei, atât pe partea de c.c., cât și pe partea de
c.a., cu scopul de reducere a nivelului de armonici.

La nivel mondial, există câteva sisteme revesibile, unele aflate în stadiul de
implementare sau testare.
Sistemul ALSTOM – HESOP . [50].
Sistemul HESOP constă într-o substație electrică reversibilă pentru tramvaie și constă
în conectarea în paralel cu redresorul a unui invertor (Fig. 2.2). Implementarea soluției
presupune și înlocuirea redresorului necomandat cu unul comndat. Principalul obiectiv de
dezvoltare al HESOP este de conservare a energiei electrice.
Fig. 2.2. Schema de principiu a unui sistem ALSTOM – HESOP
Sistemul SIEMENS – SITRAS Invertor cu tiristoare (TCI). [51]
SIEMENS a proiectat un sistem reversibil constând într-un invertor cu tiristoare, care
permite recuperarea energiei de frânare si transferarea ei în rețeaua electrică de medie
tensiune, în orice moment și pe distanțe lungi. Avantajul constă în faptul că sistemul de
putere de medie tensiune este, de obicei, receptiv la o cantitate nelimitată de energie.
Substația poate fi upgradată cu un invertor suplimentar, astfel că rezistențele de frânare de pe
vehicule pot fi reduse la minimum. Montarea invertorului este identică cu cea de la varianta
precedentă.
Substațiile active de tracțiune [52]-[55].
Sistemul numit "substație activă" presupune adăugarea la substația existentă a unui
filtru activ de putere (FAP) de tip paralel conectat corespunzător pe partea de c.a. și c.c. (fig.
2.2) astfel încât să fie asigurată filtrarea armonicilor și compensarea puterii reactive în regim
de tracțiune și regenerarea energiei de frânare prin transmiterea acesteai în rețeaua de c.a în
regim de frânare.●●●≈
=●●●
●●
≈
=Redresor
comandat
Invertor
recuperareContactor
Transformator
de tracțiuneRețea
ÎTÎntreruptor Rețea
feroviară
●

Fig. 2.2. Schema bloc a sistemului de regenerare și compensare și conectarea acestuia .
FAP folosește noua generație de componente electronice, de înaltă performanță
energetică (în special tranzistoare bipolare cu poarta izolată – IGBT) și permite nu numai
recuperarea energiei, dar, de asemenea, funcții complementare precum:
•Compensarea armonicilor din rețea, prin funcționare ca filtru activ de putere;
•Compensarea activă a puterii reactive;
•Compensarea dinamică a fluctuațiilor tensiunii pe linia de înaltă tensiune;
•Limitarea căderii de tensiune pe linia de alimentare;
•Protecția electronică la defecte (îmbunătățirea selectivității, reducerea
solicitărilor electro-dinamice, controlul supratensiunilor);
•Potențiala eliminare a rezistențelor de frânare.
Principiul de funcționare a unui filtru activ impune ca tensiunea pe partea de c.c. să
fie mai mare decât amplitudinea tensiunii de linie de pe partea de c.a. si că performantele sale
sunt dependente de diferența dintre cele două tensiuni. De asemenea, calitatea curentului ●●●
●
●ÎT
-+
+ VCC
– VCC CÎT
TT
●
CCCFAP●
●CFA
CS
●●●●CCF
●
●●RTTTA
TIA
TTC●
TIC●●
●● ●
TR
TTFA
TIFA
BCTTCF
TICF
Sistem de regenerare și
filtrare activă●CFR

injectat în rețeaua de c.a. este dependentă de diferența celor două tensiuni. Obținerea unui
factor de distorsiune armonică a curentului sub 5% impune ca tensiunea pe partea de c.c. să
fie mai mare decât amplitudinea tensiunii de linie de pe partea de c.a.
Așa cum este ilustrat în exemplu din fig. 2.3, în cazul unei substații cu redresor
duodecafazat de tip paralel, conectarea FAP pe partea de c.a nu se face în primarul
transformatorului de tracțiune prin intermediul unui transformator dedicat, de recuperare
(TR). Acesta are rolul de adaptare a tensiunii de pe partea de c.a. a FAP la valoarea impusă
de linia de c.c. astfel încât tensiunea pe partea de c.c. să fie mai mare decât amplitudinea
tensiunii de linie de pe partea de c.a.
Fig. 2.3. Conectarea sistemului de regenerare și compensare în cazul substației cu redresor
duodecafazat paralel
În fig. 2.3, CSep este circuitul de separare pe partea de c.c. între FAP și linia de c.c. ,
care trebuie să îndeplinească cerințele:●●●
●
Δ
ΔY
●
●
●ÎT
+–+
+ VDC
– VDC CIT
TT
RT1RT2
●
Ccc●
FAP
CSep
●●
●●CCF
●
●●
●●
●CFATR●
●CFR

1.Să se comporte ca un tampon energetic între linia de c.c. și filtrul activ, care să
nu permită variația în salt sau foarte rapidă a curentului;
2.Să asigure circulația curentului de recuperare, atunci când motoarele de
tracțiune ale vehiculului solicită acest lucru;
3.Să asigure decuplarea filtrului activ de la linia de c.c. atunci când nu există
curent de recuperare, în vederea îndeplinirii funcției de compensare a armonicilor și,
eventual, a puterii reactive.
În varianta cea mai simplă, Csep poate conține o bobină și o diodă de separare (fig.
2.4).
Fig. 2.4. Variantă de structură a circuitului de separare
Rolul acestui circuit este îndeplinit ținând seama că există și compensatorul de
compensare.
Curentul de recuperare apare în mod natural atunci când tensiunea liniei de c.c. devine
mai mare decât tensiunea de pe condensatorul de compensare al filtrului activ .
La tendința de trecere a motoarelor de tracțiune ale vehiculului în regim de frână cu
recuperare, redresorul nu permite existența curentului în sens invers și, în consecință,
tensiunea în linia de c.c. crește. Bucla de reglare a tensiunii pe condensatorul de compensare
al filtrului activ face ca tensiunea pe acesta să fie menținută la valoarea prescrisă.
Atât timp cât tensiunea liniei de c.c. este mai mică decât tensiunea de pe
condensatorul de compensare, dioda Ds este polarizată invers, linia de c.c. este practic
deconectată față de filtrul activ care îndeplinește funcția de compensare, iar blocul de
comandă prescrie filtrului activ curentul de compensat calculat după algoritmul adoptat.
Când tensiunea liniei de c.c. devine mai mare decât tensiunea de pe condensatorul de
compensare, dioda Ds este polarizată în sens direct și permite existența curentului de
recuperare, iar blocul de comandă prescrie filtrului activ curentul de recuperat. Acesta este un
curent activ, în opoziție de fază cu tensiunea din secundarul transformatorului la care filtrul
este conectat.●●
●●
Ds
Ls/2Ls/2
Linia de c.c.Bornele condensatorului
de compensare

CAPITOLUL 3
Modelarea unei substații active de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel
Considerând structura unei substații active de tracțiune cu redresor duodecafazat
paralel (fig. 2.3), s-a realizat modelul global al acesteia în mediul de programare Matlab-
Simulink. Pentru acestea, s-au creat modele ale părților componente, care au fost conectate
corespunzător și s-au adaugat blocuri specifice pentru urmărirea variației în timp a unor
mărimi de interes și pentru calculul diferitelor mărimi necesare în determinarea
performanțelor.
3.1 Modelarea liniei de tracțiune
În regim de tracțiune, linia de c.c. este separată de sistemul de regenerare și filtrare,
deoarece tensiunea prescrisă pe condensatorul de compensare al filtrului activ este mai mare
decât tensiunea liniei, iar elementul de separare (dioda sau tranzistorul IGBT) este blocat. În
consecință, modelarea liniei în acest regim nu este necesară.
În regim de frână cu recuperare, tensiunea liniei crește peste valoarea de vârf a tensiunii din
secundarul (secundarele) transformatorului de tracțiune și determină blocarea redresorului de
tracțiune. Rezultă că, indiferent de modalitatea prin care energia generată de motoarele de
tracțiune este transferată liniei, aceasta se comportă ca o sursă de tensiune de c.c., cu tensiune
electromotoare variabilă. Ca și parametri, aceasta este caracterizată de o rezistență și o
inductivitate variabile, în funcție de distanța vehiculului față de locul de amplasare a
sistemului de regenerare și filtrare. Din acest punct de vedere, rezistența internă și
inductivitatea liniei se pot considera constante, la valorile corespunzătoare cazului cel mai
defavorabil, când vehiculul se află la distanța maximă față de locul de amplasare a sistemului
de regenerare și filtrare.[56]
Modalitatea cea mai adecvată de modelare în mediul Matlab-Simulink este cea a unei
surse comandabile de c.c. Evidențierea mărimii de comandă a sursei se face din considerente
energetice, considerând că, pe durata frânării, întreaga energie cinetică a vehiculului este
transferată motoarelor de tracțiune sub formă de energie electrică.

Se consideră ca și mărimi date (toate exprimate în unități SI):
-Masa vehiculului M;
-Accelerația de frânare af;
-Viteza inițială la care începe frânarea vin;
-Unghiul de înclinare în plan vertical față de orizontală, al direcției pe care se
deplasează vehiculul ±α (- pentru deplasare în rampă și + pentru deplasare în
pantă).
Dacă v este viteza instantanee, energia totală a vehiculului este dată de suma dintre energia
cinetică (Ec) și energia potențială ( Ep),
MghMvEEEpct 22
, (3.1)
-g este accelerația gravitațională;
-h este înălțimea față de partea de jos a rampei/pantei.
Cu referire la fig. 3.1 (vehiculul se deplasează în pantă), h se poate exprima ca:
asinxHh. (3.2)
În vederea obținerii unui model care să fie utilizat atât în regim de tracțiune, cât și în
regim de generare, se ține seama că:
1.În regim de tracțiune, ansamblul vehicul – linie este un consumator caracterizat de
o tensiune electromotoare ( Ei) corespunzătoare vitezei de funcționare (mai mică
decât tensiunea nominală – UcN), de o rezistență și o inductivitate echivalente
motoarelor de tracțiune și liniei;
2.Pe durata frânării, tensiunea pe linia de tracțiune se menține la valoarea maximă
UMrec.
Modelul corespunzător (fig. 3.2) evidențiază:
– două ieșiri pentru măsurarea curentului injectat (Mas_I cR) și tensiunii pe linie (Mas_U cR);
– două ieșiri pentru măsurarea accelerației de frânare și a vitezei pe durata frânării;
– variabila de intrare „Regim” care este o constantă ce poate avea valorile 1 – pentru regim de
tracțiune și 2 – pentru regim de generare.x
v
αh
Fig. 3.1. Explicativă la calculul energiei potențialeH

Astfel, tensiunea sursei comandate va fi, fie tensiunea electromotoare echivalentă
corespunzătoare vitezei vehiculului, presupusă constantă, fie tensiunea electromotoare
echivalentă corespunzătoare în regim de frână.[57]
Fig. 3.2 Blocul și modelul Simulink general al liniei de c.c.
3.2 Modelarea circuitului de interfață dintre filtrul activ și linia de tracțiune
Se analizează două configurații ale circuitului de interfață dintre filtrul activ și linia de
tracțiune, respectiv cu diodă de separare și cu tranzistor IGBT pentru separare. Cele două
modele (fig. 3.3, fig. 3.4 ) conțin, pe lângă elementele semiconductoare de separare (diodă,
respectiv IGBT), următoarele componente:
-Bobina reală caracterizată de parametrii Rs și Ls;
-Condensatorul Cs;
-Blocul de măsură a tensiunii pe condensator.
Fig. 3.3 Blocul subsistem și modelul Simulink ale circuitului de interfață dintre filtrul activ și
linia de tracțiune folosind diodă de separare

Fig. 3.4. Blocul subsistem și modelul Simulink ale circuitului de interfață dintre filtrul activ
și linia de tracțiune folosind IGBT de separare
3.3. Modelarea filtrului activ
Modelul Simulink al filtrului activ trifazat (partea de forță) este realizat în așa fel încât
părțile distincte ale acestuia să fie clar delimitate sub forma de blocuri funcționale. Se disting
astfel (fig. 3.5):
-Filtrul de interfață de ordinul I sau II ( LCL interface filter );
-Invertorul trifazat cu tranzistoare bipolare cu poartă izolată ( Three-phase inverter );
-Circuitul de preîncărcare a condensatorului de filtrare.
–
3.4. Modelarea filtrului de interfață pe partea de c.a.
Blocul ce implementează filtrul de interfață de ordinul I conține, principial, trei
inductanțe, conectate câte una pe fiecare fază, între rețea și invertor (fig. 3.6).
Pentru a simplifica modelul general al sistemului de filtrare, curentul generat de către
filtrul activ, precum și tensiunea rețelei, necesare blocului de comandă, sunt măsurate în
interiorul blocului filtrului de interfață și furnizate blocului de comandă.

Fig.3.5. Modelul Simulink al filtrului activ (partea de forță)
Fig. 3.6. Filtrul pasiv de interfață de ordinul I
Pentru a obține un filtru de interfață de ordinul II (de tip T), blocul corespunzător
conține șase bobine și trei condensatoare conectate în stea, conform fig. 3.7. Deoarece, în
cazul utilizării în filtrarea activă, filtrul în T poate avea o comportare instabilă, este necesară
utilizarea unor rezistențe de amortizare [58]. Acestea pot fi conectate în serie sau în paralel cu
fiecare din cele trei condensatoare. Cea mai avantajoasă variantă, în ceea ce privește
reducerea instabilității circuitului de interfață, dar și puterea disipată, este conectarea în serie.
Astfel, modelul realizat corespunde acestei conexiuni.

Fig. 3.7. Filtrul pasiv de interfață de ordinul II
Indiferent care este ordinul filtrului de interfață adoptat (și, implicit, topologia
acestuia), masca blocului este identică, la fel și conectarea acestuia în modelul sistemului de
filtrare activă.
3.5. Modelarea invertorului
Blocul invertorului trifazat cu tranzistoare bipolare cu poartă izolată ( Three-phase
inverter) conține șase astfel de dispozitive din biblioteca SimPowerSystems a Matlab
Simulink. Fiecare tranzistor are prevăzută câte o diodă, montată în antiparalel [59]. În acest
fel, parametrii specifici dispozitivelor semiconductoare de putere sunt stabiliți astfel încât să
corespundă datelor de catalog ale dispozitivelor reale pe care le simulează (modulul IGBT).
Schema internă a acestui bloc este ilustrată în figura 3.8.

Fig. 3.8 Blocul invertorului trifazat cu IGBT
Condensatorul de compensare, care are rolul de a stoca energia necesară în procesul
de compensare și este situat în circuitul de curent continuu al invertorului trifazat, este
modelat ca și condensator real (cu rezistență serie corespunzătoare pierderilor) în blocul de
interfață dintre invertorul trifazat și linia de curent continuu ( Circ_Interfata FAP_Linie ).
3.6. Modelarea circuitului de preîncărcare a condensatorului de filtrare
Circuitul de preîncărcare a condensatorului de filtrare are rolul de a limita curentul de
încărcare inițială a acestuia și conține rezistențele de încărcare Rp și contactorul K2 (fig 3.9).
Fig. 3.9. Modelul circuitului de preîncărcare a condensatorului de filtrare

Circuitul de preîncărcare și contactorul K1 sunt necesare numai în procesul de inițializare
a filtrului activ și la deconectarea acestuia. Procesul de inițializare presupune următorii pași:
-Filtrul activ se cuplează la rețea prin intermediul rezistențelor de încărcare prin
închiderea contactorului K 1. În această secvență, condensatorul de compensare se
încarcă direct prin diodele antiparalel ale tranzistoarelor invertorului (ce lucrează ca
redresor), curentul de încărcare fiind limitat de cele trei rezistențe;
-Când tensiunea pe condensatorul de compensare atinge o valoare apropiată de
maximul valorii medii a tensiunii redresate, se deschide contactorul K 1 și se închide
contactorul K2 ce scurtcircuitează rezistențele de încărcare. Din acest moment,
tensiunea pe condensator atinge rapid valoarea maximă a tensiunii redresate;
-Partea de comandă a filtrului activ pornește funcționarea buclelor de reglare a
tensiunii pe condensatorul de compensare și a buclei de reglare a curentului generat de
către filtrul activ. Prin prescrierea unui curent activ absorbit de către filtru, tensiunea
pe condensatorul de compensare crește controlat până la valoarea impusă.
3.6 Modelarea stației de tracțiune
Modelarea stației de tracțiune s-a făcut pornind de la structura de redresare
considerată, utilizând blocuri din bilioteca Simulink (SymPowerSystems) – fig. 3.10.
Modelul conține:
-O sursă trifazată de tensiune care semnifică linia principală de alimentare;
-Blocuri de măsură pentru tensiunile și curenții din primarul transformatorului și din
cele două secundare;
-Transformatorul de alimentare, cu două secundare Y/y/d.
Fig. 3.10. Modelul Simulink al stației de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel

Mărimile de ieșire corespund mărimilor măsurate, iar porturile de conectare au
semnificațiile:
-Ud+ și Ud- – ieșirile redresorului;
-A_L, B_L și C_L – intrările primarului transformatorului.
Blocul corespunzător este prezentat în figura 3.11.
Fig. 3.11. Blocul subsistem al stației de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel
3.7 Modelarea sistemului de generare a curentului de referință
Calculul curentilor activi care se dorește să fie absorbiți din rețea după compensare
este implementat în blocul „FBD“, a cărui denumire este legată de teoria Fryze-Buchholz-
Depenbrock pe care este bazată generarea curenților de referință.
Așa-numita teorie Fryze-Buchholz-Depenbrock a atras atenția cercetătorilor în
domeniul controlului filtrelor active de putere. Concret, algoritmul de compensare presupune
determinarea componentele curentului definite în teoria FBD [61].
Teoria FBD în domeniu timpului a fost propusă inițial în 1931 de către S. Fryze
pentru circuite monofazate și apoi completată în mod succesiv de către F. Buchholz (în 1993)
și M. Depenbrock (în 1993) [19], [23].
Conform teoriei FBD, componentele active ale curenților în primarul
transformatorului de tracțiune se calculează după cum urmează:
AeLaAuGi;
BeLaBuGi; (3.3)
CeLaCuGi

unde Ge este conductanța echivalentă,
2


UP
Ge (3.4)
Fig. 3.12 Structura detaliată a blocului de control bazat pe teoria FBD
Mărimile utilizate în expresia (3.4) sunt:
-pătratul valorii efective colective a tensiunii în sistemul trifazat,
t
Ttdtu
TU221. (3.5)
în care tensiunea instantanee colectivă ( u) este:
222CBAuuuu (3.6)
-puterea activă colectivă (P ),
t
TtdtpTP1 (3.7)
unde puterea instantanee colectiv (p ) este: X
X
X
X
X
X ÷
XX
X
X
LPFLPFuA
uB
uCCalculul tensiunii colective
Calculul puterii
instantanee colectiveCalculul conductanței
echivalenteCalculul
curentului activ
iLA
iLB
iLCisrcA
isrcB
isrcC+
++
++
+2U
PGe
Scalare +
PLL
+-
uCfruCfX
X
X

Regulator
de curent Semnale de
c-dă pentru
IGBT-uri
isAisBisAC+
+
++
++
isruA
isruB
isruC

LCCLBBLAAiuiuiup  (3.8)
Așa cum este prezentat în Fig. 3.12, UΣ2
și P pot fi calculate cu ajutorul unor filter
de tip trece jos (Low Pass Filter – LPF) ca și componentele de curent continuu ale mărimilor
instantanee asociate.
Componentele rămase ale curenților din primar al transformatorului de tracțiune sunt
componente neactive, și anume:
LakLkLnkiii ; k = A, B, C. (3.9)
Din punct de vedere al compensării, componentele active sunt curenți de referință și
componentele neactive indicate sunt legate de curenții de compensare, adică:
LaAsrcAii; (3.10)
LaBsrcBii; (3.11)
LaCsrcCii; (3.12)
LnAFrAii; (3.13)
LnBFrBii; (3.14)
LnCFrCii . (3.15)
Blocul subsistem pentru generarea curentului de referință conform teoriei FBD este
prezentat în fig. 3.12.
Fig. 3.12. Blocul subsistem pentru generarea curentului de referință
Așa cum este prezentat în fig. 3.11 și in fig. 3.13, pe lângă curentul prescris generat pe
baza curentului de sarcină deformat, mai este necesară o componentă a curentului de referință
pe fiecare fază (isruA, isruB, isruC) care să asigure menținerea constantă a tensiunii pe condensator
și astfel să acopere pierderile de putere din circuit. Amplitudinea acestor curenți este furnizată
la ieșirea unui regulator de tensiune de tip PI, iar forma de undă sinusoidală și în fază cu
tensiunile de alimentare rezultă la ieșirea unui bloc de scalare și sincronizare.

Fig 3.13 Stuctura simplificată a blocului de control
3.8Modelarea blocului de reglare a curentului generat de filtrul activ
Curenții activi prescriși și curenții reali măsurați la bornele rețelei de alimentare sunt
mărimile de intrarea ale unui regulator de curent.
S-a utilizat controlul curentului prin intermediul unui Regulator trifazat cu histerezis,
iar modelul aferent conține trei regulatoare de curent identice, cu histerezis (fig. 3.14).
Fig. 3.14. Blocul subsistem și modelul detaliat al regulatorului trifazat cu histerezis
3.9Modelul global al stației active de tracțiune
După modelarea componentelor prezentate mai sus s-a trecut la finalizarea modelului
stației active de tracțiune prezentat în figura 3.15.
Pe lângă blocurile asociate coponentelor din structurile de forță și control, sunt
utilizate și blocuri din bibliotecile Simulink și SimPowerSystems pentru vizualizarea și
urmărirea variației în timp a diferitelor mărimi, pentru calculul valorilor efective ale acestora
și al factorului total de distorsiune armonică.Regulator
de curentSemnale de
comanda pentru
IGBT-uriRegulator
de
tensiune
Calculul
curentului de
referințăuCf
uA,B,C
iLA,B,C
isA,B,C+
+isru
isrcuCfr
isr

Fig 3.14 Modelul global al stației active de tracțiune

CAPITOLUL 4
Performanțele unei substații active de tracțiune cu redresor duodecafazat paralel
Prin modelare și simulare în mediul Matlab-Simulink a întregului sistem, s-au determinat
performanțele acestuia în ambele regimuri (tracțiune – caz în care se realizează filtrarea
activă a armonicilor și compensarea puterii reactive, respectiv regenerare – caz în care se
injectează un curent activ în punctul comun de conectare) – fig. 4.1 și fig. 4.2.
Transformatorul de tracțiune are puterea nominală de 3,2 MV A și 1,2 kV în fiecare
secundar. Tensiunea nominală a liniei de tracțiune de curent continuu este de 1500 V.
Transformatorul de recuperare are puterea nominală de 2,2 MVA și tensiunile 820 V / 33
kV .
Capacitatea condensatorul de compensare este de 100 mF și inductivitatea din circuitul
de separare pe partea de c.c. este de 40 μH.
În ceea ce privește linia de tracțiune, în timpul regimului de tracțiune, se comportă ca o
sarcină activă, cu o forță electromotoare corespunzătoare vitezei de funcționare, o rezistență
echivalentă și o inductanță echivalentă. În modul de regenerare, tensiunea maximă de c.c. se
menține și se impune o accelerație constantă, astfel încât curentul să fie constant.
Filtrul de interfață LCL cu rezistență de amortizare se caracterizează prin L1 = 21,5 μH;
L2 = 0,21 mH; CF = 29 μF; RF = 4,3.
În bucla de control al tensiunii, constanta de proporționalitate și constanta de timp de
integrare ale regulatorului PI sunt: Kp = 14; Ti = 8·10-4 s.
Banda de histerezis a regulatorului de curent este de 0,5 A.
Regimurile de funcționare considerate și simulate sunt :
-până la t=0,5 s, funcționare în regim de tracțiune a stației de tracțiune, timp în care
invertorul de tensiune asigură filtrarea activă de putere a armonicilor și puterii reactive ;
-între t=0,5 s și t=0,8 s, funcționare în regim de frână recuperativă a stației de tracțiune,
timp în care invertorul de tensiune asigură regenerarea energiei rezultate, respectiv
injectarea unui curent activ în rețea ;
-după t=0,8 s, funcționare din nou în regim de tracțiune a stației de tracțiune, respectiv
filtrare activă a sistemului.

Dinamica buclei de tensiune este evidențiată de evoluțiile tensiunii pe condensatorul de
compensare pe durata unui ciclu complet: încărcare-filtrare-regenerare-filtrare (fig. 4.1).
În timpul primului interval de timp, condensatorul se încarcă și atinge tensiunea pe el
valoarea stabilită de 1783V (adică aproximativ 10% mai mare decât valoarea corespunzatoare
mersului în gol), care este menținută pe parcursul întregii perioade de funcționare. La trecerea
din regim de filtrare în regim de regenerare, tensiunea pe condensator crește cca. 3,5% și se
stabilizează.
Trecerea la regimul de regenerare este corelată cu creșterea tensiunii liniei de c.c.. Este
impusă o accelerație constantă, astfel încât curentul în linia de c.c. să fie constant și tensiunea
maximă este 1800 V.
La revenirea în regim de filtrare, tensiunea pe condensator scade cu cca. 2,5% și se
stabilizează rapid.
Fig. 4.1. Tensiunea pe partea de c.c. a FAP (u C – negru), valoarea prescrisă a acesteia
(magenta) și tensiunea pe linia de tracțiune de c.c. (u cc – albastru)
În fig. 4.2 sunt prezentați curenții absorbiți de transformatorul de tracțiune în regim de
tracțiune, corelați cu tensiunile de fază. Se observă o distorsiune a curenților de cca 12% .
Timp (s)Tensiuni pe partea de c.c. (V)

Din fig. 4.3 se observă că, prin existența filtrului activ de putere, curentul absorbit din
rețea înainte de punctul comun de conectare are o distorsiune foarte mică (cca 2,6%) și este
practic în fază cu tensiunea.
Fig 4.2 Tensiunea pe cele trei faze in primarul TT si curenții fără compensare
Fig 4.3 Tensiunea pe cele trei faze in primarul TT si curenții după compensare
Pentru a realiza această compensare, invertorul de tensiune injectează curenții
compensatori prezentați în fig. 4.4.
Fig 4.4 Curenții compensatori injectați de invertorul de tensiune în regim de filtrare activă

Curentul în primarul TT și curentul filtrat, pe una din fazele sistemului sunt
prezentați suprapus în fig. 4.5.
Fig 4.5 Curentul în primarul TT și curentul filtrat
În regim de regenerare, redresorul de tracțiune este blocat, pentru că tensiunea pe linia de
c.c. este mărită și curentul injectat de invertor, care este și curentul la rețea, este practic
sinusoidal și în fază cu tensiunea (fig. 4.6 și fig. 4.7).
Fig 4.6 Tensiunile pe cele trei faze si curenții in primarul TT în regim de regenerare

Fig 4.7 Tensiunile pe cele trei faze si curenții înainte de punctul comun de conectare în
regim de regenerare
Pentru a ilustra trecerea corectă de la un regim de funcționare la altul, formele de undă
din figurile 4.8, 4.9 și 4.10 arată formele de undă ale curenților din primarul transformatorului
de tracțiune, ale curenților absorbiți din rețea înainte de punctul comun de conectar, respectiv
ale curenților injectați de invertorul de tensiune, toate corelate cu tensiunile de alimentare.
Fig. 4.8 Curenții in primarul TT și tensiunile de fază în ambele regimuri de funcționare
Fig. 4.9 Curenții înainte de punctul comun de conectare și tensiunile de fază în ambele
regimuri de funcționare

Fig. 4.8 Curenții injectați de invertor și tensiunile de fază în ambele regimuri de
funcționare

CONCLUZII
Plecând de la structura tipică a unei stații de tracțiune în c.c cu redresor necomandat,
transformarea acesteia într-o substație activă aduce avantaje importante, în ceea ce privește
eficiența energetică a sistemului.
Substația activă de tracțiune are ca și componentă de bază un filtru activ de putere
conectat în mod corespunzător între linia de tracțiune în c.c. și sursa de alimentare de c.a..
Prin modelare în Matlab-Simulink și simulare este arătat că se obține un curent practic
sinusoidal la bornele sursei de alimentare, înainte de punctul comun de conectare, atât în
regim de tracțiune, cât și în regim de frână al motoarelor de tracțiune.
Recuperarea integrală și eficientă a energiei rezultate în procesul dinamic de frânare a
trenurilor are ca rezultat creșterea eficienței energetice a acestora. Generarea de energie
electrică provenită direct din energie mecanică este nepoluantă.
Prin realizarea funcțiilor de filtrare și compensare, se elimină pierderile generate de
curentul neactiv în linia de alimentare a stațiilor de tracțiune și în echipamentele aflate în
aval, rezultând creșterea eficienței energetice prin reducerea pierderilor de energie.

Bibliografie
[1] Văzdăuțeanu, V., Tracțiune electrică, Litografia Institutului Politehnic „Traian Vuia”,
Timișoara, 1984
[2] Hortopan, G., Utilizarea energiei electrice – Tracțiune electrică , Editura Didactică și
Pedagogică, București, 1963
[3]http://www.springerlink.com/
[4] http://www.railnet.ro
[5] Ciuru T., Tracțiune Electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979 pag 5
[6] Ciuru T., Tracțiune Electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979 pag 5-6
[7] Ciuru T., Tracțiune Electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979 pag. 6
[8] Ciuru T., Tracțiune Electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979 pag 7
[9] Cantemir, L., Oprișor, M., Tracțiune electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București,
1971 pag 11
[10] Cantemir, L., Oprișor, M., Tracțiune electrică , Editura Didactică și Pedagogică, București,
1971 pag 12
[11] Bitoleanu A., Popescu M., Suru V. C., Puncea O., “Set-up and implementation of a
recuperative stand for testing a filtering and regeneration system”, in Proceedings of the 11-th
International Conference on Electromechanical and Power Systems (SIELMEN 2017) , 12-13
Oct. 2017, Chisinau, Moldova, pag. 489 – 494.
[12] Koseki T., “Technical trends of railway traction in the wold,” in Proc. Int. Power
Electronics Conf., 2010, pag. 2836-2831.
[13] Ortega J. M., Ibaiondo H., Romo A., “Kinetic energy recovery on railway systems with
feedback to the grid,” in Proc. 9th World Congress on Railway Research , May 22–26, 2011.
[14] Popescu M., Bitoleanu A., “Structuri și configurații inovative ale unui sistem de filtrare și
regenerare pentru stații active de tracțiune în c.c.”, Raport de cercetare, Proiect colaborativ de
cercetare aplicativă Nr. 42/2014 .
[15] Popescu M., Bitoleanu A. Suru V. C., Dobriceanu M., “DC-traction substation with
improved power quality and regeneration capability”, Annals of the University of Craiova,
Electrical Engineering series , No. 41, 2017, ISSN 1842-4805, pag. 22 – 28.
[16] Popescu M., Bitoleanu A. Suru V. C., Preda A., “System for converting the dc traction
substations into active substations, in Proceedings of the 9th International Symposium on

Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE 2015), May 7-9, 2015, Bucharest, Romania,
pag. 632-637.
[17] Nicola D.A., Cismaru D.C.(2001) Bazele tracțiunii electrice. Vol. II. Sistemul curentului
continuu, ISBN 973-657-129-7.
[18] Nicola D.A., Cismaru D.C. (2006, 2011) Tracțiune electrică, Fenomene. Modele. Soluții,
Ed. Sitech, Craiova, ISBN 978-973-746-291-6.
[19] Turos Gh. (2002). Locomotive și trenuri electrice. Sisteme de tracțiune electrică. Vehicule
de curent continuu., Editura ASAB, București.
[20]. Condacse,N. (1980). Locomotive și trenuri electrice, EDP București.
[21] http://www.strassenbahnen-online.de/tatra/t1
[22]] http://www.transport-in-comun.ro/ploiesti/tramvaie/timis2/date_timis2.html
[23] http://www.transport-in-comun.ro/ploiesti/tramvaie/timis2/poza_timis2 .html
[24] http://www.transport-in-comun.ro/ploiesti/tramvaie/timis2/imbunatatire timis 2 .html
[25] http://www.urtp.ro/library/evenimente/13mai10/sesiunea3/5ICPESAERPVRadulescu.pdf
[26] http://www.sparvagnariskane.se/wp-content/uploads/2012/05/Tram-Concept-for-Sk%
[27] http://www.urtp.ro/library/evenimente/13mai10/sesiunea3/5ICPESAERPVRadulescu.pdf
[28] http://www.google.ro/search?q=troleibuzul+DAC+112+E
[29] http://xa.yimg.com/kq/groups/22170270/1443094657/name/tractiuni+L3.pdf
[30] http://www.tbus.org.uk/news2011.html
[31] http://library.witpress.com/pages/PaperInfo.asp?PaperID=21454
[32] http://ro.wikipedia.org/wiki/London_Underground
[33] http://dli.ro/cand-a-aparut-metroul.html
[34] Research, 22-26 May, 2011, Lille, France.
[35] P.H. Henning, H.D. Fuchs, , A.D. le Roux, H.T.Mouton, A 1.5-MW Seven-Cell Series-
Stacked Converter as an Active Power Filter and Regeneration Converter for a DC Traction
Substation, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol.23, Issue 5, 2008, pag. 2230 – 2236.
[36] The “TICKET TO KYOTO” project, Overview of braking energy recovery technologies in
the public transport field, March 2011, www.tickettokyoto.eu .
[37] J.M. Ortega, H. Ibaiondo, A. Romo, Kinetic Energy Recovery on Railway Systems with
Feedback to The Grid, World Congress on Railway Research, 22-26 May, 2011, Lille, France.
[38] J.M. Ortega, Ingeber System for Kinetic Energy Recovery & Metro Bilbao Experience,
Rail Technological Forum for Internationalization, June 2011, Madrid.

[39] The ECORailS project:, Energy efficiency and environmental criteria in the awarding of
regional rail transport vehicles and services, Deliverables 6 and 8: Technological overview with
regard to energy efficiency and environmental performance, www.ecorails.eu.
[40] Les nouvelles rames de tramway, http://tramway.nice.fr/La-ligne-1/Les-nouvelles-rames-
de-tramway
[41] http://www.kawasakirailcar.com/overview-of-swimo.html .
[42] http://www.kinkisharyo.co.jp/eng/e_news/e_news100819.htm .
[43 ] SuperCap tests complete, Railway Gazette, 18 March 2008,
http://www.railwaygazette.com/news/single-view/view/supercap-tests-complete.html
[44] MITRAC Energy Saver,
http://www.bombardier.com/files/en/supporting_docs/Mitrac_Energy_Saver.pdf
[45]The Sitras MES mobile energy storage unit,
http://w3.usa.siemens.com/mobility/us/Documents/en/rail-solutions/railway-electrification/dc-
traction-power-supply/sitras-mes-en.pdf
[46]The Sitras HES hybrid energy storage system,
http://w3.usa.siemens.com/mobility/us/Documents/en/rail-solutions/railway-electrification/dc-
traction-power-supply/sitras-hes-en.pdf
[47] STEEM – promoting energy savings for tramways, http://www.alstom.com/press-
centre/2011/5/STEEM-promoting-energy-savings-for-tramways/
[48] J.P. Moskowitz, J.L. Cohuau, STEEM: ALSTOM and RATP experience of supercapacitors
in tramway operation, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, 1-3 Sept. 2010, pag. 1 –
5.
[49] D. Cornic: Efficient recovery of braking energy through a reversible dc substation,
Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion (ESARS), 2010, pag. 1-9.
[50] Technologies and systems – HESOP Breaking for power,
http://www.alstom.com/transport/products-and-services/rail-infrastructure/electrification/
[51] P. Eckert, Sitras SES Stationary Energy Storage, Workshop Braking Energy Recovery
Systems, Bielefeld, May 2011.
[52] Z. Shu, S. Xie, Q. Li, Single-phase Back-to-back Converter For Active power Balancing,
Reactive Power Compensation, and Harmonic Filtering In Traction Power System, IEEE Trans.
on Power Electronics, Vol. 26, No. 2, February 2011, pag. 334-343..
[53] K.-W. Lao, N. Dai, W.-G. Liu, M.-C. Wong, Hybrid Power Quality Compensator With
Minimum DC Operation Voltage Design for High-Speed Traction Power Systems IEEE Trans.
on Power Electronics, Vol. 28 , Issue 4, 2013, pag. 2024 – 2036.

[54] B. Bahrani, A. Rufer, Optimization-Based Voltage Support in Traction Networks Using
Active Line-Side Converters, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 28 , Issue 2,: 2013 , pag.
673 – 685.
[55] K. Shishime, Practical Applications of the Railway Static Power Conditioner (RPC) for
Conventional Railways, MEIDEN Review, No. 156, 2012, pag. 38-41.
[56] Mihaela Popescu, M. Dobriceanu, G. Oprea, “Improving Compensation Performance in
Three-Phase Active Power Line Conditioners by DC-Voltage Control,” Analele Universității
“Eftimie Murgu” Reșița, Fascicula de Inginerie, Anul XXI, Nr. 3, pag. 167-176, 2014.
[57] J.M. Ortega, “Ingeber System for Kinetic Energy Recovery & Metro Bilbao Experience,“
Rail Technological Forum for Internationalization, June 2011, Madrid.
[58] Mihaela Popescu, A. Bitoleanu, M. Dobriceanu, “On the AC-Side Interface Filter in Three-
Phase Shunt Active Power Filter Systems,” World Academy of Science, Engineering and
Technology Journal, Issue 70, October 2010, pag.988-993.
[59] Bae C. H., Han M. S., Kim Y. K., Choi C. Y., “Simulation study of regenerative inverter
for DC traction substation,” in Proceedings of ICEMS 2005, vol. 2, sept. 2005, pag. 1452-1456
[60] T. Rekha, A. Bisharathu Beevi, „Controlul calității energiei în sistemele de tracțiune de
curent continuu cu ajutorul compensatorului var static și filtru armonic,“ International Journal of
Engineering Research & Technology, voi. 3, ediția 10, pag. 733-740, oct 2014.
[61] Z. Sun, X. Jiang, D. Zhu, și G. Zhang, „Un roman topologie activă compensatorului de
calitate a puterii pentru căi ferate electrificate,“ IEEE Trans. Puterea Electron., Voi. 19, nr. 4,
pag. 1036-1042, iulie 2004.
[62] W. Hosny, H.-E. Park și J.-H. Song, „Investigarea șunt filtre de putere activă în sistemele
feroviare, substație de instalare,“ Journal of Energie și Energetică, emite 10, pag. 1974-1979,
octombrie 2013.
[63] A. Bueno, JM Aller, J. Restrepo, și T. Habetler, „armonice și de compensare echilibru
folosind comanda instantaneu activă și reactivă pe sistemele feroviare electrice,“ Douăzeci și
anuale a cincea IEEE aplicată Putere Conferința Electronică și Exposition, 2010, pag. 1139-
1144.
[64] G. Ramos, E. Cantor, MA Rios, și LF Roa, „Teoria PQ Instantaneu pentru compensarea
armonică cu filtru de putere activă în sistemele de tracțiune de curent continuu,“ Conferința
Internațională de Energetică, Energie și acționări electrice (POWERENG), 11-13 mai 2011, pag.
1-5.

[65] AM Rezkalla, „cerere Filtre active pentru substații de curent alternativ de metrou,“ 23
Conferință Internațională pe distribuția energiei electrice, Lyon, 15-18 iunie 2015.
[66] Y . Warin, R. Lanselle, și M. Thiounn, „substație activă,“ Congresul Mondial pentru
Cercetare a Căilor Ferate, Lille, Franța, mai 2011.
[67] D. Cornic, „Recuperarea eficienta a energiei de frânare prin intermediul unei stații de curent
continuu reversibil“, în Proc. Sisteme electrice pentru aeronave, căi ferate și Propulsion navei
(ESARS), pag. 1-9, octombrie 2010.
[68] J.M. Ortega, H. Ibaiondo și A. Romo, „recuperarea energiei cinetice pe sistemele feroviare
cu feedback-ul la rețea“, în Proc. Al 9-lea Congres Mondial pentru Cercetare a Căilor Ferate,
mai 2011.
[69] Mihaela Popescu, A. Bitoleanu, V . Suru și A. Preda, „Sistem pentru transformarea
substațiile de tracțiune în curent continuu substații active“, în Proc. Al 9-lea Simpozion
Internațional pe subiecte avansate în inginerie electrică (ATEE 2015), mai 2015, pag. 632-637.
[70] Mihaela Popescu, A. Bitoleanu și V . Suru, „control curent indirect în curent continuu
substații de tracțiune feroviară activă“, în Proc. Conferința ACEMP-OPTIM-Electromotion
comună, septembrie 2015, pag. 192-197.
[71] Mihaela Popescu, A. Bitoleanu și A. Preda, „Proiectarea și performanțele circuitului de
separare în regenerare și sistem de filtrare pentru substații DC-tracțiune activă“, în Proc.
SPEEDAM 2016, Capri, Italia, iunie 2016, pag. 1180-1185.