Théorie de l'armature en tambour. — L'armature en

Zone (neutre

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Fig. 69.

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Fig. 70.

tambour diffère de l'armature en anneau en ce qu'un élément , au lieu d'être constitué par un fil unique , est constitué par deux fils diamétralement opposés, associés en tension (fig. 69). En répétant les raisonnements que nous avons déjà faits pour l'armature en

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anneau, on voit que pour obtenir une force électro-motrice sensiblement constante, il faudra prendre un nombre pair d'élémenis, les associer en tension, et relier le point de jonction de deux éléments consécutifs à une lame du collecteur. Il y a lieu seulement de remarquer que deux éléments placés à 180° l'un de l'autre se trouveront dans ce cas superposés. Sur la figure 70, qui représente le schéma d'une armature en tambour à k éléments, nous les avons juxtaposés pour rendre la figure plus claire.

Comme pour l'armature en anneau, les balais doivent être placés de telle sorte qu'au moment où un élément passe dans la zone neutre le sens dans lequel il est relié aux balais soit interverti.

De même aussi, au lieu d'éléments simples, on a en général des éléments multiples composés de plusieurs paires de fils (fig. 71), et formant ce que nous avons appelé des sections.

47. Induit Siemens. — Le type des armatures en tambour est l'armature Siemens qui est constituée de la manière suivante. Les fils sont enroulés sur une carcasse en fer doux , dont l'effet est de concentrer les lignes de force, et d'augmenter par suite l'induction dans les différentes spires. L'Ame est un tambour cylindrique, dont les bases sont formées par deux tourteaux en bronze (fig. 72), clavetés sur l'arbre de rotation. Les parois du tambour sont constituées par une feuille de tôle enroulée cylindriquement, sur laquelle sont bobinées plusieurs couches superposées de fil de

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Fig. 72.

fer doux verni, de manière à obtenir un diamètre égal à celui des tourteaux. Comme dans l'anneau Gramme, cette disposition a pour but de prévenir la formation de courants nuisibles dans le fer doux. Des entailles pratiquées à la périphérie des tourteaux, et régulièrement espacées, servent à fixer des cales en bois destinées à faciliter l'enroulement des fils de cuivre.

La figure 72 représente une partie de l'enroulement d'une armature à 16 sections, composées chacune de 8 éléments. Le fil d'une section part d'une lame du collecteur, entoure huit fois la section méridienne du tambour (quatre spires passant à droite de l'arbre et les quatre autres à gauche), et vient se souder à la lame suivante. De cette seconde lame part la seconde section, analogue à la première et venant aboutir à la troisième lame; et ainsi de suite. La huitième section finit à la neuvième lame; la surface du cylindre se trouve alors entièrement recouverte de fil. A ce moment, on fait faire au cylindre un demi-tour sur lui-même, et on enroule huit nouvelles sections, dont la première part de la lame n° 9, tandis que la dernière aboutit à la lame n° 1 ; cette seconde série de sections se trouve superposée à la première. L'armature est ensuite frettée au moyen de fils de laiton, comme nous l'avons vu à propos de l'anneau Gramme.

48. Armature des machines multipolaires. — Nous avons supposé jusqu'ici que le système inducteur était constitué simplement par deux pôles de nom contraire placés en regard l'un de l'autre. Cette disposition est employée sur un grand nombre de machines qui sont appelées pour cette raison machines bipolaires.

Mais on peut aussi former le système inducteur au moyen d'un nombre quelconque de paires de pôles, régulièrement distribués, et on obtient alors des machines dites multipolaires.

Considérons par exemple quatre pôles, distribués à 90° l'un de l'autre autour de l'armature (fig. 73). Les lignes de force suivront

Fig. 73.

GÉNÉRATEURS MÉCANIQUES D'ÉLECTRICITÉ. 79

le trajet indiqué par la figure. En répétant les raisonnements que nous avons déjà faits, on voit qu'un élément de l'armature sera parcouru pendant le mouvement de rotation par des courants induits de sens et d'intensité variables. Si nous partons par exemple du point A, la force électro-motrice ira d'abord en croissant, puis décroîtra et deviendra nulle en B. Elle changera alors de sens, passera par un minimum , et redeviendra nulle en C ; et ainsi de suite. Les plans AC et BD constituent donc des zones neutres, placées à 90° Tune de l'autre.

Dans les machines multipolaires , comprenant un nombre pair quelconque de pôles, on

peut employer avec une Zone î neutre

légère modification l'un

ou l'autre des systèmes ç. f> „~\\tj — fû^

d'armature que nous avons /^N/ V" '^ &P

décrits, pourvu que le '^^''^-j^k^ A ^ nombre d'éléments soit un multiple du nombre

de pôles. Considérons par vv •••• %•• , ,

exemple une machine à 4 ' ^^

pôles (fig. 74) , avec une armature en anneau for- j

mée de 12 éléments. On „. '

Fig. 74.

voit que l'on peut envisager l'anneau comme partagé à chaque instant en quatre groupes de trois éléments chacun. Deux éléments quelconques distants de 90° sont au même moment parcourus par des courants de sens différent, mais de même force électro-motrice. Si on désigne par E la somme des forces électro-motrices des éléments d'un même groupe, on a à chaque instant, dans l'armature, quatre courants égaux de force électro-motrice E. Considérons l'armature dans la position représentée par la figure 74. Pour recueillir les quatre courants, associés en quantité, dans le circuit extérieur, il faudra relier :

la lame a du collecteur avec le balai B

On pourra donc, si Ton veut, placer quatre balais, à 90° l'un de l'autre, et réunir les deux balais B + à la borne de départ du circuit extérieur et les deux balais B à la borne d'arrivée de ce circuit. Les balais devront, bien entendu, être placés de telle sorte qu'au moment où un élément franchit une zone neutre le sens de ses communications avec les balais soit interverti.

Mais on peut aussi remarquer que les connexions précédemment indiquées se réduisent à relier en même temps a et c à B , b et

d à B + . Il résulte de là

Zone ! neutre f I u ' on P eut se contenter de

! ^^ deux balais, en les pla-

J&-Jff Ç ant à 90 ° * un de l ,ftutre

^^--jjiv-" { ^#? e * en re ^ an ^ d'une ma-

r>i. 2 \jhiL / i nièrefixe chaque lame du

Zone / ^^JtifbA^^ collecteur à celle qui lui

Cfcr% ^\jyT^T est diamétralement oppo-

sée. La figure 75 représente

l'armature ainsi disposée.

A un moment quelconque

! de la rotation, le fil de

• jonction de deux lames

Fig. 75. qui ne sont en contact avec

aucun balai n'est parcouru par aucun courant, puisqu'il relie deux points qui sont exactement dans la même situation par rapport aux champs magnétiques inducteurs , et qui par conséquent sont exactement au même potentiel.

Dans la pratique, les éléments simples sont en général remplacés par des sections composées d'un certain nombre d'éléments. En appelant p la résistance d'une section, n le nombre de sections, et E la somme des forces électro-motrices des sections formant un quart

de l'armature, on a :

R + Te"

Considérons maintenant une machine à 6 pôles. En répétant les mêmes raisonnements, nous voyons qu'il y a 3 zones neutres, à

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Zone i neutre.

60° Tune de l'autre. Le nombre des sections de l'armature (en anneau ou en tambour) devra être ici un multiple de 6. Prenons par exemple (fig. 76) une armature en auneau à 12 éléments. Cette armature peut être considérée comme partagée à chaque instant en 6 groupes, et pour recueillir les six courants il faudra relier :

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