DES DYNAMOS

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2i6 ÉCLAIRAGli A L'ÉLECTRICITÉ.

Machines Siemens. — Les dynamos Siemens à courant continu reposent sur le même principe que les machines Siemens à courants all^Tnalifs dont nous avons donné la théorie page 60 et la description sommaire page 70. La seule différence capitale qu'elles précentent avec les machines Gramme consiste dans le mode d'enroulement des fils de l'induit. Dans les machines Gramme, les fils sont enroulés sur l'anneau et le recouvrent complètement, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur; ^ans les machines Siemens, les fils sont enroulés à l'extérieur seulement de l'anneau, de sorte que cet anneau peut être remplacé par un cylindre plein ou par un tambour calé sur l'arbre.

C'est M. Hefner-Alteneck qui, en 1873, s'inspirant des inventions de MM. Gramme et W. Siemens, a réalisé la première dynamo Siemens à courant continu. Dans cette première machine les électro-aimants inducteurs et le tambour en fer de l'induit étaient fixes. Les bobines montées sur de légères carcasses en cuivre tournaient entre les pièces polaires et le tambour central, et le courant était recueilli sur un 'collecteur Gramme tournant avec les bobines.

Petit à petit, les constructeurs modifièrent cette disposition, et ils finirent par adopter l'ensemble des perfectionnements réalisés par M. Gramme dans les organes essentiels des dynamos, sauf en ce qui concerne la bobine, à laquelle ils conservèrent sou enroulement extérieur.

Cet enroulement lui-même a été fréquemment modifié quant au mode de connexion des spires avec les segments du collecteur; mais il est resté caractérisé par l'absence de fil à l'intérieur de l'anneau.

Nous empruntons au traité de M. Silvanus Thompson le diagramme des connexions actuellement pratiquées dans les dynamos Siemens, etle mode d'enroulementqui en est la conséquence.

Ce diagramme (Fig. 111) indique que les bobines élémentaires disposées autour du tambour sont reliées entre elles d'une façon continue, la fin d'une section et le commencement de la suivante aboutissant toutes deux à un même segment du collecteur. Les huit bobines partielles sont réduites chacune à un seul tour de fil, afin de faciliter l'examen du mode d'enroulement.

DYNAMOS A COURANT CONTINU

En partant, par exemple, du segment «, le fil va directement au pourtour du tambour, en prenant la direction aa'\ puis, il longe le cylindre suivant une de ses génératrices pour traverser diamétralement la face opposée au collecteur et revenir, suivant la génératrice opposée à la première, au point a'\ d'où il est

Fig. 111. — Connexions des bobines Siemens.

dirigé, en serpentant, jusqu'au segment &, avec lequel s'opère sa connexion. De ce second segment h part un nouveau fil qui suit la direction h h\ longe le cylindre, traverse la base opposée, revient le long du cylindre par h" pour s'attacher au segment c\ et ainsi de suite pour les huit segments.

Fig. 112. — Bobine Siemens.

Généralenàent, les bobines Siemens comportent plusieurs tours de fil et un grand nombre de segments ; mais cela ne change en rien le système de connexion.

Le procédé de fabrication de la bobine est représenté (Fig. 112). Sur l'arbre sont assujettis, au moyen de goupilles, deux tourteaux en bronze, qui forment les bases de la carcasse

cylindrique. Entre ces tourteaux est roulée une feuille de tôle mince, fixée sur des épaulements réservés à cet effet sur leur bord interne. Autour de la tôle est enroulée une grande masse de fil de fer doux qui constitue Tâme de la bobine, comme dans l'anneau Gramme.

Des entailles, en nombre égal à celui des sections que doit avoir la bobine, sont pratiquées sur les bords des faces extérieures des tourteaux; on y loge de petites cales en bois pour faciliter l'enroulement.

Fig. 113. — Machine Siemens horizontale.

Quant au bobinage même des sections, il est fait de la manière suivante : le fll est tendu le long du cylindre, comme le montre la figure, quatre spires sur huit passant à gauche de l'arbre, et quatre à droite; de là, il est ramené sur lui-même pour aboutir à la lamelle qui le relie au second segment du collecteur. La section suivante part de ce même segment, et est conduite comme la précédente. La section diamétralement opposée à la première section est disposée par-dessus les huit premières spires déjà placées. Dans une bobine à 16 sections, la section n" 9 se trouve' superposée à la section n» 1; la section n** 10, à la section n** 2; et ainsi de suite, le cylindre étant, sur toute sa surface, recouvert de deux couches de fil distinctes.

DYNAMOS A COURANT CONTINU

Le collecteur n'est posé qu'après Tenrouleinent complet de toutes les sections.

La plupart des machines 5>iemens ont leurs électro-aimants formés d'une série de noyaux en fer forgé, cintrés au milieu pour laisser passer l'armature, et reliés par une entre toise à leurs extrémités. Les fils de l'inducteur sont enroulés sur des carcasses en tôle à joues de laiton, insérées sur les noyaux avant leur réunion par les entretoises.

La figure H3 représente la machine Siemens, qui a eu le

Fig. 114. — Machine Siemens (type supérieur).

plus de vogue de 1875 à 1885. La position verticale des électroaimants a été adoptée dans un grand nombre d'installations, sans que l'inducteur ni l'induit aient été modifiés. Depuis deux ans, la maison Siemens a transformé sa fabrication et a donné à ses dynamos la forme du type supérieur Gramme (Fig. 114) ou celle à électro-doubles (Fig. 114 bis).

Ces nouveaux types se signalent à première vue par un poids plus considérable donné aux noyaux de l'inducteur et au bâti. Les supports seuls sont restés d'une maigreur extraordinaire. Cette maigreur consîitue une sorte de marque de fabrique

de la maison Siemens et Haslke ; on la retrouve invariablement dans toutes ses dynamos.

Les collecteurs sont, pour les fortes machines, isolés à Tair.

Une des particularités à signaler dans ces nouvelles ma-

Fig. 114 bis. — Machine Siemens verticale.

chines réside dans les tablettes de connexions fixées de chaque côté des flancs des inducteurs. Ces tablettes reçoivent à des bornes distinctes les extrémités de tous les lils d'inducteur et d'induit constituant le système électro-magnétique. Elles permettent de coupler à volonté les diverséléments suivant le genre et la nature du travail demandé à la machine.

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Machines Edison. — Les dynamos combinées par M. Edison avaient primitivement leur inducteur composé d'un grand nombre de barres horizontales, comme il est indiqué (Fig. 115), et leur induit formé de barres rigides disposées suivant les génératrices d'un cylindre (Fig. 116). Cet induit ne différait de celui des dy-

Fig. 116. — Induit des machines Edison.

namos Siemens que par le mode d'enroulement et par certains points de détail assez caractéristiques d'ailleurs. L'enroulement présentait un nombre impair de sections. Dans les petites machines il y avait 7 sections et par suite 7 lames de collecteur; les attaches des sections aux lames s'opéraient suivant le diagramme représenté (Fig. 117). Dans les grandes machines (Fig. 115), le nombre des sections était de 49. Il résulte de l'emploi d'un nombre impair de lames dans le collecteur, que, si les frotteurs sont diamétralement opposés, ils ne passent pas au même instant d'une section à l'autre; l'un d'eux touche, en effet, le milieu d'une lame au moment où l'autre passe d'une lame à la suivante.

Les extrémités des barres de cuivre étaient reUées transversalement par des rondelles en cuivre isolées les unes des autres. Ces rondelles offraient beaucoup moins de résistance que les bandes métalliques employées par M. Gramme; mais elles augmentaient le coût de la machine et rendaient les réparations très

Fig. 117. -~ Diagramme de Tinduit Edison.

DYNAMOS A COURANT CONTINU. m

difficiles à exécuter. Le diagramme (Fig. 118) indique le mode d*atlache des barres et des rondelles. L'âme était formée de disques en fer très minces, séparés les uns des autres par une feuille de mica ou de carton d'amiante, le tout assemblé sur un arbre central et réuni par deux boulons, de manière à constituer un cylindre rigide.

A chaque extrémité de ce cylindre (dans les grandes machines) se trouvait un groupe de A9 rondelles de connexion, ayant chacune deux dents en saillie sur le diamètre extérieur. Le nombre des barres de l'induit était de 98, et celui des lames du collecteur, de A9.

Fig. 118. — Connexions de l'induit Edison.

Chacune des lames du collecteur était reliée à une des rondelles du groupe avoisinant ledit collecteur, et cette rondelle était elle-même reliée à deux des barres longitudinales aboutissant au second groupe de rondelles. Une première barre réunissait la rondelle extérieure d'un groupe avec la rondelle intérieure de l'autre groupe ; une deuxième barre, diamétralement opposée à la première, mettait en connexion cette rondelle intérieure avec la troisième rondelle (et non la seconde) du groupe auquel appartenait la rondelle extérieure, point de départ de l'enroulement, et ainsi de suite. Les deux dents en saillie de chacune des rondelles n'étaient pas, en conséquence, diamétralement opposées ; les connexions avançaient d'un quarante-neuvième de la circonférence à chacune des quarante-neuf attaches. Ces grandes ma-

chines avaient quatre ou cinq paires de balais Trotteurs pour recueillir le courant avec un minimum d'étincelles sur le collecteur.

Fig. 119. — Machine Edison (modèle 1883).

Plusieurs perfectionnements ont été récemment apportés aux dynamos Edison, notamment par le D' John Hopkin&on et par les

ÎÎ6 ÉCLAIRAGE A L^ÉLECTRICÏTÉ.

ingénieurs des diverses sociétés fondées pour exploiter les procédés du grand inventeur américain. Le principal de ces perfectionnements consiste dans la suppression des barres multiples de l'inducteur et dans leur remplacement par deux barres massives réunies à la partie supérieure au moyen d'une traverse en fer de grande section. Les machines opt, par suite, la forme plus ramassée, représentée (Fig. 119), et leur rendement mécanique est considérablement augmenté.

Les induits ne sont plus constitués avec des barres de cuivre, mais bien avec des fils se croisant d'un côté de l'âme cylindrique et s'attachant directement aux lames du collecteur de l'autre côté de l'âme.

Une épaisse semelle en zinc sépare les pièces polaires du bâti de la machine, afin d'isoler complètement ce bâti, au point de vue magnétique, du reste de la machine.

La figure 120 représente une très belle machine récemment étudiée et calculée par M. Picou, directeur des ateliers Edison, à Ivry. Les quatre premiers exemplaires de ce type ont été installés dans les sous-sols de TOpéra, à Paris, et participent, depuis la fin de 1886, au service de l'éclairage de cet édifice.

Le poids total de cette machine, qui alimente 1000 lampes de 16 bougies, est d'environ 10 tonnes.

Voici quelques données sur sa puissance et sa construction :

Puissance. — 125 volts X 800 ampères = 100000 watts; Induit, — Vitesse linéaire, 10'",500 par seconde; 350 tours par minute ;

Induit, — Diamètre extérieur, 0",630;

— — Longueur de la génératrice induite, 0°',800;

— — Divisions au collecteur, âO;

— — Résistance mesurée statiquement, 0,0054 ohm;

— — Poids du cuivre, 190 kilogrammes; Inducteurs. — Résistance réduite, 4,25 ohms;

— — Courant d'excitation maximum, 29,5 ampères ;

Inducteurs. — Poids du cuivre 285 kilogrammes ;

Rendement électrique, 96,5 0/0.

DYNAMOS A COURANT CONTINU

A rOpéra, chaque dynamo est commandée séparément et directement par une machine à grande vitesse (Weyher et Richemond)de 150 chevaux.

C'est, croyons-nous, la plus puissante dynamo qui existait en France au commencement de Tannée 1887. Depuis, M. Gramme a entrepris la fabrication de machines de 1000 ampères, sur un

Fig. 121. — Machine de la maison Breguet.

type essentiellement nouveau, mais qui n'est pas encore mis en vente au moment où nous écrivons ces lignes.

Machines de la maison Breguet. — La maison Breguet a longtemps construit des dynamos Gramme sur les dessins de l'inventeur, dont elle avait obtenu une licence exclusive pour les appareils de laboratoire et une licence simple pour les appareils industriels. Â l'expiration de sa convention, elle a étudié des types spéciaux à allure lente, destinés à l'éclairage des na-

t28 ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

vires, et des types à allure rapide pour les divers usages industriels.

Nous représentons (Fig. 121) un des plus grands modèles de ces machines.

L*induit est un anneau Gramme muni d'un collecteur cylindrique, également du système Gramme, et de balais faciles à régler, même pendant la marche.

L'inducteur est composé de deux barres horizontales garnies de fils, et de deux fortes traverses verticales.

Les pièces polaires sont fixées au milieu des barres horizontales.

Les paliers, largement établis, possèdent des graisseurs perfectionnés. La poulie, comprise entre l'un des paliers et la bobine, est calculée de manière à assurer le service* à pleine charge, sans glissement de la courroie. Dans les types les plus puissants, cette pouUe est pontée entre deux paliers complètement indépendants de la machine qui est alors entraînée au moyen d'un accouplement élastique fort ingénieux, dû à M. Raffard. Celte disposition supprime toutes les réactions sur l'arbre, amortit les vibrations dues au moteur et assure à la machine une rotation très régulière.

Les dynamos de la maison Breguet sont portées sur des glissières à vis qui permettent de régler la tension de la courroie sans la démonter, sans même arrêter le service.

Parmi les dernières applications exécutées au moyen de ces dynamos, nous citerons l'installation de 9 navires, notamment de la Champagne, de la Bretagne, du Lafayette et du Saint-Germain, de la Compagnie transatlantique ; celle de 52 bateaux du service des « Express » de la Seine; celle des rafflneries de Saint-Louis à Marseille, etc..

HachiheB Jaspar. — M. Jaspar, de Liège, autre concessionnaire de M. Gramme, construit ses dynamos suivant le modèle représenté (Fig. 122).

L'induit est très allongé. L'inducteur est formé de deux pièces de fonte verticales assemblées par h boulons. Les paliers sont munis de graisseurs automatiques.

DYNAMOS A COURANT CONTINU

La fabrication, quoique un peu inférieure à celle de l'inventeur, présente cependant de sérieuses qualités, au double point de vue de la solidité et du bon marché.

M. Jaspar est le premier constructeur belge qui ait exécuté des appareils électriques vraiment industriels. Le nombre des

Fig. 122. — Machine Jaspar.

applications qu'il a réalisées est aujourd'hui considérable. Parmi ces applications, nous citerons les installations de Seraing, de Raismes, de Gamand, et celle de la place des Nations, à Bruxelles.

Dans cette dernière installation, les potences fixes supportant les foyers ont été remplacées par des mâts à bascule, du même inventeur, permettant de garnir les régulateurs de crayons sans le secours d'une échelle ou d'un treuil.

Voici quelques renseignements sur les dynamos fabriquées par M. Jaspar :