APPROXIMATIF

Compoond ou non.

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Machine Brush. — La machine Brush (Fig. 133) se compose de deux électro-aimants en fer à cheval, placés en face l'un de de l'autre, pôles de mêmes noms en regard, et d'un anneau en fer,

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denté, garni d'une série de bobines. Cette machine produit des courants alternatifs, redressés par des commutateurs. Les inducteurs présentent, de chaque côté de la bobine annulaire, deux épanouissements polaires occupant chacun les 3/8 de la circonférence.

L'anneau porte généralement 8 ou 12 bobines partielles, reliées deux à deux à un commutateur de forme spéciale. Il y a ainsi â ou 6 commutateurs qui, dans les nouvelles machines, sont réunis par paires. Sur chaque commutateur les segments sont séparés par un intervalle isolant qui correspond à 1/8 de la cir-

Fig. 133. — Machine Brush.

conférence ; et les choses sont disposées de telle sorte que, lorsqu'une bobine partielle traverse la zone neutre, les frotteurs se trouvent précisément sur la partie isolante du commutateur; cela a pour conséquence de mettre cette bobine hors du circuit pendant 1/8 de tour.

En mettant deux commutateurs l'un contre l'autre, de manière à ce que les parties isolantes de chacun d'eux soient remplacées par des parties métalliques découpées dans l'autre, on exclut du circuit chaque paire de bobines lorsqu'elle est inactive, et les deux paires de bobines se trouvent accouplées en quantité lorsqu'elles concourent ensemble à la production du courant. A un moment quelconque, dans une machine à 8 bobi-

nés, il y a toujours une paire de bobines hors du circuit, et le courant traverse deux paires de bobines couplées en quantité, une paire seule en tension avec les autres, la résistance extérieure et les fils de l'inducteur.

L'avantage qui résulte de la mise hors circuit de la paire de bobines inactive consiste en ce que, si elle restait dans le circuit, cette paire de bobines offrirait une dérivation au courant et serait ainsi une cause de perte.

L'anneau des premières machines Brush était formé d'une seule masse de fer présentant de profondes rainures destinées à atténuer les courants de Foucault. Dans les machines récentes, Tanoeau est fait au moyen de rubans de tôle et de feuilles de tôle mince présentant très peu de magnétisme rémanent et évitant les réactions magnétiques nuisibles.

La machine normale Brush alimente ordinairement AO lampes à arc voltaïque placées dans un seul circuit. Elle tourne à la vitesse de 750 tours par minute, produit un courant de 10 ampères avec 2 000 volts de différence de potentiel aux bornes. Les grosses machines alimentent 65 lampes à arc.

Pour régler la puissance de sa dynamo, suivant le nombre de lampes en circuit, l'inventeur se sert d'une résistance variable mise en dérivation sur le circuit de l'inducteur. Cette résistance est constituée au moyen de petites plaques de charbon empilées, que l'armature d'un électro-aimant vient presser plus ou moins. Plus les plaques sont pressées, moins leur résistance est grande, et plus, par conséquent, il passe de courant par la dérivation. L'intensité du courant dans l'inducteur suit la loi inverse; elle diminue quand les plaques sont pressées et augmente lorsqu'elles sont écartées. Une pompe d'amortissement empêche les mouvements brusques de l'armature de l'électroaimant régulateur.

On désigne souvent, mais à tort, sous le nom de machine Brush, une variété de dynamo Gramme à anneau plat dont nous représentons un des types (Fig. 133 bis) et dont le principe diffère . absolument du principe Brush.

Cette machine a été étudiée par les ingénieurs de YAnglo- American Brush Company ; elle est à quatre pôles ; mais, par suite

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■de connexions spéciales des segments du collecteur avec les bobines partielles, elle n'exige que deux balais pour recueillir les courants.

Le but des constructeurs, en faisant ces machines Gramme, était d'alimenter des lampes à incandescence exigeant une intensité de courant difficile à atteindre au moyen des véritables dynamos Brush.

Machine Mac Tighe. — La dynamo Mac Tighe (Fig. 134)

Fig. 133 bis, * Machine de la C'^ Brush, à anneau Gramme.

possède deux barres d'électro-airaants verticales et deux pièces polaires en arc placées, en haut et en bas, dans Taxe même de la machine, et reliées aux noyaux de l'inducteur par huit fortes vis. La pièce polaire du bas porte des patins fixant la machine sur sa plaque de fondation. L'induit est un anneau Gramme d'une construction toute spéciale. Le fer doux est constitué au moyen d'une série de bagues plates ayant une ouverture de deux centimètres environ, ménagée sur leur pourtour. Ces bagues sont d'abord réunies sous forme de tambour, de manière que toutes les fentes se trouvent en ligne droite. Par l'ouverture ainsi

ménagée on introduit une série de bobines plates exécutées mécaniquement; puis, lorsque toutes les bobines sont en place, on fait tourner les bagues inégalement. On réunit ensuite tous les anneaux par quatre boulons, et les bobines partielles ne peuvent plus sortir.

Nous donnons ce renseignement à titre de curiosité, car la

Fig. 134. — Machine Mac Tiglie.

méthode employée par M. Gramme est beaucoup moins coûteuse et donne des résultats bien supérieurs à celle imaginée par M. Mac Tighe. Toujours est-il que, dans son ensemble, la machine que nous représentons est satisfaisante. Si Tinventeup veut la garnir d'un induit ordinaire, elle deviendra excellente.

Machine Lontin.— La dynamo combinée par M. Lontin(Fig.l35) se compose d'un disque central en fer P sur lequel sont fixées des dents rayonnantes en fer D D équidistantes, et i d'un électro-

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aimant enfer à cheval AA^. Les dents en fer sont recouvertes de fil de cuivre, et forment autant de bobines partielles dont les pôles sont à égale distance de Taxe de rotation. Le fil est enroulé de manière à former un circuit sans fin ; l'extrémité de chaque bobine est attachée au commencement de la bobine suivante.

Pour recueillir les courants,' M. Lontin se sert d'un collecteur Gramme composé d'autant de segments qu'il y a de bobines partielles. Chacun de ces segments est relié à un des fils de connexion des bobines entre elles. Deux lames de cuivre a a^

Figp. 135. — Machine Lontin.

frottent sur le collecteur et mettent en communication les circuits intérieur et extérieur.

En supposant un mouvement de rotation dans le sens indiqué par les flèches, on voit : 1*" que les bobines Dj et D^ ne sont le siège d'aucun courant d'induction; 2° que les bobines en dessous, de Dt à Dg, sont le siège d'un courant allant de N à S; S» que les bobines en dessus, de D^ à Dg, sont le siège d'un courant allant de S à N. II en résulte que, en plaçant les frotteurs sur la ligne des pôles, on recueille le courant de deux groupes de quatre bobines en tension ; ces deux groupes se trouvent ainsi réunis en quantité.

La dynamo de M. Lontin est une des premières qui aient été réalisées après celle de M. Gramme. Nqus en connaissons deux

applications importantes : l'une servant à l'éclairage de la place du Carrousel à Paris, l'autre à l'éclairage d'une halle à marchandises à la gare de Lyon.

Machine Andrews. — La figure 136 représente l'ensemble delà dynamo Andrews. L'induit, qui est un anneau Gramme, tourne dans un inducteur à quatre pôles, formé de barres de fer forgé disposées parallèlement à l'axe central. Sur chaque ensemble de barres il y a deux bobines qui agissent simultanément de manière à former

Fig. 136. — Machine Andrews.

un pôle entre elles. L'arrangement est symétrique; il n'y a donc aucune torsion dans les lignes de force. Comme il y a quatre pôles dans le champ, il s'ensuit qu'il se trouve quatre zones neutres et que, si on adoptait les connexions ordinaires entre les segments du collecteur et les bobines partielles de l'induit, il faudrait quatre frotteurs pour recueiUir les courants. Mais ces connexions sont établies pour n'exiger que deux frotteurs simples, placés à 90 degrés l'un de l'autre, comme dans plusieurs des machines précédentes.

Machine Weston. — M.Weston est le plus ancien constructeur de machines électriques industrielles des États-Unis. Nous

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avons VU, en 1876, à Philadelphie, plusieurs appareils, sortant de ses ateliers, qui fonctionnaient dans de bonnes conditions. Ils étaient destinés à la galvanoplastie. Depuis, M. Wes ton a combiné une foule de machines et s'est arrêté à la dynamo que nous représentons (Fig. 137).

Fig. 137. — Machine Weston.

Cette dynamo a son inducteur composé de deux noyaux rectangulaires en fonte, assemblés avec deux flasques verticales rustiques, également en fonte.

Les pièces polaires et les supports de l'arbre font corps avec

Fig. 137 bis» — Cylindre de Tinduit de la machine Weston.

les noyaux de l'inducteur. L'appareil est solidement bâti et bien équilibré dans toutes ses parties au point de vue mécanique.

L'induit est du genre Siemens, avec cette différence que le fil de fer de la carcasse 'est remplacé par une série de disques en fer (Fig. 187 bis), percés de trous pour permettre la ventilation,

et armés de dents rayonnantes pour faciliter la pose des fils. Ces disques sont réunis par A boulons, et clavetés sur l'arbre. L'enroulement des bobines partielles est analogue à l'enroulement symétrique de la machine Siemens.

Dans les types à haute tension, Tinduit est composé de deux enroulements complets, séparés et distincts, indiqués par les traits blancs et noirs sur la (igure 138.

Pour conserver une intensité constante dans le circuit, lorsqu'on alimente des lampes à arc, M. Weston se sert d'un régulateur à électro-aimant agissant sur un rhéostat à l'aide d'un mécanisme à encliquetage.

Fig. 138. — Double enroulement des bobines VVeslon.

Ce rhéostat augmente la résistance de l'électro-aimant et diminue, par suite, le champ magnétique au fur et à mesure qu'on supprime des arcs.

Dans les installations particuUères, le mécanisme est mû à la main; l'appareil à électro-aimant n'est usité que dans quelques stations centrales, la pratique ne l'ayant pas encore suffisamment consacré.

Il y a quelques années, plusieurs rues de Londres étaient éclairées au moyen d'appareils Weston, et la lumière était fort satisfaisante ; mais des considérations économiques ont fait supprimer cet éclairage qui était trop restreint pour être réalisé à bon marché. Aux États-Unis, il y a plus de 20 000 lampes à arc alimentées par le même système, et ce nombre croit beaucoup

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tous les mois. En France, nous ne connaissons qu'une usine qui ait en service des dynamos Weston, et nous savons que leur marche est sûre et régulière.

Hachine Manchester. — MM. Mather et Platt construisent une dynamo, à laquelle ils ont donné le nom de type Manchester^ que nous représentons (Fig. 139), et qui constitue une des meilleures études qui aient été faites de la machine Gramme sans le concours de l'inventeur.

Fig. 139. — Machine Manchester.

L'inducteur est composé de deux noyaux cylindriques en fer, gros et courts, et de deux traverses horizontales en .fonte d'une grande section, à cause de la faible perméabilité magnétique de la fonte. Ces deux traverses portent les développements polaires et remplissent ainsi deux fonctions.

L'induit n'a reçu aucune modification importante; mais il est bien établi et bien assujetti sur l'arbre. Le collecteur a 40 segments en bronze dur isolés au mica ; il est assez large pour recevoir plusieurs frotteurs sur les mêmes lignes de contact.

L'excitation de l'inducteur est compound. La différence de

potentiel aux bornes reste tellement constante que, sous les plus grands écarts de charge, au dire des constructeurs, elle ne varie pas de 1 1/2 pour 100.

C'est le même type de machine que M. Brown, directeur des ateliers d'Oerlikon, a adopté dans sa fabrication. Seulement, au lieu de mettre la poulie en dehors du palier, M. Brown la place à l'intérieur, entre le palier et Tinduit, ce qui est sans aucune importance et ne motive pas suffisamment, à notre avis, une demande de brevet d'invention.

Fig. 139 bis, — Machine Westminster.

Mais, si ces machines n'ont aucun caractère de nouveauté, elles sont caractérisées par une exceUente fabrication, leur assurant un bon rendement et une longue durée.

« En ce qui concerne la durée de nos machines, disent les gérants de l'usine d'Oerlikon, nous l'avons portée à sa limite. Les arbres sont en acier durci et poli, et les coussinets garnis de métal anti-friction de première qualité. Nous pouvons garantir la durée de nos collecteurs de 5 000 à 10 000 heures (10 à 20 ans), suivant l'entretien plus ou moins soigné, et les balais peuvent fournir un service de 1000 à 2000 heures. »

Bien que ceci soit un peu exagéré, nous le notons comme un simple spécimen des avantages que les fabricants suisses

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peuvent faire valoir, assez légitimement d'ailleurs, pour recommander la dynamo étudiée par des Anglais.

Machine Westminster. — MM. Latimer Clark, MuirheadetC*^ construisent actuellement un type de dynamo, que nous représentons (Fig. 139 bis) et auquel ils ont donné le nom de Westminster,

Comme disposition mécanique cette machine est à peu près

Fig. 140. —Machine Phénix.

identique à la précédente; les noyaux de Tinducteur sont plats au lieu d'être ronds, ce qui ne saurait leur constituer une bien grande originahté.

L'induit est un anneau Gramme dont l'âme, formée de rondélies minces juxtaposées, est maintenue sur l'arbre au moyen de deux croisillons en bronze munis de deux nervures longitudinales. Les rondelles sont séparées par des feuilles de papier enduites de gomme laque.

Les balais sont fixés à un disque en bronze qui tourne à frottement doux sur l'arbre et auquel on transmet, par un système

de vis et d'engrenage hélicoïdal, le mouvement d'une manivelle placée à portée de la main.

La machine Westminster a tous ses organes bien groupés; son exécution est soignée; son rendement mécanique est naturellement aussi élevé que celui de la machine Manchester.

Machine Phénix. — MM. Paterson et Cooper, de Londres, ont adopté la disposition (Fig. lAO), dans le but de diminuer la hauteur de l'axe des machines Gramme du type supérieur. Ils ont ainsi constitué une dynamo qui ne manque pas de mérite, mais qui est un peu moins stable et un peu plus coûteuse que celle de l'inventeur.

L'ame de l'induit est formée de disques en tôle mince. Les noyaux des inducteurs sont en fer forgé. Les lames du collecteur sont isolées au mica. Les supports de l'arbre sont reliés aux pièces polaires. L'ensemble de la partie électrique est bien équilibré et ne donne lieu à aucune étincelle aux balais.

Machine Clarke. — L'inducteur de la machine Clarke (Fig. 140 bis) se compose de quatre noyaux horizontaux, formant' deux groupes distincts, et de développements polaires entourant non seulement la surface extérieure, mais encore une grande partie de la surface intérieure de l'induit. Le champ magnétique est constitué par des pôles conséquents disposés de telle sorte que les pièces polaires intérieures sont spécialement aimantées par les électros courts et les pièces polaires extérieures par les électros longs.

L'inventeur, ayant reconnu que cette construction ne suffisait pas pour aimanter les pièces polaires intérieures aussi fortement que les pièces polaires extérieures, a ajouté deux électros auxiliaires qui relient les pièces polaires intérieures et qui sont excités par le même courant que les autres.

L'anneau est maintenu sur son arbre par un manchon à ailettes étroit, qui ne règne que dans la région placée près du collecteur afin de laisser libre une grande partie des fils intérieurs de l'induit.

Cette machine est un peu compliquée et son rendement n'a

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rien de remarquable ; nous la signalons surtout à cause de son caractère particulier d'originalité.

Machine Thury. — La machine Thury (Fig. 141), construite, en Suisse, par MM. Cuénod, Sautter et G'% et, en France, par MM. Sautter, Lemonnier et C*% est surtout caractérisée par la faible

Fig. 140 bis. — Machine Clarke.

vitesse de son induit. C'est une combinaison assez ingénieuse des machines Gramme et Siemens.

L'inducteur est composé de noyaux méplats analogues à ceux de la machine représentée (Fig. 106). La seule différence existant entre les deux appareils consiste dans l'emplacement des pièces polaires que M. Gramme fixe au milieu de chaque noyau, et que M. Thury dispose à chaque angle, entre deux noyaux. Le résultat est le même ; il n'y a pas de place perdue, pas de métal inutile^

L'induit est du genre Uefner-Alteneck. Les fils sont enroulés sur un tambour en fer ; mais, comme la machine Thury est à 6 pôles, au lieu d'être reliés entre eux à la base postérieure de

25g ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

rinduit suivant des diamètres ou des cordes très peu différentes du diamètre, ils sont reliés suivant des cordes correspondant à 1/6 de la circonférence.

Il faut autant de frotteurs qu'il y a de pôles ; cependant, il est facile d'établir les connexions des bobines partielles avec les segments du collecteur de manière à n'avoir que deux frot-

Fig. 141. — Machine Thury.

teurs, comme MiM. Sautter, Lemonnier et C*% font récemment fait dans leur appareil complet destiné à l'éclairage des navires.

L'inventeur fait surtout valoir l'avantage des faibles vitesses pour préconiser sa machine ; il est donc utile d'insister un peu sur ce point et d'examiner si cet avantage a une importance réelle.

Constatons d'abord que les constructeurs appellent généralement faible vitesse un petit nombre de tours par minute, sans indiquer le diamètre de l'induit; et, comme les machines qui font

DYNAMOS A COURANT CONTINU. 259

peu de tours à la minute sont précisément celles dont les induits sont les plus grands, il n'est pas rare de constater que, au point de vue des inconvénients de la force centrifuge, les machines à faible vitesse sont les moins bonnes. Les commandes directes par le moteur sont rarement exigées; mais quand elles le sont, it est incontestable qu'une machine à vapeur va mieux à 100 tours^ qu'à 400, par exemple; il est vrai d'ajouter que nous ne connaissons aucune dynamo qui fasse moins de 250 tours par minute, et que nous avons expérimenté des moteurs à grande vitesse qui donnaient d'aussi bons résultats à 600 tours qu'à 250. Mais nous n'amoindrirons point l'avantage et nous conviendrons volontiers que, dans des cas extrêmement rares, il sera préférable de posséder un appareil dont la vitesse ne dépasse pas 250 tours par minute. Dans la généralité des applications, les grandes vitesses ne présentent aucun inconvénient; les machines sont alors moins coûteuses et moins volumineuses à égale puissance ; les courroies ont besoin d'être moins larges ; les poulies moins grandes, etc., etc. Cela est si vrai que, après avoir prôné les faibles vitesses, M. Thury a mis en vente une série de machines faisant de 900 à lâOO tours par minute.

Ces nouvelles machines n'ont que deux pôles. Leur inducteur est formé d'un cadre ayant ses barres inférieure et supérieure garnies de fils, et ses barres verticales pourvues en leur milieu d'un noyau perpendiculaire également garni de fil et terminé par les pièces polaires, de sorte que cet inducteur paraît posséder trois barres d'électro-aimants horizontales, celle du miUeu étant interrompue au centre pour donner passage à l'induit. Celui-ci se trouve ainsi complètement enveloppé par les bobines de l'inducteur.

Près de la poulie se trouve un volant ventilateur d'un assez grand poids, dont le rôle est de corriger les irrégularités du moteur et d'éviter réchauffement anormal des fils de l'induit.

Le tableau (page 260) donne des renseignements généraux sur les dynamos Thury mises en vente en 1887. Les prix varient de 0 fr. 20 à 1 fr. le watt et de 3 fr. à 11 fr. le kilogramme.