APPAREILS USITÉS EN AMÉRIQUE

Régulateur Brush. — Dans les régulateurs Brush, le portecharbon positif sert de moteur et le mouvement d'horlogerie est remplacé par un cylindre à glycérine et une rondelle de coincement. Le cylindre à glycérine placé en haut de la lampe est traversé par l'extrémité supérieure du porte-charbon, laquelle extrémité est munie d'un tampon ou piston, percé de trous, de sorte que le porte-charbon ne peut descendre qu'avec une vitesse égale à celle de l'écoulement de la glycérine à travers ces trous; le mouvement se trouve donc très amorti. La rondelle de coincement sert d'embrayage et de désembrayage. Le crayon négatif reste fixe.

Dans les premiers appareils Brush, le mécanisme se composait (Fig. 167) d'un solénoïde A, d'un noyau en fer doux D, d'une tige B servant déporte-charbon positif , d'une rondelle de coinçage et de Fig. 167. — Régulateur Brush. dcuxrcssorts antagonistes cc^

le tout placé dans la cage C reliée au solénoïde par le cadre M,

RÉGULAÏEUUS A ARC.

Les crayons se touchaient pendant le repos. Quand le courant passai!, le noyau D élait vigoureusement attiré dans le solénoïde et, au moyen d'un petit crochet, soulevait la rondelle de coinçage. Celle-ci, qui avait une ouverture im peu plus grande que le diamètre de la tige B, s'obliquait et entraînait la tige dans ^on mouvement ascensionnel limité par une vis, réglable à volonté.

Quand, par suite de l'écart des crayons, l'action des ressorts ce primait celle du .solénoïde, la rondelle de coinçage s'abaissait un peu et la tige B descendait jusqu'à ce que l'attraction magnétique, l'emportant de nouveau, fît coincer ladite rondelle contre la tige et l'empêchât de descendre.

Dans ses nouveaux régulateurs, M. Brush a adopté la disposition dont nous représentons le schéma (Fig. 168).

Le courant arrive en X, traverse une bobine b entourée de gros filet entre en y dans le porte-crayon supérieur pour sortir de la lampe en Z. Une dérivation en fil fin, reliant les points X et Z, s'enroule également autour de la bobine &, mais en sens inverse du gros fil. Lorsque le circuit est fermé, le noyau n est attiré dans la bobine sous l'action différentielle des deux courants et soulève la pièce /". Au moment de l'allumage, la dérivation agit faiblement, la pièce f est fortement attirée et entraîne le charbon au moyen de la fourche c et de la bague rf. Cette bague d se soulève d'un seul côté, <îoince et s'oppose au mouvement du porte-charbon jusqu'à ce que l'action différentielle des courants laisse fléchir un peu l'armature n et ramène la bague dans une position plus horizontale. Les crayons se rapprochent alors par la chute de la tige supérieure, et l'arc reprend sa longueur normale.

Le cylindre à glycérine, destiné à adoucir les mouvements

Fig. 168. — Schéma du régulateur Brush.

de la tige motrice, est, comme dans l'appareil précédent, creusé dans l'intérieur même de cette tige.

En cas d'accident, la lampe est mise hors du circuit au moyen d'un électro-aimant e dont les fils sont traversés par le courant de dérivation et qui n'attire son armature / que lorsque le circuit est rompu dans l'intérieur de la lampe. (On conçoit que l'intensité dans la dérivation est maxiroa quand la résistance au passage du courant principal devient infinie.) L'armature oscille en son milieu, et l'extrémité m la met en communication avec la borne négative de l'appareil. Il s'établit instantanément un court circuit, et les autres lampes ne sont nullement influencées par l'accident survenu à l'une d'entre elles.

Pour les éclairages de longue durée, M. Brush construit des lampes à deux paires de charbons. Ces charbons brûlent successivement (la deuxième paire, quand la première est complètement usée). Il y a deux solénoïdes difl^érentiels et une pièce triangulaire à double entaille pour soulever les rondelles de coincement. L'une des entailles de la pièce triangulaire est plus large que l'autre, en sorte que l'une des tiges est soulevée la première; l'arc se produit donc de ce côté jusqu'à ce que les crayons soient consumés.

La partie supérieure des crayons est garnie d'un tube métallique qui vient empêcher la tige de se soulever lorsque son rebord est parvenu contre la rondelle de coincement. Les deux premiers crayons restent alors en contact, et l'arc jaillit entre les deux autres qui s'usent à leur tour.

Un récipient de glycérine est placé derrière le ressort antagoniste de l'armature pour amortir les mouvements de cette armature. Les tiges sont mises dans le circuit au moyen de petites bix)sses analogues à celles qui servent à recueillir les courants dans les dynamos.

Le régulateur Brush donne de bons résultats pour les installations en plein air où la fixité de la lumière n'est pas indispensable; il est surtout appliqué, dans les stations centrales des États-Unis, pour l'éclairage des voies publiques.

Régulateur Weston. — M. Weston a déjà combiné un grand

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nombre de régulateurs, et il est. probable qu'il modifiera encore ses derniers types avant d'arriver à un appareil tout à fait satisfaisant. Ses études, bien que non définitives, méritent cependant d'être examinées avec soin, car elles indiquent chez l'inventeur une profonde connaissance de la question et sont généralement d'une grande simplicité.

En voici deux parmi les plus répandues dans l'industrie.

La figure 169 montre le mécanisme du régulateur exposé par la Société Weston, en 1881, à Paris.

L'électro-aimant A est garni de gros fil sur le noyau et de fil fin extérieurement. Son armature B est soutenue par deux petites lames flexibles EE en maillechort. Une pièce coudée- L, articulée en H, reçoit le ressort antagoniste R, lequel peut se régler au moyen de la vis V. Le levier de coincement D oscille en M, et son extrémité vient reposer sur le plateau de la lampe. Les mouvements de l'armalure sont amortis par le cylindre à glycérine C. Une petite came G permet de maintenir en place la tige F quand on remplace les charbons.

Lorsque la lampe est mise dans le circuit, l'armature B est attirée par l'électro-aimant A ; elle soulève le levier D, et celui-ci entraine par coincement la tige F, laquelle produit l'écart des pointes de charbon. Au moment où la résistance de l'arc devient trop grande, elle affaiblit le courant principal; l'armature B moins attirée descend, et le levier T) reprend sa position horizontale en dégageant la tige F qui s'abaisse et diminue la longueur de l'arc.

La figure 170 représente le mécanisme complet du dernier régulateur construit par la Société Weston. La figure 171 montre clairement le détail de l'armature oscillante des solénoïdes.

Le mécanisme se compose de deux solénoïdes verticaux A et B, garnis, l'un de gros fil, l'autre de fil fin, dans lesquels se meuvent les noyaux en fer doux a et b\ d'un porte-charbon R, servant de moteur pour le rapprochement des crayons ; d'une

Fig. 169. — Régulateur Weston (ancien type).

traverse L oscillant en son milieu et pénétrant dans les noyaux a et1& par ses extrémités; d'une pièce fixe à deux branches verticales P supportant les tourillons de la traverse L; d'un levier coudé d participant à tous les mouvements de la traverse L et muni d'un ressort antagoniste S et d'un piston se mouvant- dans le cylindre à air D ; d'un levier coudé K, servant à régler la tension du ressort antagoniste ; de deux tiges fixes CC, guidant les noyaux en fer doux et leur faisant conserver leur position verticale; d'un manchon de coinçage E, relié à la traverse L par les bras J et I, articulés en j et i\ d'un levier H, dont la position normale est réglée par la vis r et dont la fonction est de ramener le manchon de coinçage à une position telle que la tigeR puisse librement descendre. FF sont les parties saillantes des plateaux sur lesquels vient se fixer l'enveloppe du régulateur.

A l'allumage, le manchon en fer doux a est vivement attiré dans le solénoïde A; la traverse L en oscillant soulève le porte-charbon positif et produit l'écart. Petit à petit la résistance de l'arc augmente, l'intensité du courant principal diminue et le ressort antagoniste, réglé par l'influence croissante dusolénoïdeendérivation,ramène la traverse à sa position horizontale.

Il suffît ensuite d'un petit mouvement en sens inverse, provoqué par l'attraction du noyau b dans sa bobine B, pour produire un léger soulèvement du manchon de coinçage, lequel soulèvement permet à la tige R de glisser librement pendant une fraction de seconde. Ce dernier mouvement fréquemment répété assure à l'arc une longueur constante et à la lumière une fixité presque absolue.

Fig. 170. — Régulateur Weiton (nouveau type).

M. Weston fait généralement fonctionner ses lampes avec une force électromotrice de 35 à 40 volts aux bornes et un courant de 20 ampères.

Comparé au régulateur à électro-aimants décrit plus haut, le régulateur à solénoïdes et à leviers oscillants présente plusieurs avantages : Tamplitude de ses mouvements d'attraction est plus grande, ce qui augmente la sensibilité du mécanisme; la position des noyaux à coulisse est plus facile à régler que celle des armatures vibrantes ; la dépense de puissance électrique dans l'appareil

Fig. 171. — Détails du réguloteur Weiton (nouveau type).

est un peu plus faible pour le dernier système; la continuité des mouvements de descente de la tige positive est mieux assurée ; bref, en changeant toutes ses combinaisons et en faisant un nouvel appareil n'ayant pas le moindre rapport avec le premier, M. Weston a beaucoup perfectionné ses installations d'éclairage à arc. Il lui reste à augmenter le potentiel aux bornes des régulateurs et à diminuer l'intensité du courant qui les traverse, pour se trouver dans d'excellentes conditions industrielles.

Régulateur Thomson-Houston. — La figure 172 représente un des régulateurs différentiels de MM. Thomson et Houston.

D, électro-aimant à gros fil recevant le courant principal. K, élcctro-aimaut à fil fin recevant une faible dérivation de ce courant.

B', levier oscillant portant les armatures D' et K' des électro-aimants D et K.

X, traverse faisant corps avec le levier B' et suivant tous ses mouvements.

M, cylindre à air destiné à amortir les mouvements des armatures D' et K' et, par suite, celui des leviers B' et X qui en sont solidaires.

C, bague de réglage élastique, fixée à l'extrémité de la pièce N, laquelle repose sur un ressort V et est reliée avec la traverse X au moyen d'un goujon b pouvant coulisser dans une rainure verticale.

E, petit levier d'embrayage sollicité par le ressort S à s'appuyer sur le buttoir/ quand la pièce N descend suffisamment.

Fig. 172. — Régulateur Thomson-Houston.

a charbon supérieur.

b charbon inférieur.

G ^ porte-charbon supérieur servant de moteur pour le rapprochement des pointes.

Avant de terminer cette légende, nous allons expliquer le fonctionnement normal du régulateur.

Les charbons étant en contact, si le courant est amené dans l'appareil, l'électro-aimant à gros fil D attire vivement son armature D'; la traverse X s'incline et soulève le cylindre à air M, Dans son mouvement, elle élève la pièce N, le ressort V, la rondelle C et la tige G, ce qui donne naissance à l'arc.

Quand la distance des pointes devient trop grande, 1§ levier B' oscille en sens inverse; la rondelle C se remet horizontalement; le levier E vient reposer sur la buttée /, et la tige G descend un peu. Mais, au même moment, le ressort V pousse le levier N devenu libre, de sorte que la tige est de nouveau arrêtée par le coincement de la rondelle C. Les choses se poursuivenj. ainsi jusqu'à usure complète des charbons.

Dans le cas où le porte-charbon moteur serait retenu par ui) grippement, l'arc continuant à s'agrandir, l'attraction de l'^lept tro-aimant en dérivation K atteint son maximum, et un contact s'établit en H, mettant dans le circuit un électro-aimant de sûreté, lequel électro, non figuré sur notre croquis, agit sur un buttoir i et permet à la rondelle r de descendre sous l'influence du levier L. La rondelle r entraîne, dans sa descente, le manchon F qui est fou sur la tige G. Le manchon F porte le buttoir t, de sorte que le levier E s'abaisse et force la tige. à descendra avec lui. Un buttoir / fixé au manchon oblige ?iu même moment la traverse X à s'abaisser et ouvre le circuit fenné en H.

Le bouton g vient toucher sur une partie naétallique et ijaet la lampe en court circuit lorsque les charbons sont presque entièrement usés.

Au lieu de mettre un électro-aimant de sûreté en communication avec l'interrupteur, les inventeurs ont mis dans leurs appareils récents un rhéostat en fil de maillechort qui sert au passage du courant si la lampe vient à s'éteindre. Cela simplifie beaucoup l'appareil et le rend plus pratique.

Nous signalerons encore dans le même ordre d'idées l'appareil dû à la collaboration de MM. Thomson et Rice, représenté (Fig, 173, 174, 175) et exploité par la Société Thomson- Houston.

Ce régulateur possède deux électro-aimants dont l'un E (Fig. 173) est appelé électro de contrôle et l'autre E' est désigné

SOUS le nom A'âlertro démise en marche. La garniture deTélectro E est formée de deux fils de diamètres différents. Le fil fin a une résistance d'environ 150 ohms pour chaque bobine ; il est enroulé sur les noyaux, tandis que le gros fil, dont la résistance est relativement insignifiante, est à la partie extérieure. Les huit extrémités libres de ces deux enroulements sont reliées entre elles de manière à ce que le courant traverse d'abord le gros fil des deux bobines, puis revienne par le fil fin; les bobines sont ainsi montées en série, mais le gros fil et le fil fin sont enroulés en sens inverses. Par suite, le courant en traversant le fil fin a la même direction qu'en traversant le gros fil. Les deux enroulements ajoutent ainsi leurs effets. Après sa jonction avec le fil fin, le gros fil de l'électro E est relié avec une pièce R et de là à l'une .des bornes du régulateur par l'intermédiaire d'une lame oblique L Lorsque les charbons ne se touchent pas, le courant entre ainsi par la borne positive, parcourt le fil de l'électroaimant E et sort par la borne négative. Le fil fin, en quittant l'électro E, va aboutir directement à la borne négative du régulateur.

L'armature A B, articulée en 0 et reliée en Q avec une petite tige auxiliaire Q P parallèle au porte-charbon positif, est tenue éloignée de l'électro E par un puissant ressort R. Le cylindre à air C amortit la brusquerie des mouvements de l'armature A B. La liaison entre le porte-charbon positif et l'armature de l'électro E est obtenue à l'aide d'un joint élastique que nous décrivons plus loin.

L'électro-aimant de mise en marche E* est garni d'un gros fil en conn.exion avec la borne positive, d'un boul, et aveclamasse de l'appareil, de l'autre bout.

Quand le courant est envoyé dans le régulateur, l'armature A B est naturellement attirée jusque contre les pôles de l'électro de contrôle E. En oscillant, l'armature dégage le portecharbon supérieur des mâchoires d'une petite pince annulaire, et les deux charbons qui étaient éloignés l'un de l'autre, par le jeu même du commutateur d'ouverture M, viennent immédiatement en contact.

Le circuit se trouve alors fermé sur les charbons et le courant traverse l'électro-aimant de mise en marche E'. L'armature K

de cetélectro est attirée, et elle rompt le contact qui existait entre K et I. Le gros fil entourant Télectro E n'a plus de communication avec le pôle négatif du régulateur, et le courant cesse de le

Fig. 173, 174, 175. — Régulateur Thomson-Rice.

traverser. Sous l'influence du ressort R, l'armature A revient à sa place primitive en soulevant le porte-charbon supérieur. L'arc jaillit.

La tige U du porte-charbon supérieur (Fig. 174) coulisse entre les deux bagues à charnières SP et S T qui, sous Teffort du ressort R', exercent une pression contre elle (l'effet de ce ressort R' étant de faire presser la face intérieure, côté gauche, de l'anneau S P, et la face intérieure, côté droit, de Tanneau S T, contre la tige U).

Tant que le ressort R' exerce sa pression entre les leviers L et N, la tige du porte-charbon positif est solidaire des bagues S P et S T, formant frein, et de l'armature A de l'électroaimant E.

Mais quand l'armature A est fortement attirée par l'action magnétique de son électro, elle abaisse la tige Q P, le levier L, les bagues du frein et le ressort R . Le frein reste en action tant que le ressort R' conserve sa longueur, c'est-à-dire jusqu'à ce que le levier PN vienne rencontrer la buttée fixeV. Si, à ce moment, l'armature A continue son mouvement dans le même sens, le ressort R' se comprime et les bagues S t et S P cessent de faire frein (voir le tracé pointillé) sur la tige U ; celle-ci descend alors par son propre poids et opère le rapprochement des pointes.

Nous insisterons sur ce petit mécanisme qu'on désigne sous le nom de joint élastique^ et qui est basé sur le môme principe que celui du régulateur Gramme (Fig. 154 bis) : au début, l'électro E, placé dans le circuit principal, a une grande action magnétique ; l'armature A est vivement attirée et l'amplitude de son oscillation autour du point 0 est maxima. Le levier N vient donc rapidement toucher la buttée V, et le porte-charbon positif, immédiatement libre, descend jusqu'à ce que les pointes se touchent. Au même instant, le courant principal cesse de traverser l'électro E, et l'armature A fortement sollicitée par le ressort antagoniste R, s'écai*te de l'électro et rend au ressort R' toute sa puissance de serrage; la tige U, de nouveau solidaire de l'armature, est soulevée d'une quantité un peu inférieure à celle prévue pour la longueur de l'arc voltaïque.

Pendant la marche, l'électro -aimant E n'est plus soumis qu'à Imfluence du courant de dérivation; cette influence grandit avec la longueur de l'arc, et il arrive un moment où l'armature A

amène de nouveau l^ levier N, situé dans le prolongement de l'anneau S P, en contact avec la buttée V et comprime légèrement le' ressort R*. La tige U devient libre et l'écart des pointes diminue.

Dans le cas où un charbon viendrait à se briser, ce qui est d'ailleurs extrêmement rare en service courant, l'armature K sollicitée par son ressort antagoniste viendrait toucher la pièce I et remettrait ainsi Télectro-aimant E dans le circuit principal. Instantanément, le porte-charbon U tomberait et ramènerait les pointes en contact.

Si le charbon inférieur, mal retenu par sa douille de serrage, venait à tomber, le courant principal traverserait constamment Télectro-aimantE, et les autres régulateurs, placés dans le même circuit que celui considéré, continueraient à fonctionner normalement.

Au début, il peut arriver que le commutateur M ne soit pas fermé et que les charbons se touchent ; le courant principal traverse alors les deux électro-aimants E et E', et l'arc se produit par le recul imédiat de l'armature A.

Le régulateur Thomson-Rice jouit d'une grande réputation aux États-Unis; nous l'avons employé avec succès en 1886, pour éclairer une partie du palais de l'Industrie et la voie du tramway électrique. C/est un appareil rustique, essentiellement pratique, que nous recommanderions surtout pour l'éclairage des voies publiques.