CHAPITRE VIII
Machine Niaudet. — Machines Lontin. — Machine Alteneck. — Machine Bnish.
Machine Wallace. — Machine Meritens.
Machine Niaudet
En 1872, M. Alfred Niaudet, qui avait beaucoup expérimenté la machine Gramme, combina un appareil donnant des courants continus sans bobine annulaire centrale, mais en employant un recueilleur de courants comme celui de M. Gramme.
Nous représentons, figure 52, la machine de M. Niaudet. Elle se compose, comme on voit, d'une série de bobines circulaires placées entre deux plateaux et tournant entre les pôles de deux aimants permanents. Les bobines des électroaimants sont toutes rattachées les unes aux autres ; le bout entrant de chacune étant lié au bout sortant de la bobine* voisine; exactement comme une série d'éléments galvaniques réunis en tension, c'est-à-dire le pôle positif de chacun lié au pôle négatif du suivant. Quand le plateau tourne dans le sens de la flèche, en supposant le pôle N de l'aimant en bas et le pôle S en haut, voici ce qui se passe dans une bobine quelconque : à mesure qu'elle s'éloigne du pôle N,
il s'y développe un courant d'nn certain sens, et ce coiiraiJ reste de même sens pendant toul le temps que la bobine n du pôle N au pôle S, car l'approche du pôle S a la mèmï influence que l'êloignementdu pôle N, et ces deux elTelssonl concourants. Mais pendant la seconde demi-révolution delà bobine, elle s'éloigne du pôle S et s'approche du pôle .\. el par conséquent le sens du courant est inverse de ce qu'il élaîl dans la première moitié du mouvement.
Voyons maintenant ce qui se passe dans l'ensemble, moment quelconque, considérons toutes les bobines placéj droite de la ligne des pôles ; elles soni toutes parcourues par des courants de même sens, qui sont associés en tension. Au même moment, les bobines placées à gauche de la ligne des pôles sont parcourues par des courants de sens inverse aui premiers et comme eux associés en tension. La somme des courants de droite est d'ailleurs manifestement égale à celle des courants de gauche. L'ensemble peut donc être considéré comme deux piles de six éléments opposées l'une à l'autre
par leurs pôles de même nom. Or, si un circuit électrique est mis en communication par ses deux extrémités avec les points où ces deux séries d'éléments sont opposées, il est parcouru à la fois par les courants des deux piies^ qui se trouvent alors associés en quantité.
Par analogie, pour recueillir les courants développés dans la machine Niaudet, il faut établir des Trotteurs qui touchent les points de liaison des différentes bobines entre elles, au moment où ils passent sur la ligne des pôles. A cet effet, les pièces métalliques sur lesquelles se fait la prise des courants sont dirigées radialement et communiquent avec les points de jonction des bobines.
Des expériences comparatives faites avec les machines Gramme et Niaudet ont démontré, qu'à égalité de magnétisme et de fil employé à la confection des bobines, les machines Gramme produisent un courant électrique beaucoup plus grand, tout en exigeant beaucoup moins de force motrice.
Machines Lontin
M. Lontin a combiné deux machines magnéto -électriques, que nous avons eu l'occasion de voir à l'Exposition €^e 1878, Tune pour la production des courants continus, l 'autre pour la production des courants alternatifs.
La première de ces machines est représentée figure 53. mie se compose d'un disque central en fer P sur lequel sont fixées des dents équidistantes en fer, rayonnant vers le centre d'un électro-aimant A A'.
Les dents en fer sont recouvertes de fils de cuivre et forment autant de bobines dont les pôles D sont rigoureusement à égale distance du centre. Le fil de cuivre est placé de manière à former un circuit sans fin et à cet effet l'extré-
170 RCLAIRÀflE A L'ÉLECTRICITÉ
mile de chaque bobine est allachée au commencement de la bobine suivante.
Toute la parlie eonlrale de la machine est mobile autour de son axe et les pôles U passent successivement devant les pôles S et \ de l'clectro-aimanl.
Pour recueillir les courants. M. Luntin se sert égalemeni d'un collecteur cylindrique composé d'autant de coins en cuivre qu'il y a de dents au pignon. Ces coins sont isolés les
uns des autres et chacun d'eux est relie métalliquement n l'une des bobines rayonnantes. Deu.t lames de cuivre a, o, frottent sur le collecteur et envoient le courant là où il doit être utilisé, et dans les fiis de l'électro-aimant A A' pour l'exciter.
Cette machine, brevetée en 1874, est identique, quant au principe de produQtlon d'électricité, à celle de M. Niaudet; les détails de construction seuls dilïcreiit. M. Niaudet dispose ."ies bobines entre deux plateaux en bois, dans le sens de l'axe de ta machine, et il les fait tourner entre les pôles d'un aimant. M. Lontin place ses bobines sur un disque en
MACHINES MAfiNÈTO-RLECTRlQUES DIVERSES 171
fer, normaiemenl à l'axe et il les l'ait tourner devant les pôles i'un électro-aimant. Mais, dans les deux combinaisons on fcst toujours en présence d'une série de bobines tournant
"entre deux pôles magiiéliijues. Dans toutes Ips autres machines magnèln-électriqiies !i bobines multiples, on employait
, autant de b(d)ines que d'aimants, M. Niaudet est le premier
qui ait imaginé de faire influencer un grand nombre de bobines par deux seuls pôles magnétiques.
Le reeueilleur du courant est une copie non dissimulée ï celui de M. Gramme.
La deuxième machine brevetée par M. Lontin est reprélentée Ggure 'i-i.
Elle se compose de 2i électro-aimants inducteurs AA A Id'un même nombre d'électro-aimants induits BBB; les breraiers mobiles, les autres fixes.
Les électro-aimants intérieurs sont solidement flxés à ui» anneau central en kr; l'anneau est boulonné sur une poulie, laquelle est clavetée sur l'arbre recevant le mouvement du moteur. Deux tiges en laiton aa attachées en F et F, sont destinées à amener le courant qui doit exciter les éleclroaimauts inducteurs.
Les électro-aimants extérieurs sont fixés sur le cercle b. L'ensemble repose sur le bàli D.
Le courant est divisé et dirigé au dehors de la manière suivante : les extrémités des fils des bobines induites sont attachées de chaque côté de la machine, en M et N, et les fils L et L,, partant de ces points, vont jusqu'aux régulateurs de lumière électrique.
Un commutateur M est disposé de manière à envoyer le courant dans 12 directions simultanément, au moyen d'une série de plaques et de bornes m et /«,. La borne w, qui reçoit le fil d'un des éleclro-aimanls B, est reliée au contact et la borne m,, qui reçoit le fil aboutissantau régulateur, communique avec un interrupteur à manettes L
Cette machine est excitée à l'aide du générateur d'électricité à courants continus dont nous avons parlé tout à l'heure.
Comme on le voit, la deuxième combinaison de M. Lonlin basée sur le principe des bobines inductrices tournant devant les pôles des bobines induites, est une réminiscence de l'invention de M. Holmes, représentée fig. 33. Les organes sont assez bien agencés, mais la machine qui figurait à l'Exposifion laissait beaucoup à désirer au point de vue de l'exécution et de l'aspect général.
Plusieurs expériences ont été faites à Paris et à Londres avec les machines de M. Lontin, mais jusqu'à ce jour elles n'ont pas donné de résultats tout à fait satisfaisants, et nous ne connaissons aucune installation industrielle où ces machines soient en usage.
Machines Hefaer Alteneck
Les machines magnéto-électriques de M. Hefner Alteneck sont généralement connues sous le nom de machines Siemens ^ parce qu'elles sont construites par la célèbre maison Siemens et Halske de Berlin.
Après le système Gramme, dont le succès est d'ailleurs beaucoup plus grand, même hors de France, c'est celui de M. Alteneck qui jouit de la meilleure réputation. Nous le décrirons donc avec quelques détails.
Le principe de cette machine est presque identique à celui de la machine Gramme. Dans les deux combinaisons, on remarque une armature circulaire centrale entièrement garnie de spires de cuivre et tournant entre deux pôles magnétiques. Seulement au lieu de constituer son armature avec un anneau, comme M. Gramme, M. Alteneck prend un tambour mince en fer terminé par 2 calottes bombées et il l'enveloppe extérieurement de fils de cuivre, de manière à former une sorte de pelote allongée, dont toutes les parties sont directement influencées par les pôles magnétiques, sauf cependant celles qui garnissent les deux calottes bombées. Les Bgures 55 et 56 représentent la combinaison primitive à laquelle s'est arrêté M. Alteneck, et qui a été exposée pour la première fois à Vienne, en 1873.
Sur un socle en bois se trouve fixé un bâti m //^, supportant un électro-aimant E, E, E,, E\, à pôles conséquents*, et deux montants D^ et D,. L'axe G fait corps avec un cylindre en fer très-épais ^ /2 ^^ w^, et il est maintenu fixe par deux vis douronnant les montants D, et D^. Le tambour
l. L'emploi des électro-aimants à pôles conséquents dans les machines magnéto-électriques industrielles est une propriété de M. Gramme, qui Ta fait breveter en France en 1872.
sur le(iuel esl enroulé le fil de cuivre est maiutenu par les disques a b el cd, lesquels disques sont terminés par deui portées creuses frottant sur les coussinets des supports F, cl 1'^. Une poulie Q esl fixée au disque cdt\ sert à communiquer le mouvement du moteur à l'armature centrale. La partie qui termine le disque a b reçoit extérieurement une rondelle V\\ et une série de plaques x, x, x, reliées avec les bobines partielles de l'armature centrale. Les plaques x servant à recueillir les roni'anis par l'intermi-diaiie de dein
fjiilets (jue supporte un petit mécanisrao fixé à la traverse supérieure A B du montant D,, figure iifi.
Les électro-aimants ont une grande surface d'armatures. Cette surface est constituée au moyen de 8 barres méplates conliguës, embrassant les deux tiers du développement des spires sur toute la partie rectiligne du tambour central.
Lorsqu'on fait tourner la poulie Q, celle-ci entraîne le tambour, et les spires passent aussi près que possible des armatures extérieures et du cylindre intérieur qui fait corps avec l'arbre et qui, comme lui, reste five. Les pôles N IV^ et et S S, développent dans le cylindre intérieur des pôles de non-contraires et donnent ainsi naissance à un puissant
VIAGNETO-ELECTRIQUES DIVERSES 175
l'intérieur duquel passent siiccessi-
shamp magnélique dans I ttement les tils à induire.
*nur bien comprendre comment les fils sont disposés par rapport au collecteur, il est nécessaire de se reporter aux ligures 57 et 58 qui re()rés(in[enl, la première l'extrémité du iarobour a l'opposé (le la poulie motrice, et la seconde une »oe théorique des attaches de fils.
Les huit groupes de lils (pii garnissent enlièremenl le tambour ont leur seize t)oul.>^ désignés par lesrhlll're.s 1, '2, 3.., S,
3'.... 8'. Le premier groupe commence par I et oli par I ' ; le deuxième groupe commence par 2 et finit par , et ainsi de suite. Les signes + et — indiquent la direction 1 courant qui sort de chaque groupe pris isolément pour De position déterminée, ipiand le tambour tourne autour des jôles N et S dans le sens de la ilèche.
l Aux deux positions diamétralement opposées de la partie ntrale des secteurs, M. Aiteneck dispose les galets R et K ,, i s'appuient sur la surface du collecteur formé par l'ennble des secteurs. Quand le tambour tourne, lesdits passent successivement sous les deux galets, et,
pendant ce contact, ils relient les fils du tambour à deuï bornes fixes recevant les fils du circuit extérieur. Les positions où les collecteurs touchent les galets doivent être celles où se fait un changement de courant, comme cela a Ueu dans la machine Gramme.
Nous appellerons ligne médiane celle qui unit les secteurs g et c, figure 58, et ligne des pôles celle qui joint les milieu^t N et S des champs magnétiques.
Pendant le mouvement du tambour, ce sont les fils qui passent sur la ligne des pôles qui reçoivent les courants les plus intenses; au contraire les fils qui passent sur la ligne médiane ou aux points neutres des champs magnétiques ne reçoivent pas de courant. Entre ces limites il se forme des courants, qui par la rotation du tambour, dans le sens de la tlèche, augmentent d'intensité à gauche de N et diminuent jusqu'à zéro à droite de cette posiUon.
Tant qu'un fil ilu tambour se meut entre la ligne médiane et la ligne des pôles, et se trouve sur le parcours (/«c, le courant qui va d'abord en croissant puis en diminuant, a la
même direclion ; la même chose se passe, quand la même nioitié de fil se trouve sous ta ligne médiane, sur le parcours ce g, avec celte diflërence que dans le même fil, le courant a changé de direction.
La ligne médiane est donc, comme nous l'avons dit, la position où le courant change pour chaque fil, et c'est aux points ^ et e du coUecleur qu'il faut placer les galets pour recueillir les courants engendrés par la rotation du tambour.
Ces courants pourront ainsi êlre dirigés à l'extérieur avant d'être annulés par les courants de sens contraire qui les suivent.
Les secteurs de a à A ne réunissent que deux parties du fil d'ailleurs parfaitement séparées entre elles. La longueur totale des 8 fils se compose de deux portions aboutissant en g et en c; c'est-à-dire de la portion continue f 5 5' rf 7 7' e 1' 1 / 4' 4 ^ et de la deuxième portion c 3' 3 i 2' 2 a 8 8' h%^' g. Les courants d'induction correspondant aux fils qui forment une même portion sont ainsi de même sens. De plus, dans la position du ni, représentée sur la figure 'i8, le
courant sort en g pour passer dans le circuit extérieii rentrer en c.
En continuant à faire tourner le tambour dans le sens ie 1 la flèche, le secteur b prend la place du secteur c el I* 1 secteur /celle du secteur g: mais le courant sortant est | toujours recueilli, à la même place, par le galet placé mi
Fin. G9. MaahiaeBtEber Alteneek, mod^l''
et le courant rentrant est toujours recueilli par le |^H placé en c. ■^^
Il est clair, d'après cela, que le courant engendré est toujours de même sens. A égale vitesse, il a la même intensité; car les courants inégaux qui se produisent dans les 8 fils m réunissent à chaque rotation en un courant total dont la puissance dépend de la vitesse.
La machine Alteneck, ain?i conrue et exécutée,
MACHINES MAGNÉTO-ÉLECTRIQUES DIVERSES 179 ôlre considérée, sinon, comme absolument originale, puisqu'elle empruntait à celle de M. Gramme les pùles conséquents et l'idée de faire tourner des fils à induire directement, sans aucun intermédiaire, devant des pôles inducteurs, du moins comme une œuvre très-intéressaute et digne de fixer l'attention du monde savant. Malheureusement, les difGcultés d'exécution, d'une part, et l'iisure rapide des collecteurs, d'autre part, n'ont pas permis aux constructeurs
t lui conserver son caractère propre. Ils ont commencé par emprunter au type normal de la machine Gramme la disposition de ses collecteurs (fig. ;)9) et par faire tourner l'armalure intérieure avec l'axe, en supprimant le tambour. Puis, a'obtenant pas encore de bons résultats, ils ont copié les détails caractéristiques : balais, collecteurs et mode d'attache i de M. Gramme (Gg. 60). De sorte que la machine luelle, construite j)ar MM. Siemens et Ilalske de Berlin, t être considérée comme une machine Gramme h armae cylindrique et à larges électro-aimants.
