I. Il les enroulements inducteurs en dérivation

Fig. 67. — Couplage en dérivation de deux dynamos Shunt.

Si les machines doivent être mises en marche simultanément ,il n'y a point à prendre de précautions particulières ; si au contraire, on doit coupler à une machine en service une dynamo jusqu'alors inactive (fig.67),il faut que, au préalable, ses inducteurs soient excités et qu'elle tourne en pleine vitesse avant que la connexion de son induit avec le circuit extérieur ne soit effectuée. #

Faute de prendre cette précaution, le courant pénètre à contre-sens dans l'induit et tend à le faire tourner en sens contraire.

Pour réaliser cette condition, chaque enroulement inducteur doit être muni d'un interrupteur à' deux manettes indépendantes : a. a^.

COUPLAGE DES DYNAMOS A GOURANT CONTINU 167

La machine D étant en marche, pour coupler la seconde Dj on ferme d'abord ai ; le courant du réseau passe par les enroulements en dérivation Ii. Puis, D, ayant acquis sa vitesse de régime, on ferme bi, puis les interrupteurs c. c^ d'un tableau de résistance placé à l'usine et formé par des groupes de lampes à incandescence.

Dès que Dj débite son courant normal on ferme a, puis b et Ton ouvre a^ et b^ et c. c^ ; la dynamo se trouve ainsi montée sur le circuit extérieur.

Pour retirer Di du circuit on opérerait les mêmes manœuvres, mais en ordre inverse,

La figure 67 facilite la compréhension de ces combi-^ naisons.

Quand D était seule en service, les interrupteurs d et i étaient fermés tandis que rf^ et i^ étaient fermés.

Dynamos compound. — L'association en quantité de machines en quantité est assez délicat, car si Tune des machines vient à développer plus de puissance que la seconde, celle-ci tend à se comporter comme une réceptrice.

On a été conduit, pour éviter cet inconvénient, à emprunter le fil d'équilibre aux dynamos série couplées en quantité, et Ton obtient ainsi des résultats assez satisfaisants, quand bien même la force mécanique d'entraînement sur les poulies motrices ne serait pas la même pour les deux machines, et si les dynamos étaient dissemblables entre elles et tournaient à des vitesses différentes.

La figure 68 montre les liaisons des divers éléments : les enroulements série S. S' partent des balais + ®t aboutissent à l'un des câbles du circuit extérieur. Un fil d'équilibre £Et réunit les balais positifs.

Les enroulements en dérivation 1. 1, parlent des ba-

Fig. 68. — Couplage en quantité de deux dynamos compound.

lais — et se relient au fil d'équilibre qui doit avoir une section égale à celle des conducteurs extérieurs.

Les balais négatifs sont en communication avec l'autre conducteur du circuit extérieur.

Chaque machine doit être munie d'un interrupteur entre le balai — et le circuit extérieur. En outre, chaque enroulement inducteur en dérivation et le fil d'équilibre doivent avoir chacun aussi un interrupteur.

Si Ton suppose la dynamo D seule en service, ses interrupteurs c. et d seront fermés ; pour mettre en circuit la machine Dj on devra, dans l'ordre suivant, imprimer à Di sa vitesse de régime, puis fermer l'interrupteur e, l'interrupteur b et enfin Tinterrupleur a.

Pour retirer Di du circuit il faudrait faire les mêmes manœuvres, mais en ordre inverse: ouvrir successivement m. b. e. et arrêter la machine.

Les constructeurs ayant l'habitude d'accompagner sur leurs catalogues l'exposé des constantes de leurs ma-

COUPLAGE DES DYNAMOS A GOURANT CONTINU 169

chines de rindicalion du rendement^ il est utile à Pacquéreur de connaître exactement la signiQcation des ternies employés.

Les pertes d'énergie dans la dynamo sont de deux natures :

\. — Les Pertes mécaniques dues au frottement de l'arbre sur les paliers.

2. — Pertes électriques dues à réchauffement des circuits, à l'hystérésis, aux courants de Foucault, etc.

Désignons par :

Pm la puissance mécanique dépensée sur l'arbre du générateur, mesurée au dynamomètre de transmission, au frein de Prony ou autrement,

Pt la puissance électrique totale développée.

Pu — — utilisable.

Le Rendement électrique r^ sera représenté par p^ .

Le Rendement industriel ou commercial r^i par -W^ et le Coefficient de transformation par p^ .

L'acquéreur doit se préoccuper du Rendement industriel^ le seul qui l'intéresse, puisqu'il représente le rapport entre la force développée par le moteur et la puissance utilisable sous forme d'énergie électrique.

La mesure du Rendement industriel peut se faire de la manière suivante : on intercale un dynamomètre de transmission entre la poulie de la dynamo et celle du moteur et à des intervalles de temps réguliers on mesure la vitesse du moteur : cet élément combiné à l'indication du dynamomètre donne la puissance motrice four-

nie à la dynamo. Aux mêmes instants, on mesure la différence de potentiels aux bornes et Tinténsité i du courant.

Le rapport ;

La première mesure ne devra être faite qu'après que les circuits de la dynamo auront pris leur température finale, soit après 2 heures environ de marche ininterrompue.

On fera bien aussi de faire ces mesures entre les limites extrêmes de marche normale.

Le Rendement industriel atteint 94 pour cent dans les machines construites avec précision, et seulement 80 à 85 pour cent dans les machines bon marché.

Le Rendement industriel est toujours inférieur au Rendement électrique : ainsi une machine de très bonne construction pourra donner les résultats suivants :

Rendement industriel 93,5 pour cent

Rendement électrique 95,6 —

Accidents aux Dynamos et leurs remèdes

Accidents a l'induit. — Si, par suite d'un excès de vitesse du moteur ou de la mise en circuit d un trop grand nombre de lampes, la dynamo débile un courant d une intensité supérieure à celle du régime normal, les bobines induites s'échauffent et leur température peut s'élever au point de détruire la couche isolante qui recouvre les fils.

11 se produit alors un court circuit entre des spires voisines.

Hormis le cas précité, il est rare qu'un induit brûle tout entier ; l'accident n'atteint généralement que quelques-unes des spires. Il en est autrement quand il s'agit d'un moteur qui peut être calé au moment du démarrage.

L'échauffement anormal des fils est généralement accompagné du dégagement d'une odeur de roussi qui, souvent, prévient à temps de ce qui se passe pour que Ton ait le temps de débrayer avant la formation du court circuit.

Mais, il arrive souvent aussi que le court circuit est produit avant la destruction par la chaleur de la couche isolante, comme c'est le cas ensuite d'un accident mécanique : on ne s'apercevra du court circuit que trop tard pour remédier à la destruction d'une ou plusieurs bobines de l'induit.

Dans tous les cas, un court circuit dans l'induit est accompagné d'une élévation de la température des spires défectueuses et de la production d'étincelles aux balais.

La formation du court circuit peut être due à un accident au collecteur ou à l'induit lui-même. Nous allons examiner ces deux cas :

— L'introduction de poussières métalliques entre deux lames du collecteur peut suffire à former une liaison entre elles.

— Il en sera de même si un arc jaillit entre le collecteur et les balais : des gouttelettes de métal fondu peuvent former un pont entre deux touches.

— Dans l'un et l'autre cas, un courant d'intensité

anormale prend naissance et les bobines correspondantes anx touches réunies sont compromises.

— On remédiera à cet accident en nettoyant le collecteur et en détruisant à la lime les liaisons existantes.

Des causes de nature très diverse peuvent produire un court circuit daus Tinduit :

— Tout d'abord un choc, un frottement brusque contre un outil peuvent détruire l'isolement de deux fils voisins.

— Si les paliers sont en un métal tendre, comme le métal anlifriction, l'usure amène une descente de Taxe de rotation et il arrive un moment où la surface extérieure de l'induit frotte contre les pièces polaires.

— Des frottements qui, à la longue, font tomber l'isolant, se produisent parfois entre les couches superposées des enroulements de l'induit.

— La superposition de spires traversées par des courants à des potentiels très différents, disposition à peu près abandonnée aujourd'hui, donne lieu fréquemment à des courts circuits entre elles.

— Un défaut dans la couche isolante qui recouvre un fil appliqué sur une partie de la masse.

— La carbonisation de la couche isolante résultant de réchauffement exagéré du noyau magnétique de Tinduit insuffisamment subdivisé, ou des défauts d'isolement entre les sections.

— L'emploi d'un isolant hygrométrique qui se contracte sous l'influence de la chaleur, lors de la mise en marche, et peut s'écailler.

— Le desserrage des tôles du noyau magnétique et le frottement qui en résulte entre leurs bords et les fils de l'induit.

Disjonction dans Vinduit. • — Une disjonction peut se produire entre le fll de connexion d'une bobine de l'induit et la touche correspondante du collecteur.

Cet accident se décèle par la production d'étincelles aux balais, que Ton ne peut réduire par le déplacement de ces derniers, et l'aspect particulier que prennent une ou plusieurs touches du collecteur qui semblent brûlées sur les bords..

Pour localiser le défaut, on fait tourner la machine pendant quelques minutes. On touche à la main les fils qui relient les sections de l'induit aux touches du collecteur ; ceux qui présentent une température anormale sont partiellement disconnectés.

Rupture des connecteurs. — Ces pièces qui sont traversées par des courants très intenses, renversés deux fois par tour, sont soumises à des efforts latéraux qui peuvent finir par les rompre.

Lorsqu'un pareil accident se produit, il faut remplacer le connecteur détérioré par une pièce plus forte que Ton dispose autant que possible en dehors de l'épanouissement du champ.

AccmENTS AUX INDUCTEURS. — Dcs accidcuts de deux natures différentes peuvent se produire dans les inducteurs.

Rupture d'une spire. — La flexibilité des carcasses des bobines ou l'absence de jonction entre leurs bords peuvent, sous l'influence des vibrations, amener la rupture des premières spires, dans les couches directement en contact avec la carcasse.

Cet accident se décèle de lui-même par la non excitation de la dynamo.

Court circuit. — Si la bobine, siège du court circuit,

est ea série avec les autres bobines, elle restera froide dans la partie défectueuse alors que les autres spires s'échaufferont.

Si, au contraire, la bobine défectueuse est en dérivation, il se produira un échaufferaent dangereux au point du court circuit.

Causes passagères d'accidents. — L'absence de production de courant ou la formation d'étincelles aux balais proviennent souvent d'une cause accidentelle à laquelle il est facile de remédier.

— Le desserrage d'une vis peut s'opposer à l'excitation de la machine ou donner naissance, par le contact du fil qu elle maintenait avec une autre pièce, à un court circuit.

— Une couche de vernis appliquée par inadvertance sous la tête d'une vis suffit à couper le circuit et à s'opposer à la production du courant.

Il y aura de même absence de courant pour une dynamo shunt si un court circuit existe sur les conducteurs principaux, et pour une dynamo série, si le circuit principal est ouvert.

— Un graissage surabondant des paliers peut amener des projections d'huile, tant sur les spires de l'induit que sur le collecteur. Dans le premier cas, l'isolant des fils se détraira et provoquera un court circuit dans l'induit ; dans le second, l'huile se carbonisera sous l'action des étincelles des balais et un dépôt charbonneux, conducteur, se produira entre les touches.

Ce dernier accident se manifestera surtout si les touches sont isolées entre elles à l'amiante ou au papier.

AccmENTS AU COLLECTEUR. Faux Rond. — Une ou plusieurs touches du collecteur peuvent s'user au point de

ACCIDENTS AUX DYNAMOS 17o

se trouver au-dessous du niveau de la surface cylindrique enveloppe de ce dernier.

La cause peut en être l'emploi pour la fabrication des dites touches d'un cuivre plus doux que pour les autres, mais elle résulte le plus souvent de la flexibilité de Farbre de rotation construit trop faible.

Dans ce dernier cas, on constate que l'arbre vibre périodiquement dans un plan passant par son axe théorique; ces vibrations périodiques font faire des resauts aux balais et jaillir des étincelles entre eux et des points du collecteur toujours les mêmes.

Ces étincelles finissent par produire un méplat sur le collecteur.

Il en sera de même, si elles ont pour origine une disjonction partielle entre l'induit et la ou les touches considérées du collecteur.

Remèdes aux ACcmENTS précités. — Après avoir indiqué les sièges variés soit de rupture des connexions et des spires, soit des courts circuits, accidents que l'on peut déceler et localiser à l'aide d'une pile et d'un galvanomètre, il nous reste à indiquer les moyens d'y remédier.

Court circuit dans les inducteurs. — On défait toutes les connexions des bobines, et l'on met hors circuit celle qui est défectueuse.

Pour compenser la diminution de l'excitation on imprimera à la machine une allure plus rapide.

Court circuit au collecteur. — Un nettoyage convenable permet d'enlever les poussières métalliques ou charbonneuses qui ont pu se loger entre deux touches.

Si le corps étranger est trop résistant, comme c'est le cas pour une goutte de soudure, on emploie la lime et

ilù l'éclairage électrique

Ton a soin d'adoucir les parties limées au papier de verre et d'abattre les arêtes des touches.

Court circuit dans Vinduit. — Si la bobine est enroulée en tambour il est à peu près impossible d'effectuer la réparation sur place, et l'on est forcé d'arrêter et de monter un induit neuf.

Si l'enroulement est en anneau la réparation sur place est possible et l'on peut marcher à nouveau jusqu'à ce que l'on ait pu se procurer un induit de rechange pour le temps que l'on mettra à réparer complètement l'accident. Mais il va de soi que le court circuit ne devra intéresser qu'une ou deux bobines : dans le cas contraire, on se trouvera forcé d'arrêter jusqu'à ce que l'on ait un induit neuf.

On détachera les connecteurs qui relient les bobines élémentaires aux touches du collecteur et à l'aide de la pile et du galvanomètre on déterminera si le court circuit existe entre les bobines et la masse ou entre des spires'seulement.

Si le court circuit existe entre des spires et la masse de la dynamo on met les bobines correspondantes hors circuit, en reliant leurs extrémités entre elles, et pour assurer la continuité du circuit des parties saines, on réunit les lames correspondantes du collecteur entre elles et avec les voisines avec une cale de cuivre.

On rétablit la liaison des bobines saines avec les touches correspondantes, et l'on peut marcher à nouveau, pendant un certain temps, sans inconvénient, malgré réchauffement qui se produit.

On agira de même si le court circuit existe entre des spires voisines.

Rupture dun fil de Finduit, — La réparation sur place n'est possible que si Tenroulement est en anneau. La bobine défectueuse déterminée, on enlève l'ijiduit et son arbre, et Ton déroule les spires, siège du défaut. On réunit les deux extrémités du fil rompu à Taide, soit d'une goutte de soudure, soit d'un bout de fil soudé aux deux tronçons de la spire. On aura soin de faire ces soudures à la résine et non à l'acide.

La partie nue du fil sera entourée de toile isolante au caoutchouc ou au goudron.

Si la partie du fil à remplacer présente une certaine longueur, on devra tenir compte de ce que le fil additionnel peut n'avoir pas exactement le même diamètre que l'ancien, enveloppe comprise, et modifier en conséquence le nombre de couches à enrouler.

Généralement le nouveau fil aura un diamètre supérieur à celui qu'il remplace.

Rupture d'un fil des inducteurs. — Quand le fil est enroulé sur des carcasses mobiles formant autant de bobines distinctes, on enlève complètement la bobine défectueuse, et Ton continue à marcher, en forçant la vitesse de la machine.

On déroule ensuite la bobine enlevée, on répare la rupture, et l'on replace la dite bobine sur l'inducteur.

Si le fil est directement enroulé sur le noyau des inducteursy on n'a pas la ressource de réparer en marche.

Pour dérouler le fil, on place sur un tour la carcasse de la bobine ou le noyau inducteur, et au fur à mesure que l'on dévide, on enroule le fil sur un mandrin. La réparation effectuée on remet le fil à sa place en le tendant avec soin.

L'emploi du mandrin évite les bouclages du fil toujours

dangereux, surtout pour Tisolaut, et quelquefois même pour le métal du conducteur.

Dans le cas où le fil devra reposer directement sur le noyau de Tinducteur, on devra s'assurer que l'isolement est bon entre le fil et la masse.

Abaissement de Vaxe de rotation, — On peut remédier à Tusure d'un palier en métal genre antifriction, en mettant du métal dans la coquille du palier.

Si celui-ci est en bronze le remplacement est indispensable.

Faux rond, usure du collecteur, — Lorsqu'un méplat peu important s'est formé, on peut adoucir à la lime les parties voisines. S'il est très prononcé on devra tourner à nouveau le collecteur.

Le frottement des balais amène souvent une usure profonde des parties du collecteur en contact avec eux.

11 en résulte la production des sillons profonds.

On peut répartir l'usure du collecteur sur toute sa longueur, en déplaçant les balais parallèlement à euxmêmes, et en les faisant porter successivement sur tous les points du collecteur.

A l'existence de ces sillons on ne peut remédier qu'en mettant le collecteur sur le tour.

A cet effet on enlève l'induit et son arbre que Ton fixe sur un tour et l'on chariotte avec un outil fin, afin de ne pas trop tirer sur le cuivre.

La surface extérieure est ensuite polie avec soin à la toile d'émeri fine, et l'on s'assure qu'aucune lame des isolants intercalés entre les touches ne dépasse la surface extérieure ou n'est rabattue.

Trépidations, vibrations. — Dune façon générale,

une dynamo à courant continu doit être silencieuse.

S'il n'en est pas ainsi c'est que, ou bien elle est mal équilibrée par défaut de construction, ou qu'elle est assujettie d'une façon défectueuse sur son bâti.

On reconnaîtra la première cause en enlevant l'induit avec son arbre, et en le faisant reposer par les extrémités de ce dernier sur deux poutres horizontales.

Si l'induit est mal équilibré, l'ensemble poussé à la main roulera par saccade et tendra à s'arrêter, en laissant au point le plus bas la même partie de l'ensemble. S'il est bien équilibré, l'induit roulera d'une façon régulière et s'arrêtera dans une position quelconque.

Les vibrations d'une dynamo bien équilibrée ne peuvent être attribuées qu'à un assujettissement défectueux de la machine sur son bâti, défaut auquel il est facile de remédier.

Les trépidations ont pour conséquence d'amener des resauts des balais, d'où production d'étincelles, et de fatiguer les isolants des fils qui arrivent à tomber en poussière.

Si la cause en est le manque de symétrie de l'induit, la réparation ne peut être faite que par le constructeur.

Il en sera de même si les ondulations du courant proviennent de ce que le moteur a une vitesse irrégulièi'e.

Si la variation de vitesse provient d'un glissement de la courroie on devra tendre celle-ci ou agir sur la glissière de la dynamo.

Il est quelquefois possible de tourner le collecteur sans enlever l'induit : à cet effet on fixe sur le bàli de la machine une solide pièce de bois et Ton y boulonne un petit chariot de tour.

On fait tourner la machine à la main^ doucement et sans secousses, pendant que Toutil de tour travaille par passes très légères. On polit ensuite.

Généralement on ne tourne le collecteur que jusqu'à 1 centimètre deTinduit.

Il faut avoir soin de bien nettoyer le collecteur, les connecteurs et la surface extérieure de l'induit, pour enlever les poussières métalliques, d'abord avec une brosse puis avec un soufflet.

Ondulations du courant. — Si le moteur ne tourne pas d'une façon régulière, si la poulie qui supporte la courroie de commande ne tourne pas rond, si la tension n'est pas suffisante, la force électromotrice varie soit périodiquement, soit d'une façon irrégulière et il en résulte des soubresauts dans l'éclat des lampes.

La dynamo ne produit pas de courant. — Assez fréquemment il se produit qu'à la mise en route la dynamo ne donne pas de courant. La cause pouvant être différente suivant le mode d'excitation de la machine, il convient d'examiner pour chaque cas les raisons qui s'opposent à la production de la force électromotrice.

Dynamo excitée en série, — Comme première cause, il convient de citer l'insuffisance de magnétisme rémanent des noyaux inducteurs : le courant induit engendré est alors trop faible pour permettre à la machine de s'amorcer.

On y remédie en mettant la machine en marche et en mettant l'induit en court circuit à l'aide d'un fil qui va d'un balai à l'autre. On fera bien de ne fixer le fil qu'à un seul balai et de l'appliquer à la main sur le second,