CHAPITRE VI

DESCRIPTION DE QUELQUES DYNAMOS PARTICULIÈRES DYNAMOS A COURANT CONTINU

Dynamos type Manchester, — Créé par J. Hopkinson, ce type tend aujourd'hui à se répandre grâce aux qualités particulières qu'il présente, de solidité, stabilité, construction facile, auto-régulation approchée.

Le champ inducteur est formé par l'action de deux électro-aimants cylindriques, formant deux circuits magnétiques distincts et n'ayant de commun que l'armature. Cette disposition assure une distribution symétrique des lignes de force :

Parmi les machines construites sur ce principe, nous citerons celles de Brown et de Sautter-Harlé.

Pour cette dernière fîg. 69 et 70 l'induit est enroulé en tambour sur un noyau formé de disques de tôle isolés au papier et clavetés sur un manchon.

Les perforations destinées à recevoir le fil induit ont 12 millimètres de diamètre et arrivent à i millimètre de la périphérie.

Les disques de tôle, au nombre de 570 (pour une machine de 400 ampères, 70 volts à 400 tours), mesurent 514 millimètres de diamètre extérieur, 220 millimètres de diamètre intérieur et 0,6 millimètres d'épaisseur. Le fer de l'induit présente une section droite totale de 480 cent, carrés.

Le circuit induit logé dans le noyau est fait de fil de

DYNAMOS A GOURANT CONTINU 193

Fig, 69. — Machine Sautter et Harl^.

Fig. 70. — Inducleura de la machine Sautler et Harlé.

i94 1,'kCLAIRACIE KI.KCTRiyUE

9, 2 millimètres de diamèlre; les connexions terminales sont faites de boucles de cuivre refendues en deux et recourbées.

Le nombre des conducteurs à la périphérie est de 80, double de celui des louches du collecteur.

La résistance de l'induit est de 0,00323 ohm.

Le circuit inducleur, monté en shunt, est formé de 2800 spires de fil de 3,2 millimètres de diamètre et mesure 6 ohms de résistance. Une résistance additionnelle de 1 ohm est montée en série pour régler le débit.

Dynamo Pieper. — Les pièces polaires, !e socle et les supports des paliers sont coulés d'une c eule pièce.

Fig. 71. — Djnamo Pieper.

Les pièces polaires qui présentent des étranglements destinés à réduire les flux transversaux fig. 71 tiennent ensemble par des prolongements qui se rejoignent, mais CCS prolongemcnis sont amincis et percés d'orifices pour diminuer les pertes de flux qu'ils engendrent.

Les enroulements inducteur, et induit, ne présentent aucune particularité.

Dynamo de ta Socu-té Alsacienne. — Le nouveau

DYNAMOS A <10fHANÏ GONTtN'i: 19o

type réalise des perfectionnements sur l'ancien en ce sens qu'il produit un champ magnétique symétrique par rapport à un plan horizontal passant par l'axe de rotation.

Pour éviter quo le champ ne soit plus intense entre les parties inférieures qu'entre les pié- ' ' '' ces polaires ellesmêmes, on a donné un développement plus grand à ces dernières.

La figure72 montre la disposition générale de la machine.

L'înduitlest compris entre les pôles

PP' d'un électro-ai- pig. ^i. — Dynamo de la Sociélé Alsacienne,

mant en fer forgé.

L'enroulement est placé en E, et les pôles PP' sont renlorcés à leur extrémité supérieure, pour la raison donnée ci-dessus par un revêtement F en fonte.

Le collecteur est isolé à l'air, ce qui permet son graissage à l'huile et l'emploi d'un métal quelconque pour la confection des touches.

Il est fait de deux parties ; la première, pous-jacenle, est en cuivre ou bronze et montée à demeure sur la machine. La seconde, mohile, est faite de barres d'acier vissées sur celles de cuivre.

Les balais frottent sur les barres d'acier, dont l'usure est très lente et le remplacement facile.

190 l'kclairage électrique

Les paliers sont fixés à leur support par un joint cylindrique et ils se centrent toujours d'eux-mêmes.

Voici quelques chiffres relatifs à Tessai d'une machine de 25 kilowatts :

Vitesse angulaire 450 tours par minute

Perte pour excitation des inducteurs. 550 watts

Perte dans l'induit 915 —

Perles par frottements, hystérésis, etc 780 —

Rendement électrique 94,5 pour cent

Rendement commercial 91,7 —

Induit en disque. — Cette disposition ne peut convenir que dans le cas où le champ magnétique est constitué par une série de pôles magnétiques, c'est-à-dire que cette forme d'armatures ne convient qu'aux machines multipolaires.

Dans une machine à disques, les spires de l'induit, au lieu d'être groupées sur des plans passant par l'axe de rotation de Tinduit, sont rabattues sur un plan perpendiculaire à cet axe.

Le plan des spires induites tourne entre deux séries d'électro-aimants formant un certain nombre de champs de signe alternativement contraire.

Dans les machines de cette catégorie l'épaisseur du disque est très faible, et les pôles peuvent être assez rapprochés pour permettre d'éviter l'emploi d'un noyau de fer dans l'induit. On évite, ainsi, la perte d'énergie par suite de la production des courants de Foucault et des phénomènes d'hystérésis.

La ventilation de l'induit se fait très facilement et d'elle-même, et comme on peut augmenter sans inconvénient le diamètre du disque, le rendement utile d'une section de l'induit est plus grand ; d'autre part, en raison

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de la grandeur absolue du diamètre du disque, la vitesse de rotation est sensiblement réduite en comparaison avec une dynamo à induit en anneau ou en tambour ; par suite l'accouplement direct avec l'arbre moteur peut être obtenu sans transmission intermédiaire.

Les spires de l'induit sont connectées comme dans le

Fig. 73. — Machire DcBroiiers.

cas des dynamos à courant continu et le courant est recueilli par une paire de balais.

Comme exemple nous donnons ci-dessus la description de la dynamo Desroziers dont la figure 73 montre la vue d'ensemble.

Les fils de l'induit sont disposés en partie, suivant des rayons, ou plutôt des factions de rayons comprises entre deux circonférences concentriques, et en partie, suivant deux couronnes de développantes. L'une de ces deux séries de développantes est composée des fils qui réunissent entre elles les extrémités des parties radiales sur la circonférence extérieure, l'autre est composée des fils qui réunissent les extrémités des parties radiales sur la circonférence intérieure.

Pour fixer les idées, nous supposons une machine à 6 pùles^ naturellement alternés comme dans toutes les machines du même genre.

Ne considérons d*abord que les parties radiales des fils, et divisons la surface de l'induit (Fig. 74) en 6 segments égaux par 5 rayons 0,A,B,C,D,E, que nous supposons correspondre aux 6 positions des fils pour lesquels la force électro-motrice développée est nulle. Tous les fils étant animés de la même vitesse angulaire, la force électro-motrice développée, dans chaque fil, est d'autant plus grande que le fil considéré est plus rapproché de Taxe d'un des segments.

L'induit doit fonctionner avec une paire de balais seulement, et tous les fils doivent être associés en série, comme dans un induit de machine bipolaire ordinaire. Les conditions électriques à remplir consistent donc à former deux séries de fils, partant l'une et l'autre d'un fil commun pour lequel la force électro-motrice développée est nulle ; composées chacune, à partir de ce point, de fils pour lesquels la force électro-motrice développée va constamment en augmentant d'un fil à l'autre jusqu'à un certain maximum ; puis constamment en diminuant, à partir de ce maximum, pour aboutir tou-»

tes les deux à un même fil pour lequel la force électromotrice développée est encore nulle. Autrement dit, le fil

de départ et le fil d'arrivée des deux séries doivent être sur deux des rayons d'induction nulle qui sont tracés sur la figure 74, et les fils qui doivent former les 2 séries, doivent être connectés dans un ordre tel qu'ils s'écartent successivement de plus en plus de ces rayons, jusqu'à ce qu'on arrive, pour chaque série, à un fil qui passe par le milieu, ou plus près que tous les autres du milieu d'un segment. A partir de ce point, les fils doivent se rapprocher successivement de plus en plus des

rayons d'induction nulle, pour arriver au fil que nous avons choisi pour être le dernier commun aux deux séries.

Pour pouvoir placer les balais aux extrémités d'un même diamètre, choisissons comme fil de départ des deux séries celui qui est sur le rayon 0, et comme fil d'arrivée celui qui est sur le rayon C, diamétralement opposé et numérotons les fils, dans la formation de chacune des séries, en suivant l'ordre dans lequel ils doivent être connectés.

Si on place un fi^l sur chacun des rayons d'induction nulle, tous ces fils doivent tout d'abord être connectés les uns à la suite des autres, puisque la force électromotrice développée dans chacun d'eux étant nulle, ils doivent tous être au commencement ou à la fin de l'une ou de l'aulre des séries. On aurait alors à placer à la suite de ceux-là les fils qui en sont le plus rapprochés, et a-nsi de suite. Mais si on veut que toutes les développantes qui servent à connecter les parties radiales soient égales, dans chacune des deux couronnes, on forme l'enroulement avec ces 6 fils seulement. Pour éviter cela, au lieu de mettre le fil 1, sur le rayon A, on le met en avant ou en arrière de ce rayon d'une certaine quantité a, mesurée par exemple sur la circonférence, extérieure, et appelons / la distance 01 mesurée sur cette même circonférence. Pour déterminer la position du fil 2, portons la même longueur / à partir du point i, et ainsi de suite pour tous les autres fils en allant toujours dans le même sens.

Toutes les fois que Ton porte la longueur / sur la circonférence, pour déterminer la position d'un nouveau fil, ce fil a donc un retard sur le rayon d'induction nulle

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correspondant, plus grand que le retard du fll précédent sur le rayon d'induction nulle précédent, de a. 11 est évident qu'en procédant ainsi, les fils vont en s'éloignant successivement de plus en plus des rayons d'induction nulle, jusqu'à ce qu'on arrive à un fil qui corresponde avec le milieu d'un segment; et qu'à partir de ce fil ils vont en se rapprochant de ces rayons, jusqu'à ce que l'on retombe sur l'un deux.

Comme les deux séries de fils doivent aboutir au rayon commun C, on a dû prendre la longueur a telle que l'on arrive à la fin de l'enroulement à un certaiu point k qui soit distant du point C delà longueur /. C'està-dire que si l'on perd, sur 1/6® de circonférence toutes les fois que nous portons la longueur / sur la circonférence, une longueur a ; arrivé au point k, on doit avoir perdu un nombre q de fois a tel, que qa = l. Le nombre q exprime évidemment le nombre de fils placés, ou le nombre de points ou sommets, qui déterminent sur la circonférence extérieure les positions de ces fils. En portant / à partir de k on arrive donc au point C, et l'on a ainsi constitué une des deux séries.

En procédant comme nous venons de l'indiquer, on forme un polygone étoile, qui doit être régulier pour que tous les fils radiaux soient également distants les uns des autres. On démontre aisément que ce polygone étoile, pour répondre aux conditions de l'enroulement, doit

être de la forme

N = 2 (jp,n dz 1)

N étant le nombre de côtés ou de sommets du polygone, p le nombre de paires de pôles et n le nombre de côtés compris dans la longueur /.

2pn = N—2.

Dans la pratique, Tenrouleineat se lait sur un plaleau percé de trous aux extrémités des fils radiaux ; les extrémités de ceux-ci passent par les trous, et les connexions en développantes parallèles sont sur l'autre face du plateau. Il s'ensuit que d'un côté du plateau, tous les lîls

Fig. 75.

sont radiaux, et que de l'autre côté ils sont tous parallèles. Les croisements de fils sont de celte façon complètement évités.

De plus, pour des considérations mécaniques, l'enroulement se divise entre deux plateaux, que l'on fixe ensuite de chaque côté d'un disque métallique supporté

DYNAMOS A GOURANT CONTINU

par un moyeu, et par l'arbre delà machine. Pour arriver à répartir Tenroulement sur les deux plateaux, remarquons que la partie a,6,c,rf,e (Fig. 75) se répète constamment avec la même forme. Considérons cette partie comraô une section, et plaçons-la sur le plateau avant. Puis plaçons la section suivante, celle qui commence au point e ou 2, et finit au point 4, sur le plateau arrière; puis celle qui suit celle-là sur le plateau avant, et ainsi de suite en alternant. On fait ainsi tout Tenroulement en plaçant la moitié des fils sur chaque plateau. La figure 76 montre la répartition des fils sur chacun des

Fig. 76.

plateaux. Les traits pleins, par exemple, indiquent les fils du plateau avant^ les traits pointillés, ceux du

L KGLAIRAGE ELECTRIQUE

plateau arrière. La figure 77 montre les fils du plateau avant séparés de Tautre moitié de Tenroulement.

Les deux moitiés de Fenroulement se font séparément sur chacun des deux plateaux ; on fait alors sortir les bouts de fil des extrémités de chaque section, puis on

Fig. 77.

monte les plateaux de chaque côté du disque métallique dont nous avons déjà parlé, en mettant les fils radiaux du côté du disque. Il ne reste plus alors qu'à réunir par des soudures les bouts des fils d'un plateau à ceux de Fautre, pour reconstituer Tenroulement dans son ensemble. On a soin de faire sortir les bouts des sections