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Fin. 88. — Alternateur triphasé Thomson-Houston. — Détails de construction.

A cette pression, en augmentant l’admission jusqu’à 600/0 de la course du piston, le moteur peut développer 2 250 chevaux.

Dans ces différents cas, les variations d'admission sont commandées automatiquement par le régulateur.

I.e moteur se compose essentiellement de deux socles absolument indépendants, dont chacun porte, venu de fonte, l’un des deux paliers principaux de l’arbre moteur. Sur ces socles, servant de support à chacun des cylindres, deux pièces de fonte à profil parabolique de solide d'égale résistance, servent à la fois de bâti et de glissière à chacune des machines jumellées.

L’arbre moteur est muni d’un plateau-manivelle à chacune de ses extrémités. Entre les deux paliers, il porte le volant, du poids de 70 tonnes environ et de 7,30 m de diamètre, ainsi que l'inducteur de l’alternateur qui pèse environ lo tonnes.

Les cylindres, à double enveloppe, sont munis d’obturateurs placés dans les fonds des cylindres, disposition qui réduit au minimum les espaces nuisibles.

Les obturateurs d'admission des deux cylindres sont munis du système de déclic Reynolds- Corliss.

Le moteur comporte deux régulateurs : l'un d’eux agit directement sur la détente des deux cylindres simultanément; l’autre n’est qu’un appareil de sûreté agissant sur un déclenchement qui ferme complètement l'arrivée de vapeur au cylindre de haute pression et, par conséquent, arrête le moteur dans le cas où ce dernier aurait une tendance à s'emballer, par suite d'un accident survenu au régulateur principal par exemple.

La condensation est assurée par un condenseur indépendant muni d’une pompe à air verticale. La partie supérieure de cet ensemble se trouve seule au-dessus du niveau du sol.

groupe n° t:>

MM. SCHNEIDER ET C"= DU CREUSOT (SAONE-ET-LOIRE) ET MM. DUJARDIN ET C' DE LILLE (NORD)

L’alternateur triphasé [fitj. 8(b de ce groupe est actionné directement par un moteur à vapeur à triple expansion et à condensation, du type vertical, pouvant développer 1 700 chevaux.

L’alternateur, à induit fixe et à inducteur mobile, d’une puissance de 1 400 kilovollsampères, fournit des courants triphasés à la tension polygonale de 3000 volts. L'inducteur comportant 84 pôles et la vitesse angulaire étant de 72 tours par minute, la fréquence est de 50 périodes par seconde.

Le système inducteur est constitué par un volant en fonte, en deux pièces assemblées : deux frettes en acier forgé assurent l’assemblage du moyeu et sa fixation sur l’arbre du moteur à vapeur.

La jante du volant, en forme d’U renversé, est assemblée par quatre frettes en acier posées à chaud et logées dans des gorges pratiquées à cet effet sur ses faces. La jante est reliée au moyeu par 8 doubles bras nervurés.

Deux boulons d’assemblage du moyeu facilitent le montage du volant et la mise en place des frettes. Le calage de ce moyeu est assuré par deux clavettes à 120°.

Les noyaux polaires, au nombre de 84, sont fixés radialement à la périphérie du volant à l’aide de vis. Ces noyaux, en acier coulé, sont en partie encastrés dans la jante, afin de réduire au minimum la réluctance des joints et d’assurer toute la solidité désirable. Chaque noyau est muni d’une bobine inductrice en ruban de cuivre roulé sur champ. Un serrage rationnel maintient solidement chaque bobine et permet d’obtenir la rigidité nécessaire pour que l’ensemble puisse résister sans déformation aux effets de la force centrifuge à une vitesse tangentielle qui atteint 25 m par seconde.

Les 8 4 bobines inductrices sont reliées en tension et les extrémités du circuit inducteur

* te ./

Alternateur triphasé du Creuset. — Détails de construction.

aboutissent respectivement à deux bagues de bronze montées sur un manchon en fonte, fixé luimême sur l’arbre du moteur à vapeur.

Des frotteurs métalliques, solidaires d’un support fixe, amènent le courant d’excitalion aux bagues.

Le système inducteur, pesant 54 tonnes, présente une masse suffisante pour qu’il ait été possible de supprimer le volant du moteur à vapeur.

Le courant d’excitation, à pleine charge, doit avoir une intensité de 230 ampères environ sous 140 volts. Comme le courant d’excitation devait être emprunté à la canalisation de l'Exposition dont la tension est de 450 volts, on a ramené la tension à 150 volts à l'aide d’un transformateur rotatif formé d’un moteur électrique et d’une dynamo à courant continu, d'une puissance de 40 kilowatts, accouplés mécaniquement par un manchon élastique.

L’induit de l’alternateur comporte une carcasse en fonte, constituée par deux demi-couronnes assemblées suivant un diamètre horizontal. Chaque demi-couronne est formée de deux parties boulonnées emprisonnant entre elles les tôles du noyau de l’induit.

Deux semelles, rapportées sur la couronne, servent à fixer l’ensemble sur deux caissons en fonte reposant sur les fondations. L’assemblage des semelles et de la couronne présente des surfaces d’appui suffisamment inclinées sur la verticale pour permettre d’enlever la demi-couronne supérieure en cas de besoin.

Les tôles du noyau sont groupées par paquets entre lesquels des intervalles ont été ménagés pour assurer une bonne ventilation.

Le noyau, de 250 mm de largeur, est percé de 504 entailles dont 492 seulement reçoivent les bobines induites. Les 12 entailles laissées vides permettent d’effectuer le démontage de la demi-couronne supérieure sans qu'il soit nécessaire d’apporter des modifications importantes dans le bobinage. Des connexions très simples complètent les trois circuits montés en triangle et comprenant chacun 82 sections reliées en tension.

Le bobinage de l’induit est eh câble de cuivre très souple. Afin d’éviter tout risque de court circuit, chacun des trois enroulements occupe des positions différentes sur la surface de l’induit; les bobines d’un même circuit sont identiques comme forme et comme position. Grâce à cette disposition, les distances qui séparent les bobines sont suffisantes pour qu’on puisse obtenir aux bornes une tension très élevée avec un isolement relativement faible du bobinage.

Une couronne de protection, formée de segments en fonte ajourés, est fixée de chaque côté de la carcasse dans la partie de l’alternateur située hors des fondations, afin de protéger les bobines de l’induit.

Les bornes, placées à la partie inférieure de la carcasse, sont formées de blocs de bronze montés sur des isolateurs à cloche en porcelaine ; des vis de serrage permettent d'y fixer les conducteurs de la canalisation.

Le diamètre d’alésage est de 6,40 m, le diamètre extérieur de 7,92 m et la largeur totale de 1.15 m. L'alternateur complet pèse 94 tonnes.

Le rendement, à pleine charge et avec un facteur de puissance égal à l’unité, est de 94 0/0.

L'augmentation de tension, à vitesse constante, lorsqu'on supprime complètement la charge, n’est que de 4 0/0.

Le moteur à vapeur comporte quatre cylindres : un cylindre de haute pression de 610 mm de diamètre ; un cylindre de moyenne pression de 1 050 mm et deux cylindres de basse pression ayant chacun I 050 mm.

Les deux cylindres de basse pression sont fixés aux bâtis; à celui de droite est altelé en tandem le cylindre de haute pression et, à celui de gauche, celui de moyenne pression.

Chacun des cylindres est muni d’une enveloppe de vapeur.

La course des pistons est de 1,650 m.

La pression à l’admission est de 11 kg : cm2.

La distribution de vapeur dans le cylindre de haute pression est du système Dujardin à

GROUPES É LECTROGÈNES A COURANTS ALTERNATIFS quatre obturateurs, à déclic genre Corliss, placés à la partie inférieure du cylindre. Ceux d'admission sont -commandés par le régulateur.

La distribution dans les autres cylindres est du même système ; mais, dans le cylindre de moyenne pression, l’admission peut être modifiée à la main; dans les cylindres de basse pression, les obturateurs sont sans déclic et le degré d’admission est invariable.

Chaque groupe de cylindres est muni d'un condenseur du type dit à mélange, avec son groupe de deux pompes à air. Ces pompes sont verticales, à simple effet et à double corps de pompe, et possèdent trois rangées de clapets de petit diamètre. La commande des pompes à air se fait par un balancier, en forme de T, actionné par la crosse des tiges des pistons du moteur. Les condenseurs et les pompes à air sont installés dans le sous-sol.

Le graissage intérieur des cylindres est effectué par des graisseurs mécaniques à pompe; les autres organes sont graissés d’une façon continue par une circulation d’huile refoulée, pour chaque côté du moteur, par une petite pompe rotative placée sous le parquet.

SOCIÉTÉ SIEMENS ET HALSKE DE BERLIN (ALLEMAGNE) ET M. A. BORSIG DE TEGEL, PRÈS BERLIN (ALLEMAGNE)

Ce groupe électrogène (Planche 1 et fiy. 92) est constitué par un alternateur à courants triphasés Siemens et Ilalske, actionné par un moteur vertical à triple expansion système Borsig.

L’alternateur a une puissance de 2 000 kilovolts-ampères pouvant, au besoin, atteindre 2 500 kilovolts-ampères. La tension étoilée est de 2 200 volts avec un débit de 525 ampères par phase. La fréquence est de 50 périodes par seconde.

L’inducteur [fiy. 90 et 91), monté directement sur l’arbre du moteur à vapeur, est constitué par un volant en fonte en deux pièces [fiy. 93), dont la jante, de 600 mm de largeur et de 1 10 mm d'épaisseur radiale est reliée par huit bras au manchon claveté sur l’arbre. Sur cette jante [fiy. 91) sont disposés radialement 72 pôles feuilletés en tôle de fer, de section rectangulaire, maintenus chacun par quatre vis dont les extrémités viennent se lixer dans un prisme rectangulaire en acier, glissé dans un évidement ménagé dans le noyau. Afin de pouvoir mieux résister aux efforts tangentiels, chaque noyau polaire porte, à sa partie inférieure, une saillie qui vient se loger dans une rainure correspondante pratiquée sur la surface de la jante.

De chaque côté du noyau et faisant saillie en dehors de la jante, est rapportée une pièce évidée en bronze sur laquelle est placé le bobinage ; l’évidement constitue ainsi un canal radial servant à la ventilation et au refroidissement. Dans le même but, les noyaux ont, en leur milieu, une rainure perpendiculaire à l’axe de rotation et correspondant à une fente ménagée dans la jante. Grâce à ces dispositions, lorsque l’alternateur est en marche, un courant d’air passe dans l’entrefer et assure le refroidissement de l’induit et des pôles de l’inducteur.

Chaque noyau polaire porte un bobinage formé de 40 spires en lames de cuivre, de 4 mm sur 23 mm, roulées sur champ. Les spires sont isolées l une de l’autre par interposition de toile imprégnée d’une substance isolante.

Le poids du cuivre des bobines inductrices est de 4 000 kg; la résistance à chaud de l’inducteur est de 1 ohm.

L’excitatrice a son induit monté en porte-à-faux à une des extrémités de l’arbre.

C’est une dynamo à huit pôles pouvant débiter 214 ampères sous 210 volts, à la vitesse angulaire de 83,5 tours par minute. Elle est excitée en série.

L'induit en tambour a ses sections couplées en parallèle et le courant est recueilli par huit porte-balais, munis chacun de 2 balais en charbon. Ces porte-balais, d’un modèle spécial, permettent de vérifier la pression exercée sur le collecteur. Les 8 tiges porte-balais sont fixées

-I Iti

Fi«i. 90. — Alternateur triphasé Siemens et Halske. — Détails de construction.

En.. 91. - Alternateur triphasé Siemens et Halske. — Détails de construction.

Planche 1 (page 116 bis).

Fiu. 92. — Groupe élcclrogène à courants triphasés Siemens et Halske — Borsig.

sur une couronne que l'on peut déplacer en agissant sur un volant commandant une vis. Toutefois, comme cette excitatrice fonctionne sans étincelles aux balais quelle que soit sa charge, il n’est jamais nécessaire de modifier le calage.

Lorsque l’alternateur fonctionne à pleine charge avec sa puissance normale de 2 500 kilowatts (cosinus © étant égal à l’unité), l’intensité du courant d’excitation est de 140 ampères.

L'induit fixe de l’alternateur est constitué par une carcasse formée de deux fiasques paral-

Fig. 93. — Couronne de l’inducteur de l'alternateur Siemens et Ilalske.

lèles, en forme de couronne [f g. 04), concentriques à 1 arbre et reliées par deux pièces radiales. Les deux flasques sont réunies par des pièces de fonte auxquelles est fixé le noyau d induit en tôles de fer de 0,5 mm d’épaisseur.

Le diamètre intérieur de l’induit est de 6 m et celui de l’inducteur jusqu’à l’extrémité des épanouissements polaires est de 5,976 m; l’entrefer est donc de 12 mm.

La largeur de l’induit est de 600 mm avec une épaisseur radiale de 150 mm. Il est en quatre pièces comme les flasques qui le supportent.

Le noyau feuilleté de l’induit est percé de 648 entailles de 13 mm de largeur et de 55 mm de

Fig. 91. — Carcasse de l’induit de l’alternateur Siemens et llalske.

Waltmétre

Fig. 95.

Schéma des connexions de l'installation

GROUPES ÉLECTROGÈNES A COURANTS ALTERNATIFS profondeur, qui reçoivent chacune une barre de cuivre de 7 mm sur 44 mm. Ces barres sont isolées du noyau au moyen de mica comprimé; une fois introduites dans les entailles, on les fixe à l’aide d’une sorte de coin en substance isolante de composition spéciale.

Les 210 barres constituant chacun des trois circuits sont reliées en série par l’intermédiaire de connexions en cuivre et les trois circuits sont montés en étoile.

Le poids total du cuivre de l’induit est de 2 400 kg. La résistance à chaud de chaque branche de l’étoile est de 0,014 ohm. La puissance absorbée à pleine charge par effet Joule dans l’induit est de 18 kilowatts, soit une perte de 0,7 0/0.

Afin d’obtenir un centrage parfait de l’induit fixe de l’alternateur et aussi pour obvier à l’usure des coussinets ou à un déplacement quelconque, la partie extérieure de la couronne fixe est soigneusement tournée et repose, par sa partie inférieure, sur deux rouleaux disposés de part et d’autre de l’axe vertical de l’alternateur. Ces rouleaux peuvent être déplacés verticalement au moyen d’une vis sans fin et d’un cliquet. En agissant simultanément sur les deux rouleaux, on déplace l'induit verticalement ; en agissant successivement sur chacun d’eux, c'est-àdire en faisant descendre l'un et en élevant l’autre, on obtient un déplacement horizontal de la couronne. Afin d’empêcher cette dernière de se déplacer, une fois le centrage obtenu, on la fixe au moyen de boulons à des pièces de fonte ancrées, de part et d’autre de l'axe, dans la maçonnerie.

La figure 95 donne le schéma des connexions de l’installation.

Le rhéostat d’excitation et l'interrupteur tripolaire du circuit de haute tension sont placés dans la fosse de fondation de l’alternateur. Ces deux appareils sont commandés par l’intermédiaire de chaînes de renvoi actionnées par deux volants M, etM2, montés de part et d’autre d’un petit pupitre sur lequel sont placés le voltmètre et l’ampèremètre de l’excitatrice. Des indicateurs, visibles à travers des fenêtres ménagées dans le couvercle du pupitre, permettent de se rendre compte de la valeur des résistances intercalées par le rhéostat dans le circuit d’excitation et aussi de la position de l’interrupteur de haute tension.

. A cause de la grande self-induction du circuit d’excitation de l’alternateur, il serait dangereux, en cas d'accident par exemple, d’ouvrir brusquement le circuit. Pour annuler sans danger l’excitation de l’alternateur, on utilise un commutateur c qui permet de mettre directement en court circuit l’enroulement en série de l'inducteur de l’excitatrice. Cette dernière se trouve ainsi désamorcée.

En face du pupitre, sur une colonne de, 4,30m de hauteur (fig. 90), sont disposés un voltmètre, un ampèremètre et un waltmètre, permettant de contrôler la marche de l'alternateur. Ces trois instruments, du système Ferraris, ont un cadran de 60 mm de diamèt re et une aiguille sur chaque face. Ces instruments fonctionnent au moyen de courants de basse tension fournis par les transformateurs T,, T2 et T3; mais les lectures donnent directement les valeurs correspondantes pour la haute tension.

Le moteur à vapeur vertical, du système Borsig, est à triple expansion et à quatre cylindres, superposés deux par deux; il peut développer 2 500 chevaux avec une pression à l’admission de 14 kg par centimètre carré, une admission de 2/10 et en marchant à condensation à la vitesse angulaire de 90 tours par minute. A l’Exposition, la pression d’admission est de 10 kg: cm2 et le moteur ne peut développer qu’une puissance de 2000 chevaux à la vitesse de 83,5 tours par minute, la fréquence imposée étant de 50 et le nombre de pôles de l'alternateur de 72.

Chaque file de cylindres superposés comprend, à la partie inférieure, un cylindre de basse pression de 1,340m de diamètre; ces deux cylindres permettent d’éviter l’emploi d’un seul cylindre de dimensions exagérées et fonctionnent d'une manière identique ; l'ensemble des deux se comporte comme un seul cylindre de basse pression.

Le cylindre supérieur de l’un des groupes, de 760 mm de diamètre, est le cylindre de haute pression; celui de l’autre groupe a 1,180m de diamètre; c’est le cylindre de moyenne pression. Les tiges des pistons actionnent deux manivelles calées à 180°. La course est de 1,200 m.

I/ëLEGTRIGITÉ A L’EXPOSITION

Le moteur eut muni d’un volant du poids de 41,8 tonnes; ce volant est monté entre l'un des

paliers du socle et le palier de l’alternateur.

L’arbre à manivelles, en deux pièces, est supporté par six paliers, dont quatre font partie du socle du moteur, les deux autres étant à l’extérieur ; c’est entre ces deux derniers qu’est placé l’inducteur de l’alternateur. Une des extrémités de l’arbre porte l’induit de l’excitatrice; à l’autre extrémité, près d’un des paliers du socle, est fixé un plateau qui porte la commande de deux pompes à air à simple effet, installées en sous-sol.

Le système de graissage du moteur présente des particularités intéressantes. Au-dessous de chaque manivelle de l’arbre moteur est un réservoir où vient tomber l’huile de graissage. Deux petites pompes centrifuges reprennent cette huile et l’envoient dans un épurateur et de là dans des boîtes de distribution d’où partent les conduits amenant l’huile aux divers organes à lubréfier. Ces boîtes de distribution permettent de contrôler constamment le graissage, car la circulation de l’huile y est rendue visible, l’intérieur des boîtes, fermées par des glaces, étant éclairé par des lampes à incandescence. Le graissage des paliers et des glissières est assuré au moyen de deux réservoirs d’huile placés au second étage de la machine et d’où elle s’écoule par son propre poids.

La vanne d’admission du moteur est commandée par l’intermédiaire d’une tige et d’un volant installés sur une petite plate-forme élevée de quelques marches, d’où l’on peut également manœuvrer la robinetterie. Devant cette plateforme sont placés les manomètres ainsi qu’une pendule.

Le démarrage de la machine est obtenu au moyen d’un moteur à courant continu actionnant, par l’intermédiaire d’engrenages, le volant, muni à cet effet d’une denture à la partie intérieure de sa couronne. Il suffit, pour obtenir le démarrage, de lancer le volant à la vitesse angulaire de l,5t:m. Le moteur électrique absorbe, pour cette opération, de 4 à 5 kilowatts au maximum.

Fig. 96. — Colonne portant les instruments de mesure.

ELECTRICITÀTS ACT1EN-GESELLSCHAFT VORMALS KOLBEN ÜND C° DE PRAGUE-VYSOCAN (AUTRICHE)