GROUPES ÉLECTROGÈNES MIXTES EN SERVICE A L’EXPOSITION
Ou ;i désigne sous le nom de groupes éleelrogèncs mixtes ceux dans lesqiuds le molcur à vapeur actionne simultanément une dynamo à courant continu et un alternateur triphasé.
Deux groupes de cette catégorie fonctionnent dans la section allemande :
N° 20. Eleclrizitàts-Aktiengescllschaft vormals Scliuckert und C° de Nuremberg (Allemagne) et Société « A ereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Mascbinenbau- Gesellscliaft Niirnberg» de Nüremberg (Allemagne).
28. Electricilats-Akliengesellschaft vormals \\ . Labmeyer und C° de Francfort-si'ir-Mein Allemagne) et Société « Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbau- (îesellscbaft Niirnberg » de Nuremberg Allemagne).
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ELEKTRICITATS-AKTIENGESELLSCHAFT VORMALS SCHUCKERT UND C DE NUREMBERG (ALLEMAGNE) ET SOCIÉTÉ « VEREINIGTE MASCHINENFABRIK AUGSBURG UND MASCHINENBAU-GESELLSCHAFT NURNBERG » DE NUREMBERG (ALLEMAGNE).
Ce groupe électrogène fi g. 108) est constitué par un moteur à vapeur vertical à triple expansion, pouvant développer 2000 chevaux effectifs à la vitesse angulaire de 83,5 tours par minute et actionnant directement une dynamo à courant continu multipolaire et un alternateur triphasé du type volant.
La dynamo à courant continu {fi g. 107 et 100), d'une puissance de 750 kilowatts à la vitesse angulaire de 83,5 tours par minute, peut débiter 1 500 ampères sous 500 volts.
L'inducteur est constitué par une carcasse en acier coulé, en deux pièces, affectant une forme polygonale et munie de 14 noyaux polaires à section rectangulaire, venus de fonte avec la carcasse. Des évidements ménagés au droit de chaque noyau ont permis de réduire le poids de cette pièce. Le diamètre de l’inducteur est de 3,042 m el sa largeur de 410 mm.
Les bobines inductrices, en fil de cuivre roulé sur une carcasse, sont enfilées sur les noyaux el maintenues par les épanouissements polaires en fer forgé.
La dynamo est excitée en dérivation.
L'induit est du type en tambour multipolaire avec sections reliées en parallèle. L'enroulement est fait avec du câble à profil rectangulaire; il est maintenu à la surface du noyau lisse et feuilleté par des cerclages en fil d’acier et un certain nombre de coins d’entraînement. Les diverses sections de l'induit sont reliées entre elles, à l’arrière du noyau, par des lames de cuivre, en forme de développantes de cercle. Le nombre total des conducteurs de l’induit est de I 072.
Fig. 107. — Dynamo Schuckert. — Détails de construction.
Fig. 108. — Groupe éleclrogène mixte Schuckert.
Fig. 109. — Dynamo Schuckert.
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Le collecteur comporte 536 lames en cuivre dur étiré, isolées au mica.
Le courant est recueilli par 11 séries de \ balais en charbon. On peut taire varier le calage • les balais à l aide d'une vis sans fin manœuvrée par un volant et qui permet, à 1 aide d un pignon intermédiaire, de déplacer l’étoile sur laquelle sont montés les porte-balais.
Le poids de la dynamo atteint 43 tonnes dont 20 tonnes pour l'induit,
Le rendement à pleine charge est de 93,3 0/0.
L’arbre de l'induit est manclionné à l'extrémité de gauche de I arbre du moteur a vapeur, dont l’extrémité de droite es| reliée à l’arbre de l'inducteur mobile de l'alternateur triphasé.
Fn.. 110. — Alternateur triphasé Schuckert.
L’alternateur fig. 110 et 111) a une puissance de 830 kilovolts-ampères avec une tension étoilée de 5 000 volts. Il peut débiter 98 ampères par phase. La fréquence est de 50 périodes par seconde.
Le système inducteur mobile est constitué par une couronne en fonte en deux pièces \fig. 111), reliée par huit bras au moyeu claveté sur l'arbre; ce dernier, en acier Martin, pèse à lui seul 5 740 kg. Sur la périphérie de cette couronne sont disposés radialement 72 noyaux polaires feuilletés munis chacun d’une bobine excitatrice en ruban de cuivre roulé sur champ.
Le poids total de l'inducteur mobile est de 20 150 kg et son diamètre, à l’extrémité des pièces polaires, de 5,484 m ; sa largeur est de 400 mm.
Le courant d’excitation est fourni par la canalisation générale de l’Exposition sous une tension de 220 volts.
L’induit fixe comporte une carcasse circulaire en fonte, en deux pièces, percée d’ouvertures de ventilation et un anneau feuilleté constituant le noyau; il repose sur les fondations par ( intermédiaire de semelles dont est munie la moitié inférieure de la carcasse,
Alternateur triphasé Schuckert. — Détails de construction.
GROUPES ÉLECTROGÈNES MIXTES
Sur chaque face de cette carcasse se trouvent des tirants en acier reliés, d’une part, à la couronne extérieure et, de l'autre, à une petite couronne concentrique à l’arbre. La tension de ces tirants peut être modifiée à l’aide d’écrous, ce qui permet de rattraper les petites déformations et de centrer très exactement l’induit sur l'inducteur.
La partie inférieure de l'induit complet pèse 7 750 kg et la partie supérieure G G00 kg.
L’enroulement induit comprend 108 bobines logées dans les entailles du noyau, soit 36 par phase. Les trois circuits sont groupés en étoile. Le diamètre d’alésage est de 5 mètres et l’entrefer est de 8 mm.
D’après les constructeurs, le rendement de l’alternateur, à pleine charge, serait de 94 0/0 et de 91 0/0 à demi-charge.
L'excitation, à pleine charge, n’absorberait que 18 kilowatts.
Le moteur à vapeur a été construit pour développer normalement 2 500 chevaux à la vitesse angulaire de 100 tours par minute ; mais, à l’Exposition, il ne marche qu’à 83,5 tours par minute, afin d’obtenir la fréquence imposée pour l’alternateur.
Chacun des trois cylindres du moteur est supporté par une colonne en fonte. Le cylindre de haute pression a 775 mm de diamètre et est placé entre les deux autres ayant, celui de moyenne pression, 1240 mm de diamètre et celui de basse pression, 1 800 mm. La course des pistons est de 1,10 m.
Le cylindre de haute pression est muni de distributeurs à soupapes ; les deux autres ont des distributeurs à robinets, genre Corliss.
L'arbre moteur a 9 m de longueur et est supporté par six paliers fixés au bâti en trois pièces. 11 porte, à chacune de ses extrémités, un plateau d’accouplement destiné à le relier aux arbres des génératrices électriques. L’ensemble des trois arbres a 17 m de longueur et est supporté par dix paliers.
Près des manchons d’accouplement, de part et d’autre du moteur, sont clavetés les volants pesant chacun 20 tonnes. L’un de ces volants est muni, à la partie intérieure de sa couronne, d’une denture engrenant avec un pignon commandé, par l’intermédiaire d’engrenages, avec un moteur électrique à courant continu de 10 chevaux. Le rapport des vitesses est tel qu’il faut 3 minutes environ pour que la machine effectue un tour complet. Ce dispositif de vireur est utilisé pour le démarrage.
Derrière le moteur sont installés les pompes à air du condenseur, actionnées par des balanciers fixés aux tètes de bielle.
ELECTRICITÂTS-AKTIENGESELLSCHAFT V0RMALS W. LAHMEYER DND C* DE FRANCFORT-SUR-LE-MEIN (ALLE¬ MAGNE) ET SOCIÉTÉ « VEREINIGTE MASCHINENFABRIK AUGSBURG UND MASCHINENBAU-GESELLSCHAFT NURNBERG » DE NUREMBERG (ALLEMAGNE).
Ce groupe électrogène {fi g. 113) est constitué par un moteur à vapeur, type pilon, pouvant développer une puissance de 1 500 chevaux effectifs et commandant une dynamo multipolaire à courant continu et un alternateur triphasé. Les arbres de ces deux génératrices sont accouplés directement avec l'arbre du moteur à vapeur, à chacune des extrémités de ce dernier.
La dynamo à courant continu ( fig . 112), d’une puissance de 350 kilowatts à la vitesse angulaire de 94 tours par minute, peut débiter environ 625 ampères sous 500-550 volts.
L’inducteur est constitué par une carcasse en fonte, en deux pièces, à l’intérieur de laquelle sont rapportés et fixés par des vis 12 noyaux polaires, en acier coulé, disposés radialement. La moitié inférieure de la carcasse est munie de semelles permettant de fixer la dynamo sur les fondations.
Les bobines inductrices sont reliées en série et la dynamo est excitée en dérivation.
Fig. 112. — Dynamo Lnhmeyer. — Détails de construction.
roupe éleclrogéne mixte Lahmcyer.
GROUPES ELECTROGÉNES MIXTES
L'induit, du type en tambour multipolaire avec sections groupées en parallèle, a son arbre supporté par deux paliers et manchonné à une des extrémités de celui du moteur à vapeur. 11 a 2,40 m de diamètre et 0,40 m de largeur.
Le noyau de l’induit, en tôles minces isolées, forme une couronne supportée par une étoile dont le moyeu est claveté sur l'arbre. 11 porte 609 entailles dans chacune desquelles sont logées deux lames de cuivre placées l’une au-dessus de l'autre. Les diverses spires de l’enroulement induit sont pliées d’avance sur gabarit, de manière à pouvoir être raccordées facilement entre elles et avec les lames du collecteur.
Le bobinage est maintenu à la surface du tambour au moyen de segments en laiton vissés dans le noyau. Ce système de frettage permet d’enlever facilement une spire quelconque, sans qu'il soit nécessaire de démonter complètement l’induit.
Les lames du collecteur sont en cuivre étiré isolées au mica.
Les balais sont en charbon et au nombre de trois sur chaque ligne. Les douze séries de balais sont alternativement reliées à deux prises de courant, montées sur une couronne en forme de double T et isolées Lune de l’autre par des lames d’ambroïne.
A pleine charge, le rendement de cette dynamo est de 93, 2 0/0. Les pertes dans l’enroulement induit sont de 2 0/0; les pertes dans l'inducteur sont de 4,5 0/0. L’élévation de température ne dépasse pas 30u dans l’induit et 25° dans l’inducteur.
La saturation magnétique est telle (pie la chute de potentiel est, au maximum, de 10 0/0 entre la marche à pleine charge et la marche à vide, avec la même excitation.
L'alternateur du type-volant (fïg. 114) a une puissance de 1000 kilo volts-ampères et fournit des courants triphasés à la tension étoilée de 5 000 volts.
La fréquence est de 50 périodes par seconde, le nombre de pôles étant de 64 et la vitesse angulaire de 94 tours par minute.
L inducteur mobile est constitué par un volant en fonte pesant 54 tonnes et formé de quatre pièces assemblées par des boulons et de lorts goujons.
Les 64 noyaux polaires, disposés radialement sur la jante du volant, sont en acier coulé. Ils ont une section circulaire et sont fixés chacun par une vis et par une cheville, ce qui permet un démontage facile.
Les bobines excitatrices sont en ruban de cuivre roulé sur champ.
Les épanouissements polaires sont en fer forgé et de section rectangulaire. D'après le constructeur, ces épanouissements polaires massifs jouent le rôle d'amortisseur et seraient le siège de courants de Foucault très intenses lorsque des phénomènes de résonance viennent à se produire. Dans ces conditions, les effets dus à ces phénomènes de résonance seraient réduits dans de grandes proportions, ce qui présente un grand avantage dans le fonctionnement des alternateurs couplés en parallèle.
Le courant d’excitation est fourni par une dynamo à 6 pôles, dont l’induit est calé sur le prolongement de l'arbre de l’alternateur. Cette dynamo, d’une puissance de 14 kilowatts, peut débiter 215 ampères sous 65 volts. Elle est excitée en dérivation et son induit est du type en tambour multipolaire ondulé avec sections groupées en parallèle. Les barres de l’enroulement sont reliées à celles du collecteur par des vis.
Le réglage de la tension de l'alternateur s’effectue uniquement en faisant varier, à l’aide d'un rhéostat, la résistance du circuit inducteur de l’excitatrice.
L’induit fixe comporte une carcasse circulaire en fonte ajourée, à l’intérieur de laquelle est solidement maintenu l’anneau de tôles minces isolées constituant le noyau.
La carcasse est renforcée, sur chacune de ses deux faces, par une couronne extérieure reliée par dix bras à une seconde couronne concentrique à la première.
L’ensemble repose sur les fondations par l’intermédiaire de semelles munies de coins destinés à obtenir le centrage.
Les trois enroulements de l’induit, groupés en étoile, sont logés dans des entailles pratiquées dans le noyau.
