TROISIÈME PARTIE

GÉNÉRATEURS D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

CLASSIFICA T ION

D’après le mode de transformation utilisé pour obtenir l’énergie électrique, les générateurs usuels doivent être classés delà manière suivante :

1° Générateurs mécaniques, comprenant :

A) Machines d’induction électrostatique;

B) Machines d’induction électromagnétique.

2° Générateurs thermiques ou piles thermo-électriques;

3° Générateurs chimiques ou piles hydro-électriques.

C’est dans cet ordre que vont être étudiés les divers générateurs d’énergie électrique qui ont figuré à l’Exposition.

Générateurs mécaniques. — Les générateurs mécaniques de la première catégorie, c’est-àdire les machines d’induction électrostatique, ne sont plus guère utilisés aujourd’hui que pour certaines applications spéciales, telles que l’électrothérapie et la radiographie. On se sert principalement de machines d’influence du type Wirnshurst et plus rarement de machines du type F. Carré.

En ce qui concerne les machines d'induction électromagnétique, comprenant les machines magnéto-électriques et les machines dynamo-électriques, de nombreux modèles figuraient à l’Exposition.

Les machines magnéto-électriques ne sont guère employées actuellement que pour fournir le courant destiné à actionner les sonneries d’appel sur les réseaux téléphoniques et pour la mise à feu des amorces de mines.

Les machines dynamo-électriques peuvent être classées en trois groupes :

1° Dynamos à courant continu ;

2° Dynamos à courant alternatif simple ;

3° Dynamos à courants polyphasés.

Générateurs thermiques. — Les générateurs thermiques sont aujourd’hui presque complètement abandonnés et aucune pile thermo-électrique ne figurait à l’Exposition.

Générateurs chimiques. — Quant aux générateurs chimiques, c'est-à-dire aux piles, leur nombre était assez restreint et les types les plus récents étaient des éléments du genre Leclanché à liquide immobilisé.

MACHINES D’INDUCTION ÉLECTROSTATIQUE

Machine F. Carré. — Les perfectionnements apportés aux machines du type Wimshurst ont fait à peu près complètement abandonner les machines F. Carré, rpii sont rarement utilisées en

électrothérapie : on ne les construit presque plus aujourd'hui que pour les laboratoires d’enseignement de la physique.

M. A. Gaiffe, de Paris, avait exposé un modèle de machine Carré que représente la figure 1. Un premier plateau en verre A, actionné par une manivelle M, frotte entre deux coussins D, prend une charge positive et sert d’inducteur. Le second plateau B, en ébonite, tourne entre le plateau A et le peigne E relié à la terre et dont les pointes émettent un flux d'électricité négative destiné à neutraliser la charge du plateau A. Ce flux charge négativement le plateau B et, par suite du mouvement de rotation de ce dernier, cette charge est transportée vis-à-vis du peigne F relié au cylindre C. Le peigne F émet un flux positif qui neutralise la charge du plateau B et le cylindre C est alors chargé négativement. On obtient ainsi une série continue d’étincelles entre le cylindre C et le bras T mobile autour de son point d’attache, ce qui permet de faire varier la distance qui le sépare du cylindre C.

Une machine F. Carré, de construction analogue, figurait dans l’exposition deM. Ch. Chardin, de Paris.

Machines du type Wimshurst. — Les machines d'induction électrostatique de ce type se composent essentiellement de deux plateaux, en verre ou en ébonite, isolés l’un de l’autre et tournant en sens inverse. Indépendamment des machines à deux plateaux, de nombreux modèles de machines multiples étaient exposés ; ces dernières sont constituées par plusieurs machines, comportant chacune une paire de plateaux, groupées en parallèle et montées sur un même socle.

Dans les machines de M. E. Ducretet, de Paris, les modèles simples (/?</. 2) ont leurs deux plateaux garnis de secteurs en étain gaufré; dans les machines multiples ( fig . 3), deux plateaux seulement sont munis de secteurs, les autres étant nus, disposition qui, tout en assurant l’autoexcitation, donne une plus grande production d'énergie électrique. Les condensateurs, fixés sur la machine, peuvent être rendus indépendants à volonté, les armatures intérieures étant reliées aux collecteurs par des tiges mobiles très faciles à retirer et à remettre ; dans les machines multiples, comportant deux paires de condensateurs, on peut, à volonté, n’en utiliser que le

Fig. 1.

Machine d'induction électrostatique de F. Carré.

MACHINES D’INDUCTION ÉLECTROSTATIQUE

nombre voulu. Quant aux armatures extérieures, on les relie entre elles à l’aide d'une tige mobile. Grâce à ces dispositions, on peut réaliser toutes les combinaisons désirables.

Lorsqu’on veut utiliser ces machines sans les condensateurs, cas qui se présente souvent dans les applications thérapeutiques, on obtient un flux d’eflluves sans la moindre condensation, par suite de la construction même de la machine dans laquelle toutes les parties susceptibles de constituer un condensateur ont des surfaces réduites à leur minimum.

M. Ducretet emploie, pour constituer les plateaux, le verre de préférence à l’ébonite qui, avec le temps, subit des déformations et des modifications qui lui font perdre une partie de ses propriétés isolantes.

Fig. 2. — Machine d’induction électrostatique, modèle simple de E. Ducretet.

Les conducteurs diamétraux porte-balais devant faire entre eux un angle variant de 00° à 90°, et leur écartement ne pouvant être déterminé, dans la pratique, que par tâtonnements, le constructeur les a rendus mobiles autour de leur axe commun, disposition qui permet un réglage facile; en outre, dans les machines multiples, ces conducteurs diamétraux mobiles sont disposés de telle façon qu’on peut à volonté supprimer leur frottement et, par conséquent, l’action d’une ou de plusieurs paires, ce qui permet de modifier à volonté la puissance de la machine.

Enfin, ces machines ne s'inversent jamais d’elles-mêmes pendant la marche et il est facile de leur donner, avant la marche ou en pleine marche, la polarité voulue, rapidement et en toute certitude.

M. A. Gaiffe, de Paris, présentait de nombreux modèles de machines du genre Wimshurst.

Le modèle simple {/îg. -4) comporte deux plateaux P, en ébonite ou en verre, montés sur un même axe et tournant en sens inverse l’un de l’autre. Sur chaque plateau, aux extrémités d’un même diamètre, frottent des balais portés par des liges S. Les tiges porte-balais des deux plateaux sont inclinées l’une sur l’autre d’un angle de 60° environ. L’énergie électrique produite est recueillie par des peignes en U placés aux extrémités d’un même diamètre et de telle façon que les plateaux, en tournant, parcourent moins de 90° pour passer du peigne au balai. On

obtient ainsi sur chacun des peignes une charge de polarité différente qui donne lieu à la production d’étincelles jaillissant entre les boules des collecteurs C, D.

Les plateaux peuvent être munis de secteurs ou non. Les machines munies de secteurs s’amorcent seules ; mais la polarité des peignes varie, lors de la mise en marche, sans qu’il soit possible de remédier à cet inconvénient. Dans les machines dépourvues de secteurs, il faut nécessairement les amorcer en frottant un plateau avec le doigt sec ou couvert d'or mussif. Les machines avec secteurs, une fois mises en marche, ne se désamorcent jamais ; celles sans secteurs

Fig. 3. — Machine d’induction électrostatique, modèle multiple de E. Ducretet.

se désamorcent quelquefois lorsqu’on met les collecteurs C, D en court-circuit. Malgré l’inconvénient que présentent ces dernières, elles sont préférables, aux autres parce qu’elles débitent davantage.

Un autre modèle de machine (fig. 5), du type Wimshurst modifié, est également construit par M. Gaiffe; les peignes collecteurs sont pourvus chacun d’un gros cylindre porté par deux pieds isolants. Ces machines peuvent être mues à la main ou actionnées par un petit moteur électrique à courant continu fonctionnant sous 12, 16, 110 ou 220 volts ou encore par un moteur à courant alternatif.

Pour obtenir de grands débits, M. A Gaiffe a établi plusieurs modèles de machines multiples dont la figure 6 montre la disposition d'ensemble.

MACHINES D’INDUCTION ÉLECTROSTATIQUE «-7

En employant des plateaux de diamètre moyen, 43 et 53 cm, et en nombre suffisant, 4, 6, S ou 10 suivant la puissance des machines, on obtient des surfaces actives considérables. De plus,

. — Machine il induction électrostatique, Fio. S. — Machine d’induction électrostatique, modèle A. Gaiffe,

modèle simple de A. Gaiffe. avec collecteurs cylindriques.

la vitesse angulaire de ces plateaux peut être portée à 900 t : m sans inconvénient. Dans ces conditions, il est indispensable qu'elles soient actionnées par un petit moteur électrique.

Fig. 6. — Machine d’induction électrostatique, modèle multiple de A. Gaitfe.

Ce type de machine est facilement démontable, consomme peu d’énergie pour son fonctionnement et est d’une grande solidité. Chacune des paires de plateaux est absolument indé

pendante et on peut les démonter successivement pour procéder au nettoyage de la machine. Comme on le voit sur la figure 7, chaque paire de plateaux est montée sur un arbre spécial,

Fig. 7. — Machine multiple de A. Caille, démontée.

muni d'une poulie d’entraînement P; cet arbre se place au sommet d'une colonne métallique À entre deux mâchoires B. Les porte-balais, fixés sur les colonnes, sont absolument rigides; les

Fro. 8. — Machine d'induction électrostatique, Fig. 9. — Machine d'induction électrostatique,

modèle Bonetti avec secteurs. modèle Bonetti sans secteurs.

porte-peignes E, mobiles autour des collecteurs de la machine, peuvent être facilement écartés lorsqu'on veut enlever les plateaux. Les faces rapprochées des plateaux consécutifs tournant en

MACHINES D’INDUCTION ÉLECTROSTATIQUE

sens inverse ne peuvent jamais se graisser, car elles se trouvent du côté opposé aux paliers; les faces opposées seules pourraient recevoir un peu d’huile, mais elles sont facilement accessibles et on peut les nettoyer sans démonter la machine. Les poulies d’entrainement P ont le môme diamètre que les supports des plateaux, ce qui donne une grande surface d’entraînement aux courroies et permet de ne pas trop les tendre, d’où une économie de force motrice. Dans ces conditions, une machine à six plateaux de 53 cm n'exige que 12 kilogrammètres à une vitesse angulaire de 900 t : m.

Toute la machine, y compris le moteur électrique et ses appareils de manœuvre, est montée sur un socle en fonte.

Fig. 10. — Machine d’induction électrostatique Bnnetti E ig. 11. — Machine d’induction électrostatique

à six plateaux. Ilonelti, avec cylindres d’ébonite.

Les plateaux sont en ébonite, car il serait imprudent de faire tourner des plateaux en verre à une vitesse angulaire aussi grande que 900 t : m. Comme les plateaux d’ébonite sont uffisamment épais, ils se gondolent difficilement.

Pour la radiographie, ces machines sont munies d'excitateurs spéciaux permettant de régler la tension. Ces excitateurs sont montés sur une colonne identique à celles qui supportent les plateaux et placée sur le devant de la machine. On peut enlever facilement les excitateurs lorsqu’on veut utiliser la machine pour j’électrothérapie.

M. Bonetli, de Paris, qui s’est fait une spécialité de la construction des machines d’influence du type Wimshurst, avait exposé de nombreux modèles, parmi lesquels nous citerons :

1° La machine simple [fig. 8), avec plateaux en ébonite ou en verre munis de secteurs, et dans laquelle les condensateurs servent de support aux peignes et aux excitateurs;

2° La machine simple [fig. 9), mais sans secteurs. Dans ce modèle, les condensateurs sont mobiles ;

3° La machine à six plateaux de 35 cm de diamètre [fig. 10) ; les plateaux sont en ébonite et dépourvus de secteurs. Elle a été étudiée en vue des applications radioscopiques et peut

fonctionner à la vitesse angulaire de 800 à 1 000 t : m. Un dispositif spécial permet d'enlever facilement de leurs supports les six plateaux et l’arbre qui les porte. Deux vis, munies de contre-écrous, servent à donner aux courroies la tension voulue, même pendant la marche. Lorsque, pour une raison quelconque, le moteur électrique qui actionne la machine ne peut pas fonctionner, on utilise la commande à la main en se servant de la manivelle qui actionne un train spécial d'engrenages permettant d'obtenir la même vitesse angulaire;

4° La machine à deux cylindres concentriques en éhonite (/?</. 11), de 50 cm de hauteur et de 50 cm de diamètre, montés sur un bâti métallique, donne un grand débit par suite de la grande surface des cylindres. Tous les organes de transmission sont renfermés à l’intérieur du bâti et, par conséquent, bien abrités ; la suppression des courroies d'entraînement rend l’entretien de celte machine des plus faciles;

Fio. 12. — Machine d'induction électrostatique Bonetti à douze plateaux.

5° La machine à douze plateaux de 55 cm de diamètre (fig. 12) comporte des plateaux en ébonite dépourvus de secteurs. Elle fonctionne à une vitesse angulaire de 8U0 à 1 000 t : m.

Cette machine est montée sur un socle en fonte porté par quatre pieds en chêne solidement entretoisés. Les montants qui supportent les arbres sont en fonte; le graissage de l’arbre inférieur est assuré au moyen de bagues qui ne demandent presque aucun soin. Quant au graissage des douilles qui portent les plateaux, il se fait avec de la vaseline et un dispositif spécial sert à le régler très facilement, même pendant la marche. Un appareil de chauffage, disposé sous la table, permet de sécher l’air de la cage qui recouvre la machine et assure un bon fonctionnement par tous les temps.

Des machines du type Wimshurst étaient également exposées par MM. Rebeyrotte et Cic, de Paris, et MM. L. et A. Boulade, de Lyon.