GG 2, G
Fig. 46. — Dynamo multipolaire, type E, de la Société alsacienne de constructions mécaniques.
Dans toutes ces dynamos bipolaires et multipolaires, l'induit est du type en tambour denté et le noyau est feuilleté. L’enroulement dans les dynamos bipolaires est constitué par du fil de
MACHINES DYNAMO-ÉLECTHIQUES A COURANT CONTINU ît-41
• les dynamos à 4 pôles, de construction analogue à celle des dynamos bipolaires grand modèle, le socle, les supports de palier, la carcasse cylindrique et les noyaux polaires sont venus de
Fig. 45. — Dynamo type G, grand modèle, de la Société alsacienne de constructions mécaniques.
fonte d'une seule pièce. Dans les dynamos à 6 pôles, la carcasse est en deux pièces se raccordant à la hauteur de l'axe de la machine.
cuivre; dans les dynamos multipolaires, on utilise des barres de cuivre soigneusement isolées et formées sur gabarit. Les spires, toutes identiques entre elles, se recouvrent symétriquement et donnent à l’enroulement induit, en même temps qu'une grande solidité, un aspect des plus réguliers. Des frettes métalliques maintiennent l’enroulement et empêchent tout glissement et arrachement.
Le collecteur, toujours de dimensions largement calculées, a des lames en cuivre électrolytique, isolées au mica et assemblées sur un manchon métallique dont elles sont soigneusement isolées. Les lames sont maintenues soit au moyen d’un disque avec emmanchement conique boulonné sur le manchon, soit au moyen de bagues. Le secteur porte-balais affecte tantôt la forme d’un disque (machines bipolaires petit modèle), tantôt celle d’une étoile en fonte maintenue par un support annulaire fixé au palier de la machine (machine à 4 pôles), tantôt, enfin, la forme d'un anneau fixé au moyen de bras à la culasse du système inducteur. Les balais sont en charbon et calés perpendiculairement à la surface du collecteur.
La Société alsacienne avait exposé également un groupe électrogène à courant continu de 200 kw, composé d’une dynamo, du type à induit intérieur, débitant 364 ampères sous 530 volts à la vitesse angulaire de 125 t : m, et d’un moteur à vapeur à deux cylindres montés en tandem, à condensation, avec distribution du genre Corliss et d’une puissance normale de 300 à 400 chevaux.
Le système inducteur est constitué par une couronne en fonte, en deux pièces, munie de dix noyaux polaires ( fig . 47) et ayant un diamètre extérieur de 2,60 m et 30 cm de largeur, avec un diamètre d’alésage de 1,716 m. Les bobines inductrices ont une carcasse en tôle portant 1 000 spires de fil de cuivre de 3,2 mm de diamètre; ces bobines sont groupées en tension.
L’induit a un noyau denté et feuilleté supporté par un manchon en fonte clavetésur l’arbre. Ce noyau a 1,70 m de diamètre; l’entrefer est de S mm. L’enroulement induit, en tambour multipolaire, est réparti dans 168 rainures de 46 mm de profondeur et de 13 mm de largeur; il est formé de barres de cuivre de 20 mm de hauteur et de 4,5 mm de largeur. Chaque rainure contient quatre conducteurs et le nombre total de spires est de 336.
Le collecteur a 1,07 m de diamètre et 19 cm de largeur utile; les lames sont isolées au mica. Les porte-balais sont fixés sur des tiges portées par une étoile mobile autour du palier de la dynamo.
Société « l’Éclairage Électrique ». — Indépendamment des groupes électrogènes qui fonctionnaient pour fournir de l'énergie électrique aux services de l’Exposition, cette Société avait exposé des types courants de dynamos à courant continu.
Les dynamos bipolaires de 600 watts jusqu’à 3,5 kw ont des inducteurs du type cuirassé ; celles dont la puissance varie de 4 à 18 kw ont des inducteurs du type Manchester.
Les dynamos multipolaires se construisent pour des puissances de 22,5 kw et au-dessus.
Toutes ces machines sont caractérisées par un dispositif destiné à diminuer considérablement le flux transversal de l’induit, ce qui leur permet de supporter de grandes variations d’intensité sans qu’il se produise d'étincelles aux balais qui ont un calage fixe. Ce dispositif consiste à sectionner les noyaux polaires de l’inducteur suivant un plan médian, normal à l’entrefer et passant par l’axe de l’induit. Des nervures, aussi éloignées que possible de l'induit, donnent à la carcasse inductrice la solidité nécessaire. Dans ces conditions, la réluctance opposée au flux inducteur demeure la même que celle d’un circuit magnétique de mêmes dimensions, mais non sectionné, tandis que l’espace d’air correspondant au sectionnement oppose une réluctance considérable aux flux transversaux.
Dans les dynamos bipolaires cuirassées, la carcasse inductrice est en acier coulé et l’induit lisse est enroulé en anneau. Dans les dynamos bipolaires du type Manchester, c'est-à-dire à pôles conséquents, l'induit a également un noyau lisse et un enroulement en anneau.
Les dynamos multipolaires ont une carcasse en deux pièces, en acier coulé. Le noyau de l’induit est feuilleté avec enroulement en anneau ou en tambour, suivant les cas. Deux types de
MACHINES DYNAMO-ELECTRIQUES A COURANT CONTINU
Fig. 4"!. — Dynamo de 200 k\v de la Société alsacienne de constructions mécaniques.
ces machines figuraient à l’Exposition : une dynamo à quatre pôles, excitée en dérivation et avec induit en anneau, de 42,5 kw, débitant 193 ampères sous 220 volts à la vitesse angulaire
Fig. 48. — Dynamo Gramme bipolaire.
de G00 t : m, et une dynamo à six pôles, excitée en dérivation et avec induit lisse en tambour, de 1G0 kw, donnant 1 455 ampères sous 110 volts à la vitesse angulaire de 300 t : m.
La même Société exposait également des dynamos pour distribution à trois fils, constituées soit par deux dynamos identiques jumelées avec poulie unique, soit par une dynamo à deux
MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES A COURANT CONTINU
induits calés sur le même arbre et placés côte à côte. Un certain nombre de types spéciaux de dynamos pour électrolyse et électrométallurgie figuraient aussi dans le stand de cette Société.
Société Gramme. — Les dynamos Gramme sont trop connues pour qu’il soit nécessaire de les décrire en détail. 11 nous suffira de rappeler que les dynamos bipolaires [fig. 48) se construisent en quatorze dimensions différentes pour des puissances depuis 100 watts jusqu’à 34,5 kw. Elles ont une carcasse inductrice en fonte avec pièces polaires en forme de mâchoires, enveloppant l’induit sur les trois quarts environ de sa surface. L’induit est un anneau Gramme avec noyau en fil de fer doux.
Fig. 50. — Dynamo multipolaire de la Société nouvelle des établissements Decauville ainé.
Les dynamos multipolaires se construisent pour des puissances variant depuis 48 jusqu’à 325 kw. Ces dynamos ont leur système inducteur constitué par une carcasse polygonale en acier coulé avec noyaux polaires disposés radialement. Les machines de 48 à 125 kw comportent quatre pôles {fig. 49); celles de 150 kw et au-dessus ont six et dix pôles. L’induit est du type en tambour avec noyau feuilleté et denté et les porte-balais sont montés sur une étoile portée par le palier et commandés par une vis sans fin.
Les dynamos Gramme pour électrolyse et travaux électrochimiques sont du type bipolaire avec collecteur de grande longueur ; la série courante de ces machines comprend neuf modèles de puissance variant depuis 600 watts jusqu'à 17,8 kw, pouvant débiter depuis 40 jusqu’à 4 500 ampères sous 5 à 7 volts.
Société nouvelle des Établissements Decauville. — Cette Société avait exposé ses divers types de dynamos à courant continu.
Les dynamos bipolaires du type Manchester se construisent pour diverses puissances comprises entre 800 watts et 20 kw. La carcasse inductrice en acier coulé a une section circulaire. L'induit est en tambour lisse.
Les dynamos multipolaires {fi <J. 50) sont construites pour des puissances de 25 kw et audessus. La carcasse inductrice, de forme polygonale à pôles conséquents, a ses pôles qui correspondent aux sommets du polygone et les bobines inductrices sont placées sur les côtés. Les induits sont du type en tambour à noyau lisse. Jusqu’à 105 kw, les dynamos ont quatre pôles; pour les puissances plus élevées, il y a six pôles.
La même Société avait également exposé des dynamos pour distribution à trois fils constituées par deux carcasses inductrices juxtaposées avec deux induits clavetés sur le même arbre.
Fr. Krizik, de Prague (Autriche). — Cette maison avait exposé un type de chacune des
JT-o T
Fig. Si. — Dynamo de 65 kw de F. Krizik, de Prague.
séries de dynamos à courant continu du système Fischer-IIinnen.
Nous décrirons seulement la dynamo multipolaire de 65 kw, qui débite 520 ampères sous 125 volts, à la vitesse angulaire de 550 t : m.
Celte dynamo ( fig . 51) a une carcasse inductrice en fonte et en deux pièces, de forme cylindrique, avec quatre noyaux polaires venus de fonte.
Cette carcasse a 1,30 m de diamètre extérieur, 42 cm de largeur et 1,05 m de diamètre intérieur. Le diamètre d’alésage est de 62 cm et l’entrefer a 5 mm. Les noyaux à section carrée de 32 cm de côté ont des bobines enroulées sur une carcasse en tôle fixée sur
eux par des vis ; chaque bobine comporte 620 spires de fil de 3,4 mm de diamètre. Les quatre bobines sont reliées en tension.
L’induit, de 61 cm de diamètre extérieur et de 32 cm de largeur, est feuilleté et denté. Les 98 rainures de 21 mm de profondeur reçoivent chacune deux fils de 7,8 mm de diamètre ; leur ensemble constitue 98 sections d'une seule spire.
Le collecteur a 25 cm de diamètre et 16 cm de largeur. Il y a 4 séries de 3 balais chacune.
MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES A COURANT CONTINU 3-47
Compagnie internationale d’Électricité de Liège. — Les dynamos à courant continu exposées par cette Compagnie appartiennent à trois types différents :
1° Type B, dynamos bipolaires ;
2° Type R, dynamos tétrapolaires ;
3° Type T, dynamos multipolaires.
Les dynamos du type B ont la carcasse de l’inducteur en acier coulé et les pôles de section circulaire sont disposés, l'un au-dessus, l'autre au-dessous de l’induit \fig. 52). La carcasse
Fig. 52. — Dynamo type B de la Compagnie internationale de Liège.
sert en même temps de cuirasse; elle est ajourée sur les côtés, afin d’assurer une bonne ventilation. Les pièces polaires sont feuilletées et rapportées sur les noyaux au moyen de vis ; elles
Fig. 53. — Dynamo type R de la Compagnie internationale de Liège.
servent à maintenir les bobines inductrices. Le noyau de l’induit de ces dynamos est feuilleté et denté ; l’enroulement est en tambour. Les tôles du noyau sont directement enfilées sur l’arbre et maintenues par une clavette. Ces dynamos bipolaires ne se construisent que pour de faibles puissances, depuis un demi-cheval jusqu’à 9 chevaux.
Les dynamos du type R [fig. 53) ont une carcasse en acier coulé avec 4 pôles de section
circulaire munis de pièces polaires pleines fixées par des vis. Les deux paliers de ces machines sont venues de fonte avec deux flasques circulaires ; ils sont fixés et centrés sur les prolongements latéraux de la carcasse inductrice. Les flasques sont ajourées afin d’assurer une bonne ventilation et la carcasse inductrice comporte deux patins venus de fonte qui servent à fixer la dynamo.
L’induit à noyau feuilleté est porté par un croisillon claveté sur l’arbre. Pour assurer la ventilation du noyau, on a ménagé des espaces entre les divers paquets de tôles. L’enroulement est en tambour.
Les dynamos du type R sont de diverses puissances, pouvant respectivement débiter 92, 125, 184 et 250 ampères sous 110 volts.
Les machines du type T étaient représentées à l’Exposition par deux groupes électrogènes, 1 un de 135 kw, l’autre de 45 k\v, et par une dynamo de 100 k\v actionnée par un moteur à courants alternatifs triphasés.
Fig. 54. — Dynamo de 135 kw de la Compagnie internationale de Liège.
Le groupe électrogène de 135 kw se compose d’une dynamo à fi pôles, type T, actionnée par un moteur à vapeur Willans, construit par les ateliers Van den Kerchove, de Gand.
Cette dynamo (, fig . 54) peut débiter 270 ampères sous 500 volts, à la vitesse angulaire de 460 t : m. La carcasse inductrice est une couronne en acier munie de six pôles et de deux flasques ajourées, le tout coulé d'une seule pièce. Le diamètre extérieur de cette carcasse est de 1,55 m, sa largeur de 59 cm et son diamètre intérieur de 1,35 m. Les pôles inducteurs ont 25,5 cm de diamètre et sont munis de pièces polaires en tôles feuilletées, serrées, à l’aide de boulons en laiton, entre deux plaques de même métal. Ces pièces polaires ont 29 cm sur 26 cm. Le diamètre d’alésage est de 74,5 cm et l’entrefer de 7,5 mm. L’enroulement inducteur en dérivation est formé de six bobines comportant chacune 2675 spires de fil de 1,9 mm de diamètre; ces bobines sont reliées en série.
L’induit se compose d’un noyau feuilleté supporté par un croisillon en fonte claveté sur l’arbre. Le noyau comporte quatre paquets de tôle séparés par des évents de ventilation. La surface de ce noyau, de 73 cm de diamètre extérieur, est munie de 100 rainures rectangulaires dans lesquelles est réparti un enroulement en tambour multipolaire série. Quatre barres de cuivre de 48 mm2 de section sont logées dans chaque rainure. Il y a 398 conducteurs à la surface du noyau, répartis en 199 sections d’une spire chacune.
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Le collecteur a ou cm de diamètre et 20 cm de largeur utile ; il comporte 199 lames. Les balais sont en charbon et il y a 6 séries de 6 balais chaque.
Le moteur à vapeur est du type normal Willans-Robinson compound à simple effet. Il a trois rangées de deux cylindresdisposés en tandem. Sa puissance normale est de ISO chevaux indiqués pour la marche en condensation à la pression de 10 kg : cm2.
T. e groupe électrogène de 45 kw se compose d'une dynamo de construction analogue à la précédente, débitant 200 ampères sous 225 volts à la vitesse angulaire de 470 t : m, et d’un moteur Willans-Robinson ayant une puissance normale de 90 chevaux indiqués pour la marche à condensation avec une pression de 10 kg : cm2.
L’inducteur de la dynamo est constitué par une carcasse circulaire en acier coulé de 1 m de diamètre extérieur et de 34 cm de largeur, muni de 6 pôles, dont les bobines réunies en série sont chacune formées de 1680 spires de fil de 1,8 mm de diamètre.
L’induit à noyau feuilleté porte 110 rainures, dans lesquelles sont logés 440 conducteurs de 28 mm2 de section constituant un enroulement en tambour multipolaire série ayant 220 sections.
Le collecteur a 36 cm de diamètre et 11 cm de longueur utile ; le courant est recueilli par 6 séries de 3 balais en charbon.
Société anonyme « Électricité et Hydraulique » de Jeumont (Nord) et de Gharleroi (Belgique).
— Les dynamos construites par cette Société sont bipolaires pour les puissances comprises entre 1,5 et 9 kw, tétrapolaires de 12 à 50 kw et hexapolaires de 05 à 125 kw.
La carcasse inductrice est en acier coulé. Fdle est venue de fonte avec le bâti pour les dynamos d’une puissance de 20 kw et au-dessous; pour les machines plus puissantes, cette carcasse est en deux pièces et se fixe sur le bâti à l'aide de boulons. Les bobines inductrices sont roulées sur une carcasse en zinc calibrée.
L’induit est en tambour avec noyau feuilleté et denté. Le noyau est, soit calé directement sur l’arbre, soit fixé sur les bras d’un croisillon calé sur l'arbre.
Le collecteur a ses lames en cuivre dur isolées au mica et les balais sont généralement en charbon.
Le tableau ci-après contient les principales données pratiques relatives aux dynamos construites par cette Société.
TYPES
2 Pi
4 Ps
4 Pu
6 Pis
6 Pis
6 Pu
6 Pu,
Puissance utile, en kilowatts .
Différence de potentiel aux bornes, en volts.
llo
Intensité du courant, en ampères .
Vitesse angulaire, en t : m .
1 ooo
Rendement .
Bullock Electric Manufacturing G° de Cincinnati (États-Unis). — Cette Compagnie avait exposé plusieurs types de ses dynamos, entres autres : une dynamo multipolaire de 350 kw, type H, qui fonctionnait à l’annexe de Yincennes, et une de 50 kw, type I, qui était en marche dans le Palais du Génie Civil. Dans le Palais de l’Electricité, on pouvait voir dans le stand de celte Compagnie :
1° Une dynamo multipolaire, type H, de 7,5 kw ;
2° Un groupe électrogène de 15 kw, constitué par une dynamo multipolaire, type I, commandée par un moteur à vapeur Forbes ;
3° Un groupe électrogène de 7,5 kw de construction analogue au précédent.
La dynamo type H \fig. 55) est une machine à 4 pôles avec carcasse cylindrique en fonte. Les noyaux polaires en acier coulé sont rapportés et fixés à l’aide de boulons. Cette dynamo compound a les bobines inductrices de l’enroulement en série et celles de l’enroulement en dérivation enroulées sur des carcasses séparées et enfilées l’une au-dessus de l’autre sur chaque noyau polaire. L’induit, à noyau feuilleté et denté, reçoit un enroulement du type en tambour ondulé ; les conducteurs constituant l’enroulement sont maintenus dans les encoches par des cales en matière isolante. Des canaux de ventilation sont ménagés à l’intérieur du noyau. Le collecteur a ses lames isolées au mica.
Fig. 55. 2 — OyDamo de 75 kw, type II, de la Bullock Electric Manufacturing C°.
Les dynamos du type I sont de construction analogue à celles du type II et sont établies pour être commandées directement par un moteur à vapeur ou à gaz.
Western Electric Company de Chicago. — Cette Compagnie avait exposé un certain nombre de dynamos à courant continu de sa fabrication.
Ces dynamos ont une carcasse polygonale en fonte avec noyaux polaires rapportés en fer forgé. L’induit en tambour a un noyau feuilleté et denté et les conducteurs de l’enroulement sont des barres de cuivre placées dans des tubes en matière isolante. Le collecteur a des lames isolées au mica et les balais sont en charbon.
Ganz et Cie, de Budapest (Hongrie). — MM. Ganz et Cie avaient exposé plusieurs types de dynamos à courant continu du système breveté par M. de Kando et caractérisé par une faible réaction d’induit, grâce au système particulier de pièces polaires employées. Les types exposés avaient respectivement une puissance de 1, 6, b, 18 et 60 kw.
La dynamo de GO kw peut débiter normalement 107 ampères sous 560 à 760 volts, suivant la vitesse angulaire, qui est au maximum de 820 t : m.
La carcasse inductrice, en deux pièces, est en acier coulé et a une section en forme d’U. Les noyaux polaires, au nombre de six, ont une section circulaire et sont fixés à la carcasse par un boulon ; les bobines inductrices, groupées en tension, sont enroulées sur une carcasse maintenue par les pièces polaires de forme particulière qui fait que l’entrefer augmente légèrement en allant de l’intérieur vers l’extérieur. Le diamètre d’alésage de l’inducteur est de 52,5 cm.
L’induit a un noyau feuilleté divisé en trois paquets ; il porte 40 rainures circulaires à demi
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fermées. L'enroulement est du type en tambour multipolaire série et comporte 200 sections de deux spires chacune. Le diamètre intérieur de l’induit est de 52 cm.
Le collecteur a 3(1 cm de diamètre et 8 cm de longueur utile. Les balais sont en charbon ; il y a 2 séries de 3 balais chacune.
Société de l’Elektrotechnische Industrie de Slikkerveer (Pays-Bas). — Parmi les divers types de dynamos à courant continu exposées par cette Société, nous prendrons comme exemple le type normal à quatre pôles que représente la figure 56, d une puissance de 65 k\v et débitant 130 ampères sous 460 à 500 volts, à la vitesse angulaire de 600 t : m.
La carcasse inductrice, en deux pièces, est en acier coulé avec noyaux polaires à section rectangulaire venus de fonte, munis de pièces polaires, également en acier, et maintenues à 1 aide
Fig. 56. — Dynamo de 65 k\v de l’Elektrotechnische Industrie.
de vis. Les bobines, enroulées sur une carcasse isolante, comportent 4 420 spires de fil de 1,76 mm2 de section et sont groupées en tension. Le diamètre d’alésage est de 51,5 cm et l’entrefer de 7,5 mm.
Le noyau de l’induit est feuilleté et comporte trois paquets de tôles séparés par des intervalles de 10 mm destinés à assurer une bonne ventilation. Son diamètre extérieur est de 50 cm et sa largeur totale de 32 cm. L’enroulement, constitué par des lames de cuivre de 10 mm de largeur et de 2 mm d’épaisseur, est du type en tambour multipolaire en série. Il est réparti dans 55 rainures de 27 mm de profondeur et de 13 mm de largeur ; chaque rainure reçoit six lames réparties en deux couches. Il y a 165 sections ayant chacune deux conducteurs.
Le collecteur a 32 cm de diamètre et 22 cm de largeur utile. Il y a 2 séries de 4 balais en charbon chacune. Les supports des porte-balais sont fixés sur un collier en deux parties pouvant tourner autour d’un anneau venu de fonte avec le palier.
Ateliers de construction d’Oerlikon (Suisse). — Cette Société avait exposé comme type normal de ses dynamos à courant continu une machine de 55 kw, donnant 440 ampères sous 125 volts à la vitesse angulaire de 600 1 : m ( fig . 57).
La carcasse inductrice, en acier coulé, est une couronne en deux pièces de 1,13 m de diamètre extérieur et de 26 cm de largeur, avec quatre noyaux polaires de section circulaire, fixés à la car-
casse par deux vis et munis de pièces polaires de forme rectangulaire. Le diamètre d’alésage est de 48 cm et l’entrefer est de 5 mm. Les bobines inductrices, enroulées sur des carcasses
Fig. 57.
Dynamo de 53 kw des ateliers d'Oerlikon.
Fig. 5S. — Dynamo de 70 kw de la Société Rieter et C'“.
en tôle, sont formées chacune de 1 500 spires de fil de 2,9 mm de diamètre; elles sont groupées en tension.
MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES A COURANT CONTINU
L’induit, de 47 cm de diamètre extérieur, est feuilleté et porte 116 rainures, de 22 mm de hauteur et de 6 mm de largeur, qui reçoivent chacune deux barres de 18 mm de largeur et de 1 ,8 mm d’épaisseur. L'enroulement est en tambour multipolaire série avec 4 circuits en parallèle.
Le collecteur a ses 116 lames isolées au mica; son diamètre est de 23,6 m et sa largeur utile de 23 cm. Quatre séries de chacune 10 balais en charbon servent à capter le courant et les axes des porte-balais sont supportés par un balancier monté sur un anneau venu de fonte avec le palier.
Société anonyme de l’ancienne maison Joh. Jacob Rieter et GiP, de Winterthur (Suisse). — Parmi les nombreuses dynamos exposées par cette Société, nous décrirons seulement celle de 70 kw à tension variable entre 125 et 180 volts et débitant de 388 à 560 ampères; la vitesse angulaire est de 550 t : m ( ftg . 58).
La carcasse inductrice est une couronne de fonte en deux parties assemblées par des boulons. Les six noyaux polaires, à section circulaire, sont en acier; ils sont K munis de pièces polaires rectangulaires également en acier. Les bobines inductrices, formées chacune de 800 spires de fil de 3,2 mm de diamètre, sont enroulées Fig. ü9. — Dynamo de 30 kw de la Société Alioth. sur des carcasses métalliques et retenues par des
pièces polaires. La carcasse a 1,30 m de diamètre extérieur et 35 cm de largeur ; son diamètre d’alésage est de 59,2 cm et l'entrefer de 6 mm.
L’induit feuilleté, de 58 cm de diamètre extérieur, porte 150 rainures de 28 mm de profondeur et de 6 mm de largeur, recevant chacune deux lames de cuivre de 25 mm de largeur et de 1,6 mm d’épaisseur. L’enroulement est en tambour multipolaire en quantité et comporte 150 sections.
Le collecteur, de 32 cm de diamètre et de 19 cm de largeur utile, a ses lames isolées au mica. Le courant est capté par six séries de balais en charbon et deux anneaux de cuivre relient les balais de même polarité.
Société d’électricité Alioth de Münschenstein-Bâle (Suisse). — Indépendamment du groupe électrogène en service à l’Exposition, cette Société avait exposé un autre groupe de 50 chevaux, formé d’une dynamo de 30 kw et d'un moteur à vapeur de M. E. Mertz, à simple effet, du type compound vertical avec les deux cylindres disposés en tandem et distribution système Rider.
La dynamo, à 10 pôles, peut débiter 240 ampères sous 125 volts à la vitesse angulaire de 425 t : m.
La carcasse inductrice ( ficj . 59) est une couronne en fonte, coulée en deux pièces, munie de dix noyaux polaires en acier fixés par des boulons. Elle a 1,20 m de diamètre extérieur, 73,3 cm de diamètre d'alésage et un entrefer de 6,5 mm. Les bobines inductrices, groupées en tension et enroulées directement sur les noyaux, comportent chacune 1 100 spires de fil de 1,9 mm de diamètre.
L’induit est de construction analogue à celui du groupe électrogène décrit dans la deuxième partie de cet ouvrage. Il a 72 cm de diamètre extérieur et est muni de 161 rainures recevant chacune deux lames de cuivre de 10 mm de largeur et de 4 mm d’épaisseur. L’enroulement est en tambour multipolaire série ondulé.
Sur le collecteur, de 47 cm de diamètre extérieur et de 5 cm de largeur utile avec 161 lames isolées au mica, appuient 10 séries de chacune 2 balais en charbon.
ALTERNATEURS
Compagnie de Fives-Lille. — Indépendamment du groupe électrogène triphasé de 800 kilovolts-ampères que eette Compagnie avait installé pour le service de l’Exposition, elle avait
I* JL5Q— — - *|
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exposé plusieurs alternateurs, parmi lesquels nous décrirons comme type celui à courants triphasés d’une puissance apparente de 175 kilovolts-ampères à la vitesse angulaire de 430 t : m [fig. 60).
La tension par phase est de 115 volts et la tension aux bagues de prise de courant de 200 volts. Cet alternateur peut débite un courant de 520 ampères par phase. La fréquence est de 50 périodes par seconde.
L’inducteur fixe est constitué par une carcasse en deux pièces, en acier coulé, de 1,76 m de diamètre extérieur et de 17 cm de largeur. Le diamètre d’alésage est de 1,012 m et l’entrefer a 6 mm. Cet inducteur porte 14 noyaux polaires de section circulaire, venus de fonte et munis d’épanouissements de forme carrée ; sur chacun d’eux est une bobine formée de 280 spires de fil de 4 mm de diamètre et enroulée sur une carcasse en matière isolante; ces bobines sont groupées en tension.
Fjg. 60. — Alternateur triphasé de 173 kilovolts-ampères de la Compagnie de Fives-Lille.
Fig. 61. — Alternateur diphasé de MM. Mutin et Leblanc.
L'inducteur tournant de cet alternateur compound présente des dispositions analogues à celles de l'inducteur d’un moteur asynchrone triphasé; il est constitué par un volant en fonte claveté sur l'arbre ; sur les faces de la jante de ce volant sont rapportés deux disques en bronze entre lesquels sont serrées les tôles, de 0,6 mm d’épaisseur, formant le noyau de l'inducteur qui a la forme d’une couronne de 73,3 cm de diamètre extérieur, de 16, 5 cm de largeur et de 10,4 cm de hauteur radiale. La surface extérieure de ce noyau porte 36 encoches très peu ouvertes, c'est-à-dire deux par pôle et par phase; ces encoches ont 63 mm de hauteur, 33 mm de largeur et 6 mm d’ouverture. L’enroulement, du type Gramme-Pacinolti, comporte 36 bobines ayant chacune 72 spires de fil de 4 mm de diamètre. Les 12 bobines de chaque phase sont reliées en tension et les trois phases sont montées en triangle.
L’induit fixe a une carcasse cylindrique en foftte à l’intérieur de laquelle sont serrées les tôles constituant le noyau; cette carcasse a 1,023 m de diamètre extérieur et 19,3 cm de largeur. Le diamètre d’alésage de l’induit est do 73,9 cm ; l’entrefer a 3 mm.
1 . Voir Guilbert, les Généi'ateurs cl' électricité à l'E.rposit ion de 1900, p. 321 et suiv. : Théorie du compoundage de M. Leblanc.
L’induit a 1 m de diamètre extérieur ; le noyau est une couronne feuilletée de 10 cm de hauteur radiale, fixée sur une couronne en fonte clavelée sur l’arbre. Ce noyau porte 156 entailles circulaires, légèrement ouvertes, ayant 10 mm de diamètre et recevant chacune une barre de cuivre de 50 mm2 de section. L’enroulement comporte 3 circuits formés chacun de 52 barres reliées en tension. Chaque circuit est relié, d’une part, à une bague servant de point neutre et, d'autre part, à l’une des trois bagues isolées constituant les prises de courant.
MM. Hutin et Leblanc. — M. Maurice Leblanc avait exposé, dans le stand de M. Grammont, un alternateur compound fondé sur les principes qu’il a étudiés1.
Cet alternateur triphasé (, fig . 61), d’une puissance apparente de 60 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance égal à 0,7, débite par phase 272 ampères sous 110 volts, à la vitesse angulaire de 800 t : m. La fréquence est de 40 périodes par seconde.
ALTERNATEURS
L’enroulement diphasé est logé dans 48 encoches, de forme analogue à celles de l’inducteur, soit 4 encoches par pôle et par phase ; ces encoches ont 48 mm de hauteur, 32 mm de largeur et 6 mm d'ouverture. Cet enroulement comporte une bobine par pôle et par phase ; chaque bobine, en barres de cuivre de 25 mm de largeur et de 6 mm d’épaisseur, occupe 4 encoches et a 8 spires. Les six bobines de chaque phase sont groupées en tension.
L’excitatrice est calée sur l’arbre de l’alternateur et a, par conséquent, le même nombre de pôles; elle a une puissance de 10 kw à la tension maximum de 80 volts.
Cette machine a une carcasse magnétique ressemblant à celle d’un double moteur asynchrone. M. Guilbert en donne la description suivante :
« La partie mobile se compose de deux anneaux de tôles serrés chacun dans un support en bronze formé d une couronne avec joues, également en bronze, et dont l’une seulement est venue de fonte avec le support.
« Les deux noyaux ont un diamètre extérieur commun de 49 cm. Ces noyaux portent une série de rainures rectangulaires de 14 mm de hauteur radiale et de 4 mm de largeur. Ces rainures, au nombre de 192, sont destinées à recevoir l’enroulement aboutissant au collecteur toutes les quatre rainures; celles-ci sont terminées, vers l’intérieur, par un trou circulaire de 16 mm de diamètre qui reçoit l’enroulement inducteur polyphasé. Le noyau portant l’enroulement en dérivation a un diamètre intérieur de 39,2 cm, ce qui correspond à une hauteur radiale de 4,9 cm. Sa longueur, parallèlement à l’axe, est de 3,5 cm.
« L’enroulement inducteur diphasé, monté en dérivation, est du genre en anneau ; il comprend 48 bobines, soit 4 par pôle et par phase. Chaque bobine comporte 12 spires de fil de 1,4 mm de diamètre. Toutes les bobines d’une même phase sont groupées en série.
« Les deux circuits ont un pôle commun aboutissant à une bague commune. Les deux extrémités libres aboutissent à deux bagues plus étroites.
« Le second anneau, portant l’enroulement en série avec les circuits induits de l’alternateur, aun diamètre intérieurde 34,2 cm et une hauteur radiale de 7,4 cm. La largeur, parallèlement à l’axe, est de 8,2 cm. Dans les trous est logé un enroulement diphasé du même genre que celui de l’alternateur et formé par des barres de cuivre, de 154 mm2 de section, réunies entre elles, par phase, par des lames de même nature. Les extrémités des circuits aboutissent à trois bagues plus larges, dont l’une est commune aux deux circuits.
« L’enroulement induit de l’excitatrice est bobiné sur l’ensemble des deux anneaux. Il est du type Cramme-Pacinolti et comprend 192 sections de 2 spires de fil de 2,4 mm de diamètre chacune.
<' Le collecteur est monté sur une douille en fonte emmanchée sur le moyeu portant les supports des deux anneaux ; les lames sont serrées, par un écrou vissé sur l’arbre, entre deux plateaux, dont l’un est venu de fonte avec la douille. Le diamètre du collecteur est de 20 cm et sa largeur de 8 cm. Les lames des collecteurs sont réunies par groupes de 6 à l’aide de développantes de cercle, de façon à réduire le nombre de balais au minimum, avec groupement en quantité de l’enroulement.
« Les balais ont leurs axes supportés par un balancier en fonte pouvant tourner autour d’un anneau venu de fonte avec l’un des paliers. Ces balais sont répartis en 3 séries de 2 chacune et décalés d’un angle de 40°, de façon à recueillir, dans le fonctionnement en génératrice asynchrone, trois courants décalés d’un tiers de période.
« La partie fixe de l’excitation se compose le deux noyaux de tôles feuilletées maintenus dans une caisse en bronze. Ces noyaux ont la même largeur que celle des deux anneaux bobinés. Leur diamètre d’alésage commun est de 49,2 cm Celui situé en face de l’anneau correspondant à l’enroulement en dérivation a un diamètre extérieur de 52,6 cm et une hauteur radiale de 1,7 cm. Celui correspondant au second anneau a un diamètre extérieur de 60,2 cm et une hauteur radiale de 5,5 cm. Ces deux noyaux portent intérieurement des rainures rectangulaires de 10 mm de hauteur et de 4 mm de largeur. Dans ces rainures est réparti un enroulement du genre Gramme formé de 192 bobines de 2 spires de fil de 2,4 mm de dia-
mètre chacune. Ces bobines sont réparties en 36 sections, 2 par pôle et par phase. Les 12 sections de chaque phase sont montées en dérivation entre deux cercles collecteurs en cuivre et le circuit ainsi obtenu est monté en série avec les 3 conducteurs d'excitation de l’alternateur. Ce dispositif a pour but de créer dans l'anneau fixe un nombre d’ampères -tours égal à celui de l'induit et réparti de la même façon, de manière à annuler la réaction d’induit. »
Sautter, Harlé et Cic. — L’alternateur à flux ondulé exposé par cette maison [fig . 62) est à un seul induit avec deux systèmes magnétiques inducteurs conséquents; il a une puissance apparente de 45 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance égal à0,75 et débite 5 ampères sous 3 000 volts par phase à la vitesse angulaire de 750 t : m. La fréquence est de 50 périodes par seconde et la tension aux bornes de 5 200 volts, l’induit étant monté en étoile.
Le système inducteur [fig. 63) consiste en un moyeu claveté sur l'arbre et portant, venues de fonte, quatre saillies polaires. Les deux bobines inductrices, fixes et placées latéralement, sont chacune partagées en deux sections ; chaque bobine comporte 400 spires de fil de 5 mm de diamètre.
L’induit est supporté par la carcasse magnétique inductrice dont le circuit magnétique se complète latéralement par des bras courbes radiaux venus de fonte et portant des couronnes à l’intérieur desquelles sont fixés des cylindres en fer forgé, servant de support aux bobines inductrices et entourant les parties extrêmes du moyeu en laissant un entrefer de 2 mm.
Le noyau feuilleté de l’induit, en forme d’anneau, est maintenu serré à l’intérieur delà carcasse par deux disques en bronze. Ce noyau a un diamètre d’alésage de 74 cm et une hauteur radiale de 10,1 cm; sa largeur est de 27 cm. Ce noyau porte 24 rainures de forme sensiblement rectangulaire et peu ouvertes, dans lesquelles est logé l’enroulement triphasé, composé de 12 bobines, soit 4 par phase, ayant chacune 165 spires de fil de 1,3 mm de diamètre. Les bobines d’une même phase sont reliées en série et les trois phases sont montées en étoile.
Le diamètre extérieur de l’inducteur étant de 72 cm, celui d’alésage de l’induit étant de 74 cm, l’entrefer normal est de 10 mm. Il existe aussi un entrefer de 2 mm entre la partie extérieure du noyau de l’induit et la carcasse magnétique de la machine.
L’excitatrice calée sur l’arbre est une dynamo à 4 pôles avec induit en anneau Pacinotti.
Schneider et Gie, du Greusot. — Les génératrices à courants alternatifs exposées par les usines du Creusot comprenaient, entre autres, un alternateur du système Thury et un alternateur système Ganz, sans compter le groupe électrogène qui était en fonctionnement pour le service de l’Exposition et qui a été déjà décrit.
L’alternateur diphasé du système Thury est du type à flux ondulé, étudié spécialement en vue des applications électrométallurgiques et de la fabrication du carbure de calcium. D'une puissance apparente de 460,8 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance minimum de 0,85, il débite par phase, suivant le mode de groupement des divers enroulements, 5 780, 2880 et
I 440 ampères, sous des tensions respectives de 40, 80 et 160 volts, à la vitesse angulaire de 600 t: m et avec une fréquence de 60 périodes par seconde.
Le système inducteur [fig. 64) se compose d’abord d'un volant en acier coulé claveté sur l'arbre et muni de deux séries de chacune six saillies polaires et ensuite d'une bobine inductrice fixe, logée dans la carcasse extérieure entre les deux noyaux d’induit. Cette bobine, divisée en deux sections, a son enroulement en fil de 4 mm de diamètre et comporte au total 700 spires. La partie tournante a un diamètre extérieur de 1,47 m.
L'induit se compose de deux noyaux annulaires symétriques, en tôles minces, logés dans la carcasse de part et d’autre de la bobine inductrice. Chacun de ces noyaux a un diamètre d’alésage de 1,48 m, 15 cm de hauteur radiale et 28 cm de largeur. Par suite, l’entrefer est de 5 mm.
II y a 288 encoches sur chaque noyau ; ces encoches, légèrement ouvertes, ont 28 mm de hauteur, 5,5 mm de largeur et servent chacune de logement à une barre de 25,5 mm de hauteur et de 3 mm de largeur. L’enroulement se compose de 12 bobines de 6 spires par induit et par phase.
Fig. 63. — Détails de construction de l'alternateur à flux ondulé Sautter, Harlé et Cio.
OQOT
ALTERNATEURS
Normalement les 12 bobines sont groupées par 6 en parallèle. Un dispositif spécial et très simple permet, à l’aide de barrettes, de grouper en tension ou en quantité les deux circuits de chaque induit. De plus, il est facile de relier les deux induits en série ou en parallèle. On a ainsi la faculté, à l'aide de ccs trois modes de couplage, d’obtenir les trois tensions différentes indiquées plus haut.
L’alternateur du système Ganz est également à flux ondulé comme le précédent. 11 a une puissance apparente de 70,1 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance minimum de 0,8 ; il fournit des courants triphasés, mais ne comporte que deux enroulements suivant le dispositif Scott. La tension aux bornes est de 3000 volts et le débit est de 13,3 ampères dans chacun des deux circuits induits principal et auxiliaire. La vitesse angulaire est de 000 t : m et la fréquence de 30 périodes par seconde.
Le système inducteur [fiçj. 03) comprend une partie mobile et une partie fixe; la partie mobile est constituée par un manchon en acier coulé, claveté sur l’arbre et portant deux séries de chacune 3 saillies polaires venues de fonte; ces deux séries de saillies sont décalées l'une par rapport à l’autre d'un angle égal au quart de celui que font entre elles deux saillies consécutives. Ces saillies se prolongent par des épanouissements feuilletés. Celte partie mobile a 79,3 cm de diamètre extérieur et 03 cm de largeur. La partie fixe est la bobine inductrice, logée dans la carcasse extérieure entre les deux noyaux de l’induit; cette bobine, de 1,220 m de diamètre extérieur, de 13 cm de largeur et de 21 cm de hauteur radiale, porte un enroulement formé de 1523 spires de fil de 3,5 mm de diamètre.
L'induit comporte deux noyaux annulaires feuilletés de 80,8 cm de diamètre d'alésage et de 18,0 cm de largeur, logés dans la carcasse extérieure de part et d’autre de la bobine inductrice. Chacun des noyaux porte de très larges rainures légèrement fermées qui reçoivent les conducteurs de l’enroulement, isolés à l'aide de tubes en micanite. Chacun des deux enroulements se compose de 10 bobines; dans l’un, chaque bobine comporte 82 spires de fil de 2,3 mm de diamètre et, dans l’autre, 71 spires seulement de même fil. Une des extrémités du second enroulement est reliée au milieu du premier.
Le diamètre extérieur de la carcasse est de 1 ,42 m et sa largeur de 71 cm.
L’excitatrice, calée sur l’arbre, est une dynamo de 1,8 k\v sous 120 volts; son inducteur est à \ pôles et son induit denté a un enroulement en tambour.
Fig. 66. — Alternateur, système Ganz, des usines du Creuset.
ALTERNATEURS
Société alsacienne de constructions mécaniques.
Société, et dont l'induit seul figurait dans son stand, a une puissance apparente de 1340 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance égal à 0,9; il débite 140 ampères par phase sous une tension de 3 170 volts. L’induit étant monté en étoile, la tension aux bornes est de 5 300 volts. La fréquence est de 25 périodes par seconde et la vitesse angulaire normale de 75 t : m.
L’inducteurvolant, de5,378 m de diamètre extérieur, porte 40 noyaux polaires feuilletés dont les bobines sont formées de 24 spires de ruban de cuivre enroulé sur plat.
L’induit a une carcasse en fonte en deux pièces de 6,90 m de diamètre et de 1,15 m de largeur. Les tôles du noyau induit sont serrées entre un anneau venu de fonte avec la carcasse et une cornière, divisée en plusieurs segments et fixée par des boulons. Ce noyau feuilleté a 240 rainures, soit 6 par pôle; l’enroulement comporte 20 bobines pour chaque phase, chaque bobine occupant 4 rainures. Les conducteurs, isolés par de la micanite, sont des bandes de cuivre de 50 mm de largeur et de 1,4 mm d’épaisseur. Toutes les bobines d'une même phase sont reliées en tension et les trois phases sont montées en étoile.
L’alternateur triphasé exposé par cette
Société « l’Éclairage électrique ». — Cette Société avait exposé un groupe électrogène à courants alternatifs qui alimentait une partie des services de l’Exposition, mais elle avait aussi dans son stand un alternateur simple, étudié par M. Labour pour une tension de 30 000 volts.
Cet alternateur (ftg. 66), d'une puissance apparente de
Fig. 66. — Détails de construction de l’alternateur de la Société « l’Éclairage électrique ».
180 kilovolls-ampères, avec un facteur de puissance de 0,7, peut débiter 6 ampères sous 30 000 volts. La fréquence varie de 40 à 60 périodes par seconde, suivant la vitesse angulaire; pour la fréquence de 50 périodes par seconde, la vilesse angulaire est de 428 t : m.
L’inducteur mobile est constitué par une jante polygonale en acier portant 14 noyaux polaires venus de fonte; cette jante, de section en forme d’U, est fixée au moyeu par quatre doubles bras. Les noyaux à section rectangulaire ont des épanouissements polaires en acier coulé, dont la section, perpendiculaire à l’axe, est trapézoïdale ; ils sont fixés par des boulons. Les bobines inductrices, enroulées sur des carcasses métalliques, comportent chacune 96 spires de fil de cuivre de 7,1 mm de diamètre. Le circuit inducteur, constitué par les 14 bobines montées en tension, aboutit à deux bagues isolées fixées sur l’arbre.
Le diamètre extérieur de l’inducteur est de 1,248 m, le diamètre d’alésage de l’induit fixe est de 1,260 m; par conséquent, l’entrefer a 6 mm.
La carcasse de l’induit est une couronne en fonte d'une seule pièce, ayant 1,85 m de diamètre extérieur et 60 cm de largeur. Le noyau, formé de quatre paquets de tôles, porte 42 trous, soit 3 par pôle, mais deux seulement ont été utilisés. Chaque section de l'induit est logée dans deux trous, afin d’embrasser sensiblement la surface d’un pôle de l’inducteur. A l’intérieur de chaque trou est glissé un tube en micanite d'une seule pièce et d'épaisseur suffisante pour obtenir un excellent isolement ; les tubes dépassent extérieurement les bords du noyau pour que l’enroulement se trouve assez éloigné de toute partie métallique.
Les 14 sections de l’enroulement induit sont groupées en tension ; chacune d’elles est formée de 156 spires de fil de cuivre de 1,6 mm de diamètre réparties en quatre bobines isolées entre elles.
Allgemeine Elektricitâts Gesellschaft de Berlin. — L’alternateur triphasé exposé par cette Société ( fiy . 67) a une puissance apparente de 3 000 kilovolls-ampères, avec un facteur de puissance de 0,9, ce qui donne une puissance normale de 2 700 kw au minimum.
L’induit a ses phases montées en étoile et la tension aux bornes est de 6 000 volts. Chaque phase, à pleine charge, débite 288 ampères sous 3 465 volts, à la vitesse angulaire de 83,3 t : m, avec une fréquence de 50 périodes par seconde, l’inducteur mobile ayant 72 pôles.
L’inducteur volant est une jante en fonte, en quatre pièces, réunie au moyeu par 12 bras solidement nervurés (/?</. 68). L’assemblage des quatre parties de la jante a nécessité des dispositions toutes particulières de consolidation, à cause de la vitesse tangentielle assez considérable de 32,2 m par seconde.
Le circuit magnétique de l’inducteur est feuilleté ; il constitue une couronne de 56 cm de largeur, formée de segments correspondant à la largeur de trois pôles. Chacun de ces segments est maintenu par des boulons entre une couronne venue de fonte avec le volant et trois grands segments rapportés.
Les noyaux polaires, au nombre de 72, ont une section de 1 344 cm2, se terminent en queue d’aronde et sont glissés dans des mortaises; ils sont fortement maintenus par des clavettes et des tiges de fer chassées à force dans des rainures pratiquées à cet effet dans les clavettes.
L'inducteur volant a un diamètre extérieur de 7,39 m et une largeur de 73 cm. L’entrefer est de 10 mm.
Les bobines inductrices ont chacune un enroulement formé de 90 spires de câble de cuivre à section rectangulaire, enroulé sur plat. Les 72 bobines forment deux séries; les 36 bobines de chaque série sont reliées en tension et les deux séries sont groupées en quantité.
Les pôles de cet alternateur sont munis de circuits amortisseurs Mutin et Leblanc, constitués, pour chaque pôle, par six tiges de cuivre de section rectangulaire et deux de section circulaire, placées dans les épanouissements polaires; les huit tiges sont rivées, de part et d’autre du noyau, dans un segment en cuivre.
L'induit, de 7,41 m de diamètre d’alésage, a une carcasse en quatre parties assemblées à
ALTERNATEURS
Fig. 67. — Alternateur triphasé de l’AUgemeine Elektricitâts Gesellschaft.
Fig. 68,
Détails de construction de l’alternateur triphasé de l’A. E. G.
l'aide de boulons. Les tôles du noyau de l'induit sont en deux piles, séparées par un intervalle de quelques centimètres ; chaque pile est elle-même divisée en quatre paquets ; ce noyau est serré entre un anneau fixe venu de fonte avec la carcasse et un second anneau formé de plusieurs segments.
Des ouvertures convenablement aménagées dans la carcasse et dans le noyau assurent une bonne ventilation.
Le noyau de l'induit, en forme de couronne, a une hauteur radiale de 25,5 cm et est muni de rainures rectangulaires dont le fond est arrondi ; ces rainures sont au nombre de 1 080, soit 15 par pôle, et ont 11 mm de largeur et 38 mm de profondeur.
L’enroulement est fait en conducteurs ayant 93 mm2 de section environ, reliés entre eux par des développantes en forme de V. Un tube de micanite de 3,5 mm d’épaisseur sert à isoler ces conducteurs.
L'enroulement, pour chaque paire de pôles, comporte pour chaque phase une bobine de trois spires et une de deux.
L’inducteur volant pèse environ 70 tonnes et l'induit 80.
L’excitatrice est calée sur l’arbre de l’alternateur.
Société Siemens et Halske de Vienne (Autriche). — Cette Société avait exposé un alternateur triphasé auto-excitateur qui constituait une nouveauté intéressante. Cet alternateur fait partie d’un groupe électrogène dans lequel le moteur à vapeur, construit par MM. Braud et Lhuillier, est du type horizontal compound, à condensation, d’une puissance normale de 150 chevaux.
L’alternateur a une puissance apparente de 150 kilovolts-ampères; avec un facteur de puissance minimum de 0,8, sa puissance utile est de 120 kilowatts.
A la vitesse angulaire de 120 t : m, la différence de potentiel aux bornes est de 270 volts; la tension simple, de 156 volts, et le débit par conducteur extérieur, de 320 ampères. La fréquence est de 48 périodes par seconde.
L'inducteur fixe est constitué par une carcasse cylindrique en fonte en deux pièces, munie de 18 noyaux inducteurs, de forme prismatique, venus de fonte. Les bobines inductrices ont chacune 430 spires de fil de cuivre de 3,05 mm de diamètre, enroulées sur des carcasses métalliques. Elles sont groupées en série.
Le système inducteur a 2,61 m de diamètre d’alésage.
L'induit est mobile et sert de volant au moteur. Il présente cette particularité qu'il est formé de deux enroulements différents, l’un en triangle et l’autre en étoile, calculés pour produire la même tension aux bornes et pouvant être reliés entre eux. Grâce à ce dispositif de double enroulement, dû à M. Ossanna, ingénieur en chef de la Société Siemens et Halske de Vienne, l’alternateur peut alimenter simultanément un circuit d'éclairage à 150 volts et un circuit de transport d’énergie à 250 volts; en outre, une partie du courant est redressé pour exciter le circuit inducteur.
L’induit est constitué par une jante en fonte d’une seule pièce supportée par une étoile à six branches fixée sur le moyeu de l’arbre. Deux couronnes, dont la section a la forme d’un U, sont fixées de chaque côté du volant et maintenues par des boulons ( fig . 69). L’une des couronnes a sa branche supérieure prolongée et sert de support au collecteur dont est muni cet alternateur. Le noyau feuilleté de l'induit, en forme d’anneau, est serré entre ces deux couronnes. Ge noyau est muni de 345 encoches demi-fermées dans lesquelles sont répartis les conducteurs de l’enroulement.
M. Guilbert a donné la description suivante de cet enroulement 1 :
Ges enroulements, au nombre de deux, sont des enroulements multipolaires ondulés en séries parallèles, superposés l'un à l'autre et reliés convenablement entre eux.
1. Les tie' lie' râleurs d’dleelrieilé à l 'Exposition universelle de 1900, pur C.-F. Giilbeiit.
ALTERNATEURS
Fio. 09. Détails de construction de l'alternateur auto-excitateur de la Société Siemens et Italske de Vienne.
ALTERNATEURS
L'enroulement en étoile est placé le premier dans les encoches; c’est un enroulement ondulé séries parallèles, du système Arnold, ayant six circuits en parallèle avec un pas d’enroulement égal à 43. Pour réaliser avec cette disposition l’enroulement triphasé étoilé, on l’a ouvert en des points convenables, reliés à trois conducteurs destinés à réunir les points homologues et aboutissant à trois bagues de prise de courant {/îg. 70) ; on a ainsi trois circuits par phase : A,E, — AjE', — A'^E", pour la phase I reliée aux conducteurs 11 et III, dont les points milieux aKeK — a\e', — a!\e'\ sont réunis à un conducteur neutre aboutissant à la quatrième bague qui constitue le point neutre de l’enroulement.
Le nombre de barres par encoche est de six pour cet enroulement, ce qui donne un total de 2 070 conducteurs pour tout l’induit, soit 230 conducteurs pour un circuit tel que A,E,. Chaque barre a 4 mm de largeur et 2,3 mm d’épaisseur, soit une section de 10 mm2.
Les deux parties constitutives d’un circuit, tel que A et e^E,, ont un nombre égal de conducteurs et donnent lieu à des tensions décalées entre elles de 60°, constituant ainsi un système à 6 phases relié de manière à le transformer en système triphasé.
Le second enroulement est identique au premier et placé dans les mêmes encoches au-dessus de ce dernier ; ce second enroulement n’a aucune coupure et est, par conséquent’ fermé sur lui-même et relié de la manière ordinaire aux 1 035 lames du collecteur ; il constitue un enroulement de dynamo à courant continu en séries parallèles.
Les courants triphasés produits par cet alternateur sont captés par des balais métalliques sur quatre bagues calées sur l’arbre. Le courant continu est recueilli par 4 balais qui appuient sur le collecteur de 2,6 m de diamètre et de 3 cm de largeur utile.
Le moteur à vapeur de MM. Braud et Lhuillier est du type horizontal compound jumelé et à condensation. Il a une puissance normale de 150 chevaux et une vitesse angulaire de 120 t : m. La pression de la vapeur est de 10 kg : cm2.
La Société Siemens et Ilalske de Vienne avait également exposé un alternateur triphasé à flux ondulé de 122 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance minimum de 0,82, débitant 33,5 ampères par phase sous 1 210 volts, la tension aux bornes étant de 2 100 volts et les trois phases étant montées en étoile. La fréquence est de 50 périodes par seconde et la vitesse angulaire de 750 t : m.
Le système inducteur (fig. 71) consiste en une sorte de moyeu en acier coulé portant l’une des séries de saillies polaires. Ce moyeu se prolonge d’un côté par une partie de diamètre plus faible se terminant par un plateau sur lequel se fixe la poulie de commande. La seconde série de saillies polaires est portée par une couronne qui a été glissée sur la partie tournée du moyeu, après la mise en place de la bobine inductrice. Les saillies de deux séries sont décalées l’une par rapport à l’autre d’un angle égal à la moitié de celui qui sépare deux saillies consécutives d’une môme série. Le circuit inducteur placé entre les deux séries de saillies polaires est formé de deux bobines disposées l’une à côté de l’autre et fixées à la carcasse de l’induit.
Le diamètre extérieur de l’inducteur est de 76 cm ; l’entrefer est de 10 mm.
L’induit fixe est constitué par une carcasse en fonte d’une seule pièce et un noyau feuilleté, formé de deux couronnes de tôle dont la surface intérieure porte 48 encoches demi-fermées, soit 4 par saillie et par phase, dans lesquelles est réparti l’enroulement comportant 4 bobines par phase, bobines enroulées à la fois sur les deux noyaux. Chaque bobine, formée de deux sections ayant chacune 21 spires de fil de 10 mm2 de section, est enroulée dans 2 encoches des deux noyaux.
L’excitatrice est une dynamo de 1,5 kw sous 45 volts. L’inducteur a 4 pôles et l’induit a un noyau denté avec enroulement en tambour multipolaire série.
Vereinigte Elektricitâts Gesellschaft de Vienne (Autriche). — Le groupe électrogène exposé par cette Société se compose d’un alternateur, type volant, et d’un moteur à vapeur compound conjugué à cylindres horizontaux, construits par MM. Màrky, Bromovsky et Schulz.
Fie. 72. — Détails de construction de l’alternateur de la Vereinigte Elektricitâts Aktiengesellsrliaft.
ALTERNATEURS
L'alternateur triphasé à basse tension a une puissance apparente de 220 kilovolts-ampères. À la vitesse angulaire de 110,4 t : m, il peut débiter 323 ampères par phase, sous une tension simple de 127 volts, l'induit étant monté en étoile. La fréquence est de 46 périodes par seconde.
Le système inducteur mobile est constitué par un volant en fonte [fiy. 72), coulé d’une seule pièce, sur la jante duquel sont fixés des noyaux polaires au nombre de 30. Le diamètre extérieur de l’inducteur est de 3,580 m. Les noyaux polaires, de section circulaire, sont munis d'épanouissements de forme carrée. Chaque bobine inductrice comporte 42 spires de ruban de cuivre nu enroulé sur champ et sans autre isolant que l'air entre les spires.
L’inducteur a 3,580 m de diamètre extérieur et pèse 10 000 kg.
L’induit fixe a une carcasse en deux pièces, circulaires et parallèles, reliées par des nervures assez espacées pour assurer une ventilation suffisante et servant en même temps de support à un troisième anneau sur lequel est placé le noyau feuilleté de l’induit. Celte carcasse a un diamètre de 4,18 m. Le noyau, en feuilles de tôle de 0,G mm, a 15 cm de largeur et 13 cm de hauteur radiale; il est muni de 300 encoches rectangulaires de 19 mm de largeur et de 24 mm de profondeur, soit 6 par pôle. L’enroulement est constitué par des barres de cuivre de 300 mm2 de section, sectionnées en deux parties isolées à la gomme laque, afin de diminuer la production des courants de Foucault. 11 y a une seule barre par encoche; chaque barre est isolée du noyau par du papier et est maintenue par des cales en fibre vulcanisée qui ferment l'ouverture de l’encoche. Les barres de chaque phase sont reliées en tension à l’aide de lames de cuivre. Le diamètre extérieur étant de 3,60 m, l’entrefer a, par suite, 10 mm.
L’excitatrice, commandée par une contre-manivelle, est une dynamo à six pôles de 5,5 k\v à la tension de 30 volts avec induit feuilleté et denté, enroulé en tambour multipolaire série.
Fr. Krizik, de Prague (Autriche). — Le groupe électrogène exposé par ce constructeur se compose d'un alternateur triphasé, du type volant, et d’un moteur à vapeur sortant des ateliers de l’ancienne maison Ruston et Cie, de Prague, actuellement Prager Maschinenbau Actien Gesellschaft.
L'alternateur, d’une puissance de 150 kw avec un facteur de puissance minimum de 0,7, débite 565 ampères par phase. L’induit est monté en étoile et la tension aux bornes est de 220 volts à la vitesse angulaire de 120 t : m. La fréquence est de 32 périodes par seconde.
L’inducteur est un volant en fonte en deux pièces, sur la jante duquel sont fixés 32 noyaux polaires maintenus à l'aide devis (fig. 73); ces noyaux, de section circulaire, ont 14,5 cm de diamètre et se terminent par un épanouissement polaire rectangulaire. Les bobines inductrices, montées en tension, sont en ruban de cuivre de 20 mm de largeur et de 3,8 mm d’épaisseur enroulé sur champ ; chaque bobine a 50 spires. Le diamètre extérieur de l'inducteur est de 2,664 m et le diamètre d’alésage de l’induit de 2,684 m ; l’entrefer a donc 8 mm.
La carcasse de l’induit est constituée par deux caisses boulonnées ensemble et munies d’ouvertures pour la ventilation ; entre ces deux caisses se trouve serré l’anneau de tôles formant le noyau. Cette carcasse a 3,32 m de diamètre extérieur. Le noyau a 25 cm de largeur et 17 cm de hauteur radiale; il porte 96 rainures circulaires, de 47 mm de diamètre, ayant une ouverture de 8 mm du côté de l’entrefer. Chaque bobine induite a 9 spires de fil de cuivre de 8,2 mm de diamètre; chacune des trois phases comprend 16 bobines enroulées chacune dans deux encoches. Les 16 bobines de chaque phase sont groupées en quatre séries de quatre bobines; ces quatre séries sont reliées en parallèle et les trois phases sont montées en étoile.
L’excitatrice est commandée, à l'aide d’engrenages, par le plateau manivelle du moteur. C’est une dynamo à 4 pôles, de 8,5 kw sous 42 volts, excitée en dérivation. Les bobines inductrices ont chacune 652 spires de fil de cuivre de 3 mm de diamètre. L’induit denté est bobiné en tambour; il comporte 37 sections de 4 spires, logées dans 37 encoches.
Compagnie internationale d’Électricité de Liège. — Indépendamment du groupe électrogène à courants alternatifs triphasés qui était utilisé pour le service de l’Exposition et déjà décrit, cette Société avait exposé un alternateur triphasé, pour commande par courroie, d'une puissance de 80 kilovolts-ampères, ce qui correspond à 68 kilowatts avec un facteur de puissance égal ou supérieur à 0,85.
Cet alternateur, dont l’induit est monté en étoile, peut débiter 87 ampères par phase sous une tension de 530 volts, à la vitesse angulaire de 600 t : m. La fréquence est de 50 périodes par seconde.
Fig. 73. — Détails de construction de l'alternateur Krizik.
L’inducteur mobile est constilué par une carcasse polygonale en acier, coulée d’une seule pièce, reliée par six bras au moyeu claveté sur l’arbre et portant, venus de fonte, 10 noyaux polaires de section rectangulaire avec épanouissements en fer qui servent, en même temps, à retenir la bobine inductrice. Cette carcasse a 63,9'cm de diamètre extérieur et 25 cm de largeur. Les 10 bobines inductrices sont reliées en série et les extrémités de ce circuit sont amenés à deux bagues de prise du courant; chaque bobine a 260 spires de fil de cuivre de 3,2 mm de diamètre.
L’induit fixe a un noyau feuilleté en forme de couronne, serré entre deux anneaux, dont l’un est venu de fonte avec la carcasse et l’autre fixé à l’aide de boulons sur cette même carcasse. Dans le noyau, ont été pratiquées 60 rainures, très légèrement ouvertes, dans lesquelles sont logés les conducteurs de l’enroulement. Chacune des trois phases comporte 10 bobines. Chaque bobine à 7 spires de fil de 24,6 mm2 de section. Les bobines de chaque phase sont reliées en série et les trois phases sont montées en étoile.
La carcasse a 1,10 m de diamètre extérieur et 50 cm de largeur; le diamètre d’alésage de l’induit est de 65 cm, laissant un entrefer de 5,5 mm.
ALTERNATEURS
L’excitatrice, montée à l’extrémité de l’arbre, est une dynamo de 2,2 kw, débitant 20 ampères sous MO volts.
Société « Électricité et Hydraulique » de Gharleroi (Belgique). — Indépendamment des
Fig. 74. — Détails de construction de l'alternateur de la Société « Électricité et Hydraulique ».
deux groupes électrogènes qui ont fonctionné pour alimenter les services de l’Exposition, cette Société avait également exposé un groupe électrogène formé d’un alternateur simple et d’un
moteur à vapeur construit par la Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesselschaft Nürnberg.
L'alternateur a une puissance vraie de 350 kw avec un facteur de puissance voisin de l’unité. 11 débite 175 ampères sous 2 000 volts à la vitesse angulaire de 112 t: m. La fréquence est de 42,5 périodes par seconde.
L’inducteur est un volant en fonte coulé d’une seule pièce et relié au moyeu par six bras doubles. Sur la jante, de section presque rectangulaire, sont fixés 36 noyaux polaires en acier, de section ovale ayant un grand diamètre de 23 cm et un petit diamètre de 10 cm, munis d’épanouissements rectangulaires venus de fonte {fie;. 74). Les bobines inductrices, montées en tension, comportent chacune 176 spires de fil, de 5,2 mm de diamètre, enroulées sur des carcasses en bronze.
Le diamètre extérieur de l'inducteur, à l'extrémité des pièces polaires, est de 3,088 m, sa largeur est de 39 cm.
La carcasse de l’induit a un diamètre extérieur de 3,85 m et une largeur de 65 cm. Le diamètre d’alésage du noyau de l'induit est de 3,10 m; l’entrefer a 6 mm.
La carcasse de l’induit est en deux parties; le noyau est formé par trois paquets de tôles, chacun en deux parties, séparés par des cales. Ce noyau porte 72 trous, de section presque rectangulaire, terminés du côté de l’entrefer par un demi-cercle et ayant 43 mm sur 34 mm. L’enroulement comporte 36 sections, une par pôle, réparties chacune dans deux encoches. Chacune d’elles est constituée par 11 spires d’un câble formé de 19 fils de 1,5 mm de diamètre, isolé par des tubes en micanite. Toutes les sections sont montées en série.
L’excitatrice, calée en porte-à-faux sur l’arbre de l'alternateur, est une dynamo de 9 kw pouvant débiter 45 ampères sous 200 volts. L'inducteur est à 6 pôles et l’induit denté a un enroulement en tambour multipolaire série.
Le moteur à vapeur est du type vertical à triple expansion, d’une puissance normale de 500 chevaux pour une pression de 11 kg : cm2. La distribution se fait par tiroirs.
Ganz et Cie, de Budapest (Hongrie). — Indépendamment de deux groupes électrogènes qui étaient en fonctionnement à l’Exposition, celte Société avait exposé un alternateur triphasé de 100 kilovolts-ampères de puissance apparente.
Cet alternateur, établi pour un facteur de puissance minimum de 0,7, a, par conséquent, une puissance utile de 70 kilowatts. A la vitesse angulaire de 420 t : m, son débit par phase est de 173 ampères sous 191 volts. La fréquence est de 42 périodes par seconde.
L’inducteur mobile se compose d’une couronne en fonte portée par deux séries de bras fixés sur un manchon claveté sur l’arbre. Les noyaux polaires, au nombre de 12, sont fixés sur la surface extérieure de la couronne; ils ont un section circulaire, sont en acier coulé et ont des pièces polaires rapportées. Les bobines inductrices sont en ruban de cuivre, de 18 mm de largeur et de 2,2 mm d’épaisseur, enroulé sur champ. Les 65 spires de chaque bobine sont isolées entre elles par interposition de papier Japon. Les 12 bobines sont reliées en tension et l’une des extrémités du circuit inducteur est reliée à la masse et l’autre à une bague de contact fixée sur l’arbre.
Le diamètre extérieur de l'inducteur est de 1,02 m et le diamètre d’alésage de l’induit de 1,028 m; par conséquent, l’entrefer est de 4 mm.
L’induit est constitué par une carcasse formée de deux couronnes, en fonte, entre lesquelles est serré le noyau feuilleté en forme d'anneau. Les deux couronnes de la carcasse sont réunies par des nervures qui laissent entre elles des ouvertures suffisantes pour assurer une bonne ventilation de la machine. La hauteur radiale du noyau est de 17 cm et sa largeur de 14 cm, y compris l’espace de 10 mm ménagé pour la ventilation entre les deux paquets de tôles. Ce noyau porte 108 encoches à demi fermées, soit 9 par pôle, dans lesquelles sont logés les câbles de l'enroulement. Cet enroulement en étoile est en câble souple de 60 mm2 de section. Il y a 6 bobines de 9 spires chacune par phase.
ALTERNATEURS
L’excitatrice a son enduit calé sur une des extrémités de l'arbre de l'alternateur. C’est une dynamo à 4 pôles de 2,2 kw, pouvant débiter 100 ampères sous 22 volts. L’induit denté a un enroulement en tambour multipolaire série, constitué par des barres de G mm de largeur et de 2,3 mm d’épaisseur, réparties en 29 sections de 3 spires chacune. L’un des balais est relié à la masse et l’autre à la bague de prise de courant de l’inducteur de l’alternateur.
Allmànna Svenska Elektriska Aktiebolaget de Vesteras (Suède). — L’alternateur triphasé qu’avait exposé cette Société a une puissance apparente de 270 kilovolts-ampères et une puissance utile de 202,3 kw, lorsqu’il fonctionne sur un circuit dont le facteur de puissance est égal ou supérieur à 0,73.
Cet alternateur, à la vitesse angulaire de 250 t : m, peut débiter 193 ampères par phase sous la tension simple de 4G2 volts, l’induit étant monté en étoile. La fréquence est de 50 périodes par seconde.
Le système inducteur mobile se compose d’une couronne en acier coulé fixée sur la jante d’un volant en fonte claveté sur l’arbre. Les noyaux polaires, au nombre de 24, sont venus de fonte avec la couronne et sont munis d’épanouissements rapportés (fig. 75). Les bobines inductrices comportent chacune 110 spires de ruban de cuivre, enroulé sur champ; ce ruban a 17 mm de largeur et 1,1 mm d’épaisseur. Le diamètre extérieur de l’inducteur est 1,592 m: le diamètre d’alésage de l'induit étant de 1,60 m, l’entrefer est de 4 mm.
Le noyau de l’induit est un anneau feuilleté, en tôles de 0,7 mm d’épaisseur, divisées en trois paquets; ce noyau, placé à l'intérieur de la carcasse en fonte, a 144 encoches, soit 6 par pôle, dans lesquelles sont logés les conducteurs de l’enroulement. L’enroulement est constitué par des barres de section rectangulaire de 15 mm de largeur et de 4,5 mm d'épaisseur. 11 y a deux barres dans chaque rainure et, par conséquent, 288 conducteurs reliés en série, dans chaque phase, à l’aide de barres affectant la forme d’un Y.
L'excitation est fournie par une dynamo indépendante.
Brown, Boveri et Gie, de Baden (Suisse). — Cette Société avait exposé deux groupes électrogènes.
Le premier de ces groupes se compose d’un alternateur du type normal triphasé de cette
maison accouplé à un moteur à vapeur à triple expansion sortant des ateliers de MM. Sulzer frères, de Winterthur.
L’alternateur {fi g. 76), d’une puissance apparente de 1 760 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance de 0,85, fournit, à la vitesse angulaire de 83,3 t : m, un courant de 170 ampères sous 3 465 volts dans chaque phase. La fréquence est de 50 périodes par seconde et la tension aux bornes de 6 OOOvolts.
L’inducteur est en deux parties assemblées par des boulons; les deux demi-couronnes qui le constituent sont reliées au moyeu par huit paires de bras. La jante, à section en U, porte 72 pôles en fer, fixés par des vis ; les noyaux polaires sont cylindriques et surmontés d'une pièce polaire de forme rectangulaire à bords légèrement arrondis.
Le diamètre de la jante est de 6,30 m et le diamètre total, à l’extrémité des épanouissements polaires, est de 6,90 m. L’entrefer est de 10 mm.
Fio. 76. — Alternateur de 1 760 kilovolts-ampères de MM. Brown, Boveri et G".
ALTERNATEURS
L’enroulement des bobines inductrices est en bandes de cuivre enroulées sur champ. Chaque bobine comporte 45 spires. Les 72 bobines sont reliées en tension.
L’induit se compose d’une carcasse constituée par une caisse en fonte supportée par deux séries de bras rayonnants lui assurant une grande rigidité. Celte carcasse comporte deux flasques entre lesquelles sont placées et serrées les tôles du noyau qui ne les dépassent que du côté de l’intérieur où sont logés les enroulements. Ces flasques sont supportées par deux étoiles.
La carcasse de l’induit a un diamètre extérieur de 7,86 m ; le diamètre d’alésage est de 6,92 m et la largeur des tôles composant le noyau, 33 cm. Des canaux de ventilation sont ménagés à l’intérieur de l’induit.
L’enroulement est logé dans des trous oblongs assez allongés et très rapprochés de l’entrefer. La surface intérieure du noyau a 432 trous, soit 6 par pôle. Chaque phase comporte une bobine complète de 12 spires par paire de pôle, soit 36 au total ; il y a 6 spires par bobine simple ou par encoche. Des tubes en micanite assurent l’isolement de cet enroulement.
Le moteur à vapeur à triple expansion-a quatre cylindres horizontaux: un à haute pression de 60 cm de diamètre, un à moyenne pression de 85 cm de diamètre et deux à basse pression de 1025 mm de diamètre. La course commune des pistons est de 150 cm. A la pression de 11 kg: cm2 et avec une admission de 3/10, la puissance indiquée est de 1700 chevaux. La vitesse angulaire est de80t:m. La distribution se fait par soupapes Sulzer à double siège.
L’excitation de l’alternateur est obtenue par une dynamo à courant continu de 25 k\v sous 110 volts. C’est une dynamo à 4 pôles avec induit denté enroulé en tambour série. L’excitatrice est commandée directement par un moteur à vapeur vertical à un seul cylindre et à distribution par tiroirs à piston, marchant à la vitesse angulaire de 300 t : m.
Le second groupe électrogène se compose d’un alternateur triphasé à inducteur mobile extérieur actionné par un moteur à vapeur construit par MM. Bromley frères, de Moscou.
L’alternateur a une puissance apparente de 410 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance égal ou supérieur à 0,85. Cet alternateur, dont l’induit est monté en étoile, peut débiter 1 200 ampères par phase et sa tension aux bornes est de 200 volts à la vitesse angulaire de 92,5 t: m. La fréquence est de 40 périodes par seconde.
L’inducteur est constitué par un volant à large jante, à l’intérieur duquel sont fixés les 52 pôles inducteurs en fer. Le volant est relié au moyeu par une série de bras doubles désaxés. Le diamètre extérieur de la jante est de 4,70 met sa largeur totale de 70cm ; le diamètre d’alésage est de 3,60m et l’entrefer a 6 mm. Les bobines inductrices sont montées en série et comportent chacune 80 spires de fil.
L’induit, d’un diamètre extérieur de 3,588 m, est constitué par une carcasse circulaire en deux pièces, formée d’une sorte de caisse annulaire supportée par une étoile.
La largeur du noyau en tôles feuilletées est de 30 cm et l’enroulement, logé dans des trous pratiqués au voisinage de l’entrefer, est en barres de cuivre rigides et isolées. Le noyau porte 156 trous, soit 3 par pôle, et les 52 barres d'une même phase sont reliées en série à l’aide de lames de cuivre.
La puissance nécessaire pour exciter l’alternateur est de 10 kw environ.
Le moteur à vapeur de MM. Bromley est du type horizontal à triple expansion et à trois cylindres. La puissance normale est de 350 chevaux indiqués, la pression de 10 à 12 kg : cm2 et la vitesse angulaire normale de 92 t : m. La distribution se fait par soupapes sans déclic.
Compagnie de l’Industrie électrique de Genève (Suisse). — Cet alternateur diphasé est du système Thury ; sa puissance apparente est de 468 kilovolts-ampères avec un facteur de puissance minimum de 0,9, à la vitesse normale de 350 t:m. La tension normale est de 5 000 volts par phase et le débit de 46 ampères. La fréquence est de 46,66 périodes par seconde.
Cet alternateur faisait partie d’un groupe électrogène et était accouplé à un moteur à vapeur, de la maison Escher, Wyss et Cie de Zurich, du type vertical à triple expansion et à
condensation. Sa puissance est de 260 à 300 chevaux effectifs à la pression normale à l’admission de 12 à 13 kg : cm2 ; la vitesse angulaire est de 175 t : in. Dans ces conditions de vitesse, la puissance apparente de l’alternateur n’était que de 230 kilovolts-ampères.
L’inducteur volant (1 fig . 77) comporte une couronne en fonte fixée, à l'aide de boulons, à un disque venu de fonte avec le moyeu. Cette carcasse a 1,12 m de diamètre et 63 cm de largeur. Les noyaux polaires, au nombre de 16, portent, près de l’entrefer, une fente radiale destinée à diminuer l’importance du flux tranversal dù aux ampères-tours de l’induit. Les bobines inductrices sont en fil de cuivre de section carrée et enroulées sur une carcasse. Le diamètre total de l'inducteur étant de 1,49m, celui d'alésage de l’induit étant de 1,50m, l’entrefer a 5 mm.
L’induit a une carcasse circulaire en fonte, de 2,20 m de diamètre et de 1,09 m de largeur, portant des nervures radiales sur lesquelle appuient des clavettes le long desquelles sont disposées les tôles du noyau, divisées en deux paquets et serrées entre un disque venu de fonte avec la carcasse et un anneau rapporté, également en fonte. Ce noyau est muni de rainures légèrement fermées, au nombre de 64, soit 4 par pôle. Chaque phase comporte 16 bobines de 24 spires, réparties chacune dans deux rainures et isolées par des tubes en micanite.
Société d’Électricité Alioth, de Bâle (Suisse). — La Société Alioth avait exposé un allernateur triphasé à flux ondulé de 190 kilovolts-ampères de puissance apparente avec un facteur de puissance minimum de 0, H, pouvant débiter à pleine charge 36,5 ampères par phase sous 1 730 volts, la tension étoilée aux bornes étant de 3 000 volts. La vitesse angulaire est de 375 t : m et la fréquence de 50 périodes par seconde.
La partie mobile de l’inducteur [fig. 78) est constituée par un volant en acier coulé que supportent deux anneaux, munis chacun d’un manchon fixé sur l’arbre. Ce volant porte deux séries de chacune 8 saillies polaires, décalées l’une par rapport à l'autre d'un angle égal à celui qui sépare deux saillies consécutives; ces saillies se prolongent par des épanouissements feuilletés. Le diamètre extérieur de cette partie mobile est de 1,293 m; l'entrefer est de 3,5 mm.
La partie fixe de l’inducteur est la bobine, fixée à la carcasse extérieure et placée entre
ALTERNATEURS
les (leux noyaux d’induit. Son enroulement consiste en 700 spires de fil de 4,6 mm de diamètre.
L’induit comporte deux noyaux annulaires feuilletés en tôles de 0,4 mm; chacun d’eux porte 48 encoches de section rectangulaire. L’enroulement comporte 8 bobines par phase, chacune d’elles ayant 28 spires de (il de 4,2 mm de diamètre. Les bobines de chaque phase sont reliées en tension et les trois circuits sont montés en étoile.
Le diamètre d’alésage de l’induit est de 1,30 m.
L’excitatrice, montée en porte-à-faux à l’extrémité de l’arbre, est une dynamo de2k\v sous 70 volts, avec inducteur à 4 pôles, dont deux seulement sont pourvus de bobines ; l'induit est en tambour avec enroulement en série multipolaire.
Société des Ateliers d’Oerlikon (Suisse). — Cet alternateur triphasé à (lux ondulé a une puissance apparente de 650 kilovolts-ampères, avec un facteur de puissance minimum de 0,8 ; il débite 50 ampères par phase sous 4330 volts, la tension étoilée aux bornes étant de 7 500 volts à la vitesse angulaire de 250 t : m; la fréquence est de 50 périodes par seconde.
L’inducteur mobile est une couronne en acier coulé portant deux séries de chacune 12 saillies polaires feuilletées, placées en face les unes des autres. Entre les deux séries de saillies est placée la bobine inductrice, fixée à la carcasse extérieure et divisée en deux parties : l’enroulement est constitué par une bande de cuivre de 60 mm de largeur et de 2 mm d’épaisseur. Chaque partie comporte 83 spires, et les deux demi-bobines sont reliées en série. Le diamètre extérieur de l’inducteur est de 2,192 m. L’entrefer a 4 mm.
L'induit comporte deux noyaux annulaires feuilletés, fixés de part et d’autre de la bobine inductrice à l’intérieur de la carcasse extérieure.
Ces noyaux ont chacun 2,54 m de diamètre extérieur, 17 cm de hauteur radiale et 25 cm de largeur. Chaque induit porte 36 encoches, une par pôle et par phase, dans lesquelles sont logés les enroulements ; il a 12 bobines par phase, formées chacune de 33 spires de deux fils de 3,2 mm de diamètre enroulés en parallèle. Dans chaque phase, les 12 bobines sont reliées en série. L’enroulement est isolé du noyau par des gaines en micanite et maintenu dans les encoches par des cales en fibre.
Société J. -J. Rieter et Cie, de Winterthur (Suisse). — Comme type d’alternateur à inducteur
mobile extérieur, cette Société avait exposé un groupe électrogène de 700 kilovolls-ampères de puissance apparente, actionné par un moteur à vapeur de MM. Sulzer frères, de Winterthur.
Cet alternateur ( fg . 80) de 700 kilovolts-ampères, avec un facteur de puissance égal ou supérieur à 0,8, débite à pleine charge 123 ampères par phase à la tension simple de 1 900 volts, soit une tension aux bornes de 3 300 volts à la vitesse angulaire de 100 t : m et avec une fréquence de 50 périodes par seconde.
L’inducteur mobile extérieur sert de volant au moteur à vapeur. La jante, reliée au moyeu par l’intermédiaire de quatre paires de bras, à 5,80 m de diamètre extérieur et 97,5 cm de largeur ; la partie qui supporte les bobines inductrices est en porte-à-faux. Les noyaux polaires,
Fia. 19. — Alternateur des ateliers d’Oerlikon.
au nombre de 60, ont une section cylindrique de 14,5 cm de diamètre et sont munis d’épanouissements polaires rectangulaires de 24 cm sur 13 cm. Les bobines inductrices ont un enroulement formé de 137 spires de fil carré de 36 mm2 de section ; elles sont reliées en tension. Le diamètre d’alésage de l’inducteur est de 4,422 m et l'entrefer a 5,5 mm.
Le support de l’induit, boulonné sur la plaque de fondation de l’un des paliers du moteur à vapeur, est une caisse annulaire en fonte, ouverte sur sa surface extérieure pour recevoir le noyau annulaire en tôles de 0,5 mm d’épaisseur ; ce noyau porte 180 trous, de 55 mm sur 28 mm, soit 3 par pôle. L’enroulement comporte 30 bobines par phase, soit une par paire de pôles ; chaque bobine est formée de 12 spires de 3 fils, de 4,2 mm de diamètre, enroulés en parallèle. L’induit a 4,411 m de diamètre extérieur et 24 cm de largeur.
L’excitatrice, montée sur l’une des extrémités de l’arbre, est une dynamo à 12 pôles de 10 à 12 kw, avec induit denté enroulé en tambour série et débitant le courant sous 160 à 170 volts de tension.
Le moteur à vapeur est du type horizontal compound tandem à condensation ; il sort des
ALTERNATEURS
Fig. 80. — Alternateur à induit mobile extérieur de la Société J. -J. Rieter.
ateliers de MM. Sulzer frères. A la pression d’admission de 11 kg : cm2 et à la vitesse angulaire normale de 100 t : m, sa puissance est de 750 chevaux indiqués, soit 650 chevaux effectifs, pouvant être portée à 1 000 chevaux indiqués ou 900 chevaux effectifs avec une admission de 0,4 dans le petit cylindre. Ce moteur est muni d’un système spécial de distribution par soupapes, étudié en vue de la commande des alternateurs, afin d’obtenir une grande régularité de marche, même pour de très faibles charges.
PILES HYDROÉLECTRIQUES
Le nombre de piles figurant à l’Exposition était relativement assez restreint et rien de bien nouveau dans cette catégorie de générateurs d’électricité ne frappait l’attention.
Piles à liquide immobilisé. — Les piles à liquide immobilisé, dont l’usage tend à se répandre de plus en plus, dérivent toutes de la pile Leclanché et ne diffèrent entre elles que par la nature de la matière absorbante employée pour immobiliser le liquide, par des détails de construction et par le sel ajouté pour éviter la formation d’oxychlorures se déposant sur l’électrode en zinc.
Les piles à liquide immobilisé ont le grand avantage de ne pas exiger d’entretien et aussi d’être transportables. Il s’en construit de différentes capacités et elles sont très employées pour les sonneries, la télégraphie, la téléphonie, l’allumage des moteurs à explosion, etc.
Parmi les piles exposées, nous citerons la pile Etoile de la Société anonyme Le Carbone, la pile Bloc, la pile Hydra, la pile Leroy, etc., pour la France; la pile lfellesen, exposée par la Société Siemens et Halske de Berlin, et plusieurs types américains dans la section des Etats- Unis.
Pile Jeanty. — La pile, système Jeanty, exposée par la Compagnie électro-chimique de Paris, est un perfectionnement de la pile au sulfate de cuivre qui seule permet d’obtenir un débit constant.
Cette pile, à grand débit, a été principalement étudiée en vue de la charge de petites batteries d’accumulateurs.
Comme on le voit sur les figures 81 et 82, l'élément se compose d’une cuve horizontale en bois, rendue étanche au moyen d'un enduit isolant approprié, et d’une pièce intérieure, également en bois et étanche, comprenant un auget, destiné à recevoir une provision de sulfate de cuivre en cristaux, et une série de gouttières mises en communication avec l’auget par l’intermédiaire de cuves en bois.
L’électrode positive est constituée par une série de lames minces de cuivre repliées deux fois à angle droit, de manière à épouser exactement la forme intérieure des gouttières ; chacune de ces dernières est garnie d’une lame de cuivre qui repose sur une autre lame plate, fixée à demeure au fond de la gouttière et portant, du côté de l’auget, un contact qui traverse le bois et sert à relier entre elles et avec la borne positive toutes les lames d’un même élément par l’intermédiaire d’un conducteur isolé afin d’éviter toute dérivation.
L’électrode négative est formée d’une série de bandes plates en zinc ordinaire, non amalgamé, placées de champ au milieu de l’espace libre qui existe entre les diverses gouttières. De petits tasseaux, fixés sur les côtés de la pièce intérieure en bois, servent à maintenir les lames de z.inc dans une position invariable. Sur la face antérieure de l’auget est fixée une lame de cuivre munie de bornes en nombre égal à celui des lames de zinc; cette lame sert de collecteur et se termine sur le côté de l’auget par une borne de prise de courant.
Ce dispositif de pile au sulfate de cuivre présente sur les autres modèles l’avantage d’empêcher le mélange des solutions de sulfate de zinc et de sulfate de cuivre. Cela permet d’utiliser complètement les produits employés et de récupérer la totalité du cuivre métallique provenant de la réduction du sulfate.
L’absence de cloison poreuse et la grande surface que présente l’ensemble des électrodes, très rapprochées les unes des autres, fait que la résistance électrique intérieure de l’élément est très faible, ce qui permet d’obtenir un débit intense et constant jusqu’à usure complète des zincs.
La constance du débit est due à ce fait que la solution de sulfate de cuivre se trouve toujours saturée par suite de la dissolution des cristaux qui se trouvent en excès dans l’auget. De plus, les deux solutions restent toujours bien séparées et les lames de zinc, baignant seulement dans la partie supérieure de la solution de sulfate de zinc contenue dans la cuve, se trouvent, par suite, dans la partie la moins saturée
Fig. 81. — Pile Jeanty. — Vue de face d’un élément.
Fig. 82. — Pile Jeanty. — Vue d'arrière d’un élément.
Le liquide employé se prépare en faisant dissoudre 35 kg de sulfate de zinc cristallisé dans 100 litres d’eau. On verse de cette solution dans l’intérieur de l’auget jusqu’au moment où les gouttières qui communiquent avec lui commencent à déborder dans la cuve. Cela fait, on ajoute de l’eau à la solution qui n’a pas été employée jusqu’à ce que la densité soit telle que l'aréomètre Baumé marque 10°. On verse alors cette solution étendue dans la cuve par la partie laissée libre entre le devant de la cuve et l’arrière de l’auget, afin qu’elle ne se mélange pas avec celle qui se trouve dans les gouttières. 11 faut que le niveau du liquide dans l’élément dépasse d’environ 5 millimètres la partie supérieure des gouttières et des lames de zinc.
Les éléments une fois garnis de liquide, il n’y a plus qu'à remplir les augets de cristaux de sulfate de cuivre. La pile entre alors en fonctionnement après environ 15 minutes, c’està-dire le temps nécessaire pour que la solution de sulfate de cuivre alimente les gouttières sur toute leur longueur.
L’entretien de ces piles consiste simplement à remettre des cristaux de sulfate de cuivre dans les augets sans attendre leur disparition complète et à remplacer les lames de zinc usées.
PILES HYDROÉLECTRIQUES
11 résulte d’essais effectuées au laboratoire d’électricité de l’Ecole de Physique et de Chimie de la ville de Paris que cette pile consomme, par ampère-heure débité :
4,80 gr de sulfate de cuivre.
1 ,37 gr de zinc.
L’on obtient un dépôt de cuivre électrolytique de 1,055 gr.
Dans ces conditions, la dépense par kilowatt-heure utile serait de G 550 gr de sulfate de cuivre et de 1 867 gr de zinc, de laquelle il faut déduire la valeur des 1512 gr de cuivre déposé, ce qui met le prix de production de l’énergie électrique à 1,50 fr environ le kilowatt-heure.
Piles du D' Fontaine-Agier, de Paris. — Le D1 Fontaine-Agier avait exposé deux types de pile : l’un dit à dépolarisation automatique par treillis de fer , l’autre dit à double excitation.
Le premier est constitué par un couple zinc-fer plongeant dans une dissolution de soude caustique. L’électrode fer est une longue bande de treillis de fer à mailles moyennes, enroulée ou repliée plusieurs fois sur elle-même de manière à offrir une très grande surface et qui assure une dépolarisation parfaite. Malheureusement cet élément a une force électromotrice assez faible, 0,45 volt; par contre, sa résistance intérieure initiale n’est que de 0,04 ohm.
Le second type est à deux liquides ; le liquide excitateur est une solution de soude caustique dans laquelle plonge l’électrode zinc; le liquide dépolarisant est un mélange nitreux, de composition tenue secrète, qui aurait l’avantage de ne pas dégager de vapeurs acides. Les deux liquides sont séparés par un vase poreux formé d’une carcasse centrale en ébonite ou en celluloïd perforée, d’une enveloppe intermédiaire en carton et enfin d’une enveloppe extérieure en toile. La force électromotrice de cet élément est de 2,30 à 2,35 volts.
TABLE DES MATIÈRES
