RÉGULATEURS AUTOMATIQUES

Nous ne parlerons ici que des appareils destinés à régler les éléments de la circulation électrique dans un circuit, différence de potentiel et intensité. Les régulateurs de lampes à arc seront examinés dans le fascicule consacré à l’éclairage.

Les régulateurs sont à action directe ou indirecte , suivant qu’ils agissent directement ou indirectement sur le mécanisme de réglage.

Lorsqu’il s’agit d’actionner des organes de réglage lourds et mettant en jeu une puissance assez grande, on ne peut employer que des régulateurs à action indirecte, utilisant les variations d’une différence de potentiel ou de l’intensité d’un courant pour actionner un rhéostat ou déplacer des balais.

Régulateur automatique de tension. — Pour parer aux variations produites dans la tension d’une dynamo provenant des variations du débit ou de la vitesse angulaire, on emploie desrégu-

Fio. 62. — Régulateur automatique de tension de M. Fabius Ilenrion.

lateurs automatiques qui ont pour effet de faire varier la résistance d’excitation. Nous décrivons, à titre d'exemple, le type cité et exposé par M. Fabius Henrion , de Nancy {fig. 62). Dans ce système, un double cliquet est animé, par une transmission mécanique, d’un mouvement de vaet-vient sur deux roues dentées en sens inverse, solidaires l’une de l'autre.

Un fléau horizontal F porte à l’une de ses extrémités un tube de fer doux qui peut être aspiré par un solénoïde S. Cette attraction est contrebalancée par un curseur mobile, de telle sorte que, dans une marche normale, le fléau est horizontal et oscille entre deux pointes A et B. Le fléau est relié à l’un des pôles de la machine. Si la tension varie, il vient buter contre A ou B, et fait passer un courant dans l’un ou l’autre des électros E, E'. Cet ensemble constitue un véritable relai. Le double cliquet, attiré par l’un ou l’autre de ces électros, bascule à droite ou à gauche. Il peut alors agir sur l’une ou l’autre des deux roues dentées. Suivant que l’une ou l’autre de ces roues est en mouvement, une manette fixée en leur centre se déplace sur les touches d’une résistance variable, intercalée dans le circuit d’excitation de la machine. Cette résistance se trouve ainsi réglée automatiquement, de façon à maintenir la tension constante malgré les variations de vitesse angulaire et de débit.

APPAREILLAGE

Régulateur Thury. — Cet appareil, construit et exposé par M. II. Cuènod , de Genève, se compose essentiellement d’un appareil de mesure (voltmètre ou ampèremètre) à course très réduite et d’un mécanisme à encliquetage destiné à transmettre le mouvement au rhéostat de réglage ou à tout autre organe régulateur.

L’appareil de mesure est électromagnétique pour le courant continu et thermique pour le courant alternatif.

L’appareil de mesure du régulateur à courant continu est formé d’un inducteur à circuit magnétique fermé, sauf un entrefer unique de forme annulaire, dans lequel se meut une bobine parcourue par une dérivation du courant à régler [fie/. 63).

Cette bobine très légère, construite de manière à rendre l’appareil apériodique, est fixée sur un des bras d’un levier contre-coudé, qui pivote en son milieu et porte, à une de ses extrémités, un ressort de réglage À et, à l’autre, une butée en acier trempé C.

Dans le régulateur alternatif, ce même levier se déplace suivant les dilatations ou les contractions d’un fil de platine, soumis à l’action du courant; lorsqu’un courant d’intensité normale

Fig. 63. — Principe du régulateur automatique de M. Thury.

circule dans la dérivation qui forme la bobine mobile, en même temps que dans l’enroulement inducteur, la bobine prend une position d’équilibre, déterminée par la tension du ressort A, correspondant à une position moyenne du levier. Si le courant dépasse sa valeur normale, la bobine est soulevée par l’action magnétique, et la butée, portée par le levier, occupe sa position inférieure. Si, au contraire, le courant est au-dessous de la normale, cette butée se trouve dans sa position supérieure.

Cette butée est placée sur la trajectoire d’un système d'encliquetage, D, supporté par une pièce en forme d’équerre E, qui reçoit un mouvement de balancement régulier autour de l’axe de l’appareil au moyen d’un arbre à manivelle, actionné par le moteur du régulateur.

Pour déterminer le réglage, il faut que la roue dentée H, calée sur l’axe du régulateur, soit entraînée, dans un sens ou dans l’autre, par ce mouvement de balancement; cela se produit dès que l’un des cliquets I, portés par la pièce E, s’engage dans la denture de la roue.

Si le courant à régler est normal, la butée n’est pas touchée par le balancement des leviers coudés K, qui servent d’arrêts aux cliquets ; l’un se déplace au dessus et l’autre au dessous; l’appareil reste donc à l’état de repos. Si le courant est trop intense, la butée C se place en regard du petit levier coudé K de droite, lequel est alors relevé à chaque balancement, et laisse ainsi le cliquet qui lui correspond tomber sur la roue dentée qu’il entraîne.

Si le courant est trop faible, c’est au contraire le levier de gauche qui est touché par la butée et permet au cliquet correspondant de s’engager sur la roue dentée pour l’entraîner dans l’autre sens.

L’asservissement est, obtenu par l’intermédiaire d’un ressort L, dont une extrémité est fixée sur l’équipage mobile de l'appareil de mesure, et l’autre reliée à un levier M dont le déplacement est en relation directe avec la manette du rhéostat.

Le sens dans lequel ce levier se déplace est tel que le ressort s’oppose au mouvement de l’équipage mobile.

Le ressort lui-même se tend ou se détend proportionnellement à la course effectuée par le levier; le courant nécessaire pour maintenir l’équilibre de l’équipage mobile varie donc proportionnellement à l’angle de déplacement de la manette.

Il en résulte que, d'une extrémité à l’autre du réglage, le régime du courant réglé diffère, dans une certaine proportion, qui est en rapport avec la résistance du ressort choisi.

Celte différence, ou pourcentage de régulation, a l’avantage d'assurer à l’appareil une parfaite stabilité de fonctionnement, mais aurait, par contre, l’inconvénient d'amener une variation du régime du courant, qui peut être gênante dans certains cas; aussi, pour y obvier, l’extré-

Fig. 61. — Application du principe du régulateur de M. Thury à un rhéostat automatique.

mité du ressort L est fixée au levier M par l’intermédiaire d'un amortisseur à huile N qui, peu à peu, permet au ressort de se détendre et de reprendre, dans toutes les positions, le même degré de tension. L’asservissement n’est ainsi que momentané, ut le régime du courant peut être ramené exactement à la même valeur dans toutes les positions du réglage.

L’appareil permet un réglage très précis, indépendant de l’effort mécanique à exercer pour l’obtenir, provoqué par des organes entièrement mécaniques, sans aucun contact électrique.

La puissance du régulateur est pratiquement illimitée, tout en conservant la mobilité absolue de l'appareil de mesure.

Le régulateur automatique Thury peut agir aussi bien sur le rhéostat que sur le calage des balais d’une machine électrique à régler, comme sur l’admission ou la détente du moteur à vapeur ou sur le distributeur delà turbine qui la commande.

Il permet donc de maintenir dans un circuit une force électromotrice constante, soit :

1° En faisant varier la résistance du circuit d’excitation d’une machine shunt ou à excitation indépendante [fig. 04);

2° En faisant varier la résistance du circuit extérieur dans le cas d'une distribution par feeders ;

fl° En modifiant les rapports de transformation dans une distribution à courants alternatifs par transformateurs ;

4° En faisant varier le nombre d’éléments d’une batterie d'accumulateurs ou en introduisant des résistances variables dans son circuit de décharge.

11 permet de maintenir constante l’intensité d’un courant utilisé pour la distribution en série, pour l’éclairage à arc ou la force motrice, soit : 1" en simulant plus ou moins le circuit d’excitation d’une dynamo-série; 2° en décalant dans les limites voulues les balais; en introduisant des résistances variables dans le circuit de distribution.

Au lieu d’agir sur les générateurs électriques, il peut être utilisé tout aussi bien à régler la vitesse des moteurs à vapeur ou hydraulique qui les actionnent. Il peut être appliqué au réglage de la vitesse des moteurs électriques. 11 permet encore de régler automatiquement les fours électriques, en maintenant constante la différence de tension utilisée au moyen de l’écartement ou du rapprochement des électrodes, par l’intermédiaire d’un treuil de suspension.

Rhéostat automatique Blathy. — Ce rhéostat, exposé par la maison Gonz et C‘°, de Budapest, comporte un cadre métallique en cornière élargi à sa partie supérieure et portant le rhéostat proprement dit, qui est intercalé dans le circuit inducteur de la machine à régler, ou dans l’excitation de l’excitatrice pour les alternateurs. Les points de jonction des résistances sont reliées à des fils parallèles de longueurs différentes venant plonger dans un vase contenant du mercure. Ce vase est porté par un tube dont l’autre extrémité est munie d’un flotteur destiné à l’équilibrer et qui plonge dans une caisse à eau portée par la monture ; le tube de support traverse une solénoïde et porte intérieurement, à hauteur de ce dernier, un noyau en fer doux; une résistance additionnelle placée en série avec le solénoïde et réglable à la main permet d’ajuster l’appareil à la tension voulue; la bobine et sa résistance sont montées en dérivation sur le circuit principal. Toute variation du courant principal agit sur le noyau en fer doux, le fait monter ou descendre, et, par suite, le vase à mercure met en courtcircuit ou augmente les résistances à intercaler dans le circuit inducteur, par suite de l’inégalité de longueur des fils reliés aux résistances et baignant dans le vase.

Pour les machines à haute tension, la bobine est reliée à un transformateur réducteur; elle ne reçoit ainsi que du courant secondaire à basse tension.

RÉDUCTEURS

Les réducteurs sont des appareils reliés à un circuit d’accumulateurs, en vue défaire varier

de M. Fabius Ilenrion. générale de Constructions électriques,

le nombre d’éléments mis à chaque instant en charge ou en décharge. Ils sont simples ou

doubles, circulaires ou rectilignes, manœuvrés à la main ou à distance, commandés directe ment ou automatiquement par un indicateur. Ils ne se différencient que par les détails de leurs dispositions, qui se comprennent à la simple inspection des figures 65 à 68, qui se rapportent à quelques types caractéristiques. Dans tous les modèles, des dispositions sont prises pour que le passage d’un plot au plot suivant ne mette pas l’accumulateur ajouté ou retranché en courtcircuit, pendant la manœuvre de l'appareil. Le résultat est obtenu à l'aide de deux contacts se déplaçant ensemble, et dont l’un est relié au circuit par une résistance calculée d'après le débit maximum normal de l'élément. Dans les réducteurs manœuvrés à distance, le mécanisme d’avancement du contact est combiné pour que le déplacement soit égal à l'intervalle compris entre deux plots successifs, et que le contact ne reste jamais à cheval entre deux plots.

Fig. 67. — Rédacteur double, modèle ti de M. Fabius Henrion. .

Fig. 68. — Réducteur double de la Compagnie générale de Constructions électriques.

Dans les très gros appareils,, installés près des éléments de réduction, en vue d’économiser les conducteurs, la position du réducteur est indiquée au tableau de commande par l’allumage d’une lampe à incandescence correspondant au plot en service à chaque instant. On a ainsi une vérification permanente du bon fonctionnement de l’appareil.

Nous avons reproduit à titre d’exemple, figures 65 à 68, quelques types de réducteurs simples ou doubles manœuvrés à la main. L’Exposition renfermait un certain nombre d'autres réducteurs à commande mécanique à distance pour courants intenses. Nous nous contenterons de décrire le plus puissant, établi pour 4 000 ampères.

Réducteur d’accumulateurs pour 4 000 ampères. — Cet appareil, construit par la Compagnie française de Constructions électriques , était le plus puissant de l'Exposition. Son but est de faire déplacer brusquement le balai sur les plots, de manière qu’il ne reste jamais à cheval sur le plot actif et le plot de réduction, ce qui pourrait arriver dans de gros appareils de ce genre, et ne ferait porter le balai que sur une fraction peut-être minime du contact nécessaire (/îg. 69).

En principe, cet appareil se compose d’un pignon fixe portant huit dents, et d’un cliquet venant en contact avec ces dents; c’est-à-dire que le cliquet se déplace de 1/8 de tour par déplacement. Le mécanisme a pour objet de dégager ce cliquet de la dent pour le faire passer par de puissants ressorts sur la dent suivante où il s’arrête, et ainsi de suite.

A cet effet, le cliquet porte un contre-cliquet, que l'on soulève progressivement au moyen d’une pièce spéciale manœuvrée à la main ou à distance, par un moteur. Chaque fois que ce

APPAREILLAGE

cliquet et ce contre-cliquet avancent de 1/8 de tour, la pièce en question avance en même temps et revient prendre, par rapport au cliquet, la position qu’elle occupait primitivement.

Fig. 69. — Réducteur d'accumulateur pour 4 000 ampères de la Compagnie française de Constructions électriques.

La manœuvre recommence de même pour le plot suivant. Le système est symétrique, de sorte que le mouvement dans l’autre sens se fait de la même façon.

APPAREILS DE SECURITÉ

Les appareils de sécurité peuvent se diviser en trois groupes, suivant qu’ils ont pour but de protéger les installations contre :

1° Des accroissements excessifs de courant. Le problème est résolu par les coupe-circuits et les disjoncteurs automatiques ;

2° Des tensions intempestives par défaut d’isolement entre plusieurs points d’une canalisation, ou entre ces points et la terre. On emploie dans ce but des protecteurs ;

3° Des décharges atmosphériques. Ce sont des para foudres.