B. — TRANSPORT PAR COURANT CONTINU A INTENSITÉ CONSTANTE

C'est en mai 1890 que le système de transport et de distribution en série a été appliqué pour la première Cois par M. René Thury, de Genève, à Gènes, sur un circuitde 48 km de développement et pour une puissance de 110 kilowatts. Depuis, le système s’est développé, et un o-rand nombre d’installations existent actuellement en Suisse, en France et en Italie ; mais, et c’est là un fait digne de remarque, il n’existe qu’une seule société, la Compagnie l’Industrie électrique, de Genève, qui exploite ce système.

Principe. — La distribution, dans le système série, est formée d’un circuit fermé parcouru par un courant continu d'intensité constante, dans lequel les génératrices qui produisent l’énergie électrique sont intercalées avec les moteurs qui l’utilisent, la différence de potentiel produite variant proportionnellement à la puissance utilisée.

Dans la marche à vide, le courant d’intensité constante a comme différence de potentiel la tension nécessaire pour vaincre la résistance du circuit lui-même (dont tous les moteurs sont alors exclus) ; cette différence de potentiel augmente avec le nombre et la charge des moteurs mis en circuit. Les génératrices ont ainsi à fournir un courant d'intensité constante et une tension proportionnelle à la puissance à transmettre. La station génératrice effectue le réglage des dynamos, de manière à maintenir l’intensité du courant constante dans la ligne, quelle que soit la différence de potentiel absorbé par les appareils d’utilisation.

Pour que les moteurs puissent fonctionner pratiquement, au moyen d’un courant d’intensité constante, l’unique condition à réaliser est que la constance de leur vitesse soit maintenue automatiquement, d'une manière indépendante des variations de puissance, c’est-à-dire qu’ils soient disposés de telle sorte que la différence de potentiel entre bornes varie proportionnellement à la puissance à fournir.

Les avantages invoqués en faveur de ce système sont les suivants :

Le système série permet la production et l’utilisation des plus hautes tensions sans aucune transformation, c’est-à-dire sans les dépenses en capital et en courant que les transformations provoquent.

La haute tension est produite directement par des génératrices de tension moyenne autoexcitatrices, dont le rendement est égal, à conditions égales de puissance, à celui des alternateurs de puissance égale.

La production de courants de très hautes tensions, avec le système série, réalise l’économie complète de la perte due à la première transformation, toutes les fois que la force électromotrice nécessaire dépasse celle qui peut pratiquement être produite par les machines génératrices.

La ligne comporte avantageusement des conducteurs de la section totale nécessaire, puisqu'il n’y a pas à tenir compte de l’induction et de ses effets, et, par ce fait, la transmission par courants continus peut être réalisée, à section de cuivre égale, avec une perte de 15 à 20 pour 100 inférieure à celle qui serait provoquée dans une ligne inductive.

Les moteurs sont de simples moteurs à courant continu, excités en série et bobinés à basse ou moyenne tension, dont le rendement n’est pas altéré parleur montage en série. Le fait de leur alimentation directe par la ligne supprime la perte de la transformation.

Le rendement est maximum pendant les coups de collier, précisément quand cela est le plus utile ; aux faibles charges, son abaissement ne joue plus qu’un rôle secondaire, car il y a toujours un excès de puissance disponible.

La perte en ligne constante, à toutes les charges, ne présente pas d’inconvénient ; si la force motrice hydraulique disponible est très limitée, à certaines époques de l'année, il suffit de se réserver la possibilité de réduire l’intensité, suivant les besoins, pour conserver toujours le même rendement élevé. La puissance de chaque moteur est alors réduite proportionnellement, ce qui lait que la force motrice est toujours également répartie à chacun des abonnés. Si l’un

des moteurs doit nécessairement pouvoir donner sa pleine puissance en toute saison, il est alors établi avec la marge nécessaire, obtenu par un enroulement spécial de l’inducteur à plus grand nombre de spires. C’est dans ce cas, comme en général, le régulateur de vitesse qui règle automatiquement la valeur du champ, suivant les besoins, que ce soit l’intensité ou la puissance qui varie.

Lorsque la force motrice est momentanément limitée par manque d’eau, la distribution en série, loin d’être défavorable, présente au contraire un avantage marqué sur les distributions à potentiel constant, qui réside dans le fait que tout moteur surchargé, loin de nuire à la bonne marche et au bon rendement de la distribution utilise en conséquence une intensité plus élevée. Les pertes en ligne augmentent, ainsi que celles des génératrices et de tous les moteurs, et le rendement s’abaisse parfois au point que toute la distribution est troublée profondément, aussitôt que la force motrice génératrice fait quelque peu défaut.

Dans une distribution série, le rendement augmente du fait delà surcharge et de l'abaissement de l’intensité qui en résulte, et chaque moteur surchargé, loin de troubler la distribution, l’améliore; dans les mêmes circonstances, le rendement d’une distribution à potentiel constant s’abaisse et chaque moteur surchargé ne fonctionne qu’au détriment des autres et peut même provoquer un trouble général.

L’usine génératrice à courant continu d’intensité constante comprend plusieurs dynamos couplées en tension. La force électromotrice totale à créer se répartit entre ces diverses machines ; chaque dynamo sera construite pour pouvoir fournir la tension correspondant à sa puissance et à l’intensité admise.

Le fonctionnement prolongé d’installations exécutées a montré qu’on peut atteindre avec le courant continu, d’une manière absolument industrielle, jusqu’à 3 500 volts par génératrice.

La limite de tension pratiquement réalisable avec le système série est donc celle qu'opposeront les difficultés d’isolement des lignes, les difficultés de production n’existant pas.

Simplicité excessive de l’appareillage accessoire, absence complète de tableaux généraux parcourus par les courants à haute tension, facilité avec laquelle s’effectue la mise en service ou hors service des génératrices du réglage.

La ligne série est formée d’un conducteur de section constante et peut être exécutée de manière à n’avoir qu’un seul pôle sur le même support. Si les deux pôles sont sur les mêmes poteaux, il est toujours facile de les placer à une distance suffisante pour éviter absolument les dangers des courts-circuits.

Le nombre de conducteurs étant limité d’une manière générale à deux, il est facile de prendre les plus grandes précautions au point de vue de l’isolement.

L’exploitation peut être faite par un personnel non technique recruté dans le pays même. Cette facilité d’exploitation tient, pour une bonne part, à la simplicité des manœuvres qui permettent la suppression complète du tableau général, remplacé par des tableaux partiels placés à proximité des machines, et dont le seul appareil de manœuvre est un interrupteur.

La mise en service d’un générateur s’opère en ouvrant le distributeur de la turbine jusqu’à ce que la génératrice, auto-excitée en court-circuit, produise l'intensité normale ; l'interrupteur est alors ouvert et la machine se trouve sans autre insérée sur le réseau, sans aucune étincelle ni à-coup. La charge se répartit au degré voulu, en ouvrant pins ou moins le distributeur de la turbine, puis c'est au régulateur automatique à agir.

Pour retirer une génératrice du circuit, il suffit d’arrêter la turbine qui l’actionne, et une fois l’arrêt du groupe effectué, de fermer l’interrupteur de court-circuit. Les manœuvres sont donc simples et d’ordre purement mécanique; il n’y a ni rhéostat à ajuster, ni mise en phase à effectuer, ni régulateur de turbine à surveiller.

Pour la mise en marche d’un moteur, il n’y a qu'un seul interrupteur pour tout appareil de manœuvre. Cet interrupteur rompt le court-circuit établi entre les deux bornes du moteur; celui-ci, parcouru dès lors par le courant, se met en marche graduellement jusqu’à ce que la vitesse normale soit atteinte. Le régulateur entre alors en jeu et maintient la vitesse angulaire constante.

TRANSPORT DE 1/ EN EH(î !E ELECTRIQUE

Dans une distribution en série, il y a que grande unité dans les appareils employés du fait que le courant a partout la môme intensité. Cette unité est un avantage incontestable dans un service d’exploitation, à tous les points de vue. L’appareillage, toujours le même, se compose donc au total d'un interrupteur de modèle unique, d’un by-pass, d'un ampèremètre et d’un voltmètre. Ces deux appareils de contrôle peuvent être supprimés et remplacés par de simples bornes permettant leur installation en cas de besoin momentané.

Les pertes de charge des lignes n’ont aucune inlluence sur le fonctionnement des récep- . trices, puisque ce fonctionnement ne dépend (pie de l’intensité du courant et que, dans un circuit quelconque, bien isolé, l’intensité du courant est la même dans toutes ses parties. La perte en ligne, loin de nuire au fonctionnement général, lui est, au contraire, d'autant plus favorable qu'elle est plus forte, car les variations de tension causées parla marche des moteurs deviennent une fraction d'autant plus faible de la tension totale que celle-ci est elle-même plus élevée.

Le système série permet de grouper sur un seul circuit d’utilisation plusieurs forces motrices distinctes, ou encore de grouper en un seul circuit général plusieurs circuits rayonnant d’une station centrale, afin que l’une quelconque des machines génératrices puisse servir à alimenter sans manœuvres spéciales tous les circuits.

Pour éviter que la somme des forces électromotrices en jeu conduise à une tension trop élevée et conserver l’avantage du groupement en un seul circuit, il suffit de n’intercaler ordinairement, entre les points de départ et d’arrivée de chaque circuit de distribution, que le nombre de génératrices nécessaires en moyenne pour l’alimenter, de telle sorte qu’entre une production de force électromotrice donnée et une autre production il y ait utilisation d’une force électromotrice à peu près équivalente.

Un centre d’utilisation peut aussi être alimenté par une série de forces motrices situées dans des directions et à des distances variées, et la différence de potentiel la plus élevée vis-à-vis du sol ne sera alors que celle du circuit alimentaire le plus chargé et non pas les tensions additionnées de différents groupes de génératrices.

Disposition du système série. — Les deux particularités de la distribution en série sont le réglage du courant primaire et celui de la vitesse des moteurs.

Les moteurs à intensité constante ont, par eux-mêmes, une marche instable et ne peuvent être utilisés sans réglage qu’à un nombre d’applications limité, dans lesquelles ils ont à vaincre un couple résistant constant : ventilateurs, pompes à piston, pompes centrifuges, dynamos pour éclairage public à intensité constante, etc. Lorsque le couple résistant est variable, la vitesse peut encore être maintenue constante, mais il faut alors recourir à des dispositions de réglage automatique.

Réglagede l’intensité constante du courant primaire. — En pratique, le réglage des génératrices peut s’opérer de deux manières différentes, si les moteurs qui actionnent les génératrices doivent nécessairement fonctionner à vitesse constante ou si leur vitesse peut sans inconvénient être variable.

a. Génératrices actionnées a vitesse constante. — Le réglage des machines génératrices actionnées à vitesse constante peut s’opérer par variations du champ; variations qui peuvent se produire, avec une génératrice à excitation indépendante, par les variai ions convenables du courant d’excitation, ou, pour des machines génératrices auto -excitatrices, par le réglage du champ au moyen de rhéostats shunt.

Si les machines génératrices sont à excitation indépendante, le réglage consiste à varier automatiquement leur excitation de manière à faire monter ou baisser la tension dans la proportion voulue. Le service est assuré alors par une ou plusieurs excitatrices, commandées par des moteurs spéciaux, dont un régulateur automatique d'intensité provoque les variations de puissance nécessaires au réglage.

Une autre disposition consiste dans un réglage combiné, permettant le réglage indépen-

dant-et direct de chacune des unités génératrices, qui agit à la fois ou séparément sur le champ magnétique et sur le calage des balais (fig. 14).

Réglage par variation du champ. — Ce moyen a été employé en premier lieu au réglage automatique, appliqué à l’usine génératrice Yolta, à Gênes ; il y a donné les meilleurs résultats sous le rapport de la précision.

Le réglage est obtenu de la façon la plus simple, sans rhéostats, en faisant varier la puissance de l’excitatrice au moyen du régulateur d’intensité.

L'usine Voila comporte dans son ensemble <S unités génératrices couplées en tension, dont les inducteurs sont branchés en parallèle sur lc^ pubs ~o i oxc.L.lrici'.. Chaque turbine est

Fig. 14. — Dynamo Thury pour distribution à intensité constante. — Réglage par variation d’excitation

et décalage des balais.

munie d’un régulateur de vitesse très sensible dont le fonctionnement est facilité par doux forts volants qui servent en même temps de manchons d’accouplement.

Le service d’excitation est assuré par une excitatrice actionnée directement par une turbine à servo-moteur hydraulique.

La turbine excitatrice n’a pas de volant; le manchon d’accouplement est lui-même très léger, ainsi que la roue-turbine, qui n’a pas plus de 50 cm de diamètre, de telle sorte que l’énergie cinétique du système est très réduite.

Le régulateur de vitesse de cette turbine a été transformé en ce sens que le pendule

conique a été remplacé par un fort cylindre en fer doux, du poids de 20kg environ, tenu en équilibre par un solénoïde vertical parcouru par le courant primaire qu’il s’agit de régler.

Le fonctionnement se comprend de suite : si le courant dépasse la valeur normale, le noyau aspiré par le solénoïde agit sur le servo-moteur hydraulique dans le sens de la fermeture de la turbine; celle-ci ralentit, l’excitation baisse dès lors, et le courant primaire diminuant, reprend sa valeur normale. L’inverse se produit lorsque le courant primaire descend en dessous de sa valeur.

TRANSPORT DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

Pour assurer la p.rfule mobililé <!u r • gu! > l.t * 11 r et sou ob Usance immédiate aux plus petites variations de courant, le cylindre de fer doux, ainsi (pie la petite soupape de distribution du servomoteur qu’il actionne, sont mis en rotation par une cordelette entraînée par la turbine elle-même. On a ainsi le mouvement « louvoyant », supprimant tout effort longitudinal dû aux frottements. La précision du réglage est très grande; les variations ne dépassent que rarement 2 pour 100 de la normale en plus ou moins, ce qui est plus que suffisant en pratique.

Le réglage de la station entière s’effectue donc par un seul appareil, quel (pie soit le nombre de génératrices en service. C’était là un moyen de triompher d’une des plus grandes difficultés de la transmission en série : la force électromotrice peut, en effet, varier dans de grandes proportions dans un espace de temps très court. Sur le circuit de la station Volta, par exemple, lors de l’arrêt d’un moteur de 60 IIP, les 1200 volts qu’il empruntait à la ligne deviennent disponibles et l’intensité aurait de ce fait une tendance à augmenter ; il faut donc que le régulateur corrige instantanément tout écart, ce qui serait irréalisable si la turbine excitatrice ne suivait pas immédiatement l’action du régulateur.

Ce système était parfaitement à sa place à Gènes, parce que la tension totale du courant ne devait pas dépasser 8 000 volts au plus; si, par contre, elle avait dû dépasser ce chiffre, les difficultés d’isolement des inducteurs auraient pris une importance pratiquement trop grande et y auraient fait renoncer. L’emploi de l’excitation séparée par excitatrice unique présente, en effet, le désavantage de réunir toutes les machines par un fil commun et d’obliger ainsi à isoler les circuits d’excitalion pour la tension totale ; il n’en est cependant, grâce aux précautions prises, jamais résulté d’accident.

Pour éviter de mauvaises conditions de marche des collecteurs aux faibles charges, il convient de ne laisser en marche que le nombre d’unités nécessaires pour assurer le service avec la marge voulue. Si les règles de construction des dynamos sont observées, le collecteur marche d’une façon irréprochable dès que la charge d’une génératrice atteint le quart de sa normale.

Réglage combiné. — Lorsque la tension doit dépasser 8 000 volts, le réglage par excitation séparée et excitatrice unique cesse d'être pratique, à cause des difficultés croissantes de l’isolement des inducteurs. On peut encore assurer un réglage général satisfaisant, au moyen de l’excitation séparée, mais en ayant soin alors de ne relier à chaque excitatrice que le nombre de génératrices qui correspond à la tension de 8 000 volts au maximum.

Un système qui permette de marcher en toutes circonstances, quelle que soit la puissance des unités génératrices et leur degré de charge, dans les meilleures conditions au point de vue des collecteurs, est cependant préférable.

Dans ce but, le réglage individuel des génératrices a été réalisé en agissant à la fois ou séparément sur le champ magnétique et sur le calage des balais. Pour permettre de marcher, même en complet court-circuit et à vitesse normale, sans étincelles, on met à profit la précieuse qualité des dynamos à courant continu de permettre, en se plaçant dans des conditions spéciales, de faire varier dans de très grandes limites la tension aux bornes, en décalant plus ou moins la ligne de commutation. La position des balais est, dans ces conditions, tout à fait indifférente au point de vue des étincelles, qui ne se produisent absolument plus.

Le réglage de chaque dynamo devient alors possible en appliquant un régulateur qui combine ainsi le réglage des balais avec le réglage du cbamp. Le réglage est instantané et peut être effectué dans les plus grandes limites depuis la marche en court-circuit jusqu’à celle au voltage le plus élevé.

En principe, ce système se compose d’un petit régulateur à mouvement mécanique, qui agit séparément sur le champ inducteur et sur le calage des balais et fait partie intégrante de la génératrice.

De la pleine charge aux 3/4 de charge, sur le régulateur n’agit que par le champ au moyen d’un rhéostat shunt. Du 3/4 de charge à la marche à blanc, le régulateur n’agit que par décalage des balais seul, sauf dans quelques cas spéciaux.

Le régulateur lui-même est fort simple ; sa marche est entièrement mécanique, c’est-à-

fi-30

L'É LECT R ICITÉ A L’EXPOSITtON

dire que les contacts et relais sont supprimés. Il se compose d’un petit inducteur, parcouru par le courant de ligne, qui actionne une armature très légère; celle-ci, au moyen de deux buttoirs, agit sur un double encliquetage et permet à un renvoi de mettre en mouvement, dans un sens ou dans l’autre, soit la manette mobile du rhéostat de réglage, soit le porte-balais.

Ainsi donc le réglage du courant constant primaire peut être réalisé, dans une station génératrice dont les moteurs marchent à vitesse constante, au moyen de machines autorégulatrices indépendantes et que l'on peut coupler en tension en nombre indéfini.

b. Génératrices actionnées a vitesses variables. — Régler l’intensité constante du courant primaire, lorsque les moteurs qui actionnent les génératrices peuvent marcher à vitesse variable, permet la solution la plus simple et la plus généralement employée. On est dispensé alors de toute espèce de réglage électrique ; les rhéostats et les excitatrices sont supprimés, et les génératrices série subsistent seules, sans autre appareil de manœuvre qu'un simple interrupteur de court-circuit.

On réalise ce réglage à la main ou automatiquement.

Réglage à la main. — Le réglage à la main suffit souvent, car, en réalité, il se produit un autoréglage qui diminue beaucoup la surveillance. En effet, le couple résistant d’une dynamo excitée en série croît plus vite que le courant produit, parce que le champ inducteur se renforce ou s’affaiblit avec le courant. Si le circuit magnétique est peu saturé, ce couple croît sensiblement comme le carré du courant.

Lorsqu’une génératrice est actionnée par une machine à vapeur marchant sans réglage, c’est-à-dire à pression et détente constantes, le couple moteur de cette machine est constant et indépendant de la vitesse, le courant produit par la dynamo actionnée sera donc forcément d’intensité constante. Lorsque cette intensité tend à augmenter, le couple résistant augmente de même et la machine à vapeur, n’étant pas réglée, ralentit jusqu’au point où l’intensité aura repris sa normale, avec une tension plus faible. L’inverse se produit si l’intensité tend à faiblir : la machine à vapeur augmente de vitesse ; le courant reprend dès lors en peu de temps son intensité normale, avec une tension plus élevée. La dépense de vapeur sera dès lors proportionnelle à la puissance extérieure fournie, et la marche sera des plus économiques puisque la détente sera constante à toutes les charges. Cette solution est adoptée pour l’usine à vapeur de la ville du Locle.

Les conditions sont les mêmes pour les turbines, avec celte différence toutefois que le réglage est moins précis, puisque le couple moteur d'une turbine varie avec sa vitesse. Mais, grâce au fait que le couple résistant croît beaucoup plus vite que l’intensité, le réglage approximatif ainsi obtenu suffit le plus souvent, et l'on ne règle à la main que lorsque les variations dépassent certaines limites.

Réglage automatique. — Dans certains cas, pour éviter la nécessité d’une surveillance continuelle, un réglage automatique est motivé ; il peut être réalisé de deux manières différentes :

1° Réglage simultané ou indépendant de plusieurs unités par un régulateur unique, système qui a été appliqué à la station Paccinotti ;

2° Réglage individuel de chaque unité par autant de régulateurs qu’il y a d'unités régulatrices (ce qui est le cas des distributions d’Àigle et de Zoug).

En principe, dans ces deux cas, les turbines ou moteurs sont pourvus de leurs organes normaux nécessaires au réglage automatique de la vitesse, sauf le pendule, tachymètre, dont l’action est remplacée par celle du régulateur électrique.

Les génératrices sont dans tous les cas auto-excitées en série, ce qui permet un calage fixe des balais et un fonctionnement absolument irréprochable des collecteurs.

Réglage simultané de plusieurs unités. — Pour permettre de régler plusieurs moteurs par un appareil unique, le régulateur doit actionner une transmission légère qui agit sur les servo-moteurs des turbines. Un embrayage permet de placer sous l’influence du régulateur le nombre d’unités nécessaires au bon réglage.

A Gènes, à la station Paccinotti, cette transmission est actionnée, par l’intermédiaire d'en-

TRANSPORT DE l/ÉNERGIE ELECTRIQUE

grenages, au moyen d’un petit moteur électrique à réversion. Un solénoïde et un relai mellent en marche ce moteur dans un sens ou dans l’autre, suivant les besoins du réglage.

A la Chaux-de-Fonds, cette transmission est tubulaire et montée sur palier à billes. Sa mobilité est telle qu’elle a pu être actionnée directement par une armature, mobile dans un champ inducteur puissant, dont le torque est équilibré par des ressorts appropriés. Ce dispositif très simple donne de lions résultats.

Réglage individuel de chaque unité. — Pour le réglage individuel de chaque groupe, le tacliymètre des turbines est remplacé par un cylindre en fer doux, qui constitue le noyau mobile d’un solénoïde parcouru par le courant à régler.

11 importe de déduire, dans la plus grande mesure possible, l’inertie des turbines, des manchons d’accouplement, et des armatures des génératrices, qui s’oppose à la rapidité du réglage.

Réglage des moteurs. — A l’arrêt, un moteur est toujours maintenu en court-circuit par son interrupteur. Pour sa mise en marche, il sutlit d’ouvrir l’interrupteur. Le courant traverse le moteur, dont la force contre-électromotrice s’élève peu à peu, proportionnellement à l’accélération. Un volant empêche le démarrage trop brusque et facilite l’action du régulateur de vitesse.

Normalement l’arrêt d’un moteur de faible importance se fait en court-circuitant le moteur par son interrupteur. Les moteurs puissants peuvent s'arrêter de même, mais pratiquement on préfère shunter graduellement le champ jusqu’à zéro, par le régulateur de vitesse. La force eontre-électromotrice du moteur s’abaisse ainsi peu à peu, et lorsque le

1 1 V ig. 15. — Colonne de commande de moteur pour

voltmètre accuse un abaissement suilisant, on transportée courant d’énergie parcourant continu

ferme l’interrupteur. La possibilité d’un à-coup à intensité conslante (système Thury) de la Com-

, pasnie l’Industrie électrique de Genève,

sur la ligne est ainsi evitee.

Le réglage de la vitesse peut s’obtenir pratiquement de trois manières principales, applicables suivant la puissance du moteur et ses conditions de fonctionnement :

1° Par le réglage du champ , au moyen de résistance shunt, ou par un déplacement de la ligne des pôles, schéma de l’anneau Gramme. Ces deux moyens de réglage ont été adoptés dès le début pour les moteurs de la distribution de Gênes ;

2° Par déplacement des balais , système combiné parfois avec le premier, utilisé dans ces conditions pour les moteurs principaux de la distribution de la Chaux-de-Fonds et du Locle ;

3° Parle montage de couples secondaires en dérivation sur les balais , système qui n’exige pas le réglage automatique.

Réglage par décalage du champ. — Le réglage par décalage du champ a été adopté pour la plupart des moteurs faisant partie de l'installation de Gênes, dont la puissance est supérieure à 25 chevaux. Il a reçu depuis quelques applications, mais a été généralement remplacé parle réglage shunt et par le réglage combiné.

Le schéma d'enroulement de l’inducteur est identiquement le même que celui d’un induit de

dynamo muni de son collecteur (Voir fig. 16). Le courant .se bifurque en deux séries parallèles, subdivisées elles-mêmes en sections réunies entre elles, qui aboutissent à un collecteur sur lequel glissent deux contacts actionnés par le régulateur de vitesse. A une position déterminée, correspond le maximum de puissance du moteur; dans la position opposée, le courant circule le sens normal dans la moitié des spires, en sens inverse dans l’autre moitié; il en résulte dans l’annulation complète du champ, correspondant à la marche à blanc ; entre ces deux positions extrêmes on admet un certain nombre de positions intermédiaires.

Le régulateur est ordinairement établi pour permettre le fonctionnement du moteur seulement en charge; on peut cependant, par ce procédé, produire l’inversion totale du champ et par conséquent le renversement du sens de rotai ion du moteur ou sa marche en frein.

Réglace paii shuntage de l'induc ieuk. — Le réglage par résistance shunt est le plus employé; mais il ne peut s’appliquer avantageusement à des moteurs de plus de 60 à 100 chevaux, à cause de l’entretien du collecteur, et cela spécialement lorsque les moteurs sont appelés à fonctionner souvent à vide.

Cette difficulté d’entretien n’existe pas pour les petits moteuré, parce que les différences de forces électromotrices entre les sections du collecteur sont négligeables. Le réglage s’opère alors par un shuntage automatique des inducteurs, qui proportionne le couple moteur au couple résistant. Une marge suffisante dans l’excitation permet aux moteurs de vaincre les à-coups momentanés.

Les moteurs ont leur armature toujours traversée par le courant total. L’inducteur, shunté par une résistance variable, n’est traversé que par le courant d’excitation nécessaire pour la production du champ correspondant à la puissance du moteur.

Pour la marche à blanc, l’inducteur est shunté par un court-circuit complet. L’induction est presque nulle, et le nombre de volts absorbés est celui nécessaire pour vaincre la résistance ohmique de l’armature (environ 25 pour 100) qui s’ajoute aux pertes par frottement des coussinets et par la résistance de l'air. La dépense par hystérésis et courants de Foucault est alors négligeable, à cause de l’extrême faiblesse du champ qui n’absorbe aucun travail. Le rendement du moteur reste ainsi toujours élevé et insensiblement le même à toutes les allures.

Aussitôt que l’on charge le moteur, le régulateur proportionne le courant d’excitation au couple moteur : la dépense d’excitation augmente, ainsique les pertes par hystérésis et courant parasites.

Ce genre de réglage présente une difficulté, identiquement la même que celle que l'on éprouve dans le réglage de turbines installées à l’extrémité de longues conduites. L’inertie de l'inducteur, comme celle de l’eau dans la conduite, cause un retard d'action qui tend à provoquer l’amorçage de périodes, c'est-à-dire de successions ininterrompues d'augmentation et de ralentissement de la vitesse. Cette difficulté a été levée par l’adoption d’un dispositif spécial, appliqué à l’asservissement du régulateur, qui consiste à employer un pourcentage suffisamment élevé, mais seulement momentanément.

On appelle pourcentage d’un régulateur la différence permanente entre la vitesse qu'il maintient à blanc et celle qu’il maintient à pleine charge. Plus celte différence est grande, plus le

Fig. lt>. — Réglage des moteurs par action sur l’enroulement des inducteurs.

TRANSPORT DE L’ENERGIE ELECTRIQUE

régulateur est stable: mais comme, d'autre part, cette différence de vitesse est souvent un inconvénient, il y a lieu de chercher à l’annuler tout en conservant l'avantage de la stabilité de marche. Ce résultat a été obtenu au moyen d’un ressort additionnel dont une extrémité est attachée à la douille du pendule conique et l’autre est fixée, par l’intermédiaire d’une pompe à huile, sur un levier entraîné par le curseur mobile. Ce ressort est réglé de telle sorte qu’il ajoute plus ou moins sa tension à l’efTort du tachymètre, créant ainsi le pourcentage recherché. Mais comme la fixation du ressort au levier est faite par l’intermédiaire d’une pompe à huile, celleci cède peu à peu, et le ressort reprend sa tension primitive. C’est ainsi qu’il a été possible de concilier une parfaite stabilité de marche avec une vitesse constante, quelle que soit la charge.

Shuntage des inducteurs combiné avec décalage des balais. — Ce mode de réglage s’applique surtout aux moteurs d’une puissance supérieure à 10U chevaux; son fonctionnement est irréprochable à vide, comme à pleine charge. La combinaison du décalage des balais avec le réglage des résistances shunt permet d’utiliser la pleine capacité des dynamos et leur donne l’élasticité nécessaire pour franchir les coups de collier sans ralentissement.

Le réglage automatique est obtenu par un tachymètre système Thury, agissant sur un double encliquetage qui commande le curseur du rhéostat shunt et en même temps le plateau porte-balais. Lorsque le décalage des balais produit par le régulateur correspond à la position normale de pleine charge, il s’arrête, et le réglage s’achève par le curseur du rhéostat seul, qui n’agit que lors des coups de collier pour permettre la surexcitation de l’inducteur ( fig . 17).

Réglage par couples secondaires. —

Ce troisième mode de réglage ne peut être utilisé que pour de très petits moteurs, pour lesquels il est économique et avantageux.

Le moteur est excité entièrement en série par la ligne, ou mieux, pourvu de l’excitation compound; la batterie, branchée en dérivation sur les balais, limite la force électromotrice à celle qu’elle peut opposer elle-même. Lorsque le moteur fonctionne à faible charge, sa vitesse croit dans une certaine mesure ; l'excitation dérivée augmente ainsi que la force électromotrice aux bornes du moteur. La batterie se charge alors par l’excès du courant disponible, et l’énergie, accumulée, peut être utilisée, en cas de coup de collier.

L’abonné qui a besoin d’une puissance moyenne de 5 chevaux, par exemple, mais qui possède des outils absorbant momentanément le double ou le triple de cette puissance, peut se munir d’un moteur de 10 ou 15 chevaux et ne s’abonner que pour 5 seulement. L’entreprise sera de son côté assurée que la puissance maxima empruntée à la ligne et à laquelle l'abonné a droit ne sera jamais dépassée.

Propriétés spéciales des moteurs série a intensité constante. — Les moteurs série ont comme propriétés caractéristiques, d’avoir un couple moteur indépendant de la vitesse; la différence de tension nécessaire à leur fonctionnement est égale à une constante représentée par leur résistance intérieur, à laquelle s'ajoute la force électromotrice du moteur, proportionnelle au nombre de tours.

Leur sens de rotation peut être inversé en passant par la marche à blanc et tous les degrés intermédiaires, sans rupture de courant ; comme conséquence immédiate de ce fait, ils peuvent fonctionner en génératrices et passer ainsi brusquement ou graduellement de la marche en moteur à la marche en frein, restituant de l’énergie électrique à la ligne primaire jusqu’à concurrence de leur pleine puissance.

Fig. 17. — Schéma du réglage shunt combiné avec décalage des balais.

On déduit de ces propriétés les avantages suivants :

1° Au démarrage d’un moteur série, la puissance empruntée à la ligne est, en plus de la constante du moteur (qui est de 5 pour 100 environ), proportionnelle au travail qu’il fournit effectivement. Il n’v a donc aucun à-coup sur le réseau du fait du démarrage, qu’il sait effectué sous charge ou à blanc ;

2° En cas de surcharge, c’est-à-dire lorsque le couple résistant dépasse le couple moteur maximum, le moteur diminue de vitesse, tant que dure cette surcharge. Comme nous l’avons vu plus haut, cette marche en surcharge n'absorbe réellement que le travail fourni, lequel baisse proportionnellement au ralentissement. Il est donc impossible à un abonné d’abuser du courant primaire et de surcharger son moteur au-delà de la limite autorisée par les conventions passées. La surcharge d’un moteur ne cause pas d’échauffemenl anormal, puisque l’intensité du courant n’en est pas augmentée ; il n’est, ainsi pas possible de brûler un moteur, même complètement arrêté ;

3° Les variations de vitesses qu’on peut obtenir des moteurs série permettent de les utiliser dans tous les cas où la vitesse de rotation doit pouvoir varier dans de grandes limites comme, par exemple, pour certaines machines à imprimer les couleurs, des pompes de mine, etc. Dans l’application aux stations secondaires de distributions à potentiel constant, cette facilité est utilisée, dans une certaine mesure, pour permettre la charge directe des batteries d’accumulateurs par les génératrices secondaires. Le régulateur de vitesse est supprimé et le réglage de la puissance se fait une fois pour toutes à la main. La vitesse augmente peu à peu, au fur et à mesure de l’état d’avancement de la charge, l’ampérage secondaire diminuant en proportion de l’augmentation du champ inducteur de la génératrice secondaire et, l’on arrive à fin de charge tout naturellement, sans aucun réglage, avec une vitesse augmentée automatiquement dans la proportion voulue.