QUATORZIÈME PARTIE
COMPTEURS ÉLECTRIQUES
Classification. — Les compteurs électriques actuellement en usage peuvent être classés en trois groupes :
1° Les compteurs de temps , totalisant le nombre d’heures pendant lequel l’installation a utilisé le courant ;
2° Les compteurs de quantité d1 électricité, intégrant l'intensité du courant fourni en fonction du temps, lorsque la distribution est effectuée à potentiel constant ;
3° Les compteurs d'énergie électrique , qui effectuent l’intégration du produit UI et qui peuvent être à intégration continue ou à intégration discontinue.
COMPTEURS DE TEMPS
Compteurs Aubert. — M. Aubert , de Lausanne {Suisse), avait exposé plusieurs types de compteurs de temps :
1° Compteur type A pour courant continu avec électro-aimant intercalé dans le circuit ;
2° Compteur type B pour courant continu et courant alternatif avec électro-aimant intercalé dans le circuit ;
3° Compteur type C pour courant continu avec électro-aimant monté en dérivation sur le circuit;
4° Compteur type D pour courant alternatif avec électro-aimant à noyaux feuilletés ;
3° Compteur spécial pour batteries d’accumulateurs.
Le compteur type A pour courant continu est des plus simples; il se compose uniquement d un mouvement d horlogerie dont le déclenchement et l’enclenchement du rouage sont commandés par un électro-aimant que traverse le courant.
Ce mouvement d’horlogerie actionne un enregistreur-totalisateur dont les indications sont lues sur quatre cadrans affectés respectivement aux minutes, aux heures, aux dizaines et aux centaines d’heures.
L’instrument peut fonctionner pendant 500 heures sans être remonté.
Le mouvement d horlogerie comporte un balancier à spiral, ce qui permet à l’instrument de fonctionner dans une position quelconque.
La figure 1 montre la disposition des principaux organes.
Dès que le circuit sur lequel est intercalé le compteur vient à être fermé, le courant circule dans l’enroulement d'un électro-aimant A; par suite, le noyau fixe 13 s’aimante et attire le noyau mobile B'. Un levier coudé G, monté sur Taxe c [fuj. 1 et 2) et relié au noyau mobile B' par l’intermédiaire de la bielle c', se trouve alors relevé par suite du mouvement de descente de B'. En se relevant, le levier C déclenche le balancier à spiral II et le mouvement d’horlogerie se met en marche; il ne s’arrête que lorsque le courant[est interrompu, car, à ce moment, le noyau mobile B', n’étant plus attiré par le noyau fixe B, s’abaisse sous l’action du ressort R qui se détend et entraîne dans son mouvement le levier coudé C qui enclenche de nouveau le balancier à spiral H. Un ressort c’2, fixé sur le levier coudé C, vient alors buter contre une goupille d’arrêt h que porte le balancier; ce dernier, en vertu de son inertie, soulève le ressort c- et permet à la goupille h de passer, mais la retient lorsque le balancier revient en arrière, grâce à l’appui que lui donne à ce moment le bras du levier coudé C.
Dès qu’un courant traverse de nouveau l’électro-aimant, le noyau B' est attiré, le levier coudé C se soulève et le balancier repart aussitôt, le spiral étant toujours légèrement armé.
Les types courants de ce compteur sont établis pour des intensités de 0,1 à 0,5; de 0,2 k 1 ; de 0,3 à 2 ; de 0,5 à 3 ; de 0,8 à 5 ; de 1,5 à 10 ; de 4 à 20 et de 5 à 30 ampères.
L’instrument s’intercale sur l’un des conducteurs et son électro-aimant est, par conséquent, parcouru par le courant total.
Le compteur type B, pour courant continu et courant alternatif, est encore plus simple que le précédent.
11 ne comporte, en effet, que le mouvement d’horlogerie avec balancier à spiral, dont le déclenchement ou l’enclenchement sont produits par la manœuvre d’un simple interrupteur de courant, monté sur la boîte de l’instrument.
Cet interrupteur, en même temps qu’il ferme le circuit, agit sur le balancier pour le déclencher et le mouvement d’horlogerie se met en marche ; au contraire, lorsque l’interrupteur est manœuvré pour ouvrir le circuit, il enclenche le balancier et le mouvement d’horlogerie s’arrête.
Ces compteurs s’intercalent sur l’un des conducteurs principaux du circuit et peuvent supporter de 0 à 20 ampères.
Le compteur type C pour courant continu est identique comme construction au type A; il n’en diffère que par l’enroulement de l’électro-aimant, qui est, dans le cas actuel, en fil très fin et, par conséquent, présente une grande résistance électrique.
Dans ces conditions, l’électro-aimant est placé en dérivation sur les conducteurs de la canalisation de l’ahonné et le compteur totalise le nombre d’heures et de minutes pendant lequel ces conducteurs ont été mis en charge.
COMPTEURS DE TEMPS
Le débit peut alors être quelconque, puisque le courant principal ne traverse plus l'instrument.
La résistance électrique des bobines en fil lin de l’électro-aimant varie de 7 000 à 25 000 ohms, suivant que la tension pour laquelle ces bobines sont établies est comprise entre 50 et 300 volts.
La dépense horaire d’énergie électrique consommée par ce compteur pour son fonctionnement est insignifiante; elle est d’environ 0,35 watt-heure.
Les compteurs type D pour courant alternatif sont identiques comme construction à ceux du type A, sauf en ce qui concerne l’éleclro-aimant, dont les noyaux fixe et mobile sont constitués par une série de tôles minces isolées l’une de l’autre.
Dans ce type de compteur, le courant principal traverse l’enroulement de l’électro-aimant; par conséquent, l’instrument ne peut être employé que pour des intensités déterminées. Il se construit, comme le type A, pour diverses intensités depuis 0,1 jusqu’à 30 ampères.
L’enroulement de l’électro-aimant ne comporte qu’un nombre de spires très réduit et son impédance est négligeable.
Le compteur Aubert pour batteries d’accumulateurs est utilisé pour enregistrer le nombre d’heures pendant lequel une batterie d’accumulateurs a fonctionné, afin de pouvoir arrêter à temps la décharge et de connaître approximativement la quantité d’énergie électrique à lui fournir pour la recharger complètement.
Les organes de ce compteur sont identiques à ceux du compteur type A, dont il ne diffère que par les dimensions plus grandes données au cadran, disposé pour que l’aiguille unique puisse totaliser, suivant les modèles, 24, 30, 30, 42, 48, 60 ou 100 heures pour un seul tour de l’aiguille.
Le courant principal traverse l’électro-aimant du compteur.
L’instrument est enfermé dans une solide boîte en fonte fermée par une lunette, munie d’une forte glace, à travers laquelle on peut lire les indications données par l’aiguille.
Employé principalement pour le contrôle des accumulateurs servant à l’éclairage des wagons de chemin de fer, on le fixe, dans ce cas, sous la caisse du véhicule à l’aide de pattes ou d’oreilles.
La lunette peut s’ouvrir au moyen d’une clé spéciale, afin de pouvoir remonter le mouvement d'horlogerie et remettre l’aiguille au zéro. Cette dernière opération doit se faire chaque fois que l’on remplace une batterie épuisée par une autre nouvellement chargée.
Compteur Richard. — Le compteur Richard (/îg. 3) est une pendule électrique qui se met en marche dès que le courant passe dans l’instrument et qui s'arrête dès que le circuit est ouvert; il totalise la durée des périodes pendant lesquelles l’installation de l’abonné a utilisé le courant.
Cet instrument se remonte automatiquement toutes les 20 secondes.
Le mouvement d’horlogerie de la pendule servant à la mesure du temps se compose d’un mouvement ordinaire à balancier à spiral avec échappement à cylindre, mais ne possède pas de barillet moteur. Cet organe est remplacé par une roue à rochet C (ftg. 4) qu’un ressort en boudin R tend à faire tourner, dans le sens indiqué par la flèche /*, par l’intermédiaire du cliquet A, articulé en O'" sur un levier LL'L' , affectant la forme d’un T. Un ressort r appuie constamment sur le cliquet A pour l’empêcher de s’échapper des dents du rochet C, lorsque le cliquet exerce sa poussée.
Ce système de remontage fonctionne de la manière suivante : le ressort R étant débandé, le rochet C s'arrêterait et, par suite, le mouvement d’horlogerie ne fonctionnerait plus ; mais, au moment où le ressort R est sur le point d’être détendu, la vis réglage Y presse contre le levier vertical DO" en surmontant l’effet du ressort r" . A ce moment, l’extrémité du levier O'D' n’étant plus soutenue, le levier obéit à l’action du ressort r ', bascule et vient fermer le circuit de l’électro-aimant E, le contact en argent m venant s’appuyer sur la goupille isolée G. L’électro-aimant
attire alors son armature B, solidaire du levier LL'; elle bascule aussitôt autour du point O et, dans ce mouvement, tend le ressort R ; en même temps, le cliquet A se relève et se met en prise avec une nouvelle dent du rochet C. Vers la fin de la course du levier LL', la vis Y' vient rencontrer le grain n placé à la partie inférieure du levier O'D' et fait remonter ce dernier jusqu'à ce que son extrémité D' remonte sur l’extrémité du levier vertical DO", obéissant à l’action du ressort r" . Aussitôt le circuit de l’électro-aimant E est coupé et le ressort R fait agir le cliquet A sur la roue à rochet C.
Fig. 3. — Compteur de temps Richard.
Fig. 4. — Mécanisme de remontage automatique du compteur Richard.
Ces mouvements de remontage sont très rapides et durent à peine une fraction de seconde.
L’électro-aimant E a été établi pour ne fonctionner qu'avec une différence de potentiel donnée, c'est-à-dire avec la tension normale de la distribution. 11 s’ensuit que, lorsque la tension est inférieure à la tension normale, le remontage ne se fait plus.
Le totalisateur de l'instrument comporte généralement trois cadrans, affectés respectivement aux unités, aux dizaines et aux centaines d'heures. Il présente cette particularité que les
aiguilles indicatrices tournent toutes dans le même sens, de gauche à droite. Dans les totalisateurs ordinaires, les aiguilles tournent alternativement dans chaque sens d’un cadran à l'autre ; dans le compteur Richard, on a obtenu le même sens de rotation à l’aide de pignons intermédiaires qui changent le sens de rotation ordinaire sans changer la vitesse relative.
Compteur Aron. — Cet instrument,
exposé par la Société des compteurs Aron , de Charlottenburg , comporte un système de remontage électro-automatique (/?</. 5), composé d’un électroaimant aq et d’une armature b , soliqui attaque le mobile à moindre vitesse
angulaire au mouvement a noriogerie.
Ce mouvement ne présente rien de particulier et la description détaillée du dispositif de remontage électro-automatique sera donnée plus loin à propos du compteur d'énergie électrique du même inventeur.
Le compteur horaire se monte en dérivation sur la canalisation. Il se construit pour courant continu et pour courant alternatif.
Fig. S. — Compteur horaire Aron, daire d'un axe c, traversé par une goupille. C'est cet axe
COMPTEURS DE TEMPS
Compteur Siemens et Halske. — Ce compteur, exposé par la Société Siemens et Halshe , de Berlin , est, comme le précédent, à remontage électro-automatique. Le mouvement d’horlogerie comporte un échappement à ancre.
L'enroulement de la bobine de l’électro-aimant de remontage est calculé pour pouvoir supporter sans inconvénient une variation de ± 15 0/0 de la tension normale du réseau de distribution. Cet électro-aimant se monte en dérivation sur la canalisation. On peut, suivant son enroulement, l’utiliser avec du courant continu ou avec du courant alternatif.
Compteur Hartmann et Braun. — Le compteur horaire de MM. Hartmann et Braun , de Francfort , est constitué par un mouvement d’horlogerie remonté électriquement et à échappement à ancre, ce qui permet à l’instrument de fonctionner dans toutes les positions et d’être complètement insensible aux secousses.
L'électro-aimant de remontage a ses bobines montées en dérivation sur les conducteurs de la canalisation. Ce circuit dérivé est interrompu à volonté à l’aide d’un commutateur solidaire du rouage de minuterie. Lorsque le ressort de remontage est débandé, le commutateur ferme automatiquement le circuit et l’armature de l’électro-aimant est brusquement attirée. Le ressort une fois remonté, le circuit dérivé est coupé et le rouage défile proportionnellement au temps jusqu’à ce que le ressort, ayant besoin d’un nouveau remontage, soit de nouveau remonté automatiquement.
Tout le temps que le circuit d’utilisation reste en charge, le compteur fonctionne et enregistre la durée de celte mise en charge.
Le compteur horaire pour courant alternatif ne diffère du compteur pour courant continu que par l’enroulement des bobines et par le noyau de l’électro-aimant, qui est en tôles isolées.
