C. Electro de remontage automatique ) En dérivation
D. Résistances additionnelles des > du
E. Balanciers du compteur. ) courant principal.
F. Bobines à gros fil du courant principal.
vingt secondes que s’effectue le remontage. Le courant ne traverse l'éleclro q que trois fois par minute et, chaque fois, pendant une fraction de seconde seulement. L’énergie électrique consommée par le remontage est donc très faible.
COMPTEURS D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
L’éleclro-aimant du mécanisme de remontage est monté en dérivation entre les conducteurs principaux ; il est bobiné de manière à fonctionner sous 110 volts et sans l’emploi de résistances additionnelles.
Celles-ci, nécessaires dans le circuit des bobines a lil fin des balanciers, sont formées d une carcasse en porcelaine sur laquelle le fil de constantan isolé est enroulé en double pour éviter la
Fig. 50. — Compteur Aron à trois bobines fixes pour courants triphasés.
self-induction. La bobine de résistance est visible en liant et à droite de la figure 37. Tout le circuit dérivé est en constantan, de telle sorte que les indications de l'instrument sont indépendantes des variations de température, avantage très précieux.
Les figures 47 à 49 montrent schématiquement le montage des compteurs Aron dans leurs diverses applications.
Le type figure 47 sert pour les courants continus ou alternatifs avec distribution à deux fils.
Le type figure 48 est disposé pour distribution à trois lils et l’on construit de même un type pour les canalisations à cinq fils ;
Le lype ligure 40 est spécial pour courants alternatifs triphasés.
Les légendes qui accompagnent les figures 47 à 49 font bien comprendre la marche des courants et dispensent de plus amples explications sur ce sujet.
Les compteurs Aron à remontage électro-automatique se construisent pour toutes intensités de courants et pour toutes tensions.
Employés pour les courants alternatifs, les compteurs Aron fournissent des résultats exacts aussi bien aux faibles qu'aux fortes charges, et cela quel que soit le décalage du courant. Cette dernière propriété tient à l'extrême sensibilité du compteur, sensibilité qui permet de réduire à presque rien les ampères-tours du circuit dérivé.
Compteur pour courants triphasés. — Le compteur pour distribution mixte parcourants triphasés ne diffère des précédents que par l’adjonction d’une troisième bobine fixe à gros fil
[fig- 50).
Cette nouvelle bobine, placée entre les deux premières convenablement écartées à cet effet, agit à la ibis sur les deux bobines mobiles fixées aux balanciers. Le balancier de gauche est influencé par la bobine fixe de gauche et par celle du milieu, qui agit en sens inverse de la pre¬
mière. Le balancier de droite est influencé par la bobine fixe de droite et, en sens inverse, par celle du milieu.
Les appareils d utilisation, lampes et moteurs, alimentés par des courants triphasés, peuvent être groupés suivant le montage en triangle ou suivant le montage en étoile.
La combinaison de ces deux modes de groupements constitue le système mixte.
Quand on n’emploie que trois conducteurs pour la distribution, on dispose d'une tension U entre deux quelconques de ces conducteurs.
Si on fait usage du montage en triangle, la tension sur chaque pont est U.
Si on emploie le montage en étoile, la tension sur chaque branche de l'étoile est et il y a
va
nécessairement un point neutre.
Il est d’usage de grouper les lampes suivant le deuxième mode et de réserver le premier pour l’alimentation des moteurs; maison peut aussi faire l’inverse.
Avec trois conducteurs, la surcharge d’une phase affecte les autres phases, relativement à la diminution de tension. C’est là le cas qui se produit quand les lampes ne sont pas également réparties.
COMPTEURS D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE 11-35
Si on fait usage d’un quatrième conducteur, appelé iil neutre, puisque c est à lui que se réunissent les points neutres des divers groupements du réseau, on fait disparaître 1 inlluence de la surcharge d’une phase sur les autres.
La section du til neutre est inférieure à celle des autres conducteurs, puisque ce fil ne supporte que le courant en excès de la phase surchargée.
L’emploi du fil neutre se répandant de plus en plus, M. Aron a combiné un compteur pour distributions mixtes par courants triphasés avec quatre fils.
Ce compteur indique exactement l’énergie totale consommée, (pie les phases soient également ou inégalement chargées. 11 s’applique d’ailleurs aussi bien au cas d un système de distribution triphasée avec trois conducteurs seulement qu à celui où 1 on emploie un quatiième fil.
La figure 51 montre comment doivent être reliées les diverses bobines fixes et mobiles du compteur.
Celui-ci enregistre l'énergie dépensée dans les appareils d utilisation X, N.
A un instant donné, les courants circulent dans les enroulements du compteur comme le montrent les flèches.
Bien que cette disposition soit très simple, il y a des cas où elle est d’une application difficile.
Dans les compteurs Aron, les balanciers sont toujours au même écartement, afin de ne pas modifier le mécanisme et de conserver à tous les instruments le même encombrement. Il peut alors arriver qu’il n’y ait pas une place suffisante pour loger les trois bobines fixes sur un même plan horizontal. Ceci se présente, par exemple, pour les compteurs qui doivent supporter des courants intenses. Les bobines fixes n’ont, dans ce cas, qu’une spire; mais leur diamètre est, par contre, relativement grand.
On dispose alors les bobines comme le montre la figure 52. Les bobines fixes de gauche et de droite sont à leur écartement normal. La bobine fixe médiane est disposée en dessous des précédentes et à une distance telle que son effet soit le tiers de celui qu’on obtiendrait si cette bobine était dans le même plan que les autres.
Comme précédemment, les balanciers ontleurs bobines reliées aux conducteurs A, B ; mais, cette fois, la sortie de ces bobines est réunie au conducteur C.
S’il n’y a pas de conducteur neutre, la bobine D demeure inerte et ses bornes restent libres.
En résumé, le compteur Aron pour distributions mixtes par courants triphasés s’applique à tous les cas, que la distribution comporte ou non un fil neutre.
Compteur pour distribution à cinq fils. — Au point de vue du principe, ce compteur ne diffère pas du compteur ordinaire à remontage électro-automatique. Il est représenté par la figure 53.
Les bobines a , b, c, rf, fixes traversées par le courant principal sont ici au nombre de quatre et sont parcourues chacune parle courant d’un des quatre fils de la distribution.
Si les dimensions des bobines fixes empêchent de choisir la disposition figure 51, on emploie celle de la figure 52.
La solution est donc tout à fait générale.
Fig. 53. — Compteur Aron pour distribution à cinq (ils.
COMPTEURS D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
Le fil neutre est raccordé simplement aux circuits dérivés, comme on peut le voir sur la figure 54, qui montre les diverses connexions.
Les bobines fixes n'ont qu'une spire dans le modèle représenté par les figures 53 et 54 qui peut supporter 100 ampères par pont.
Les balanciers, au nombre de deux, ont chacun deux bobines en fil fin, une placée à la partie inférieure du balancier, l’autre à la partie supérieure ; ces bobines sont représentées en e, f,(j, h.
Les résistances addilionnelles, au nombre de cinq, sont enroulées dans les gorges de poulies de porcelaine disposées à la partie supérieure du compteur.
Le mécanisme d’inversion est double, puisqu’il y a deux paires de circuits dérivés. Le compteur a une capacité de 4 X 100 ampères sous 125 volts, soit 50 kilowatts.
Fig. Si. — Schéma des connexions du compteur Aron pour distribution à cinq fils.
Compteur pour courants alternatifs de haute tension. — Les compteurs de haute tension ont leurs bobines à gros fil parcourues par le courant principal. Ces bobines sont montées sur marbre en vue de l’isolement qu’il est nécessaire de conserver par rapport à la masse et à la terre.
Le circuit dérivé qui alimente les bobines des balanciers ainsi que l’électro-aimant du remontage automatique est desservi par le secondaire d’un petit transformateur.
Le compteur représenté par la figure 55 est destiné à une distribution triphasée. Les conducteurs 1 et 3 du 'réseau viennent passer directement à travers les bobines en gros fil 1 et 2 du compteur.
Les trois bobines primaires du transformateur réducteur de tension sont reliées, par une de leurs extrémités, aux trois conducteurs du réseau et leurs autres extrémités sont soudées ensemble en formant un point neutre. Les bobines secondaire sont également un point neutre et leurs extrémités A, B, C entrent dans le compteur, comme le montre la figure 55. Le transformateur est très soigneusement isolé ; les enroulements sont bobinés sur des carcasses épaisses en micanite et les bornes sont isolées sur des blocs de porcelaine.
Ces compteurs sont réglés pour la fréquence normale du réseau sur lequel on doit les brancher. Ce réglage, qui n’est pas indispensable pour la partie wattmètre du compteur, est nécessaire pour le remontage automatique, la réactance de son électro variant nécessairement avec la fréquence.
A titre de renseignement, voici les données d’enroulement du transformateur d’un compteur de 12 ampères sous 6 000 volts.
Tension primaire = 6 000 volts; tension secondaire = 200 volts.
Rapport théorique de transformation = = 30.
Le secondaire comprend 300 spires en fil — et a une résistance de 2,3 ohms. Le primaire,
Fin. 55. — Compteur Aron pour courants triphasés à haute tension.
qui devrait n’avoir que 0 000 spires, en a 9 630. Celte augmentation de 7 0/0 sert à compenser les chutes réactive et ohmique de tension.
Ce transformateur, malgré ses dimensions très réduites, a un rendement de 0,93.
Compteur pour charge et décharge d'accumulateurs. — Dans ce compteur, le totalisateur est double et comprend une série de cadrans pour enregistrer la charge et une autre série pour la décharge des accumulateurs.
La figure 36 suffira à faire comprendre comment le système intégrateur n'entraîne que l'un ou l’autre des totalisateurs.
L'axe BB du planétaire intégrateur MM'B', équilibré par le contrepoids B", tourne dans un
COMPTEURS D'ENERGIE ELECTRIQUE
sens ou dans l’autre, suivant le sens du courant dans les bobines en gros fil, c’est-à-dire suivant que le courant entre dans la batterie d’accumulateurs ou en sort.
Cet axe B se prolonge en avant des platines P, P' et porte goupillé le bras équilibré AA. Celui-ci supporte deux cliquets D(, D,2, disposés en sens inverse l’un de l’autre.
Ces roues C , , C2, montées folles autour de l’axe BB, mais respectivement solidaires des roues A,, A2, commandent le premier mobile des totalisateurs.
Le cliquet D, ne peut entraîner que la roue A, lorsque le planétaire tourne dans le sens correspondant au courant de charge; ce sont les aiguilles des cadrans de gauche qui enregistrent. Au contraire, quand il s’agit d’un courant de décharge, le cliquet D2 entraîne seulement la roue A2 et l’enregistrement se produit sur les cadrans de droite.
Les rochets E,, E2 servent à empêcher
tout retour en arrière des aiguilles ues Fia. 56. — Mécanisme d’enregistrement du compteur Aron
deux séries de cadrans, de telle sorte que pour charge et décharge d’accumulateurs.
toute division enregistrée, soit comme charge, soit comme décharge, reste acquise.
Le rapport des indications des cadrans de droite et de gauche fait constamment connaître le rendement en énergie des accumulateurs.
Les divers types de compteurs Aron se construisent pour tous débits et toutes tensions.
Compteur de l’Allgemeine Elektricitats Gesellschaft, de Berlin. — Cet instrument, destiné
aux circuits à courant continu, est fondé sur le principe des impulsions électrodynamiques
périodiques imprimées à une bobine mobile par
une bobine fixe; il constitue un compteur à équipage
oscillant. La bobine à gros fil est traversée par le
courant dont on veut mesurer l’énergie, tandis que
la bobine mobile est parcourue par un courant
dérivé, dont l’intensité est proportionnelle à la
tension du courant principal. Le sens de ce dernier
étant constant, on inverse périodiquement le sens
du courant dérivé au moyen d’un commutateur
automatique, de telle sorte que la déviation de la
bobine mobile se produit successivement dans un
sens ou dans l’autre. L’amplitude de ce mouvement
est constante et limitée par des butées. L’énergie
emmagasinée dans le système mobile est fonction
des intensités du courant principal et du courant
dérivé. Suivant qu’elle est plus ou moins grande,
Fin. j7. — Compteur oscillant de l Allgemeine l’accélération qui agit sur la bobine en fil fin est Electncitats Gesellschaft. n .
elle-même plus ou moins élevée. Les oscillations de
cette bobine sont donc d’autant plus nombreuses que la puissance électrique est plus considérable.
L’énergie emmagasinée dans le système est d’ailleurs absorbée par un frein électromagnétique et les impulsions successives sont totalisées par une minuterie.
Ce compteur, dont la figure 57 montre l’aspect d’ensemble, se compose essentiellement (/?</. 58) d’une bobine fixe h traversée par le courant principal et d’une bobine annulaire s, en fil fin, dans laquelle circule le courant dérivé.
Cette bobine est solidaire d’un axerc pivotant sur des crapaudines en rubis. L’axe porte vers son extrémité inférieure une chape qui sert à amener le courant à la bobine s, par l’intermédiaire de petits ressorts en boudin F, suffisamment longs et souples pour que leur couple de torsion soit négligeable.
Vers la partie supérieure, l’axe a est muni d’un doigt K, dont l’extrémité peut venir buter contre les vis réglables K,, K2. Ces vis limitent la déviation de la bobine s et établissent les connexions nécessaires au renversement du courant dans celte bobine.
Le disque a, dont les bords s’engagent dans l'entrefer de l’aimant m, constitue l’amortisseur
électromagnétique.
Les oscillations de la bobine s sont totalisées par une minuterie à chiffres sautants, actionnée par un relais représenté par la figure 59.
Fig. ü9. — Relais du compteur oscillant de l'A. E. G.
Ce relais se compose de deux électro-aimants E,, E2, attirant successivement l’armature en fer doux R, dont la course est limitée par deux vis de butée réglables Cn C2, et dont l’extrémité v, formant cliquet, actionne le rochet r qni commande la minuterie.
Un cliquet de retenue, non figuré, empêche tout retour en arrière de la roue à rochet r. Les figures schématiques 60a à OOrf vont nous permettre d’expliquer le fonctionnement du mécanisme.
Le courant dérivé traverse successivement l'éleclro Ep les résistances W,, W2 et l’électro E2.
La bobine mobile S, branchée, d’une part, entre les résistances Wp W2, peut venir, d'autre part, en relation avec les vis Kp K2 ( fi y . 58), directement reliées aux conducteurs -f- et — de la canalisation.
A cet effet, l’extrémité de la bobine s est en communication avec le doigt K et avec l'armature R du relais.
Au repos, les organes occupent les positions que montre la figure 60«. Dès que le compteur est en charge, le courant dérivé excite les électros Ep E2, mais l’armature R reste appuyée du côté où elle avait été attirée la dernière fois. En même temps, un courant traverse la bobine S, ce courant étant dérivé entre le contact C2 et les résistances Wp W2.
La bobine S reçoit une impulsion qui la fait dévier, vers la droite, par exemple. A la fin de
COMPTEURS D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
la déviation, le doigt R vient toucher la vis K2, ce qui met l’électro E2 et la résistance \V2 en court-circuit [fig. 60/;). L’électro E, reçoit, au contraire, un courant renforcé, par suite de la mise en court-circuit de E2 et de W2. L’armature R est alors brusquement attirée vers la gauche. Les électros E,, E., sont, à ce moment, tous deux excités ; mais l'armature étant appliquée contre E, ne peut être attirée par E2. La bobine S est maintenant en parallèle avec la résistance W, et le courant qui la traverse est inversé [fig. 60/;). L’impulsion se produit vers la gauche jusqu’à ce que, l’électro E, ayant été mis à son tour en court-circuit, l’électro E2 attire de nouveau l’armature R. C'est alors avec la résistance W2 que la bobine S se trouve en parallèle et le courant s’y inverse de nouveau. Les mêmes phénomènes se continuent ensuite indéfiniment. A chaque oscillation de la bobine S vers la droite ou vers la gauche, correspond une oscillation de l’armature R du relais. Les impulsions de la bobine S se trouvent ainsi totalisées l’une après l’autre et le sens du courant s’inverse dans la bobine S à la fin de chaque impulsion.
On peut remarquer que, grâce à ce dispositif d'inversion, le circuit dérivé n’est jamais coupé. 11 n’est que partiellement mis en court-circuit et, par conséquent, il ne se produit jamais d’étincelles entre le doigt K et les contacts K,, K2. Ces contacts restent propres et l’exactitude du compteur ne peut se trouver altérée.
Cet instrument présente l’avantage de ne pas avoir de collecteur. Or on sait que cet organe, quand il est nécessaire, exige un entretien constant. Les lectures sont particulièrement faciles, grâce à l’emploi d’une minuterie à chiffres sautants. De ce chef, les abonnés, même les moins expérimentés, peuvent, sans commettre d’erreur, relever eux-mêmes les indications fournies par l’instrument.
Les indications sont rigoureusement exactes pour une charge de 90 0/0 de la capacité du compteur. Pour les charges inférieures, l’erreur est variable; mais elle reste toujours inférieure à 2 0/0. Les variations de tension ne modifient pas l’exactitude et la bobine mobile S ne peut osciller pendant la marche à vide.
Elle se met en mouvement quand la charge atteint 1 0/0 du maximum. Au point de vue de l’énergie absorbée parle fonctionnement même de l’instrument, énergie qui, comme on le sait, n'est pas enregistrée, le circuit dérivé exige 1,2 watt par 100 volts. Ce compteur, qui ne peut
être employé que pour le courant continu, se construit pour toutes intensités jusqu’à 10 ampères et pour toutes tensions jusqu’à 250 volts.
Les bornes de connexion sont placées dans une boîte spéciale et sont disposées de manière qu'on puisse facilement brancher un wattmètre pour vérifier l’étalonnage.
Grâce à l’emploi de barettes mobiles, le wattmètre peut être intercalé ou enlevé du circuit sans qu’on soit obligé d'interrompre le service.
