COMMUTATION DANS UN GÉNÉRATEUR ET DANS UN MOTEUR

- GeneraUar t - T * Mottnr l*^

Fig. 241.

Heu de Bj^ (/yAn + ^'a«), on a pour la différence de potentiel

83. Difiérence de la commutation dans une génératrice et dans une réceptrice. — Si on laisse l'excitation constante et que l'armature se meuve dans le champ ainsi créé, d'abord en génératrice, puis en réceptrice, sans décalage des balais, on a dans les deux cas le même champ de commutation; mais, comme le sens de rotation de l'armature est inverse, quand elle tourne en réceptrice, de ce qu'il est quand elle fonctionne comme génératrice, il faut, dans la figure 241, compter le temps de court

circuit de droite à gauche pour le rôle de moteur, et en sens inverse pour le rôle de génératrice.

Il en résulte que, dans les exemples précédents, les courbes II et IV de la figure 238, la courbe VIII de la figure 237 et la courbe II de la figure 236 se rapportent toutes à des réceptrices. — Elles montrent que la force électromotrice additionnelle e, peut être trës grande avant qu'il se produise à la fin de la commutation un courant additionnel perturbateur.

On voit en outre, d'après le tableau des valeurs de i pour ~ — = 200 — 400 ar, que, même pour -A = 0,2, le courant additionnel n'est pas considérable si le champ est bien approprié. A n'a notamment pas une grande influence sur le courant t. pour des valeurs des forces électromotrices e^ qui changent de signe pendant la période de court circuit, et c'est le cas de la plupart des phénomènes de commutation dans les réceptrices.

Si Ton a il > 1, la force électromotrice e^ peut être très grande sans qu'il en résulte de surcommutation à la fin du court circuit, ce qui est le cas de la courbe VIII, figure 237. Pour qu'on ait surcommutation, il faut avoir

ej = ekT + e^^ > 2ta ( — ^— V

ila +

Les balais ne doivent cependant pas être trop avancés dans le champ ; dans ce cas, en effet, U^^ peut, pour / = 0, devenir trop grand et de petites étincelles sont susceptibles d'apparaître sous le bec de balai entrant en commutation (Voir la courbe VIII, fig. 237).

Comme on Ta vu précédemment, la valeur (L+S(itf)) décroît pour des valeurs croissantes de / dans le cas d'un moteur, tandis qu'elle croît avec t pour une génératrice. Si Ton se figure maintenant la courbe de courant de court circuit conservée et L+S(A]r) diminuant avec le temps, on voit aisément que le champ de commutation nécessaire à la fin de la période de court circuit peut devenir inférieur à ce qu'il serait si L + S (iW) était resté constant; autrement dit, le champ de commutation à la fin de la période de court circuit n'a pas besoin d'être aussi intense pour une réceptrice que pour une génératrice. Cette circonstance est très favorable parce que le champ diminue précisément avec le temps t pour les réceptrices.

\j hystérésis magnétique renforce en outre la commutation pour le moteur, le champ allant en diminuant; c'est l'inverse qui se produit avec un générateur.

// résulte de toutes ces considérations que^ pour un moteur, la commutation peut s'effectuer dans un champ plus faible que pour un générateur et que le calage des balais y est moins délicat ; autrement dit, il est plus facile ^arriver à un calage fixe des balais dans le premier cas que dans le second.

Pour terminer, la figure 242 représente encore l'échange d'énergie dans la période de court circuit pour un cas simple, fi^ = 6^, appliqué au champ de commutation d'un moteur. On a pris ici comme bases le même champ et les mômes constantes que dans la figure 239 ; mais pour cette dernière figure la machine fonctionnant en génératrice tournait en sens contraire de son sens actuel.

On a ainsi

T = 0,001 sec ; li = 0,001 ohm ; Hu = 0,002 ohm ;

L=:L.= L + 2:(Af) =: 10-« henry ;

et

e = — (0,4 — 300 /) volt.

La commutation du courant se fait également ici de la valeur positive à la valeur négative.

Gomme

on a

ek = — (0,1 +300t) volt,

e. = — (0,3 — 600 1) volt.

-M.WaUs

Fig. 242.

Diagramme du travail pendant la période de court circuit. Cas d'un moteur.

84. Recherches expérimentales sur les phénomènes qui accompagnent la commutation. — Cette élude est des plus difficultueuses en raison de la très courte durée de la commutation.

Les recherches publiées à cet égard en 1898 dans « Electrician » par W. B. Everett et i4. H. Peake sont très intéressantes. Ces auteurs ont opéré sur une dynamo bipolaire compound deCrompton fournissant normalement 45 ampères sous HO volts à la vitesse angulaire de 1610 tours par minute. L'armature en anneau comprenait 60 sections de 6 spires ; la résistance de chaque section était de 0,0082 ohm. Cette armature avait un diambtre extérieur de 20 centimètres environ ; la plus forte épaisseur des lames de col-

lecteur était de S,5 mm el celle du mica qui les isolait les unes des autres, de 0,8 mm.

Au cours de toutes les recherches ci-aprës exposées la machine était excitée séparément sous une tension de 100 volts ; son enroulement en série n'était pas utilisé.

Pour la première étude, celle de l'allure du courant de court circuit, le balai positif ordinaire (fig. 243) était remplacé par un

Fig. 243.

Schéma des connexions pour la détermination expérimentale de la courbe de

courant de court circuit.

V = voltmètre; À = ampèremètre; B.G. = galvanomètre balistique; KA= contact tournant; G = condensateur; E.S. = bobine excitatrice; R.W. = résistances do réglage; K = clé de court circuit: Kl.W. = petite résistance.

balai spécial, divisé, composé de deux feuilles de cuivre mince a et &, de 0,9 mm d'épaisseur chacune sur 40 millimètres de largeur, et isolées Tune de l'autre par de la fibre vulcanisée. L'épaisseur totale de ce balai était sensiblement égale à celle d'une division du collecteur.

Le balai négatif était un balai ordinaire couvrant environ 1,25 lame. Les feuilles de cuivre du balai positif étaient reliées par une petite résistance de 0,007 ohm, au milieu de laquelle se trouvait la borne positive. La figure 243 indique le montage complet. On mesurait la différence de potentiel entre les points a et b k l'aide d'un condensateur et d'un galvanomètre balistique ; pour avoir cette tension à un moment quelconque de la période de

court circuit, on utilisait un appareil de contact qui fermait le circuit à l'instant voulu, et ce une seule fois par tour. Cet appareil de contact consistait en un cylindre de fibre vulcanisée, dont deux points de contact de la surface étaient électriquement reliés entre eux. Ce cylindre était fixé sur Tarbre et tournait entre deux contacts à ressort qu'une vis tangente permettait d'amener exactement dans toute position voulue.

La résistance de contact du balai d'épreuve était de 0,0022 ohm, de sorte que la résistance totale d'un circuit de commutation s'élc-

^ffl .,