CO O

PUISSA>'CE de la macbinc, en kw.

O CD o O — e^i CO an

trices on peut subdiviser chacune d'elles en en maintenant les éléments écartés l'un de l'autre à l'aide de coins en bois ou en matière analogue, de manière à permettre la pénétration de l'air jusqu'aux couches intérieures (lig. 414).

L'élévation de température d'une bobine dépend surtout de son épaisseur rf„ (fig. 412 et 413) et de la densité du courant qui y circule A- La perte due à réchauffement sous le passage du courant est, en effet, si l'on désigne par /| la longueur moyenne d'une spire inductrice,

p (l-f 0.004e„.).cf./i.A ^^ "" 5 700

et, comme la surface de refroidissement est proportionnelle à /i A„, 6m sera approximativement proportionnel à

h^ étant la hauteur de la bobine.

Abstraction faite du mode d'isolement et de la forme du fil, Jt ^^t proportionnel au produit de la densité de courant par la section 5pj = Anrf„ d'une bobine, d'où il résulte que

Om est proportionnel à Aot.dm.-y^ = dmDi*.

Une légère augmentation de la densité de courant déterminerait ainsi une forte augmentation de 0„, si la constante C.„ne diminuait pas avec les valeurs croissantes de s„. Dans de longues bobines rectangulaires on donne rarement à l'épaisseur d^ plus de o à 6 cm ; cette épaisseur dépend, comme on le voit par la proportionnalité ci-dessus, presque exclusivement de la densité de courant et de l'élévation admissible de température.

123. Echauffement de l'armature. — Les parties de l'enroulement situées en dehors des rainures se refroidissent beaucoup mieux par la rotation de l'armature que celles qui sont noyées dans le fer. Or, comme la longueur du fil extérieur aux rainures est en général notablement supérieure (souvent deux à trois fois égale) à celle qui y est plongée, la température déterminée d'après l'augmentation de résistance de l'enroulement ne saurait donner une

ÉCHAUFFEMENT DE L'ARMATURE 589

idée exacte de la température maxima atteinte par l'armature. D'autre part la couche externe de cette dernière est celle qui s'éciiaulfe le plus, les pertes volumiques y étant le plus élevées ; de sorte qu'on aura la température maxima de Carmature par une mesure thermométrique. Ce mode de faire est conforme aux prescriptions de l'Association des ingénieurs-électriciens allemands.

Pour une surface de refroidissement déterminée et un accroissement donné de température considéré comme admissible, réchauffement ou la perte de puis- ^

sance dans l'armature peut être y^^-^WTT'^^W^

d'autant plus élevé que cette / Ch ■ '''^— n

surface s'y prête mieux et que sa /^ ii,:^':^.\'' .\Mn

vitesse périphérique est plusgrande. -V q-^-^ ^-

Les surfaces de noyau nues et * ^

brutes, qui ne sont recouvertes ni Fig. 415.

par l'enroulement ni par des matières isolantes, sont au nombre des meilleures surfaces refroidissantes; telle est la surface intérieure du noyau annulaire d'un induit en tambour, en tant qu'une bonne circulation d'air y est possible; il en est de même des bases de noyaux de ces mêmes induits à enroulement en manteau (%. 416). Par contre, le revêtement complet des induits en anneau fait obstacle au refroidissement du noyau de fer.

L'enroulement d'armature disposé de manière à laisser pénétrer l'air entre ses spires, comme l'enroulement en barres, favorise beaucoup le refroidissement.

L'influence de la vitesse périphérique sur le refroidissement dépend de la construction de la carcasse et de l'enroulement de rinduit, ainsi que de la disposition des pôles.

L'élévation de température de l'induit dépend encore de l'aération du local où est installée la machine. Dans un endroit bien aéré l'armature est soumise à une circulation d'air frais, et, comme la chaleur se dissipe mieux par convection que par rayonnement, un renouvellement constant de l'air exigera un moindre écart de température pour la dissipation de la chaleur produite.

Pour les petits induits la surface cylindrique du revêtement de

fil (tzDI) et les deux bases du cylindref •^- DM font office de surfaces

refroidissantes 5.; ainsi (fig. 415)

S,= Dizl+^DK

La perte totale dans l'armature

Pc + Pr + Pf

doit être dissipée par ces surfaces.

On peut, en conséquence, pour les petits me/t/zV^, jusqu'à 20 kw environ, poser comme surface jmissancique de refroidissement réduite à r induit au repos

surface de refroidissement ,. , ^ . , S.

puissance p^FdlIi ^* +^'* ^'^ "" Pc^ + Pn + P^ (* +^'* ^^

7rd/,+ -d='

Pc + PH+PK ^* + ''* ^> '"^^ ' ""^*^' ^*''^

V étant la vitesse périphérique de l'induit en m : s ; t? = ^ J^ m : s ; et Ton aura comme élévation de température de l'armature pour les types à demi clos, à paliers en bouclier,

e. = degrés centigrades. (146)

Pour les types complètement dégagés, à paliers détachés, le coefficient d'échauffement est de 30 p. 100 environ inférieur, c'est-àdire que C= 300 à 425.

Pour la détermination des pertes Pca dans le cuivre de l'induit, il n'y a qu'à considérer la moitié de la longueur d'une spire. On a, pour les induits bipolaires,

/.zi:/^ + l,25 d + 5 cm;

pour les induits multipolaires

/. = /^+ 1,4 T + 5 cm.

La validité de cette fornmle pour l'influence de la vitesse périphérique de l'armature sur le refroidissement a été confirmée par divers constructeurs.

Dans les grandes armatures on facilite, au besoin, le refroidissement au moyen de canaux spéciaux de ventilation réservés

ÉCHAUFFEMENT DE L'AKMATUllE 591

dans le noyau. On partage à cet effet le corps de l'armature normalement à son axe en trois ou quatre parties, ou plus, suivant sa longueur. Ces éléments sont séparés les uns des autres par des conduits d'aérage constitués soit par des disques en laiton munis de nervures, soit par des tôles à nervures rapportées, soit encore par des tôles façonnées, insérés, à intervalles déterminés, entre les disques réguliers, dans le noyau d'armature. Certaines machines il vitesse angulaire élevée proportionnellement à leur puissance, dont le diamètre d'induit est faible et la longueur assez grande, ont, en particulier, des surfaces de refroidissement relativement peu développées; il est alors nécessaire d'en soigner spécialement l'enroulement au point de vue de la bonne ventilation et du refroidissement. Le mieux pour y arriver est de recourir à un enroulement en manteau avec intervalles d'air réservés entre les barres individuelles qui constituent les liaisons frontales, comme on le voit sur la p. ^^g

ligure 416. Un enroulement à liaisons Knroulement en manteau.

latérales dans lequel ces liaisons sont disposées en deux plans normaux à l'axe se refroidit moins bien.

La pins grande élévation de température de l'induit se manifeste à la surface extérieure du manteau, vers le milieu de l'intervalle enti'edeux canaux de ventilation, parce que les pertes volumiques y sont plus accentuées et que le refroidissement y est moins bon. Les canaux de ventilation refroidissent bien, en effet, l'intérieur du noyau où d'ailleurs les pertes volumiques sont moindres, et la portion d'enroulement extérieure au fer du noyau se refroidit mieux, notamment dans les induits à enroulement gabarié ou en barres, que la portion noyée dans le fer.

Si l'on considère la couche extérieure du noyau d'induit, on y trouve comme pertes :

Z)'a6orrfréchauffement dû au courant dans le cuivre noyé

P JNT./.. (1+0,004 e.)t.«

592 CHAPITIIE VINGÏ-CINQUIKME

et, en second lien, les pertes par hystérésis et courants de Foucault dans les dents

Pu. + Pp..

Ces pertes dans la couche extérieure doivent, quand l'état stationnaire est établi, traverser les surfaces interne et externe qui la limitent et dont chacune peut être estimée égale à tM^.

Les déperditions de chaleur par ces surfaces cylindriques intérieure et extérieure -rf/, étant entre elles dans un rapport déterminé, il suffit d'introduire dans le calcul la surface cylindrique simple, ce qui permet de poser pour la surface spécifique de refroidissement

le facteur (1 + 0,1 v) servant à ramener la surface à ce qu'elle serait pour l'état de repos.

Les résultats d'expérience indiquent que, pour une grande armature^ on peut poser comme élévation de température de la surface des conducteurs mesurée au thermomètre,

^ / 250 A 450 \ , . ,. , ,..ftx

Ba •=■ 1 ; j degrés centigi'ades. (l*o)

Le coefficient de déperdition dechaleur(Ca = 250 à 450) dépend du mode de construction de la machine et des surfaces puissanciques de refroidissement .s^ du noyau d'induit et Si^ des connexions frontales, car une grande partie de la chaleur engendrée dans la couche superficielle extérieure de l'armature est dissipée par ces connexions frontales bien refroidies.

Quand l'armature comporte un enroulement en manteau^ la réduction au repos donne, d'après la figure 417,

irrfj/, + T.djt,.h (2 -f n. de canaux de ventilation) >',.. + iV. {i+O.l.B.)

^''=7Si^-C + «'*-").

ECHAUFFEMENT DE L ARMATURE

Si, au contraire, renroulemenl est à connexions latérales (fig. 418), on a

__ Tzdil^ +'i:dm-h (P' de canaux de ventilation) /. ^^^ . x

s— iV+i'F. •U+O.l-f.)

Fiff. 417.

Enroulement en manteau.

Le coefflcient C, de l'équation 148 est d'autant plus grand que le type de machine est moins dégagé, que celle-ci est plus com-

Fig, 418.

Enroulement à, connexions latérales.

pacte, que les surfaces puissancicjues de refroidissement 5„ et 5^ sont plus réduites, qu'une plus grande portion de la surface de l'armature est recouverte par les pièces polaires, et que les pertes dans ces pièces et dans les bobines inductrices sont plus élevées. Un choix convenable de ces divers éléments permet d'abaisser à 250 le coefficient C», comme on peut le voir par le tableau de la page ci-après qui donne les constantes de quelques machines-types, construites et essayées.

E. Arnold. — La machine dynamo ù courant continu. 38

In.

U uZ

-tfi

jrs

aft

arc polaire

pas polaire

«o-eioo

«o^oo^

çT

ÊGHAUFFRHRNT 6»

dea bobiues inductrices.

ao*