ARMATURES A ENROULEMENT OUVERT

41. Enroulements d'armature ouverts. — 42. Enroulement Brush. — 43. Enroulement Ïhomson-Houston. — 44. Armature en anneau multipolaire à enroulement ouvert. — 45. Enroulement de la Westinghouse Electric O. — 46. Armature polaire de Gérard.

41. Enroulements d armatures ouverts. — Les enroulements ouverts ont iHé spécialement mis en pratique et appliqués aux éclairages au moyen d'arcs en série par Brush^ T/iornson-Hottston et la Westinghome C.

Les spires d'armature de ces machines ne forment pas un enroulement fermé ; elles ne constituent qu'un petit nombre de bobines reliées aux segments d'un collecteur, de telle sorte que chacune d'elles est mise hors circuit durant une partie de chaque révolution, et passe, pendant le reste de la révolution, par une série de combinaisons différentes avec les autres bobines.

Le faible nombre de bobines dans ces machines les rend aptes à la production des courants de haute tension (|u'exige le couplage en série d'un grand nombre de lampes à arc ; certahies d'entre rlles en alimentent jusqu'à GO.

Ces machines fournissent un courant de sens constant mais d'intensité pulsatoire résultant du petit nombre de leurs bobines d'armature. Ces pulsations sont d'ailleurs avantageuses pour réclairage par arcs en série en ce qu'elles maintiennent le mécanisme de la lampe en lég«»re vibration et en augmentent ainsi la sensibilité.

Le nombre des lampes en service ou hors circuit pouvant être quelconque, il est nécessaire de régler l'intensité à une valeur

EiNROULEMENTS OUVERTS

constante, tandis que la tension doit varier avec le nombre des foyers en série.

Toute armature à enroulement ouvert constiniite pour courant de haute tension comporte, à côté d'un petit nombre do bobines, un grand nombre de spires par bobine, d'où une self-induction considérable ; aussi l'interruption du courant dans une bobine détermine-t-elle, au collecteur, de fortes étincelles qui ont pour

Fig. ^23.

ICnroulcmciil ouvert, en anneau, de Brusli. '

conséquence de le détériorer rapidement. Cet inconvénient, ainsi que l'emploi d'un courant de haute tension dans les lampes, réduit la sécurité de l'installation et augmente les dangers d'exploitation. Aussi les machines à enroulement ouvert ne se construisent-elles plus aujourd'hui que rarement.

On a un exemple d'armature simple à enroulement ouvert dans la machine dite « Inducteur en double T », bien connue, de Siemens^ dont Tunique bobine se ferme par ses extrémités, sur deux co(|uilles do collecteur demi-cylindriques.

On en trouve un autre type également simple dans l'enrouleinent ouvert do la figure 123. L'anneau d'armature porte deux K. Arnold. — La machine dynamo à courant continu. 13

104 CHAPITRE DIXIEMK

paires de bobines i, 1, et 2, 2. Ces bobines sont deux à deux couplées eu tension de telle sorte que les courants induits soient concourants ; leurs extrémités sont respectivement reliées à deux lames de collecteur opposées. Les paires de bobines et les paires de lames de collecteur sont montées à 90° les unes des autres. Dans la position figurée de Tarmature la bobine 1 est soumise à Taction inductive maxima; ses extrémités sont mises, par le colliMîteur, en connexion avec les balais P^ et Q^. Par contre, la bobine 2, située dans la zone neutre, est mise hors circuit. Dans la suite de la rotation de Tarmaturc la variation de l'induction diminue en 1 et croît en 2. Comme les segments ou coquilles de collecteur chevauchent les uns par rapport aux autres, les balais, à un moment, portent sur ces deux segments pendant le temps que l'induction a une valeur moyenne et couplent en parallèle les bobines 1 et 2. La bobine 1 arrive ensuite dans la zone neutre, où elle est mise hors circuit, tandis que la bobine 2 prend la position occupée sur la figure par la bobine 1.

Le courant n'est donc ainsi jamais complètement interrompu ni annulé dans le circuit extérieur ; mais son intensité y subit de fortes oscillations. On peut réduire ces oscillations en disposant sur le même arbre deux armatures semblables décalées de 45"" Tune par rapport à Tautre et couplées en série.

On réalisera une disposition encore plus simple en enroulant de nouvelles bobines sur Fanneau déjà considéré, tout en maintenant le couplage en série. On arrive ainsi à l'enroulement Brusli.

42. Enroulement Brush. — La figure 124 comporte en totalité 8 bobines toutes enroulées dans le même sens. Les extrémités postérieures de deux bobines diamétralement opposées, telles que 1 — 1, 2 — 2, 3 — 3, 4 — 4, sont connectées ensemble. Ces connexions sont représentées en traits ponctués sur la figure. Les deux extrémités antérieures de chacune des paires de bobines aI)OUtissent au collecteur.

Ce collecteur se compose lui-même de quatre bagues montées parallèlement, les unes à côté des autres, sur l'arbre de Tarmalure, et chaque bague comprend deux segments embrassant chacun 3/8 de circonférence. Sur la figure, toutes les bagues se trou-

vant dans le plan du papier sont, pour la clarté, représentées en des diamètres différents. Les deux anneaux intérieurs, ainsi que leurs balais communs P, et Pj, sont disposés à 90** l'un de lautre et reliés par les paires de bobines en quadrature 1 — 1 et 3 — 3. Les deux anneaux extérieurs sont en contact avec les balais Q^et Qj et reliés aux autres bobines restantes 2 — 2, 4 — 4 ; leurs seg-

Fig. 124.

Enroulement Bnish à huit bobines.

ments sont décalés de 45** par rapport à ceux des premières paires d'anneaux.

Pour la position et le sens de rotation supposés, la force élcctromotricc atteint son maximum dans les bobines i — 1 ; elle croit en 4 — 4 et décroît en 2 — 2, tandis que 3 — 3 se trouve dans la zone neutre. Le courant pénètre dans Tarmature par P^, parcourt la paire de bobines 1 — 1, atteint successivement le balai Pj, puis Q^ et parcourt alors les bobines 2 — 2 et 4 — 4 couplées en parallèle, arrive à Q, et linalemcnt revient en P, par le circuit extérieur. La paire de bobines 3 — 3 est complètement bors circuit. Quand les bobines changent de position, Tordre dans lequel elles se présentent au sens du courant varie corrélativement. Chaque bobine

lOÇ

t'st mise hors circuit deux fois par tour pendant 1/8 du chemin correspondant, et cela quand la force électromotrice de la bobine s'approche ou s'éloigne de zéro. Les paires de bobines qui se trouvent avant et après la position d'action maxima sont toujours couplées en parallèle.

Le couplage Brush permet d'augmenter à volonté le nombre des bobines ou celui des éléments en série. Il faut un anneau de commutateur par paire de bobines et une paire de balais comnmne par quatre bobines décalées de 90® les unes par rapport aux autres. Les dernières sont couplées en tension.

Fig. i2o.

Enroulement ouvert, en anneau, de Tlionison-llouston.

43. Enroulement Thomson-Houston. — Les plus grands types de machines T/iomson-Hoiiston /pour éclairage par arcs comportent des armatures en anneau ; les plus petits, des armatures en tambour. La figure 123 donne le schéma d'un enroulement d'armature en anneau, et la figure 126, le schéma développé d'un enroulement d'armature en tambour. L'armature comprend trois bobines angulairement espacées à 120** Tune de l'autre. Trois extrémités homologues des bobines sont connectées entre elles, et les Irois autres sont reliées aux segments a bc du collecteur.

ENROULEMENT ÏHOMSON-HOUSTON 197

Les trois bobines des armatures en tambour sont enroulées sur un noyau de fer ayant la forme d'une petite poulie montée sur un croisillon sphérique à surfaces latérales planes ; elles se croisent et se recouvrent sous un angle de 120**. Pour leur donner la môme longueur de fil et leur assurer une distance égale par rapport aux surfaces polaires sphériquement alésées, on procède à l'enroulement dans un ordre particulier : on enroule d'abord la moitié de

Fig. 126.

Dcvoloppcmont d'un oni-oulcment ouvert, en tambour, do Thoinson-Houston.

la première bobine, puis la moitié de la seconde et la troisième tout entière, ensuite la deuxième moitié de la seconde et finalement celle de la première. Les commencements des trois bobines sont reliés ensemble et les autres extrémités aboutissent aux segments d'un collecteur en trois parties. L'armature terminée a l'aspect d'une boule.

Un enroulement de ce genre, en tambour, est représenté sous forme de schéma développé dans le plan de la figure 126. Les commencements a,, ô„ c,, des bobines 1, 2, 3 sont reliés ensem-

hle et leurs autres extrémités aboutissent aux segments a, 6, c. La

bobine 2 se trouve exactement dans la zone neutre et hors circuit.

La position des bobines par rapport au collecteur et aux balais

d'aprfcs le schéma de l'enroulement sur le noyau d'armature est

Fig. 428.

clairement indiquée parla figure 127. Les bobines 1, 2, 3 y sont représentées par des rayons allant des segments du collecteur rt, 6, c au point de concours central. La direction de la ligne des

pôles est N-S.

Après une rotation de 30" (fig. 128) la bobine 1 arrive à la position d'activité maxima, 2 s'en approclie et 3 s'avance vers la ligne neutre.

Les bobines 2 et 3 sont couplées en parallèle par les balais qui portent simultanément sur les lames b et c. Après un nouveau petit déplacement angulaire, 3 est mise hors circuit et remplacée par 2.

Le couplage en parallèle de deux bobines ne dure ainsi qu'un temps très court. Pour rallonger et mieux utiliser l'étendue active du champ magnétique, on pourrait, comme dans le cas de la macliino Brush, allonger les segments du collecteur de façon à les faire clievaucher l'un par rapport à l'autre sur une certaine longueur.

Fig. 129.