MF MT

Wa

ArmxituT^e^

Fig. 197.

Champ d'armature.

Mais ordinairement la surface de fer qui limite rentrefer en regard de Tarmature n'est pas continue; elle comporte des épanouissements séparés par des intervalles polaires. Dès lors la courbe du champ d'armature n'affecte son allure en ligne droite brisée qu'en regard des épanouissements. Si les becs polaires ou les dents de Tarmature sont fortement saturés, Tallurede la courbe pour les positions correspondantes ne comprend même plus uniquement, comme on le verra plus loin, des tronçons rcctilignes. Nous négligerons d'ailleurs provisoirement la réluctancc du fer. On obtient alors ainsi, suivant la position des balais, les champs crarmature représentés par les courbes II des figures 198 à 201. Ces champs, se superposent à celui (Courbe 1) créé par les bobines inductrices, et l'on obtient, en charge, les courbes de champ résultantes (111) réprésentées sur les mômes ligures.

FORME DU CHAMP D'INDUIT 2l77

Dans la première (fig. 198) les balais sont calés à la zone neu-

Fig. 198.

ModiGcation du champ due ù la réaction d'induit, les balais calés dans la zone neutre.

Armature

Fig. 199.

MudiOcation du champ par réaction d'induit, balais décalés.

tre; les lignes médianes des pôles sont des lignes de symétrie pour

le champ d'armature. Il en résulte que Taire de la courbe IIL comprise enlre les positions des balais doit être égale à celle qui lui correspond dans la courbe I. Il ne peut cependant en être ainsi qu'autant que les réluctances du fer sontnégligeables. Alors, en effet, la courbe de champ d'armature ne varie pas linéairement sous les épanouissements polaires, comme on Ta supposé, mais est, au contraire, concave vers le bas, et Taire de la courbe III est plus petite que celle de la courbe I.

Armature

Fig. 200.

Modification du champ par réaction dUnduit, balais décalés.

Il résulte de Tcxamen des autres figures (199 à 201) que, plus les balais pénètrent sous les pôles, plus est petite Taire de la courbe III entre balais. Si les balais se trouvent, comme dans la figure 201, exactement dans Taxe des épanouissements, tous les ampëres-tours de Tarmature sont démagnétisants; néanmoins, comme il est facile de s'en rendre compte sur la figure, ces ampères-tours déterminent un flux moindre que le même nombre d'ampères-tours sur les inducteurs, les premiers donnant une courbe d'allure triangulaire, tandis que la courbe I est de forme rectangulaire.

L'influence réelle de ces déformations du champ inducteur, en

charge, résulte clairement de rcxamendes courbes expérimentales suivantes données par Parshall et Hobart [Engineering ^ t. 66). Leur étude portait sur une machine tétrapolaire de] 17 kilowatts, et les courbes ont été déterminées au repos à Taide d'une bobine d'épreuve ordinaire et d'un voltmètre Weslon. La courbe A de la figure 202 correspond à l'armature sans courant, tandis que les autres, B, C, D et Ë répondent aux positions des balais marquées des mêmes lettres. Pour toutes ces positions le courant d'armaturo

Armature.

Fig. 20i.

Modification du champ par rcactioQ d'induit : balais sous les axes des pôles.

était le môme et assez intense pour que le nombre des ampères-tours de rinduit fût égal a 0,7 fois celui des ampères-tours inducteurs.

La plus grande torsion du champ correspond à la courbe B, les balais étant calés au milieu do l'intervalle polaire. L'aire de cette courbe est, par contre, sensiblement égale à celle de la courbe A. Inversement, la courbe E présente la torsion minima, mais son aire est beaucoup plus petite que celle de A et correspond ainsi à un flux beaucoup plus faible.

La torsion et l'affaiblissement du champ magnétique peuvent se déterminer expérimentalement soit au moyen do deux balais

280 CHAPITHE QULNZIÈME

voisins, mobiles à la périphérie du collecteur et dont la différence de potentiel est, pour chaque position, proportionnelle à Tintensité du champ, soitàTaidede bobines d'épreuve insérées entre l'inducteur et Tarmaturc puis retirées. Si Tenroultment est établi avec couplage en séries parallèles, Técartement des deux balais mobiles doit être égal à l'épaisseur de a lames. En portant le déplacement

Fig. 202.

Courbes de champ déternilnées expérimeatalement avec différents calages de balais.

des balais en abscisses et les tensions correspondantes en ordonnées on obtient la courbe de ciiamp (diagramme polaire).

Les flgures 203 et 204 représentent des courbes de ce genre relevées à l'Institut électrotechnique de l'Ecole technique supérieure de Karlsruhe sur une dynamo Karting frères directement actionnée par moteur à gaz. Celte machine est à huit pôles avec 91 lames au collecteur et fournit au maximum 65 ampères sous 120 volts, à la vitesse angulaire de 200 tours par minute.

Les courbes de la figure 203 correspondent à une excitation des inducteurs et à une vitesse angulaire constantes, mais à une cliargc variable. Les balais ont été maintenus invariablement au

calage indiqué depuis la marche à vide jusqu'à celle de pleine cliarge.

^yy^x ^■'A

a42An^ExeHa1iQa.

OAmp-Charg».

-30Am|iL —

— 60Amp. —

Fig. 203.

Courbes de champ et de polentiel pour inteusilés dilTérentos dans Farmalure

sous excitation constante.

Les courbes A montrent Taffaiblissement et la torsion toujours croissants du champ à mesure que la charge augmente.

Fig. 204.

Courbe de champ pour intensités différentes dans l'armature et force électromotrice constante.

Les ordonnées de chacune des courbes B sont égales à la somme des différences de potentiel entre un des balais fixes dans la zone

282 CHAPITRE UUIiNZlEME

neutre et l'un dos balais mobiles. Cette courbe B est celle qui a été appelée « courbe des potentiels au collecteur ». Ses ordonnées sont tracées à une échelle inférieure à celle de la courbe A.

Pour déterminer séparément Tinfluence de Taimanlation transversale, on maintenait constantes la force électromolrice et la vitesse angulaire de Tarmature et Ton obtenait le diagramme de la figure 204. L'excitation était ainsi réglée de façon que Ton eût pour la différence de potentiel aux bornes

V =ziiO — h SK volts,

/a représentant le débit de la machine et -/? la résistance de l'armature et celle de contact aux balais.

Lorsque la charge croît, le champ et la zone neutre se déplacent de plus en plus. L'induction maxima dans l'armature, dont il y a lieu de tenir compte dans le calcul de la puissance absorbée* par suite des inversions de polarité, s'élève. Les balais étaient, pour toutes les charges, maintenus invariablement dans la position indiquée. L'intégration des courbes de champ entre balais a donné, pour les différentes charges, les valeurs suivantes :

pour 1=0 amp., 43,3 cm», E« = U zn ilO v., U = 3,45 amp.

— I = 30 amp., 43,0 cm*, E^ =z 110 v., U = 103,4 v., U = 3,75 —

— 1=60 amp., 42,5 cm2, E. = 110 v., U= 96,7 v., td = 4,2 —

Pour arriver, en charge, à la môme force électromotrice qu'à vide, il faut, comme on le voit d'après Tétude précédente, augmenter l'excitation des inducteurs.

Si les arcs polaires sont excentrés, de telle sorte que o^ (cas d'une génératrice) pour le bec ^l'enti'ée soit inférieur à 8^ pour le bec de sortie, la cliarge n'introduit pas une grande déformation de la courbe de champ; car la courbe du champ à vide, déterminée par le système inducteur, est alors tordue en sens contraire de la courbe de champ due au courant d'armature. Il y a, par suite, compensation partielle entre ces deux torsions, provoquées, l'une par l'excentricité des pièces polaires, l'autre par le champ dû à l'induit.

Abstraction faite de la saturation des dents, la courbe de champ sous Tépanouissement polaire, à vide, est un arc d'hyperbole équilatère (fig. 205); on a en effet dans ce cas

1,6. Ai . aC*. 0 = h,