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Fig. 396.

a) Courbe de réglage »j = f (/a). 6) Caractfrisliquos à vide cl en charge.

simultané de la différence de potentiel aux bornes, on obtient la courbe de réglage t'd = f (/,) représentée par la figure 396 a.

Pour réaliser, avec une charge de /j ampères, la différence de potentiel aux bornes t/, il faut, d'après la figure 396 6, qui donne la caractéristique à vide (/ = 0) et la caractéristique en charge pour /^ ampères, augmenter l'excitation de

Pi P3 + P3 P2 = Pi P2 ampères.

Pj P, ampères correspondent à l'augmentation de f. é. m. induite nécessitée par la chute ohmique l^ Ri, et P3 P^ à celle relative à la f . m. m. de réaction.

CHAPITKK VINGT-TROISIEME

La caractéristique à vide de la machine étant donnée et la valeur de R^ étant connue, on peut diviser le réglage, d'excitation trouvé en parties correspondant respectivement à la compensation de la chute de tension et de la réaction d'induit.

e) Détermination du nombre de spires de compoundage a^une génératrice. — S'il s'agit de déterminer pour une machine com-

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Fig. 397.

70 Amp

Dé le rnii nation expérimentale des spires de compoundage d'une génératrice.

plètement construite les spires en série n. nécessaires au compoundage pour différence constante de potentiel aux bornes, quelle que soit la charge, il faut tout d'abord relever la courbe de réglage de la machine en question. La figure 397 donne cette courbe pour une dynamo entre les bornes de laquelle doit être maintenue une différence de potentiel constante de i 10 volts à la vitesse angulaire de 200 tours par minute, la charge variant de 0 à 70 ampères.

Soit à compounder la machine pour 60 ampères. On aura à disposer

hh' __ 4250 I "~ 60

soit 71 spires parcourues par le courant d'armature. On portera hh^ à l'échelle des ampères-tours 7id./,, donnée comme échelle supérieure des abscisses.

Comme n^ est alors constant, la variation de la f. m. m. de compoundage en fonction du courant / sera représentée par une

droite. On remplacera, par suite, la courbe de réglage habituelle, incurvée par rapport à Taxe des abscisses, par une ligne droite, et il en résultera, pour les charges inférieures à celle pour laquelle n, aura été déterminé, un surcompoundage, et, pour les charges supérieures, un souscompoundage (Tome I, p. 498-499).

92. Relevé des courbes de champ et de potentiel. — On peut déterminer expérimentalement la distribution du champ à la périphérie de l'armature en mesurant la f. é. m. induite dans une bobine aux différents points de ce champ. A vitesse constante, rintensité du champ aux points considérés est proportionnelle à la f. é. m. mesurée.

a) Relevé des courbes de champ à faide de deux balais mobiles auxiliaires. — La différence de potentiel entre les extrémités

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Relevé des courbes de champ au moyen de deux balais auxiliaires.

d'une bobine d'armature peut se mesurer, pour une position quelconque de ladite bobine , au moyen de deux balais B mobiles sur toute la périphérie du collecteur. Si la bobine porte du courant, la f. é. m. induite est égale à la différence de potentiel mesurée, augmentée ou diminuée de la chute ohmique ou perte de charge dans la bobine, le signe H- s' appliquant au cas où le courant et la f. é. m. induite sont de même sens.

L'intensité de champ mesurée est évidemment la valeur moyenne de l'intensité du champ à l'intérieur de a, (fig. 398), correspon-

b26 CHAPITRE VINGT-TROISIÈME

dant au temps pendant lequel les deux extrémités d'une bobine ou d'un plus grand nombre de bobines de Tarmature sont reliées aux balais d'épreuve.

Ces balais auxiliaires doivent d'ailleurs être, l'un par rapport à l'autre, à un écartement tel qu'ils portent sur les arêtes de sortie des lames reliées au commencement et à la fin d'une bobine, c'està-dire se succédant à un intervalle égal au pas du collecteur. L'écartement à donner aux balais auxiliaires sera, par suite, très grand, notamment avec les enroulements ondulés, ce qui impose aussi, en conséquence, un dispositif encombrant et souvent même difficile à réaliser.

Dans le cas d'armatures à enroulements imbriqués ou en hélice on doit donc mesurer la différence de potentiel entre deux lames voisines ou se succédant de m en m.

Pour les enroulements ondulés avec -^ nombre entier, il suffit pratiquement de mesurer la différence de potentiel entre deux lames voisines.

Dans les cas d'enroulements ondulés avec — fractionnaire, la différence de potentiel à observer est celle existant entre deux lames distantes l'une de l'autre de a lames.

La tension ainsi mesurée correspond alors à la valeur moyenne de la région du champ répondant à l'espacement de a bobines à la périphérie de l'armature.

La f. é. m. qu'on déduit de la tension mesurée entre balais auxiliaires en tenant compte de la chute ohmique a pour valeur approximative :

Cmax = n.U.W.l. ^«max • V . 10"* VOltS,'

et le champ dans l'entrefer :

emax.IO«

jcwx= r ,, (119)

où 12' représente le nombre de bobines situées entre les deux larmes en contact avec les balais auxiliaires,

w, le nombre de spires,

u, le nombre de côtés induits d'une bobine, et 0 la vitesse périphérique de l'armature, en m : s.

L'intensité de champ dans l'entrefer ne peut être déterminée

avec une exactitude absolue que si Tare embrassé par une section est égal au plas polaire. Avec des pas très raccourcis on ne pourra donc pas obtenir par ce procédé l'intensité du champ en grandeur absolue.

b) Relevé de la courbe de champ à l'aide d'une bobine d'épreuve tournante. — Là où il s'agit de relever la distribution du champ

Fig. 399.

Relevé des courbes de champ au moyen d'une bobine d'tjpreuve tournant avec l'armature.

Fip. 400.

Relevé des courbes de champ, l'armature étant au repos.

en des points absolument précis, on ne peut appliquer le dispositif des balais auxiliaires. On détermine alors l'intensité de champ à l'aide d'une bobine d'épreuve montée sur l'armature.

Les extrémités de la bobine d'épreuve (fig. 399) sont reliées à deux bagues. Un disque tournant, muni d'une pièce de contact, ferme une fois par tour le circuit de mesure. La durée de cette fermeture peut ôtre réglée par la position respective des balais, et le point, objet de la mesure, par la rotation simultanée des deux balais. La f. é. m. induite se mesure à l'aide d'un galvanomètre balistique.

Si l'arc embrassé sur l'armature par une section est approximativement égal au pas polaire, on peut encore réunir deux lames correspondant aux extrémités d'une section à deux bagues S et éviter ainsi l'addition de la bobine d'épreuve.

528 CHAPITRE VINGT-TROÏSIÈME

c) Relevé de la courbe de champ sur une machine au repos. — Pour relever les courbes de champ relatives à- des positions de balais pour lesquelles la machine donnerait, en marche, de fortes étincelles, on peut encore adopter la disposition suivante. Une bobine de fil F (lig. 400), de longueur approximativement égale à celle de l'armature et montée sur une poignée qui permet de la déplacer, est reliée à un galvanomètre balistique et introduite dans Tentrefer de la machine au repos, mais normalement excitée et parcourue par le courant normal. Cette bobine étant retirée de l'entrefer au moyen de sa poignée, on peut calculer, d'après laf. é. m. induite en elle et déduite de l'impulsion donnée au galvanomètre balistique, les inductions correspondant aux diverses positions occupées par elle à la périphérie de l'armature.

Les actions dues aux bobines en court circuit ou sortant de la commutation sur le champ résultant ne peuvent cependant pas être ainsi étudiées.

Courbes de champ à vide et en charge. — Les courbes de champ, à vide et en charge, d'une machine sont représentées sur la figure 401 (Voir aussi tome I, fig. 203 et 209, p. 281 et 288). La torsion et l'affaiblissement du champ, ainsi que le décalage de la zone neutre, se reconnaissent sur la courbe C du champ en charge. La machine tournant à vitesse constante est excitée, en charge, par le même courant qu'à vide.

Pour déterminer la chute ohmique de tension dans la bobine, la machine étant au repos, le mieux est d'envoyer dans l'armature le courant normal et de mesurer la différence de potentiel entre deux lames voisines ou distantes de a lames.

La charge d'un moteur ou d'une génératrice étant /, si on l'excite de manière à avoir une différence de potentiel aux bornes U = E^^i I Ri y on obtient une courbe de champ correspondant à un flux effectif égal à celui de la machine tournant à vide (Voir tome I, p. 282).

Courbe de champ de l'armature. — Le champ de la machine en charge est produit par une f. m. m. résultant de la composition des 1. m. m. d'inducteurs et d'induit. On trouve expérimentalement le champ produit par la f. m. m. d'induit seule (fig. 401,

courbe A) en envoyant dans l'armature de la machine non excitée et entraînée mécaniquement un courant de même sens que celui de génératrice ou de réceptrice. Comme les bobines tournent dans le champ, fixe dans Tespace, engendré par le courant d'armature, la f. é. m. induite dans ces bobines et qui est proportion-

Fig. 40 L Caractéristiques à vide (L) et en charge (C), et courbe de champ d'armature (A).

nelle à l'intensité du champ au point considéré peut se déterminer par la différence de potentiel entre deux lames voisines ou distantes entre elles de a lames sur la périphérie du collecteur.

Le champ d'armature peut naturellement aussi se déterminer au moyf^n d'une bobine d'épreuve. Si l'on obtient le champ d'armature par la mesure de la différence de potentiel entre les lames, on doit en retrancher ou y ajouter la chute ohmique de tension, selon que le courant est de sens opposé à celui de la f. é. m. ou de même sens qu'elle.

La composition algébrique de la courbe du champ à vide avec celle du champ d'armature donne des valeurs supérieures à celles déduites de la courbe du champ relevée en charge. La cause en est dans le fait que, d'abord, ces deux champs ne se composent

£. Arnold. — La machine dynamo à courant continu, t. II. 34

pas directement, mais que le champ résultant correspond à la somme des f. m. m., et, en second lieu, que le magnétisme rémanent induit encore une petite f. é. m. dans l'armature. On peut facilement éliminer cette dernière influence en relevant le champ rémanent sans excitation et sans courant dans la machine.

Les courbes de champ à vide (L), en charge (C) et d'armature (A) de la figure 401 se rapportent à une machine de 10 kw à 700 tours par minute ; elles sont relevées à vide et à demi-charge (/. =40 ampères) sous une excitation constante ta =1,5 ampères. Les positions B^, B, des balais et la projection de l'épanouissement polaire sur la périphérie de l'armature sont visibles sur la figure. Les courbes de champ ont été obtenues par la mesure des valeurs instantanées de la tension entre deux bagues reliées à deux lames du collecteur voisines (extrémités d'une bobine). Les courbes tracées correspondent aux f. é. m. induites obtenues, la chute de tension étant déduite de la différence de potentiel mesurée, ou lui étant ajoutée. La forme dentelée de la courbe de champ entre les épanouissements polaires provient de l'action des bobines d'armature qui se trouvent en court circuit ou sortant de commutation (Voir tome I, p. 361 et 362).

Courbe de potentiel au collecteur. — Si Ton observe la différence de potentiel entre un des balais normaux et un balai d'épreuve mobile autour du collecteur, on obtient les courbes de potentiel en reportant de nouveau les différences de potentiel mesurées en fonction du développement du collecteur. Ces courbes donnent une image de l'action d'ensemble des différentes sections de l'enroulement. La courbe de potentiel s'élève depuis zéro, au balai d'où l'on est parti, jusqu'à un maximum correspondant aubalaisuivant, de polarité contraire (Voir tome I, fig. 203, p. 281). Ce maximum coïncide avec la différence de potentiel maxima aux bornes.

Par suite de la chute de tension due à la résistance ohmique et de la f. é. m. correspondant à la réaction d'induit, toute la courbe de potentiel du collecteur est décalée, en charge, dans le sens de rotation ou en sens contraire suivant que la machine fonctionne en génératrice ou en réceptrice (Voir tome I, fig. 203 p. 281).