COMMUTATION DE LA MACHINE EN COURT CIRCUIT
machines modernes de construction normale, comparativement à la variation du champ résultant d'une forme défavorable d'épanouissement.
Une vérification de a, \ , A, , \ et 1^ basée sur les dimensions de la machine ici étudiée complétera cependant encore, à ce point de vue, l'image obtenue d'après les pourhes de potentiel.
108. Étude de la commutation de la machine en court circuit. — Le champ de la machine en court circuit est créé par la f. m. m. propre à l'armature et due aq courant qui y circule et par celle des inducteurs. Cette dernière est évidemment très faible comparativement à celle de l'armature et ne donne en réalité qu'un déplacement du champ résultant par rapport à l'axe du pôle. On ne commettra donc pas une grave erreur en remplaçant le champ de la machine en court circuit par celui de l'armature et Ton pourra alors exprimer avec une exactitude sufBsante la f. é. m. induite par le champ d'armature dans l'une des bobines en court circuit au moyen de l'égalité
— 2 et = — 2 -^ . î? . /i . Oi . Xt . 10-8 volt.
La f. é. m. induite par la self-induction et par l'induction mutuelle a pour valeur (Voir tome I, p. 320)
— 2 Ciu i^ — 2 ta . =
et la chute de tension, dans l'hypothèse d'une allure rectiligne du courant de court circuit, en fonction du temps, est égale à
Le champ résultant de la machine en court circuit correspond alors évidemment à la variation totale du champ entre les marches à vide et en charge et la f. é. m. induite dans la bobine en court circuit est exprimée par
- 2 ^ c„ + et + ia . H F-^ - -i- j^
Si maintenant les balais sont calés de telle sorte que, à demi-
E. Arnold. — La macliinc dynamo à courant continu, t. II. ^0
626 CHAPITRE VlNGT-HUlTlÈMÊ
charge normale, il soit induit par le champ de commutation la f. é. m.
= €k = <?ni + Ci + l'a h ly ^j ,
alors, si la machine débite en court circuit la même intensité, la commutation s'eiTectuera dans un champ correspondant à la f. é. m.
c' = - Lu. +et + û. nly-- -i-l\
Pour obtenir, avec cette intensité, une courbe de courant de court circuit à allure rectiligne, il faudrait un champ ou une f. é. m.
ek = em + et + ta . H f -^; ^ j ,
ce qui nécessiterait une f. é. m. additionnelle
c'. = -2 ^e,„ + et+ia./l[^-~r- 4-])-
A demi-intensité et avec le calage approprié à la demi-charge la commutation se produit ainsi, pour la machine en court circuit, dans un champ additionnel qui correspond à la variation totale du champ entre les marches à vide et en charge.
On pourra, par suite, exiger d'une machine correctement établie comme dimensions qu'elle fonctionne sans étincelles à demiintensité et en court circuit, pour la position des balais convenant à la demi-charge.
Superposition de tétat à vide et de Vétat en court circuit. — Supposons qu'on obtienne le champ en charge en superposant le champ à vide et le champ d'armature ou en court circuit, ce qui correspond aussi, avec une grande approximation, à la zone neutre (Voir fig. 402) ; on peut alors aisément se rendre compte de ce que, dans ce cas aussi, la f. é. m. additionnelle en charge peut être obtenue par superposition des f. é. m. additionnelles à vide et en court circuit. Maintenant, ainsi qu'on l'a vu par ce qui précède, l'allure de la courbe du courant de commutation et la répartition de la densité de courant sous les balais ne dépendent tout d'abord que des f. é. m. additionnelles. On peut en conclure que
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la répartition de la densité de courant provenant, en charge, d'une f. é. m. additionnelle peut s'obtenir par superposition des densités de courant à vide et en court circuit. La répartition de la densité de courant s'obtenant par la mesure des potentiels des balais, il s'ensuit que la courbe de potentiel résultant de la superposition des courbes de potentiel des balais à vide et en court circuit doit concorder avec la courbe de potentiel des balais en charge.
Ce n'est cependant pas rigoureusement exact, car, en raison des différentes répartitions de densités de courant, les résistances R^ à vide, en court circuit et en charge sont également différentes. Par suite, la f. é. m. induite par la f. é. m. de self-induction apparente différera légèrement en court circuit, de celle en charge.
Quelques exemples contribueront utilement à faire ressortir l'importance de ces écarts.
On a représenté, figure 447, pour trois calages de balais I, II, III, les courbes de potentiel obtenues en court circuit, en môme temps que celles en charge et à vide pour la machine d'essai (Voir p. 611) garnie de balais de cuivre. La vitesse angulaire étant de 300 t/ min, l'excitation en charge et à vide était de 3,0 ampères. Les intensités pour lesquelles les courbes ont été relevées sont indiquées sur la figure. Pour le calage I (zone neutre), les courbets (pointillées) obtenues par superposition, et abstraction faite de ^a, concordent très bien, comme allure caractéristique, avec la courbe relevée en charge. La machine fonctionnait sans étincelles à 40 ampères en charge et en court circuit, et avec de faibles étincelles à 60 ampères en charge et en court circuit. Au calage II et à 84 ampères de charge, la courbe de potentiel obtenue par superposition s'écarte, en valeurs absolues, a la fin de la période, de la courbe fournie par l'expérience. Ici la superposition des champs ne s'effectue évidemment plus. La tension obtenue par superposition, au bec de sortie, est un peu supérieure à ce qu'exige la limite des étincelles.
La machine fonctionne sans étincelles en court circuit pour Ik = 40 ampères et en charge pour /i, = 40 ampères ; pour h =
628 CHAPITRE VINGT-HUITIKME
84 ampères elle travaille à la limite des étincelles et elle en donne pour /»,= 84 ampères.
Au calage III et à /b = 60 ampères la courbe obtenue par superposition concorde parfaitement bien, vers la fin de la période
Pig. 447.
I. Uo Marche à vido ; U'h ou f/b charge 40 ou 60 ampères ; V'k ou Uk court circuit
à 40 ou 60 ampères ; Uo et Uk ou Uo et Pk superposés donnent U's ou Us,
II. Uo Marche à vide; Uh charge ; Uk court circuit, 60 ampères; Us superposition
dePoet Pk.
in. (/o Marche ù vide ; Uh charge 60 ampères; Uk court circuit, 60 ampères;
Uo et Uk superposées : Us.
de commutation, avec celle relevée expérimentalement. La commutation s'effectue ici, en charge, comme on peut aisément s'en rendre compte par les variations du champ, dans un champ plus défavorable qu'en court circuit.
La figure 448 représente quelques courbes de potentiel en charge, en court circuit et à vide pour une machine de 80 ampères sous iiO volts à 800 t/min. Les balais sont ici très peu décalés par rapport au sens de la rotation. A ce calage la machine fonctionnait sans étincelles à vide, à pleine charge et en court circuit.
Les courbes de potentiel des balais, en charge, obtenues par
