II
La plaque de fondation, les trois paliers et la moitié inférieure
Fig. 329.
Génératrice de traction de la Westingbouse Electric and Mi g C«.
du bâti sont venus de fonte d'une seule pièce. Les pôles lamelles sont pris, de fonte, dans le bâti. Le plus petit modèle, de 250 kw, comporte un enroulement d'armature à couplage en série ; les deux autres sont à couplage en parallèle avec connexions équipotenlielles, dont la Société reconnaît avoir obtenu les meilleurs résultats. Les barres constitutives de l'armature sont maintenues dans les rainures par des coins de fibre introduits à force dans lesdites rainures. Ces génératrices sont compoundées avec 10 p. 100 de surcompoundage. Les enroulements en série et en dérivation sont montés côte à côte sur les bobines, et séparés par un inter-
valle d'air, comme le montre la figure 266. Le déplacement des balais s'effectue par l'entremise d'une roue dentée conique montée sur le support de porte-balais et engrenant avec une autre. Cette dernière est clavetée sur une tige dont l'extrémité inférieure filetée tourne dans un écrou fixé à la plaque de fondation par l'entremise d'un tourillon.
28. Machines compensées de l' Union^Elektricitàts-Gesellschaft autrichienne. — Cette maison construit les machines compensées suivant le système Deri, dont la théorie est donnée pages 453 et suivantes du tome I.
L'enroulement inducteur comprend un enroulement en dérivation et un de compensation. Ce dernier, où circule le courant principal, est uniformément réparti dans des rainures sur toute la périphérie ; il peut, comme un enroulement d'armature, être établi soit en parallèle, soit en série, en séries parallèles, ou même en spirale, comme dans les figures 330 a et b. L'enroulement de compensation est ordinairement composé de barres ; pour les faibles intensités seulement les éléments séparés de l'enroulement en spirale peuvent être formés de fil bobiné sur calibre, puis convenablement reliés entre eux.
Les ampères-tours de compensation sont d'environ 10 à 20 p. 100 supérieurs à ceux de l'armature, c'esUà-dire que OC = 1,1 à 1,2. OQ dans la figure 318, tome I, page 457.
L'enroulement en dérivation s'établit de deux façons. On peut le répartir, comme l'enroulement de compensation, dans les mêmes rainures sur toute la circonférence, ainsi que cela se pratique pour le bobinage d'organe fixe d'un moteur d'induction alternatif. Comme il s'agit ici de longueurs de fil importantes, ce genre d'enroulement est d'un établissement assez coûteux ; une grande partie des bobines n'embrasse d'ailleurs qu'une surface restreinte, c'est-à-dire une fraction seulement du flux par pôle, de sorte que son action magnétisante est faible par rapport à la surface de spire.
Le second mode d'enroulement pare à ces inconvénients. L'enroulement en dérivation ne comporte alors, par pôle, qu'une ou, au plus, deux bobines logées dans de larges rainures et qui, établies sur calibre, sont ensuite mises en place.
Les figures 330 a ei b montrent le schéma d'un enroulement tétrapolaire du second genre, aujourd'hui presque exclusivement employé.
Deux grandes rainures seulement par pôle sont prévues pour l'enroulement en dérivation qui est divisé en plusieurs bobines
Fif?. 330 a.
Enroulement inducteur d'une machine coak|itta&ée Déri.
individuellement établies sur calibre ; l'enroulement de compensation est, par contre, uniformément réparti sur les surfaces polaires.
Entre les pôles pris deux à deux il est réservé une large dent en fer embrassée par une bobine de compensation. Ces dents représentent les pôles auxiliaires dits de commutation. Cette disposition de pôles auxiliaires se retrouve dans divers brevets antérieurs. Ryan, en particulier, l'indique et applique exactement de même pour son excitation l'enroulement de compensation. La construction de pôles auxiliaires adoptée par Fischer-Hinnen et représentée par la figure 311 du tome I, page 452, remplit le même but.
On peut calculer les dimensions et l'excitation de ce pôle auxiliaire à l'aide de la théorie donnée de la commutation. Le champ
de commutation du pôle auxiliaire (autrement dit sa saturation, sa largeur et sa forme) doit être déterminé de manière à donner la f. é. m. de commutation théorique nécessaire, et sa forme doit être telle qu'il n'y ait jamais, quelle que soit la charge, de sous-
Fig. 330 b.
Enroulement inducteur d'une machine compensée Déri.
commutation importante, mais plutôt une surcommutation. On peut, au besoin, tenir l'entrefer plus grand sous le pôle auxiliaire que sous les pôles principaux.
Ainsi qu'on l'a vu dans le premier volume, page 457, les champs d'armature et de compensation se composent en un champ résultant. La grandeur de la résultante dépend de la position du champ d'armature, et, par suite, de celle des balais : suivant que ceux-ci sont décalés dans le sens de la rotation ou en sens contraire, par rapport à la zone neutre, on obtient un souscompoundage ou un surcompoundage.
M. F. Eichberg a publié dans VE.T.Z. de 1902 des résultats d'essais de machines réelles dont sont extraites les données ciaprès :
Ces essais se rapportent à une machine de 40 kw sous 220 volts
à 690 tours par minute. La figure 331 en montre les caractéristiques externes, c'esUà-dire la relation entre la différence de potentiel aux bornes et la charge ou le courant. La courbe 0* correspond à la position des balais dans la zone neutre pratique.
Le faible surcompoundage qui en résulte suffit à la compensation de la chute de tension.
Les nombres — 4%2 et — 8*,4 indiquent un déplacement angu-
AnpBelastung
Pig. 331.
Caractéristiqaes externes d'une machine compensée Déri.
Drehriehtung = Sens de rotation. Unter-compoundirung = Soiucompoundage.
Neutrale Zone = Zone neutre. Ueber-compoundirung &= Surcompoundage.
Zweipoiiyes FeLd = Champ bipolaire. Amp. Belaatung =■ Charge en ampèraa.
laire des balais dans le sens de la rotation, et + 4%2 et + 8%4, un même déplacement en sens inverse, pour une disposition bipolaire.
La grande chute de tension à vide dans les positions de surcompoundage + 4*,2 et + 8%4 est frappante. Elle ne s'explique pas seulement par le décalage des balais, puisqu'elle devrait se présenter aussi pour les courbes de souscompoundage; mais, comme Ta reconnu M. K. Schnetzler, qui a collaboré à ces essais, elle est due à l'influence des courants des bobines mises en court circuit par les balais. Dans les positions de surcompoundage le champ produit par les courants de court circuit tend à affaiblir le champ magnétique, tandis que celui-ci est, au contraire, renforcé dans les positions de souscompoundage.
Les caractéristiques à vide (fig. 332) présentent, en conséquence, cette particularité remarquable d'être plus hautes, pour les positions des balais correspondant au souscompoundage
(— 4%2, — 2%4 et — 12%6) , que pour la position neutre 0". Cette grande influence du champ de commutation donne à la machine compensée des propriétés toutes particulières. Un déplacement des balais de quelques lames, dans la zone de fonctionnement sans étincelles, modifie essentiellement le compoundage, si
220Voll
Tourea
Amp Lrregung
Fig. 332.
Caractéristiques à vide et caractéristiques de vitesses angulaires
d'une machine Dcri compensée.
Amp. Erref/una = Excilalion en ampères. ' f'mdr./Min = Tours par mlDulc.
Drehrichtunfi ss. Sens de roUtUon. Volt = Volls.
Neutrale Zone = Zone uculrc. Ziceipolùjet Feld = Champ bipolaire. • Touren = Tours par minute.
bien qu'on peut ainsi obtenir, suivant la position des balais, une différence de potentiel aux bornes croissante, décroissante ou constante avec la charge. La largeur de portée des balais a, pour le même motif, une grande influence sur le compoundage : plus le nombre des bobines en court circuit est grand, plus est faible le décalage des balais nécessaire à la réalisation d'un surcompoundage ou d'un souscompoundage déterminé.
Si la machine est employée comme réceptrice, on peut en faire varier la vitesse angulaire dans des limites ti'ès étendues, par simple modification de l'excitation, sens provoquer la production d'étincelles.
La figure 332 donne une partie des courbes de vitesse angulaire correspondant aux différents calages des balais. L'axe des abscisses correspond à la vitesse angulaire de 600 tours pai- minute.
E. Aa.'toLD. — La machine dynamo à courant continu, t. II. 18
La figure 333 représente les caractéristiques de vitesse angulaire d'un moteur en charge. On peut, comme on voit, donner au moteur, par le calage des balais, une caractéristique plus ou moins plongeante.
Le rendement total de cette machine est de 89 p. 100. Elle fonctionnait sans étincelles avec un courant de court circuit allant jusqu'au quadruple de la valeur de son courant normal.
100 ISO
Fig. 33a.
Courbes de vitesses angulaires d'un moteur Déri compensé.
asoAmp.
Drefu'ichtung ^ Sens de rotation.
Neutrale Zone = Zone neutre.
PS normale Leiatung =, Charge normale en chx.
Stromaufnahme = ConsommaLion de couranU
rmdr. p. M. = Tours par minute. :
Ztceipolif/et teld s= Champ bipolaire*
Bien que la position des balais doive être exactement réglée, il ne résulte cependant pas de cette nécessité de trop grandes difficultés.
Un phénomène déjà observé aussi dans des machines de construction ordinaire se manifeste avec une intensité spéciale dans la machine compensée : c'est la production d'une tension alternative élevée, environ un millier de volts, par exemple, dans l'enroulement en dérivation lorsque celui-ci est ouvert, l'armature et l'enroulement de compensation étant reliés directement, sans interposition de résistance. Cette tension est induite par le champ alternatif des courants de commutation dont la fréquence est très élevée. Elle atteint son maximum quand les balais se trouvent dans la zone neutre géométrique.
EXEMPLES DE MACIILNES MULTIPOLAIRES 273
La figure 334 donne la coupe d'une de ces machines, type C. D. i 400/420 de 223 kw sous GOO volts à 150 t:min, dont l'arma-
Fig. 334.
Machine compensée de l'Union E.-G. autrichienne, de 225 kw sous 600 volts à 150 tours par minute.
ture a 140 cm de diamètre sur 42 cm de long et qui comporte; douze pôles, dont six conséquents.
Les tableaux ci-aprës relatent les masses de cuivre et de fer et quelques autres données de machines de ce genre réalisées. — On y a également introduit les masses de fer et de cuivre de quelques autres machines ordinaires, et, pour en faciliter la comparaison, ces masses sont rapportées, dans les deux dernières colonnes, à la vitesse angulaire (Unité = 100 t : min).
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Bien que les machines mises en comparaison ne répondent pas exactement aux mêmes conditions, on peut cependant constater que la dépense de cuivre est plus élevée dans les machines compensées.
Pour les machines ordinaires les masses de fer sont données avec ou sans la culasse, et pour les machines compensées la masse «lu bâti n'étant pas connue a été estimée.
En admettant que le bâti augmente la masse de fer des plus petites machines de 70 p. 100, et celle des plus grandes, de 50 p. 100, ce qui semble assez exact, la masse de fer des machines compensées est plutôt supérieure qu'inférieure à celle des machines ordinaires.
Autant qu'il est permis de le déduire des nombres des tableaux, les machines compensées ne réalisent aucune économie comme masse de matière, et ne peuvent, en conséquence, par suite de leur coût d'établissement plus élevé dans les conditions normales, concurrencer les machines ordinaires quand la compensation ne présente pas des avantages particuliers.
Mais, des que la différence de potentiel de la machine doit ôtre réglée, en pleine charge, par simple variation de l'excitation en dérivation, dans de très larges limites, ou dès que la vitesse angulaire d'un moteur doit pouvoir varier aussi dans des limites très étendues, l'emploi de la compensation entre en ligne de compte; il en est de même lorsque les vitesses angulaires sont très élevées par rapport à la puissance. Dans tous ces cas il est difficile de réaliser une bonne commutation ; il ne faut cependant pas perdre de vue que, avec des machines de construction ordinaire soigneusement calculées, on pourra souvent arriver à en obtenir, avec une commutation sans étincelles, une meilleure utilisation qu'on ne le supposerait à première vue.
