Turbo-dynamo de Brown^ Boceri et C

La ligure 333 montre la vue d'ensemble d'une turbine à vapeur, système Parsons, actionnant directement une machine à courant continu de 150 à 180 kw sous 450 à 630 volts à 3 500 tours par minute. Ce groupe électrogène est installé à la station centrale de la ville d'Heidelberg et fonctionne en parallèle

avec une batterie (raccumulateurs pour une exploitation de tramways.

Fig. 335.

Turbo-dynamo Brown, Boveri et C».

Voici les principales données de la machine à courant continu :

Diamètre d'armature 40 cm

Longueur d'armature, y compris 5 canaux de

ventilation de 1 cm 3o —

Nombre de rainures 50

Vitesse périphérique 73 m, s

Diamètre du collecteur 22 cm

Longueur du collecteur 47 —

Longueur utile du collecteur 2xVS —

Nombre de lames — 100

Vitesse périphérique — 40,5 m/s

Alésage des inducteurs 41 cm

Nombre de pôles 2

Quatre canaux de ventilation de 1,2 — .

En plus des joues de serrage le collecteur est muni de trois frettes en acier sur champ, de 3,5 sur 7 cm de section, posées à chaud et isolées au mica, deux aux extrémités et une au milieu.

Le porte-balais est très solidement construit et porté directement par la plaque de fondation. Il se compose de deux anneaux en fer forgé entre lesquels sont fixées les tiges de porte-balais. Ils sont d'ailleurs eux-mêmes montés sur deux anneaux fixes, sortes de rails circulaires sur lesquels ils peuvent tourner.

Chaque tige porte quatre balais Boudreaux, en cuivre, de 0,7 X 3 cm et deux Trotteurs en charbon de 1,5 X 2,1 cm. Ils cou-

EXEMPLES DE xMACHlNES MULTIPOLAIRES 279

vrent ensemble à peu près trois lames de collecteur, et un décalage, par rapport à la zone neutre de tension constante aux bornes, de trois lames environ suffit pour donner une chute de tension de près de 100 p. 100 entre la marche à vide et celle de pleine charge.

Les balais sont disposés de manière à permettre un bon fonctionnement en parallèle avec la batterie et tel que cette batterie soit aussi peu chargée que possible dans la marche de jour.

La machine fonctionne sans étincelles ; on observe seulement, de temps à autre, de petites perles lumineuses sous les balais. Après plusieurs mois d'exploitation le collecteur est resté parfaitement lisse.

Ce remarquable résultat est dû surtout à l'emploi de pôles auxiliaires pour la commutation. On est peu renseigné sur la détermination des ampères-tours de compensation. Pour la machine d'Heidelberg, ces derniers sont réglables par une dérivation ; mais dans des machines de plus récente construction ce réglage n'est pas prévu, les ampères-tours de compensation pouvant aujourd'hui être prédéterminés assez exactement,

30. Machmeà courant continu^ système G. Koppelmann: 37 kw par 130 ampères sous 243 volts à 600 tours par minute (fig. 336 et 337),

La machine (Brevet allemand 120 623 du 13 janvier 1900) représentée par les figures 336 et 337 reproduit un type pour lequel la disposition usuelle du circuit magnétique dans les machines à courant continu est absolument modifiée. Les pôles N et S qui se correspondent se trouvent côte à côte dans la direction axiale de' la machine, et le flux passe dans Tarmature et la culasse parallèlement à Taxe, de a vers h et de c vers rf, comme l'indique le parcours moyen des lignes de force tracé en pointillé sur la figure 336 a.

Naturellement les tôles d'armature sont disposées autrement que d'ordinaire ; elles sont montées radialement et réparties en un grand nombre de paquets distincts, laissant libres entre eux des fentes radiales. L'armature est ainsi lamellée, comme pour les machines Mordey à courants alternatifs (Brevet allemand 30 446),

normalement à la direction du mouvement et les lignes de force y

rt

Ltf

suivent dans le fer un parcours ininterrompu. Il ne se produit pas d'importants courants de Foucault dans les tôles, le flux leur

étant normal, c'est-à-dire que, entre deux pôles situés côte à côte Il la périphérie, ce flux est faible en raison des nombreux entrefers réservés entre les paquets. Les lignes de force circulant dans le plan des tôles ne donnent lieu, comme pour les types usuels,

iM??. 337.

Géncralrico systùme Koppclmann.

en raison de leur division, qu'à de faibles courants de Foucault. Par contre, le flux pénétrant, à travers les rainures d'armature, latéralement dans les tôles, comme l'indique le croquis des lignes de force (fig. 174, tome I), engendre des courants de Foucault qui ne rencontrent pas de fer divisé dans la direction radiale. Ces courants doivent, par suite, aux inductions élevées, en raison de l'augmentation de ce flux de fuites, croître plus rapidement que le carré de l'induction (Expression 123, tome I), ce qui est bien confirmé par l'épreuve de la machine.

Les tôles de l'armature sont découpées individuellement, comme les lames de collecteur, en queue d'aronde, et l'armature est maintenue de part et d'autre par des bagues.

L'enroulement est logé entre les divers paquets de tôle. On voit, à la partie supérieure de la figure 33G, la façon dont sont con-

(luîtes les barres individuelles pour le bobinage. Elles ne peuvent, naturellement, pas passer directement sous deux pôles opposés, puisque les f. é. m. induites sous ces deux pôles se compenseraient mutuellement. Entre les pôles les tôles sont, par suite, découpées de toute la hauteur de l'enroulement et les barres sont conduites obliquement de pôle Nord à pôle Nord et de pôle Sud à pôle Sud.

La construction du bâti dilTère également des dispositions habituelles, puisque Tare compris entre deux pôles consécutifs à la périphérie ne conduit aucune ligne de force et ne sert qu'à la liaison mécanique des pôles. Le bâti présente, en conséquence, de larges ouvertures, ainsi qu'on peut s'en rendre compte à l'inspection de la figure 337 qui donne la vue d'ensemble de la machine.

Les épanouissements polaires sont lamelles ; la division est établie comme pour les machines ordinaires, les variations du flux se produisant dans la même direction que pour une armature dentée.

Cette disposition générale a un double objet : la self-induction des bobines de l'armature est d'abord fortement réduite, et, de plus, la réaction d'armature de la machine est presque complètement supprimée. La self-induction est plus faible que pour les autres machines parce que les lignes de force qui entourent le conducteur d'armature ont à traverser Tair deux fois ; de même l'aimantation transversale est exceptionnellement faible, les intervalles d'air entre les paquets de tôle individuels présentant au flux transversal une réluctance très élevée. Ces deux circonstances favorisent la commutation du courant et permettent de caler les balais, au milieu de l'espace interpolaire, à la zone neutre géométrique. Il en résulte que le courant d'ai'mature n'exerce aucune action démagnétisante. La réduction de l'aimantation transversale permet en outre de très faibles entrefers, ce qui conduit, avec la suppression de la désaimantation, k une forte réduction du cuivre inducteur.

La machine possède encore un autre avantage dans ses conditions particulièrement favorables de refroidissement : grâce à ses nombreux canaux de ventilation, l'armature présente une très grande surface extérieure ; il s'y produit en outre pendant la rota-

lion, par suite de la disposition radiale des paquets de tôle, un fort courant d'air, de sorte que l'armature se sert à ellemême de ventilateur.

Malgré ces particularités qui donnent une bonne utilisation ainsi qu'une économie de la matière employée, les masses des machines d'essai établies jusqu'ici par M. Koppelmann s'écartent peu de celles des types de construction courante, comme on peut le constater par le tableau comparatif cicontre avec une machine à pôles radiaux calculée en vue de remplir les mêmes conditions et avec une génératrice de l'A.-G. Volta. Celle-ci est, comme l'indiquent les trois dernières colonnes du tableau, établie avec une dépense de matériaux inférieure à celle de la machine Koppelmann. La cause en est surtout dans le fait que, pour cette dernière, le cuivre et le fer d'armature entre pôles voisins n'interviennent que comme poids mort, sans lequel une machine ordinaire fournirait la môme puissance. La plaque de fondation est aussi corrélativement plus longue que dans d'autres machines.

Les essais de la machine

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