Rendement des oonvertisseurç. — On a déjà fait I

remarquer que le rendement d'une transformation effectuée par un convertisseur est toujours supérieur à celui de la même transformation faite par un moteur-générateur. Un convertisseur atteint facilement un rendement industriel de 900/0 et même, à puissance (*gale, présente un meiHeur rendement que celui d'une génératrice à courant continu ; en effet, réchauffement de l'induit étant moindre, cet induit peut être construit plus légèrement et, par suite, les pertes hystérétiques sont plus faibles. 11 ne faut pas oublier que, dans presque la totalité

des cas, le convertisseur est alimenté par un transformateur destiné à abaisser la tension du réseau de distribution, transformateur qui peut être ^^^ supprimé lorsqu'on utilise un moteur-générateur, à la condition toutefois' que la tension de la ligne soit compatible avec la construction du moteur synchrone qu'elle" doit alimenter.

En ce qui concerne les pertes par frottement, par hystérésis et courants de Foucault, ainsi que par effet Joule dans rind ucteur,le convertisseur fonctionne, à cet égard, dans les mêmes conditions qu'une génératrice à courant continu de construction identique. Il n'en est pas de même en ce qui concerne les pertes par effet Joule dans l'induit; en effet, réchauffement est d'autant moindre que le nombre de phases des courants ' alternatifs est plus grand, ce qui nécessairement entraîne une plus faible intensité de courant dans les conducteurs (Voir § H5). Ainsi, avec des courants triphasés, les pertes par effet Joule ne représentent que 60 0/0

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Légende :

a, pertes dans le noyau de rinduit; 6, perles par frottements (paliers, balais, résistance de l'air);

c, RI2 shunt, inducteur et rhéostat ; </, Hl-i induit ;

«, Rl'i balais ;

d. KC-i inducteur en série et sa dérivation.

Fréquence : 25 périodes. — Tension du courant continu: 500 volts.

(Pour le côté du courant continu les balais sont en charbon et en cuivre du côté alteraatir.)

3oG LA TKCHNIQUE DES COURANTS ALTERNATIFS

environ dos perles qu'il y aurait dans la même machine fonctionnant, sous la même charge, comme génératrice k courant continu. Si, au contraire, on utilise des courants alternatifs à six phases, les pertes se réduisent à 25 0/0 au maximum.

En raison de, ce qui vient d'être exposé et en tenant compte aussi, d'une part, des frottements des balais sur le collecteur et^ d'autre part, sur les bagues, le rendement d'un convertisseur (le transformateur étant laissé de cùté) est élevé; il atteint de 93 à 94 0/0 à pleine charge lorsque la puissance est supérieure à 100 kilowatts; il descend à 90 ou 92 0/0 à demi-charge.

La figure 222 donne les courbes de rendement d'un convertisseur de 900 kilowatts, conslTU\tpB,v\dLGcneral Electric C*, ainsi que la valeur des diverses pertes à des charges différentes.

Il faut pourtant tenir compte de ce fait que les valeurs qui viennent d'être indiquées peuvent, pratiquement, être sensiblement inférieures lorsque le convertisseur a des tendances à osciller par suite des causes précédemment indiquées. Les circuits amortisseurs rendent pratiquement nulles ces oscillations à cause de la production de courants de Foucaiult énergiques, courants qui produisent une dépense d'énergie et influent directement sur le rendement du convertisseur.

120. Du choix à faire entre un convertisseur et un moteur-générateur. — Toutes choses égales d'ailleurs, aussi bien pourle convertisseur que pour le moteur-générateur, il estindispensable d'utiliser un transformateur statique pour abaisser convenablement la tension du courant fourni par le réseau de distribution; le convertisseur est préférable, étant admis que la fréquence, la puissance et le rapport de transformation permettent une construction rationnelle de ce convertisseur.

Lorsque le moteur-générateur permet la suppression du transformateur, suppression qu'il n'est pas possible de faire avec un convertisseur, on ne voit pas les causes qui feraient préférer Tune de ces machines k l'autre. Car, si au point de vue du rendement le convertisseur est évidemment préférable^ il peut arriver que l'obligation de refroidir artificielleraenl le

TRANSFORMATKURS TOURNANTS 357

transformateur, lorsqu'il est d'une certaine puissance, implique des difficultés qu'il n'est pas toujours facile de surmonter dans une sous-station de transformation. 11 faut ajouter que le groupe moteur-générateur présente de plus grandes limites de régulation de la tension du courant continu que celles que Ton peut convenablement obtenir avec un convertisseur.

Dans le cas du moteur-générateur, si le moteur est synchrone, il peut toujours fonctionner avec un facteur de puissance égal à Tunité, ce qu'il n'est pas toujours possible d'obtenir avec un convertisseur.

Etant admis que Ton n'utilise pas de convertisseur, il reste à déterminer si le moteur-générateur doit comporter un • moteur synchrone ou asynchrone.

On a déjà exposé dans les chapitres xui et xiv les considérations qui peuvent servir de guide pour le choix à faire. Il faut néanmoins rappeler ici que, dans le cas de brusques surcharges et de fortes variations de tension, le moteur synchrone peut perdre son synchronisme et s'arrêter, tandis que le moteur asynchrone supporte sans inconvénients et sans s'àrrôter une surcharge brusque maximum de 100 0/0, de même qu'il supporte de grandes variations do tension. Ces variations de tension dépendent du type d'installation et du système de distribution; quelquefois aussi elles sont dues au fonctionnement des parafoudres lors des orages. En ce qui concerne les surcharges, si Ton installe en dérivation sur le circuit à courant continu une batterie d'accumulateurs, ce qui est quelquefois le cas lorsqu'on doit alimenter des tramways ou des chemins de fer •électriques, ces surcharges n'ont alors qu'une faible influence sur le moteur et Ton peut donner la préférence au moteur synchrone.

Avec un convertisseur, si Ton craint que les brusques surcharges et les variations imprévues de tension n'altèrent le synchronisme, il n'y a qu'à atténuer les efl*els qui peuvent se produire en employant le môme procédé, c'est-à-dire une batterie d'accumulateurs.

121. Variateur de courant Sacerdote. — Le variateur de courant imaginé par Fingénieiir Seconde Sacerdote appartient à la catégorie des convertisseurs. Cet appareil n'est pas nouveau comme principe, mais il a reçu, comparativement aux appareils de môme genre qui l'ont précédé, de tels perfectionnements qu'il constitue un véritable appareil industriel tant au point de vue de la régularité de son fonctionnement qu'à celui du rendement, qui est élevé.

Si Ton considère un convertisseur ordinaire, on voit qu'il comporte un induit mobile pourvu d*un collecteur, un champ magnétique fixe et des porte-balais avec leurs balais. Si Ton rend Tinduit fixe et que Ton fasse tourner le champ magnétique et les balais en sens inverse, il n'y a rien de changé dans le fonctionnement de la machine.

Dans ces conditions, le champ magnétique maintenu en rotation peut être remplacé par un inducteur fixe alimenté par des courants polyphasés, c'est-à-dire par un stator ordinaire. Gomme, d'autre part, Tinduit est fixe, l'entrefer peut être supprimé et Ton diminue ainsi notablement les fuites magnétiques. Le stator entoure alors simplement Tinduit, qui peut 6tre, à volonté, du type en anneau ou du type en tambour. Les balais doivent tourner synchroniquement avec le champ, résultat auquel on arrive en les actionnant par un petit moteur synchrone.

De nombreuses tentatives'ont été faites pour réaliser industriellement une machine fondée sur ce principe, mais sans succès. De meilleurs résultats paraissent avoir été obtenus récemment par l'ingénieur Sacerdote.

Dans son variateur^ c'est le nom qu'il a donné à son appareil, le collecteur affecte la forme d'un cylindre creux, à l'intérieur duquel sont disposés les balais, afin que la force centrifuge contribue à maintenir leur adhérence contre le collecteur. Les balais sont entourés de papier d'amiante afin que les étincelles qui tendent à se produire entre eux et les lames du collecteur soient mécaniquement interrompues. Le calage des balais en avant ou en arrière de la ligne neutre,

comme dans les dynamos à courant continu, est rendu possible par suite de la disposition donnée au petit moteur synchrone dont la carcass? portant l'inducteur, au lieu d'être fixe, peut se déplacer d'un certain angle autour de Taxe.

On a déjà indiqué dans le paragraphe 117 que le courant obtenu aux balais du collecteur n'est continu qu'autant que ces balais ont une vitesse angulaire identique à celle du champ. Si la vitesse angulaire n'est pas la même, le courant n'est plus continu, mais il est alternatif et a une fréquence proportionnelle à la différence qui existe entre la vitesse angulaire du champ et celle des balais.

Le variateur de courant Sacerdote peut être également utilisé pour transformer des courants alternatifs en d'autres courants alternatifs, mais de fréquence différente. II suffit pour cela de modifier le système d'engrenages qui sert à transmettre le mouvement du moteur synchrone aux porte-balais.

Gomme cet appareil est réversible, on conçoit qu'il présente des propriétés extrêmement intéressantes, d'autant plus que son stator peut être alimenté par des courants à haute tension.

Il y a lieu d'espérer que les bons résultats obtenus avec un de ces appareils de dimeasions modestes seront entièrement confirmés par de nouvelles expériences faites avec une machine plus puissante et que l'on aura alors un nouveau système de transformateur dont le besoin se fait toujours sentir; il sera alors possible de réaliser avec simplicité et un bon rendement des installations qui entraînent actuellement de nombreuses complications.