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217. On peut objecter et avec juste raison que les diagrammes réels des pressions sur le bouton de manivelle sont, en réalité, assez loin de présenter une allure sinusoïdale ; il en est de môme en ce qui concerne la force pendulaire, principalement lorsqu'il s'agit de moteurs à gaz qui, en prenant certaines précautions, peuvent être néanmoins utilisés pour la commande d'alternateurs devant fonctionner en parallèle. Mais, si Ton procède à la détermination de la courbe des accélérations, puis à celle des vitesses pendulaires et enfin à celle des écarts angulaires, on remarque que les irrégularités des courbes vont graduellement en diminuant, de sorte que, lorsqu'on arrive au diagramme des écarts angulaires, on se

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trouve en présence d'une courbe ayant une allure presque sinusoïdale, môme lorsqu'il s*agit d*un moteur à gaz monocylindrique à quatre temps, qui, évidemment, à cause tant du faible nombre d'impulsions que de leur soudaineté, est le moteur réalisant les plus mauvaises conditions.

L'expression qui donne la valeur de l'écart angulaire peut, par conséquent, être considérée comme plus que suflisanle pour les besoins de la pratique et sufFisamment conforme à la réalité en ce qui concerne le résultat auquel elle conduit. Poui* un coefficient d'irrégularité déterminé, l'écart angulaire est d'autant plus faible que le nombre d'impulsions est plus grand, c'est-à-dire qu'à égalité iV écart angulaire atteint, le coefficient dirrégularité peut être d autant plus grand que plus élevé est le nombre d'impulsions par tour.

Il semble résulter de ce qui précède que, si deux moteurs à vapeur, l'uu monocylindrique ou tandem et l'autre à deux cylindres parallèles avec manivelles disposées à 90°, doivent présenter le même écart angulaire maximum, on pourrait utiliser pour le second un volant ayant un moment d'inertie plus faible que celui du premier ; mais il n'est pas difficile de reconnaître que cette déduction est au moins hâtive. En effet, lorsque la charge appliquée varie de manière que le régulateur n'ait plus le temps de fonctionner, le volant doit absorber la quantité d'énergie en excès ou fournir celle qui manque. Dans le premier cas, le volant accélère sa vitesse angulaire; dans le second cas, elle diminue. Si le moteur est tel que, dans le diagramme des pressions réduites au bouton de la manivelle, l'ordonnée moyenne diffère peu de l'ordonnée maximum, une brusque variation de charge peut entraîner une forte variation de vitesse angulaire si Tinertie de la masse en mouvement n'est pas très grande. Pour expliquer plus clairement ce phénomène, on peut considérer un- moteur a gaz à quatre teoips et un moteur à vapeur à deux cylindres, type Wolf, tous deux ayant la même puissance et un coefficient d'irrégularité de

9(7\ ^'' ^^^*''"^^'^ ^ '^ commande de la môme dynamo. Si la

charge vient à varier brusquement de 50 ^/q et si Ténergie produite est destinée à alimenter une installation d'éclairage, lorsque le moteur à gaz actionne la dynamo, on ne constate aucune variation de l'intensité lumineuse des lampes; au contraire, le moteur à vapeur, dans les mêmes conditions, donne lieu à de très fortes variations de l'éclairage, parce que la machine, augmentant ou ralentissant brusquement sa vitesse angulaire, suivant que la charge diminue ou augmente, dépasse la vitesse angulaire qui correspond au nouveau régime de charge; il en résulte un état oscillatoire qui dure jusqu'au moment où le régime normal est atteint. La durée de cette période d'oscillation dépend de l'efficacité du régulateur et de l'organe modérateur qui lui est toujours adjoint. Ces oscillations ne se produisent pas seulement lors d'une forte variation de charge, il suffit quelquefois d'une simple variation de pression de la vapeur.

C'est pour cela que, dans la pratique, les moteurs à vapeur comportant plusieurs cylindres sont toujours munis de très lourds volants et, par suite, ont des coefficients d'irrégularité très réduits, de beaucoup inférieurs à celui qui serait strictement nécessaire pour assurer une bonne marche en parallèle des alternateurs commandés par ces moteurs.

218. Influence du régulateur. — Dans un régulateur de moteur, il faut distinguer le degré tCisochronisme du degré de sensibilité. Du premier dépendent les variations de la vitesse angulaire, c'est-à-dire du nombre de tours par minute, entre le fonctionnement à vide et le fonctionnement à pleine charge ; autrement dit, du degré d'isochronisme dépend le coefficient de régularité du moteur dont il a été suffisamment question dans le paragraphe lL'2 du tome I. On voit donc que le coefficient de régularité ne doit pas être trop élevé pour qu'un bon fonctionnement en parallèle des alternateurs et une convenable répartition des charges soient possibles. Des régulateurs parfaitement isochrones ne seraient par cimséquent pas utilisables

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sur des moteurs destinés à actionner des alternateurs couplés en parallèle.

Du degré de sensibilité du régulateur dépend son aptitude à fonctionner pour de faibles variations de vitesse angulaire. Pour les moteurs à couple constant, tels que les turbiiies, on peut arriver à obtenir des régulateurs d'une sensibilité assez élevée en ayant la précaution d'utiliser des paliers à billes; mais, pour les moteurs à manivelle, la sensibilité des régulateurs ne doit pas être trop grande, parce que, même à charge constante, le régulateur se trouverait normalement dans un état permanent d'oscillation à cause des irrégularités de vitesse angulaire qui se produisent pendant un tour. C'est pour ce motif que, dans un moteur* à manivelle, on constate que la caractéristique de la vitesse angulaire n'est pas unique, mais diffère suivîint que Taction du régulateur est provoquée par une diminution ou par une augmentation de vitesse angulaire, suivant que la charge augmente ou diminue. C'est là la raison pour laquelle deux moteurs, commandant des alternateurs couplés en parallèle, tendent à échanger une partie de la charge avec une période ordinairement assez lente lorsqu'il se produit une perturbation, par exemple une variation de la charge extérieure ; ce phénomène est accompagné naturellement d'une variation de vitesse angulaire extrêmement faible des alternateurs couplés, variation que l'on ne peut constater qu'à l'aide d'un dispositif stroboscopique. Los deux régulateurs n'agissent pas ordinairement avec la même rapidité et, dans les premiers moments, un des moteurs développe ainsi une partie de la puissance que devrait fournir le second s'il s'agit, par exemple, d'une augmentation de charge ; ce phénomène est réversible. Malgré cela, les machines restent en concordance de phase et cela grâce aux couples électriques synchronisants qui se produisent.

La sensibilité d'un régulateur peut ôtre modifiée dans de grandes limites à l'aide d'un organe appelé modérateur qui fonctionne comme amortisseur énergique lors des variations de vitesse angulaire. Cet appareil est constitué ])ar un piston

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commandé par le manchon du régulateur et qui se meut, avec un jeu plus ou moins grand, à l'intérieur d'un cylindre fermé rempli d\m liquide (huile) dont la densité est choisie dans chaque cas d'après l'effet à obtenir. Cet amortisseur empêche également les oscillations du régulateur qui tendent à se produire lorsque ce dernier, par sutte de l'inertie de ses parties en mouvement, dépasse la position qui correspond au nouveau régime qu'entraîne une variation de la charge.

Le rôle de cet amortisseur est très important au point de vue de la marche en parallèle des alternateurs et c'esl d'abord à son emploi qu'il convient de recourir si Ton éprouve des difficultés pour maintenir le couplage. Toutefois, le régulateur lui-môme peut être la cause d'un mauvais fonctionnement qui peut être dû aussi à d'autres causes, parmi lesquelles on peut citer des fuites de vapeur dans les cylindres par suite d'imperfections dans les pistons, ce qui amène un des moteurs à développer une puissance excessive,

219. Action du courant synchronisant sur le diagramme des efforts tangentiels. — Soit un alternateur normalement couplé en parallèle avec un autre et soient /i^, £.> les forces électromotrices développées respectivement par chacun d'eux, forces électromotrices dont les valeurs seront considérées comme égales pour plus de simplification.

S'il se produit dos oscillations, on peut admettre que Tun

des alternateurs est décalé on avance de -j degrés électriques

(on entend par degré électrique le degré correspondant au décalage réel multiplié par le nombre de paires de pôles /f), tandis que l'autre alternateur est décalé en retard de la même valeur ; par suite, les vecteurs des forces électromotrices seront décalés entre eux de l'angle a (/?//. 253).

La force électromotrice résultante dans le circuit interpolaire des alternateurs a pour valeur

V z=z '2E sm -

COUPLAGE DES ALTERNATEURS

et, si Ton considère comme négligeable la résistance intérieure

des induits, on peut représenter par /„ en retard de ^ sur e^

le vecteur du courant synchronisant qui prend naissance par suite de la différence do phase existant entre les deux forces électromotrices.

On peut admettre, avec une approximation suffisante, que l'intensité de ce courant est simplement proportionnelle à la force électromolrice qui lui donne naissance. Si le décalage de phase atteignait 180°, les deux alternateurs se trouveraient fermés en court circuit Tun sur l'autre et ils ne fourniraient pas d'énergie au circuit extérieur. Le courant Ice

qui serait produit serait dû à une force électromotrice 2K agissant sur un circuit ayant une réactance de valeur deux fois plus grande que celle qui correspond à un seul alternateur, c'est-à-dire que ce courant aurait Tinlensité du courant de court circuit de Tun des alternateurs avec une excitation égale à E, On peut donc poser

Fio. 253.

expression de laquelle on tire

'*• — 'ce .^xi — 'ce

ïsin-

1. H faut remarquer que, la valeur de a étant ordinairement petite, le vecteur (le [.<, s'éloigne peu de la direction des vecteurs des forces électromotrices Ei et E,, ; par conséquent le courant /«est presque un courant énergétique et il n'est pas absolument exact qu'il soit proportionnel au courant de court circuit, qui est presque complètement insnergétique. Le courant /« produit une réaction d'induit transversale (i^ 106), tandis que le courant /rr donne lieu à une réaction d'induit directe. La proportionnalité admise implique la constance du coefficient de self-induction de l'alternateur, condition, comme on l'a vu dans le paragraphe 103, qui ne se vérifie pratiquement que dans les alternateurs peu suturés. Toutefois, en négligeant cette considération, on ne commet pas d'erreur notable dans le cas actuel.