UT AT

reste constant quelle que soit la position des points T sur la première circonférence. En effet, en Ira- JT* ^T çant la droite AU et en faisant la même construction pour un autre point T', on voit que les triangles ATf/

et ATU' sont sembla- fig. 218.

Mes, puisque l'angle

(x=a et Tangle g =g' et que, par conséquent, l'angle y: 11 s'ensuit que le rapport

Aï

rr

AT

irr

Aï'

=:= constante.

Si les droites partaient du point 0 au lieu de partir du point A, pris sur AB, les rapports

rr oï

ne sont plus constants ; mais, pratiquement, on peut les considérer comme égaux si ce point est situé tout près de A, ou mieux si le segment OA est très petit par rapport è. AB.

En se reportant au diagramme d'Heyland {fiff, 205), on voit que, pour un moteur donné, quelle que soit la position de Icc, le rapport

Ohc

peut être pratiquement considéré comme constant, parce que, dans les bons moteurs industriels, le segment OD atteint rarement une valeur égale à 6 ^/^ de celle du segment DQ'. Le point Icc, qui détermine l'intensité du courant en court

circuit, varie lorsque la résistance du rotor vient à Hve modifiée. Mais, malgré ces variations, on peut admettre pratiquement que les segments OD et DQ' ne sont pas modifiés, et qu'il en est aussi de même pour la circonférence fondamentale des courants /.

De même, la circonférence des couples moteurs reste également constante, parce que les segments M/cc représentent la chute de tension dans le stator lorsque le rotor est freiné et que la résistance du rotor reste la même ; ainsi, cette chute de tension se trouve, par conséquent, être seulement proportionnelle h l'intensité dxi courant en court circuit /ce. On peut donc poser

ce qui veut dire que, quelles que soient les variations de résistance du rotor et, par conséquent, celles de l'intensité du courant en court circuit, le rapport

Miçg ,

OIcc ""

reste constant.

Il résulte de la propriété géométrique qui a été démontrée ci-dessus que, pratiquement, en faisant varier dans de très larges limites la résistance du rotor d'un moteur k champ tournant, la circonférence des couples moteurs peut être considérée comme invariable. Quelle que soit la valeur de la résistance, le couple moteur maximum aura constamment la même valeur jusqu'au moment où cette résistance atteint une valeur pour laquelle le couple moteur maximum s'obtient au démarrage (r^w/^,, ; fig. 208).

193. 11 convient d'examiner maintenant comment on peut établir le diagramme des couples moteurs au moyen du diagramme d'Heyland.

On relève expérimentalement, soit en employant la méthode de l'intensité en court. circu it (§ 184), soit en utilisant la méthode de l'auteur (§ 188), les éléments nécessaires à l'établisse-

MOTEURS ASYNCIIUONES POLYPHASÉS 417

ment du diagramme d'Heyland pour un moteur donné dans ses conditions de fonctionnement normal, à l'exclusion des résistances extérieures, et Ton construit le diagramme suivant le

SwZ

Fio. 219.

mode habituel. On trace en 0 Tangle a (fiff, 219) ; la droite OS donne la ligne dos glissements. Pour une valeur donnée du couple C, le segment Ordonne, en tantpourlOOdusegmentOS, le glissement correspondant à celte- valeur du couple moteur.

En intercalant une résistance dans le circuit du rotor, le point Icc vient en l'cc et la droite Q'Icc vient déterminer sur la ligne des glissements un point s\ On a maintenant le môme couple moteur C pour un glissement 0^ en tant pour 100 du segment OS'.

Pour trouver ensuite la valeur de la résistance qui permet d'obtenir ce résultat, il suffit de remarquer que le^segment MQ' est proportionnel à la chute de tension qui se produit dans le rotor lorsque le moteur fonctionne en court circuit. Si /'

représente la valeur de la résistance additionnelle, on a

ricc proportionnel à Q'M

(r -j- r'; léc proporlionnel à Q'M',

d'où Ton tire

rire Q'M (r + r) U ~ Q'M''

Si la valeur de r est connue, celle de la résistance additionnelle r' est aussi déterminée de cette manière. Réciproquement, si la valeur de / est donnée, on peut immédiatement trouver le point M' et, par conséquent, aussi le point /Vc. En menant de Q' un nombre convenable de droites Q'C pour chacune des valeurs du couple moteur, on peut en déduire le glissement correspondant ; en répétant un nombre suffisant de fois la construction pour différentes valeurs de r\ on peut établir par points le diagramme que montre la figure 2(Jl.

Il convient incidemment de remarquer que, si le point M' correspond à l'ordonnée maximum de la circonférence des couples moteurs, la valeur de la résistance additionnelle r indiquée par le diagramme est celle qu'il convient d'intercaler à l'aide du rhéostat de démarrage, étant admis que Ton veut obtenir le couple moteur maximum au moment du démarrage sans se préoccuper de l'intensité du courant primaire.

Le point M correspond à la valeur du couple moteur de démarrage dans les conditions normales, c'est-à-dire lorsque le démarrage s'effectue sans insertion de résistances. Le diagramme montre clairement qu'en insérant des résistances on peut obtenir le même couple moteur au moment du démarrage avec un courant primaire d'intensité plus faible et moins décalé par rapport à la tension.

194. Emploi du moteur asynchrone comme génératrice. — Le moteur à champ tournant présente de nombreux points de ressemblance avec le moteur à courant continu excité en dérivation; entre autres, il partage avec ce dernier la propriété de fonctionner en génératrice lorsque la vitesse angu-

MOTEURS ASYNCHRONES POLYPHASÉS 419

laire de l'induit devient plus grande que celle qui correspond au fonctionnement à vide.

Dans un moteur à courant continu excité en dérivation, la ligne fournit non seulement le courant nécessaire à la production du champ magnétique, mais aussi le courant énergétique circulant dans Tinduit, c'est-à-dire Ténergie électrique qui est transformée en énergie mécanique. Si la vitesse angulaire de Tinduit est supérieure à celle du fonctionnement à vide, la force électromotrice développée devient égale à la tension appliquée aux bornes et le courant dans Tinduit prend une valeur nulle. Si Ton vient à augmenter encore la vitesse angulaire, la force électromotrice développée acquiert une valeur qui dépasse celle de la tension appliquée et le moteur fonctionne comme génératrice en fournissant de l'énergie électrique à la ligne. Naturellement cela ne peut se produire qu'à la condition que le moteur consomme de l'énergie mécanique.

Pour fixer les idées, on peut prendre comme exemple un moteur de ce genre installé sur une voiture automotrice de tramway et alimenté à tension constante. En palier ou sur une rampe, le moteur dépense de l'énergie électrique qu'il transforme en énergie mécanique ; mais, dans une descente, la vitesse tend à s'accroître, la force électromotrice développée dans Tinduit devient plus grande que la tension appliquée aux bornes et de l'énergie mécanique se trouve ainsi transformée en énergie électrique qui, se rendant sur la ligne, peut être recueillie par un appareil convenable, par exemple par le moteur d'une voiture montant une rampe. Dans ces conditions, le moteur électrique de la voiture qui descend une rampe fonctionne comme frein et devient une véritable génératrice, permettant ainsi de récupérer une certaine quantité d'énergie.

Un phénomène analogue se produit dans le moteur à champ tournant si, au lieu de lui faire fournir de l'énergie mécanique, on lui en fournit, tout en alimentant son champ inducteur avec le courant de la ligne. La vitesse angulaire dépasse alors celle qui correspond au synchronisme. Au moment où le synchronisme est établi, l'intensité des courants dans le rotor

420 LA TECHMVI-E I#E> COrR-\NT> ALTERNATIFS

devient nulle et (aligne ne fournil que du courant magnétisant. Mais, lorsque la vitesse angulaire augmente et devient supérieure à celle du synchronisme, il circule dans le rofor des courants de sens contraire et des courants énergétiques prennent naissance dans le stator d*où ils passent sur la ligne, permettant ainsi d alimenter un autre récepteur. Il y a donc transformation d'énergie mécanique en énergie électrique lorsque le glissement devient négatif, et Ton se trouve en présence d*une véritable génératrice bisynchrone, c'est-à-dire d'un altemaleur produisant des courants alternatifs de fréquence voulue, égale à celle des courants d'excitation de Tinducteur et ne dépendant nullement de la vitesse angulaire de Toi^ne mobile.

Des alternateurs asynchrones de ce genre conviendraient lout spécialement pour fournir de IVnergie à un réseau d'alimentation à courant alternatif lorsque les machines motrices qui les actionnent ont une marche irrégulière comme les moteurs à ga/. Mais les difficultés qui s'opposent à cette application sont très nombreuses.

Il ne faut pas perdre de vue qu'il serait nécessaire de fournir des courants magnétisants à cet alternateur en utilisant a cet effet un alternateur synchrone. Théoriquement, la production de ces courants n'entraîne pas une dépense d'énergie ; pratiquement, cette dépense d'énergie consiste seulement à compenser les pertes. Mais, comme on l'a déjà vu, ces courants magnétisants ont une intensité qui n'est guère inférieure au tiers de Tintensité maximum du courant passant normalement dans les spires du stator, et Texcitatrice synchrone doit, par conséquent, pouvoir fournir ce courant sous la tension normale. Donc cette excitatrice, tout en n'exigeant qu'une faible dépense d'énergie mécanique, devra être établie pour produire une puissance apparente égale à environ le tiers de la puissance totale de Tinstallation et sera, par conséquent, d'un prix trop élevé pour qu'il soit rationnel d'employer ce dispositif.

Kn outre, la quantité d'énergie électrique développée par une génératrice asynchrone de ce genre est proportionnelle à la valeur du glissement si la vitesse angulaire de Texcita-

MOTEURS ASYNCHRONES POLYPHASÉS 421

trice reste constante, c'est-à-dire si le champ tournant inducteur conserve une vitesse angulaire constante, et, dans ces conditions, le moteur mécanique qui actionne la génératrice asynchrone devrait fonctionner à une vitesse angulaire d'autant plus grande que la charge qu'il aurait à supporter serait plus considérable, contrairement à ce qui se produit avec les moteurs mécaniques usuels. Il serait alors indispensable d'étudier des régulateurs automatiques spéciaux fonctionnant dans un sens opposé à celui des régulateurs actuels. 11 est vrai que Ton pourrait utiliser des moteurs mécaniques qui, comme d'habitude, prendraient une vitesse angulaire diminuant à mesure que la charge augmenterait et cela en diminuant dans une plus large proportion la fréquence des courants d'excitation, ce que l'on obtiendrait en réglant convenablement la vitesse angulaire de l'excitatrice synchrone. Mais, dans de pareilles conditions, Tinstallalion, n'ayant plus une fréquence constante, perdrait une partie de sa valeur, car de la constance de la fréquence, au moins dans les limites admises en pratique, dépend le bon fonctionnement des transformateurs, des moteurs, des convertisseurs, etc. Les variations subites de vitesse angulaire dépasseraient celles que Ton peut admettre actuellement dans la mesure du glissement.

D'autre part, .des génératrices asynchrones de ce genre pourraient être couplées en parallèle sans aucune condition de synchronisme, comme on le ferait pour des dynamos à courant continu, celle qui aurait une vitesse angulaire plus grande absorbant une plus grande quantité d'énergie mécanique et réciproquement. Ce serait là un grand avantage.

195, L'importance de l'excitatrice pourrait être ramenée à celle d'une excitatrice ordinaire pour alternateur synchrone en utilisant une propriété mise en évidence pour la première fois par M. Maurice Leblanc ^ Cette propriété est fondée sur les considérations suivantes: