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Puissance et rendement

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^^^ automobiles à voie nor-

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Sur les grandes vulliiits

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™^vès que ceux des voitures d.' liamw^i)-. , un jifiil ilrvelopper 1 "*"» le sens vertical les dimeusioiis dis niJuclouis . en môme 1

"'P» ijn'oii augmente le diamètre de l'induit et qu'on place ■

m LA TRACTION ELECTRIQUE

l'arbre à un niveau supérieur à celui de l'essieu. Pour réalise grandes puissances nécessaires à ces voitures, on laisse da carcasse de larges ouvertures qui permettent dans les fils '. ploi de densités de courant élevées, sans présenter d'inconvé sensible pour des moteurs circulant sur plate-forme séparée. ( aux vitesses plus grandes réalisées sur les chemins de fer mêmes moteurs peuvent y développer des puissances bien i rieures à celles qu'ils donnent sur des tramways ; les puisai courantes des unités sont 50, 100 et 200 chev.

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Les rendements à pleine charge vont en augmentant av> puissance des moteurs : ils croissent de 80 p. 100 (engrei eompris) pour ceux de 2.'> chev. à 90 p. 100 pour cet; 200 chev. Les rendements moyens varient dans la même portion.

La figure 160, qui résume les résultats d'essais elTectués au ratoire de la General Electric Co. sur le moteur G. E. 1 000, inc comment les pertes se répartissent dans un bon moteur au ré de pleine charge, qui est ici 40 amp. : 3 p. 100 pour les frolten des paliers et des engrenages, 4 p. 100 pour l'hystérésis e courants de Foucault dans l'induit, 3 p. 100 pour l'elTet J dans l'induit, 4 p. tOO dans l'inducteur, soit en tout 16 p. iO'

En pratique, pour les tramways, on ne doit pas compter sur plus de 0,75 à 0,80 de rendement total en pleine charge, par suite de Tasure des engrenages qui augmente les frottements.

Les variations de chaîne modifient la répartition des pertes plus qoeleorvaleur totale relative, qui, comme le montre la figure 160, feste constante entre des limites assez éloignées^

Comme on le verra mieux au chapitre de la Traction, la véritable

constante caractéristique d*un moteur n'est pas sa puissance, qui

dépend essentiellement de sa vitesse et, par suite, de celle des

toitures et du diamètre des roues, mais bien son couple moteur

normal, qui est fonction simplement du flux magnétique indue-

feur et de la section totale des fils de cuivre que Tinduit peut

porter.

Le même couple moteur peut être réalisé avec des vitesses différentes, suivant qu'on répartit celte section totale en un nombre plus ou moins grand de spires.

Deux cas sont donc à distinguer, croyons-nous, pour la défi- ^Uon industrielle d*un moteur de traction, suivant que la vitesse ^n est ou non limitée par des considérations étrangères à la cons- ***ucUon :

1^ Dans le cas des moteurs de tramways ordinaires et dans

celui des moteurs c gearless » de chemins de fer, la vitesse est

Hmilée par celle des voitures, comme on Ta vu (p. 105 et 138), à

des valeurs inférieures à la limite imposée par la force centrifuge ;

^a puissance qu'on fait produire à Tappareil n'est qu'une fraction de

^ puissance industrielle.

Le moteur ne peut donc être défini que par une seule constante, son couple moteur mesuré sur l'arbre.

Quant au couple sur l'essieu, il dépend du coefficient de réduc- "Oo des engrenages et est inversement proportionnel à celui-ci, ^^tes choses égales d'ailleurs. Pour tirer le meilleur parti d'un ''ïoteur, on doit donc employer des engrenages ayant un coefficient ^usai réduit que possible.

^^ Au contraire, les moteurs de chemins de fer atteignent aisé-

^^^ii comme le montre le tableau de la page 139, la vitesse limite et

^ dépasseraient même si l'on ne réduisait la difi'érence entre les vites-

® ^u moteur et de l'essieu par le choix du coefficient de réduction.

Dans ces conditions, on utilise bien efTectivement la puis industrielle du moteur et celle-ci peut par conséquent servir à 1 nir au point de vue de la traction ; cependant, même dans ce cas plus avantageux pour définition d'indiquer son couple max et sa vitesse maxima en nombre de tours par minute.

Nous n'avons pu faire connaître ces deux facteurs dans le seignements monographiques que nous donnons dans le graphe 3 qu'autant que nous avons pu obtenir des constructei éléments suffisants pour en déduire la valeur du couple.

Ce couple se mesure par le moment de TefTort produit à la des roues, en tenant compte de la réduction des engrenag( parla puissance du moteur, en tenant compte de la vitesse a pondante. Soit :

F reiTort de traction normal à la jante des roues, en kilogramme n la vitesse correspondante du moteur, en tours par minute ; P la puissance normale développée à la jante, en chevaux; R le rayon des roues, en mètres ;

m le rapport du nombre de dents de la roue à celui du pignon ; C le couple moteur utilisé à la périphérie du pignon, en kilogramn

La valeur de C est donnée par Tune ou l'autre des deux e^ sions suivantes :

^ PXJ75 ..^ P

Par exemple, un moteur, ordinaire de tramway, qui réalis jante de roues de 0,84 m. de diamètre un effort de 360 kg.a\ coefficient de réduction de 4,8, donne un couple utile, ( nages compris, de

0,42 X 360 . , ,^ = 31,5 kgm.

Si Ton admet une perte d'énergie de 5 p. 100 dans les ( nages, le couple correspondant sur Tarbre du moteur est

Un des moteurs américains les plus puissants pour gi

automobiles, à notre connaissance, le moteur Walker n"^ 20, donne environ 30O kgm. Les moteurs de locomotives peuvent atteindre des puissances encore plus élevées; ceux des locomotives du Baltimore and Ohio Railroad (voir ch. vu), qui pèsent 13 tonnes, développent normalement 350 chev. à 120 tours, d'où un couple

^ 717 X 350 oAn/x I

C = — = 2000 kgm.

soit 2000 kilogrammëtres en nombre rond.

Poids et prix. — D'après ce qui précède, on voit que les prix et '^s poids doivent être rapportés suivant les cas aux couples ou ^Qx puissances maxima des moteurs ; les valeurs les plus intéressées sont celles rapportées au kilogrammètre de couple.

Les poids sont un peu variables suivant les constructeurs ; les Moteurs de tramways ordinaires à simple réduction, de 35 kgm. environ (en régime forcé), auxquels nous venons de faire allu- '^ïon, pèsent en général, avec leurs engrenages, 800 à 1 000 kg.*, ^oit 23 à 30 kg. par kilogrammètre, ou 2 à 3 kg. par kilogramme ^effort à la jante d'une roue de 0,80 m., dans l'hypothèse d'un 'Coefficient de réduction voisin de 1/3.

Il est sage de compter seulement sur les chiffres les plus forts ^i l'on ne veut pas trop d'échauffement.

Pour les grands moteurs à simple réduction, qui ont une meilleure utilisation spécifique et qui sont mieux ventilés, le poids ^ abaisse à 13 kg. environ par kilogrammètre.

Sur les chemins de fer, lorsqu'on atteint la vitesse périphérique

^e 20 à 23 mètres par seconde, le poids par cheval de puissance

^^'>4isse aux chiffres de 13 à 20 kg., et mùme au-dessous.

^ prix des moteurs de 800 à 1 000 kg. est compris en général

^^^^ 4 et 5 000 francs, soit 4 à 5 francs par kilogramme de poids

% kM ^^^^ ^^^ ^^^® ^®* éléments dont se compose ce poids en analysant celui de ^■^'^grammes, en chiffres ronds, que pèse le moteur G. E. 800.

^uit avec son pi^on 232 kg.

Kobioes des inducteurs 70 —

Orcisse eu fonte- 289 —

Bolle des engrenages. ... 45 —

Accessoires 24 —

Roue dentée iuo —

Soit pour le moteur entier 760 kg.