I. — RÉGULATION A POTENTIEL CONSTANT

A. Variation du voltage aux bornes, méthode du rhéostat. — Le moyen le plus naturel et le plus anciennement connu dont on dispose sur les réseaux alimentés à potentiel constant pour abaisser le voltage aux bornes d'un moteur consiste à intercaler

* Cette méthode rentre au fond dans la première, car placer en série deux moteurs, d'abord mis en parallèle, revient au même que d'abaisser de moitié la tension aux bornes de chacun.

sur le circuit de l'induit, comme nous venons de le dire, une résistance variable formée d'un rhéostat convenablement choisi pour pouvoir supporter le courant sans échauffement dangereux. Soient ^1 la résistance des inducteurs, r. celle de l'induit, R celle du rhéostat, i\ le courant de l'armature, qui dans un moteur en série est le courant total I, U le voltage du réseau; la différence de potentiel aux

balais est :

Moteur en série, « = U — (R + ri) I ;

Moteur en dérivation, m = U — Rf,.

En faisant varier R, on peut régler la valeur de u dans des limites très étendues. Si l'on applique ce procédé à un moteur ayant à vaincre un effort résistant sensiblement constant aux différentes vitesses ordinaires, le courant et par suite le flux inducteur resteront sensiblement les mêmes (voir le chapitre IX), quelle que soit la résistance intercalée ; la vitesse seule sera modifiée ^ à peu près proportionnellement à t/, d'après la formule (14) qui donne en négligeant, pour simplifier, la réaction d'induit :

\i », t- u^r^t^ U— (R + r. + ri)I ,.^,

Moteur en série, n = ^^ = N4> ^*^^

Moteur en dérivation, n = —-7" * * (43 bis)

On remarquera que ce système permet de réduire la vitesse à partir de la valeur normale, mais non de l'augmenter, car on ne peut admettre une résistance restant constamment en circuit.

Le réglage par rhéostat est le plus simple de tous et n'exige aucun appareil compliqué ; il permet de graduer la vitesse avec une grande douceur, par l'emploi de résistances variables suivant une progression lente. Malheureusement, il entraîne une perte d^énergie (BI ') absolument improductive et d'autant plus grande qu'on réduit la vitesse davantage ; cette perte a en outre pour corollaire un échauffement intense du rhéostat parcouru par le courant et il faut prendre des précautions particulières pour construire et loger cet appareil, qui est souvent très encombrant.

* Cependant, si la résistance de Tair a un eUet sensible sur le coefficient de traction, le courant consommé par une Toitore sur une déclivité donnée diminuera légèrement en même temps que la vitesse.

Régimes d'un moteur muni d'une résistance en série avec l'induit. — Voyons , pour préciser notre étude de ce mode de régulation, comment se comporte, lorsqu*on lui ajoute une résistance fixe, un moteur défini par ses courbes de fonctionnement en fonction du courant à Tétat naturel.

i^ Pour un moteur en dérivation, comme le flux inducteur ne dépend pas du courant, le couple moteur restera représenté par la même courbe qu'avant l'addition de la résistance R ; la vitesse Y seule variera proportionnellement à la f. é. m. induite au régime de même courant, c'est-à-dire qu'on aura, en appelant Y' la nouvelle vitesse,

T - 1" U-rJ. "~ "" U-r.û' ^**^

En réduisant chaque ordonnée dans ce rapport, on obtiendra la courbe cherchée*.

2? Pour un moteur en série, le couple est constant sous un régime de courant donné ; la courbe de couple n'est donc pas modiQée non plus par l'addition d'une résistance. Quant à la vitesse, elle varie un peu différemment, parce que la résistance des inducteurs s'ajoute à celle de l'induit i\ ; on a donc, pour chaque valeur du courant, à modifier l'ordonnée dans le rapport

Quel que soit le type d'excitation, la puissance utile se trouve, à courant égcd, réduite dans le même rapport -rr- que la vitesse. Il en est de même du rendement, puisque la dépense d'énergie est la même.

Les courbes de vitesse obtenues pour des valeurs croissantes de R iront donc en tombant de plus en plus vite vers la droite (fig. 550) et formeront un faisceau en éventail, divergeant d'un point commun situé sur l'ordonnée à l'origine (I =0). Pour une même valeur OY de la vitesse, on pourra donc réaliser plusieurs efforts, sensiblement proportionnels aux courants Yb, Yb', Yb", Yb'" ; inversement, sous un courant OA constant, c'est-à-dire sous un effort constant, on réalisera plusieurs vitesses différentes An, Ap, etc. En prenant un nombre suffisant de résistances différentes, on pourra, comme le montrent les parties des courbes tracées en traits forts, passer de la charge la plus grande demandée OC à la plus petite OD, sans que la vitesse sorte de deux limites rapprochées Y| et Y,. C'est ainsi qu'on réalise pratiquement la vitesse constante.

Cette méthode ne permet pas d'uniformiser la dépense d'énergie à charge variable mieux que le fonctionnement naturel du moteur seul, puisque la réduction de vitesse ainsi réalisée sous une charge donnée n'est accompagnée d'aucune réduction de courant.

Les courbes de la figure 550, que nous donnons ici à titre d'exemple pra-

* On pourrait remplacer le calcul par une construction graphique, mais cela n'en vaut pas la peine, car on arrive plus vite et plus exactement au résultat par la règle à calcul. Cette remarque s'applique aussi à toutes les transformations de courbes que nous indiquerons par la suite.

tique de ces transformations, sont relatives au fonctionnement d'un moteur sur une voiture de tramway équipée avec un ou deux moteurs en parallèle de 20-30 chevaux, excités en série et fonctionnant sur un réseau à 500 volts.

Les données sont, d'une part, les courbes de fonctionnement normal du moteur sans résistance supplémentaire et, d'autre part, les résistances à chaud, que nous supposons les suivantes ^ :

f\ ^ 0,9 ohm (armature), Ti = 0,7 — (inducteur], total r = 1,6 — .

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