FIVES-LILLE

actuel V. N. B. 125.

Ohms.

On voit qu'ai]gourd*hui on fait les trois galettes sensiblement égales,

dispositions, la commutation peut se faire sans étincelles, grâce au fait que Texcilation des pièces polaires extrêmes et par suite le champ sous les cornes polaires restent les mêmes.

Cette méthode s*applique indifféremment aux moteurs excités en série ou en dérivation. Son inconvénient, c*est qu'elle devient trop compliquée 'dès qu*on emploie plus de deux pôles, chiffre aujourd'hui exceptionnel dans la traction.

On a proposé aussi, pour les moteurs à 4 pôles avec bobinage d*induit en série, de supprimer à un moment donné l'excitation de deux des pôles, pour doubler la vilesse par réduction de moitié sur la force électromotrice; mais cette disposition est loin d'assurer aussi bien la commutation que la précédente et elle a, en outre, le très grand inconvénient de soumettre Farmature à des efforts dissymétriques si Ton conserve deux pôles adjacents actifs.

Les effets des deux procédés a et b sont absolument analogues. Le système Sprague a Tinconvénient d*une certaine complication; on ne peut guère employer plus de 3 galettes. Au contraire, le shunt permet un nombre quelconque de régimes. Dans les deux cas, la variation du nombre des ampères-tours tend à modiQer à la fois le flux inducteur et la résistance des inducteurs. Ces modifications tendent toutes deux à faire varier dans le même sens la vitesse de rotation, et par conséquent le réglage est possible par cette méthode. Il reste à voir dans quelle mesure et quelle proportion on peut profiter de chacun des deux effets.

Suivant le nombre de spires placées sur les inducteurs, on peut se rapprocher de Tun ou l'autre des deux types de régulation mentionnés plus haut, la régulation à puissance uniformisée ou la régulation à vitesse constante.

La réalisation de la première exige seulement que, dans aucune des combinaisons, le courant maximum fourni à Texcitation ne produise plus qu'un commencement de saturation; le moteur se comporte alors dans tous les cas comme ceux que nous avons étudiés à un seul régime à la page 93.

La seconde s'obtiendra en mettant assez de spires pour que, dès la faible charge, le courant suffise à saturer les inducteurs dans la position 1 des bobines (toutes en série) ; il en sera de même pour les autres combinaisons si l'on maintient la densité du courant à peu près constante, par exemple en se mettant à la position 2 quand le courant a doublé et à la position 4 quand il a triplé. Dans ces conditions, on doit renoncer à toute influence sérieuse

du flux inducteur sur la régulation jusqu'à la vitesse normale et compter uniquement sur la variation du voltage aux balais produite par les modifications de résistance des inducteurs.

A Taide de ces modiflcations, on peut, si on le désire, ramener le voltage aux balais à une valeur presque toujours la même, malgré des variations très grandes du courant, ce qui permet de réaliser pour des efforts de traction très différents une vitesse à peu près constante. Le rendement seul va en diminuant aux faibles charges à cause de la résistance plus grande intercalée ; la

T^-1 — t — r~t — 7 — i — ft u n a is û w

Puissances sur Vessieu en chevaux

Fig. 556. — Courbes de rendement d'un moteur Sprague n*^ 1 aux différentes combinaisons de galettes indiquées par la figure 555.

figure 5S6, relative à un moteur Sprague à double réduction n* 1 de 15 chev., en fournit un exemple très net. En outre, réchauffement reste à peu près le même à toute charge.

 partir du moment où le champ est saturé, le réglage par varialion d^excitation n'est plus au fond qu'une forme détournée de la méthode du rhéostat, ce dernier étant constitué dans le cas particulier par les inducteurs eux-mêmes. Tout se passe comme si Ton avait affaire à un moteur à excitation indépendante dans le circuit d'armature duquel on introduirait des résistances variables. La véritable différence, c'est que l'augmentation de la perte d'énergie dans les bobines est accompagnée d'un effet utile, l'accroissement du champ, tandis que dans un rhéostat en série elle est toujours stérile.

Cette méthode a permis de réaliser d'assez bons rendements aux divers régimes de vitesse et de charge. La figure 556, résultant

142 LA TRACTIOH ELECTflIQUE

des essais de MM. H. S. Hering et W. S. Aldrich ' sur uq moteur Sprague à 3 galettes du Neversink Mouotain R. R., montre, par exemple, comment varient les rendements pour chacune des 5 combinaisons de bobines indiquées ci-dessus et rappelées ici par leurs numéros correspondant à ceux de la figure 555. Oa voit que les 4 premières combinaisons permettent de réaliser successivement UD rendement sensiblement le même et égal à 70 p. J 00, et que la dernière (toutes les bobines en quantité) permet de réaliser dans de très grandes limites de puissance un rendement de 70 h 80 p. 100.

Fig. 557. — Courbes de rendement du moteur V. N. B. 125 de la C* do Fives-Lille dans trois positions du régulateur correspondant aui combinaisons 1, 3 et 5 de ta figure i>55.

Les courbes de la figure 557, relevées sur un moteur de 15 chev. à simple réduction de la Compagnie de Fives-Lille, donnent des résultats analogues. L'efficacité du système se trouve ainsi établie. Mais on peut obtenir des résultats meilleurs encore : par exemple, avec des moteurs à simple réduction de la Compagnie Edison, M. Parshall a trouvé les rendements plus élevés qu'indiquent les courbes des figures 558 et 559 ; celles-ci montrent en même temps dans qu'elles limites on doit employer chacune des combinaisons de

• EUclrical World, mal, juin et juillet 1892.

bobines pour faire toujours fonctionner le moteur dans de bonnes conditions de rendement.

A ce point de vue, le système du shunt est moins complètement satisfaisant que celui de la commutation, parce qu*il donne lieu encore à une certaine perte d'énergie stérile. Mais celle-ci ne dépasse pas en général 2 p. 100 de la puissance normale; elle est

Lit

• X « ( t IQ It iV mH.P.

]\/tssance. Holenr de 15 chevaux.

Moteur de 25 chevaux.

Fig. 558 et 559. — Rendement en fonction de la puissance de deux moteurs Edi- 8on-Sprague de 15 et 25 chevaux respectivement, munis de la régulation Sprague, dans les portions utiles des caractéristiques. Les chiffres ajoutés indiquent les efforts en kg. à la jante de roues de 0,&4 m.

donc pratiquement négligeable et Textrême simplicité du procédé le rend préférable au système Sprague.

Régimes d'un motenr en série à excitation variée. — Les courbes de fonctionnement d'un moteur en série dont on shuote les inducteurs ou dont on commute les bobines de champ, peuvent se déduire des courbes relatives au même motenr à Tétat normal par des transformations fort simples. Dans les deux cas, en effet, la modification de Texcitation équivaut à une variation du nombre des spires inductrices. Le tableau de la page 138, relatif à un moteur Sprague, indique, par exemple, que ces nombres équivalents sont 3m, 2m et m, soivant la combinaison, en appelant m le nombre de spires de chaque galette ; on trouverait aisément les nombres correspondants au cas de galettes inégales.

De même, si l'on applique aux bornes des inducteurs, de résistance n , un shunt de résistance S, le courant excitateur se trouve réduit dans la proportion des condactances, c'est-à-dire

ri

en appelant m le nombre de spires des inducteurs et m' le nombre équivalent des inducteurs shuntés.

Gela posé, il suffit d'étudier d'une façon générale quel est l'effet d'une modification du nombre des spires excitatrices passant de m à m'.

Pour rétablir la même valeur de l'excitation que celle obtenue d'abord &

l'aide d'un courant I, il faudra faire passer dans Tarmature un courant nouveau

ce qui revient & modifier réchelle de la courbe d'excitation du moteur. L'effort, qui est proportionnel au produit du flux parle courant d'armature,

tu deviendra ainsi également — ^ fois plus grand que l'effort obtenu d'abord ^

La nouvelle courbe est donc homothétique à l'ancienne par rapport à l'origine; on la construira aisément en augmentant tous les rayons vecteurs dans le

rapport^ ».

La nouvelle loi des vitesses se détermine d'une façon analogue : en supposant le même courant d'excitation dans les inducteurs, c'est-à-dire — T = I, les vitesses sont proportionnelles aux forces électromotrices ', d'où

U r (n + rj I

iîl — ^ (48)

n "■ U — (n + rj I *

* Ces modifications peuvent se mettre sous forme algébrique de la manière suivante. Si Ton représente par une fonction

la courbe qui relie l'effort moteur au courant dans le moteur à Tétat normal, la nouvelle courbe aura pour expression

ou

La nouvelle expression algébrique des vitesses se déterminera par des considérations analogues.

Plus généralement, soient I et 1' les courants correspondant à deux régimes quelconques du moteur à Tétat normal et du moteur à Tétat modifié, « et *' les flux correspondants, n et n' les vitesses, n et r't les résistances des inducteurs au naturel, puis modifiés.

Les forces électromotrices induites sont dans le rapport

E^ n'*' U — (r^ + rpr £ ~" n ♦ ~" U — (n + '\ ) I ' D'autre part, les efforts sont dans le rapport

Donc, en éliminant — entre ces deux relations,

j^ __ U -- {r'i 4- r. ) r mV v (I)

n U — (n -h ra ) I "" ml ... /" W „

La fonction Y étant définie par la courbe primitive et r'i étant déterminé d'autre part pour chaque valeur de • — , on peut calculer -^ pour des régimes quelconques.

* On pourrait d'ailleurs en modifiant les échelles conserver la même courbe sans changement.

' Toujours gr&ce au fait que la réaction d'induit est supposée négligeable.

Les seconds termes haut et bas étant toujours petits k côté de U, les vitesses

m' sont presque égales; il suffit donc d'amplifier les abscisses dans le rapport — ,

n' tout en modifiant en même temps les ordonnées dans le rapport — .

»' Le fait que le rapport — , toujours voisin de Tunité, varie assez peu avec le

rapport — 7 , si Ton a soin de faire travailler les inducteurs au-dessous de la

saturation, montre qu'on peut obtenir par cette méthode des vitesses assez constantes sous des charges différentes.

Les courbes obtenues pour diverses valeurs du shunt forment un faisceau divergent à partir de l'ordonnée à l'origine, comme celui que donnaient les résistances variables en série (t. II, p. 131). Elles permettent de suivre une méthode analogue pour calculer les résistances du shunt en vue de maintenir la vitesse entre deux limites suffisamment rapprochées.

Mais ici l'effort n'est pas constant avec le courant; quand on quitte une courbe pour prendre la suivante, il faut donc avoir soin de choisir sur celle-ci le point correspondant non pas au même courant, mais au même effort, de façon à pouvoir réaliser dans la variation de l'effort une série continue de valeurs. Ce résultat s'obtient aisément en traçant d'abord les courbes d'effort et de vitesse

correspondant à plusieurs valeurs de et interpolant ensuite dans l'intervalle.

A titre d'exemple numérique, nous appliquerons ces considérations à un moteur de tramway de 15 chevaux, défini dans le cas de la moindre excitation (bobines en parallèle) par les courbes 5,5 de la figure 560 et réglé par la méthode Sprague ; nous supposerons, pour simplifier, les trois galettes d'inducteur égales, ayant même nombre de spires et même résistance; d'après la place disponible sur les noyaux, chacune de ces résistances sera de 2,6 ohms, chiffre qui correspond bien aux conditions pratiques pour des moteurs de ce genre (voir p. 139).

Les résistances d'inducteurs correspondant aux diverses combinaisons du tableau de la page 138 sont ainsi les suivantes :

1 résistance totale 7,8 ohms

3 bis — — 3,9 —

Les rapports — pris relativement à ce point de départ auront donc les valeurs

énoncées plus haut, à savoir : 3, 2, 2, 1, 1 et 1. Les courbes correspondantes s*ob tiendront en amplifiant les courants et les efforts dans les rapports 3,

2 et 1, et les vitesses dans les rapports-^ , -5- et 1.

La figure 560 montre que la régulation, sans être parfaitement continue, est en somme satisfaisante, puisqu'elle permet de maintenir la vitesse sensible-

ment constante (14-16 km : h.) quand Teffort varie de 100 à 500 kg. On remarquera aussi que les courbes 2 et 3 font sensiblement double emploi, ainsi que les courbes 4 et 5, et que, par suite, quatre d'entre elles donneraient le même résultat que les six.

Pour donner maintenant un exemple de la méthode du shunt, supposons qu'on parte de la position (3 bis) (n =2,6 ohms, n +r, =2,6+0,7 =3,3 ohms) et qu'on dérive une fraction croissante du courant dans des résistances extérieures.

Pour maintenir la vitesse entre 14 et 17 km : h., tout en réalisant une série

— nr

SSO

i.nn

-to ÎSO

Mj 300

ses

SQ

Courants en ampères.

Flg. 560. — Courbes de fonctionnement d'un moteur de tramway de 15 chevaux avec régulation Sprague; résistance d'une galette, 2,60 ohms; trois galettes égales. Les chiffres des courbes indiquent les combinaisons correspondantes de la figure 555.

continue d'efforts, il faudra employer les courbes de la figure 561, correspondant

m' aux valeurs — = 1,5 et 2,3, c'est-à-dire à des shunts

S = 5,2 ohms et 2 ohms.

La suite des vitesses réalisables sera représentée par une série de tronçons formant dents de scie, mais sans côtés verticaux.

La perte de puissance résultant de l'emploi du shunt lorsque la dérivation est maxima atteint, au régime moyen de 25 ampères, 2 x (14,13)' = 400 watts, soit 3,2 p. 100 de l'énergie totale consommée parle moteur.

La. même figure permet de détermiaer également uae série de shunts satîsbisant à la condition d'unirormisation de la puissance consommée. On tracera deux yerticales correspondant aux limites entre lesquelles on veal maintenir la valeur du couraot consommé et l'on choisira sur les courbes d'effort une série d'échelons compris entre ces droites, de façon que l'effort à l'extrémité droite d'un tronçon soit toujours au plus égal à l'effort à l'extrémité gauche du tronçon précédent ; pour réduire le nombre de touches du rhéostat L, on placera les extrémités à peu près sur une même horizontale.

pT5n

Kni

fS<

li;

ij

Ct

li^

ra

Coura/]ts en Ampères

Les tracés en pointillé mixte montrent le résultat obtenu par cette méthode sur le moteur précédent en imposant f5 et 25 ampères comme limite du courant. Si l'on examine les courbes des figures 560 et 561 , on voit que, pour le réglage à ritesse constante, il y a intérêt h saturer rapidement les inducteurs, parce que la partie horizontale des courbes se trouve reportée ainsi vers la gauche ; au contraire, pour le réglage k courant constant, il y a intérêt & reporter les courbes vers la droite en saturant peu les inducteurs. Dans le premier cas, on doit craindre les étincelles aux balais aux fortes charges ; dans le second cas, c'est aux faibles charges.

U8 LA-TBACTION ÉLECTBIQUE

Pour donner on eiemple des limites pratiques imposées pw ces étiocelles,

nous citerons les résultais obtenus sur un moteur de 25 chev. de la maison

Kummer, établi par M. Fischinger. Les courbes de la figure 562, déduites de

celles relevées par cet ingénieur', représentent les variations de la vitesse en

roncUon du courant. U courbe a, qui correspond h. la pleine «citation sans

rhéosWt, peut être utilisée sans étinceUes jusqu'à 70 ampères ; les courbes 6 et

c correspondent à deux champs anai-

70 blis d'environ 1/S, puis de 1/3, aui

régimes moyens, et la courbe c

1^" donne la limite de ce qu'on peut

§^S0 obtenir dans celte voie. On réalise

^ ainsi une régulation asseï étendue et

ç. *" qui permettrait une vitesse sutnsam-

"' 3Q ment constante ; par exemple, dans

"5 l'intervalle de 17 à 15 km : h., le cou-

5 20 fjjj[ yjpjg (Je (7 ampères {courbe a)

jj , Q & 40 ampères [courbe c). Le champ

étant en même temps réduit dans

0 la proportion de 1 à 2/3, le couple

varie dans le rapport jtt =

"" Tours par minute du moteur. 1.6Û, soit d'environ 60 p. 100.

L'expression delà vitesse en fonc- Fig. 56!. — Courbes do régolaaon par j^^^ jy courant (46) donnée plus

shunt du moteur Kummerde 2b chevaui. ^ , j i ji „„<„ „„ ja

haut dans le cas duu moteur en dérivation reste exacte ici; nous en avons fait l'application à l'exemple considéré en traçant sur la flgure 561 la courbe de variation de la vitesse sous un effort de traction constant de 250 kg.; la courbe des shunts correspondante indique les valeurs du shunt en ohms à une échelle, non tracée, double de celle des vitesses.

Méthodes mixtes. — Dans la pratique, les deux méthodes précédeotes ont toujours été combinées plus ou moins ensemble.

D'une part, malgré ses avantages, la méthode de commulatioD ne permet pas à elle seule de réaliser un bon réglage dans toute l'échelle des vitesses. En effet, pour que les inducteurs, qui jouent, comme nous l'avons dit, le rôle de rhéostat, ne s'échauffent pas d'une façon dangereuse, on est obligé de leur donner des résistances assez faibles ; celles-ci se trouvent alors insuffisantes pour produire les petites vitesses dont on a besoin quelquefois et réduire le courant de démarrage à une valeur acceptable.

On a constaté, par exemple, que !e moteur Sprague de 25 chev.

' EUklrolechnische ZeiUchrift, 1896.

ManeU)! de clémarraoc

à 3 galettes^ calculé pour une vitesse maxima de 10 km., était incapable de ralentir son allure au-dessous de 6 km . sans Tintervention d'un rhéostat, et le courant de démarrage n'a pu être limité à une valeur acceptable que par l'emploi d'une résistance de 6 à 8 ohms. On a été ainsi conduit à adjoindre à la méthode de commutation de champ un rhéostat variable permettant de réduire progressivement la résistance depuis un certain maximum jusqu'à zéro avant d'agir sur le groupement des bobines.

Ce rhéostat de démarrage fait aujourd'hui partie de tous les systèmes de régulation à potentiel constant.

La figure 547 donne, par exemple, le schéma d une régulation par shuntage des inducteurs avec rhéostat de démarrage. On peut simplifier les appareils, comme l'a montré M. Ftscher-Binnen^y en adoptant, au lieu de deux rhéostats, un seul appareil à deux manettes (fig. 563) : pendant le démarrage, on laisse la manette du bas N sur le plot mortD et l'on amène progressivement la manette supérieure M du plot A au plot B, qui ne laisse aucune résistance en circuit; ensuite, s'il faut accélérer davantage la marche, on ramène la manette N vers la droite, ce qui dérive une partie du courant de B à N ; un arrêt a empêche de réduire la résistance du shunt au delà d*une valeur déterminée. L'inconvénient de cette méthode, c'est qu'il faut calculer les résistances à deux fins ; mais on n*est pas obligé de donner au rhéostat les mêmes divisions sur les deux séries de plots; il est même rationnel de supprimer du côté N les grandes résistances et d'accroître le nombre des divisions des petites.

D'autre part, il est aisé de se rendre compte qu'indépendamment de toute question de réglage de la vitesse une modification momentanée de Tenroulement inducteur est rendue nécessaire dans tous les cas par le mode de construction des moteurs en série. Du

BaJiX

Fig. 563. — Exemple d'une régulation mixte ayec un seul rhéostat.

* Die Wirkungsweise elekirischer Gleichstrom Maschinen, 1897, p. 102.

moment, en effet, où Ton veut exciter les inducteurs avec un faible courant, il faut les couvrir d'un grand nombre de spires, auxquelles on est obligé de donner une faible section pour pouvoir les loger sans trop accroître les dimensions du moteur. Si l'on conservait la même disposition lorsque le courant devient considérable, il en résulterait aux fortes charges un échauffement exagéré de la machine, en même temps qu'un ralentissement par l'effet de la chute de voltage ; on évite ces deux inconvénients en réduisant la densité du courant dans les spires par Tun ou Tautre des deux artifices indiqués au paragraphe précédent, de préférence par le plus simple, c'est-à-dire le shuntage du champ inducteur. Ce dispositif est, du reste, employé aujourd'hui accessoirement dans presque toutes les applications où l'on utilise des méthodes de réglage basées sur d'autres principes.

Pour tirer parti de la Yariation de voltage aux bornes, certains auteurs, tels que H. Henry % n*ont pas craint de recommander la distribution à 3 fils, par 2 fils isolés et la voie comme fil neutre; en mettant le moteur en circuit tantôt entre les deux fils isolés, tantôt entre Tun d'eux et les rails, on ferait varier la vitesse dans la proportion de 2 à 1. Mais le système à 3 fils, qui n'a pu réussir jusqu'ici par suite de considérations pratiques, perdrait, si on remployait ainsi, une partie des autres avantages qui le rendent désirable.

Un autre cas serait celui de lignes divisées en tronçons alimentés à des potentiels différents ; on pourrait, par exemple, en alimentant au potentiel de 7 ou 800 volts des lignes suburbaines faisant suite à des lignes urbaines à 4 ou 500 volts, réaliser, en même temps qu'une importante économie de cuivre, la diff'érence de vitesse désirable entre les deux parties du parcours. Le même matériel générateur pourrait distribuer Ténergie aux divers tronçons, à condition d'adjoindre des survolteurs pour l'alimentation de la partie suburbaine.

La possibilité pratique de cette double alimentation est suffisamment établie par l'exemple de la ligne de Washington, Alexandria and Mount Vernon, qui présente une partie à distribution aérienne à 600 volts et une conduite souterraine à 220 volts' ; on a vu plus haut les dispositifs employés pour permettre l'éclairage des voitures dans ces deux conditions si différentes.

C. Changement de couplage des moteurs, méthode < série-parallèle ». — Le principe de la méthode c série-parallèle », qui semble avoir été indiquée pour la première fois par /. Hopkinson^ puis par

* The Eleclrical Engineer^ 18 septembre 1895.

> Le voltage réduit de 220 volts a été adopté dans ce cas surtout pour faciliter le maintien de l'isolement des conducteurs souterrains ; c'est à un point de vue tout différent que nous nous plaçons ici.

Reckenzaun, est contenu dans les remarques faites plus haut (t. 11^ p. 116) sur les propriétés des couplages.

Le couplage en parallèle (6g. 541 a) et le couplage en série (fig. 541 b) permettent de faire varier du simple au double, à vitesse égale, la force contre-électromotrice opposée à la tension du réseau ; à couple égal, la vitesse obtenue dans le premier cas sera donc sensiblement double de celle obtenue dans le second, et, comme il n y a ni dans l'un ni dans Tautre de rhéostat en circuit, le rendement varie relativement assez peu et est aussi élevé que possible, contrairement à ce qui se produit dans toutes les méthodes précédentes. Au démarrage, les deux moteurs étant en série produisent le même couple total avec un courant moitié moindre que celui qu'ils absorberaient s'ils étaient en parallèle ; en outre, il suffit, pour limiter le courant à une même valeur maxima, d'une résistance notablement moindre.

Pour réaliser ces changements de couplage, il n'est besoin que d'un commutateur approprié, et il semble que cette méthode eût dû être adoptée depuis longtemps. Cependant Sprague, après l'avoir employée quelque temps en 1888, l'avait abandonnée, de peur, dit-on, de compliquer le problème, et avait préféré conserver les deux moteurs couplés toujours en parallèle pour mieux assurer leur indépendance. Tout le monde avait suivi cet exemple en Amérique et, jusqu'en 1890, on s'était contenté d'appliquer à chacun des deux moteurs les méthodes indiquées plus haut pour un seul.

Les dépenses trop grandes d'énergie résultant de cette façon de faire ont cependant amené , trois ans plus tard , les compagnies américaines à reprendre la question et, après divers tâtonnements, elles sont arrivées rapidement à une solution élégante et simple.

La difficulté à résoudre était seulement d'établir des transitions entre les deux régimes de vitesse que donnent les deux couplages et qui ne peuvent constituer à eux seuls une gradation suffisante. Quelques ingénieurs pensaient au début que le mieux était d'ajouter un commutateur spécial pour le changement de couplage aux dispositifs de régulation déjà employés et de ne faire intervenir ce commutateur que rarement, par exemple lorsque la voiture passait de rues fréquentées dans des rues à faible circulation ou dans la campagne; comme on le verra plus loin, celte idée a été

aussi en faveur en France, où elle a été appliquée notamment sur les tramways de Paris et du département de la Seine. Mais on a reconnu qu'il était bien préférable de combiner le commutateur et les autres dispositifs de réglage en un seul appareil, et d'utiliser les méthodes anciennes simplement à produire des étapes intermédiaires dans la série des régimes.

M. Parshall^ qui a réalisé le premier système de régulation « série-parallèle » pour TEdison General Electric Go., en 1891, a eu recours d'abord au procédé ordinaire de celle-ci, la commutation des bobines de champ, et il a été amené ainsi à combiner les deux couplages avec des connexions variables des galettes de chaque inducteur. Mais cette disposition, qui péchait par un excès de complication, a bientôt été abandonnée et, bien que quelques

-^Q-©^\/Wr@^WV\r- ^-^Qi^^Evip

Fig. 564. — Schéma des combinaisons de la méthode série-parallôle

appliquée au cas de deux moteurs.

1,2, 3, 4, régimes Taries des moteurs en série.

5, 6, 7, combinaisons de transition pour faciliter la commutation des courants.

8, 9, 10, régimes variés des moteurs en parallèle.

spécialistes proposent de temps à autre d y revenir, il est peu probable qu'on l'emploie désormais.

Aujourd'hui, les régimes intermédiaires sont obtenus, de même que dans les méthodes mixtes ci-dessus, au moyen de résistances en série et de shunts ^ qui sont intercalés successivement dans chaque couplage, comme le montre le schéma (fig. S64), et Ton s'impose de n'employer d'une manière prolongée que les régimes sans rhéostat. Ce système, que nous indiquons ici sommairement, mais qui est décrit plus loin d'une manière complète, a été adopté en 1893 d'abord par la General Electric Co., puis par toutes les autres compagnies américaines. Il présente l'avantage d'une grande simplicité.

* L'archaïque méthode de la « boucle • (p. 137) est aujourd'hui abandonnée.

La figure S65 donne un exemple des rendements obtenus avec un équipement à deux moteurs, d*aprës des chiffres relevés en service courant par M. S. H. Hering; il s*agissait de moteurs Westinghouse d"" 3 ; aujourd'hui, on atteint des chiffres un peu plus élevés.

Jusqu'ici, on n'a guère eu à appliquer la méthode des couplages variables qu'au cas de deux ou de quatre moteurs ; mais cette méthode est évidemment générale et pourrait être appliquée à Tensemble des moteurs d'un train formé de plusieurs automobiles attelées ensemble. Elle présenterait seulement une complication croissante avec le nombre des moteurs et l'on peut considérer le nombre

eu

Pc;

Iso.

Srf

tniç

tou

he

tu

oem

^loi

ich{

0 s tO 15 20 25 30 35 ^0 45 50 5S 60

Tuissance aux bornes

Fig. 565. — Rendements pratiques obtenus aToc un équipement sèrie-parallële (les puissances sont exprimées en chevaux).

Combinaison à &ible vitesse tQ l 3 a a

ombintffson à grande vitesse

Fig. 566. — Méthode série-parallèle. — Groupements de quatre moteurs.

de quatre (quatre moteurs ou quatre groupes) comme un maximum. Ces quatre groupes peuvent, comme on Ta vu plus haut (t. II, p. 123), donner lieu à trois couplages distincts fournissant des forces électromotrices croissantes suivant la proportion 1,2 et 4, ce qui, si Ton ajoute encore des shunts sur les inducteurs, suffit à assurer une régulation très parfaite et très continue. On pourrait, dans ces conditions, supprimer l'emploi de tout rhéostat pour le démarrage, mais il vaut toujours mieux en conserver un pour adoucir le départ.

En pratique, comme l'emploi des trois combinaisons de la figure 544 conduit à une certaine complication des commutateurs, on préfère souvent diviser les quatre moteurs en deux groupes,

io4 LA TRACTION ÉLECTRIQUE

formés soit de deux unités en série, soit de deux unités en parallèle, et Ton fait alors porter les changements de couplage sur ces deux groupes de deux pris en bloc. Mais on profite mieux des avantages de la méthode en ajoutant dans chaque groupe un commutateur spécial, qui permet de mettre les deux moteurs tantôt en série, tantôt en parallèle ; en se réservant de ne manœuvrer ces commutateurs que rarement, par exemple lorsqu*on passe de Tintérieur d'une ville dans les faubourgs, on peut les séparer du régulateur et conserver à celui-ci toute sa simplicité. La figure 566

représente les combinaisons

1 ^ imIq ^h^mio r . JWQ mnmQ î^'^"^ réalise de la sorte sur de

. • ^ nombreuses lignes américaines

^'^^^f^'^^f^f^''^^ en partie urbaines et en partie

^ \<W»<H<iKp^ suburbaines.

* ^ Hdt^ H((i<^^W<^i" MC^Wo flHfo, ^ ^^^ ^^ ligne du pont de e \ ^ . , . Brooklyn , les locomotives

-wwry-nm^/cutmn^ nm ^.nwirviwwr^n. électriqucs , qui rcmorqucnt

• ^^^*w^<KHW»^^ des trains de 120 1. à la vitesse 7 ^'jyiMfniMifnhllwiiyn 'Wn iiwq'jiiié'q de 18 km : h. sur une rampe A \r; , de 3,78 p. 100, sont équipées

ZI~^ZZIZI — ^® ^®^^® façon avec des régu-

Miwwro#^YO|OMi(#c^^Wo#IK^^ lateurs série-parallèle Ki4. Un

Kg. 667. - Méthode série-paraUèle. disjoRcteur automatique se dé- Groupements de six moteurs. clenche lorsque le courant dé-

passe 800 ampères.

On a même réalisé des combinaisons série-parallèle pour des équipements à six moteurs; la figure 567 en donne un exemple dû à la General Electric Co. et qui s'explique de lui-même.

Ce genre de régulation s'applique également aux moteurs excités en dérivation, à la seule condition de prendre les précautions indiquées précédemment (t. II, p. 121).

Lorsque le nombre des moteurs dépasse quatre, les courants à manier deviennent très considérables et il est préférable de répartir ces moteurs en groupes de deux, qu'on règle séparément, tout en maintenant pour le mécanicien la possibilité de les manœuvrer simultanément par l'emploi de transmissions ou de servomoteurs appropriés, dont on verra des exemples au paragraphe 3.

Régimes obtenus par la méthode série-paralléle. — La méthode série-parallèle ne donne par elle-même qu'uo nombre de régimes très limité, deux dans le cas de deux moteurs, trois daos le cas de quatre moteurs ; les courbes correspondantes sont donc très distantes. En ajoutant à chaque couplage une modification par shunt, on double le nombre de ces combinaisons. Les courbes correspondant aux deux couplages en série et en parallèle se déduisent des courbes correspondantes d'un seul moteur par la méthode indiquée ci-dessus (t. IL p. 124) et les courbes ayec shunt par la méthode de la page 143.

A titre d'exemple de ce calcul, la figure 568 représente les courbes obtenues pour une voiture munie de deux moteurs semblables à celui étudié plus haut (p. 146). Les courbes en traits forts se rapportent à la marche sans shunt et les

«2 JL

MO

vT

jL

Stt

uk

fAD

fc(8

tf^«

■ts

sb

sB

€ljt

xîi

ik

Isa

'if

:sV

«se

tf*'.

JL.

ïTTS

fp^

Di

te

te

se

Ampères

eo

Fig. 568. — Courbes complètes de fonctionnement d'un équipement à deux moteurs arec combinaisons série-parallôle . Les courbes en traits mixtes définissent un moteur seul, les courbes en traits forts la marche en série ou en parallèle sans shunt, les courbes en traits fins la marche avec shunt et les courbes en pointillé la marche avec rhéostat en série.

E, moteur seul. — A et B, moteurs en parallèle. — C et D, moteurs en série.

courbes en traits fins au cas où Ton applique à chaque moteur un shunt de 1,6 ohm; elles doivent être employées seulement dans les limites où Taffaiblissement ne produit pas d*étincelles exagérées aux balais. Ces courbes sont déduites des courbes en traits mixtes relatives à un moteur seul.

On voit que Tintervalle entre les deux groupes de courbes est très grand ; pour réaliser des lignes intermédiaires, tracées en traits pointillés, il faut recourir à Taddition de résistances en série convenablement choisies. Ces lignes se tracent suivant les méthodes indiquées plus haut (p. 130).

L'épure ainsi déterminée donne les éléments complets d*une régulation série-parallèle. En fait, la variation de champ et, par suite, la vitesse réalisée

par remploi du shunt sont plus restreintes, comme le montrent, par exemple, les courbes de la figure 527 relative à un bon type américain, le G. E. 800, avec et sans son shunt. Aussi, le plus souvent, la méthode série-parallèle ne permet-elle d'utiliser aux vitesses admises que deux des quatre courbes économiques (sans rhéostat), soit les courbes A etB, soit les courbes C et D ; en pratique, on devra s'arranger pour marcher normalement sur les courbes A et B, en conservant les courbes G et D pour le démarrage et les fortes rampes. I] existe en France plusieurs installations où, au contraire, faute d'avoir modifié les enroulements d'induit de moteurs importés d'Amérique et donnant des vitesses trop grandes, on a dû renoncer pratiquement au couplage en parallèle et se résoudre à marcher constamment sur les courbes A et B, ce qui enlève à cette régulation toute sa raison d'être. On doit donc apporter beaucoup de

i,sso e soo

X^Soo ^zso

'CL.fSÛ

so

hs

noo

QOO L.

ioo S"