COURANT MOYEN

TOltS

Vitesse en kilomètres à Theure

Dépense d'énergie par voilure- kilomètre

pendaat

les 14

premières

secondes

du démarrage

peDdanlun parcours complet,

démarrage

Don

compris

Méthode du rhéostat, 2 moteurs en parallèle ....

avec résistance

saos résistance

avec inducteurs shuntés.

Méthode série-parallèle . .

2 moteurs en série . . .

1 seul moteur

2 moteurs en parallèle .

ampères

ampères

cboTaux

kilomètres

watts-h.

G^est naturellement au démarrage que le bénéfice est le plus sensible. A priori, il suffirait d'un courant moitié moindre pour produire le même couple total avec la seconde méthode qu'avec la première; mais Tintervention des régimes intermédiaires, qu'on fait défiler successivement en tournant la manette au fur et à mesure

i'* LA TRACTION ÉLECTRIQUE

de l'accéléralion de la vitesse, modiSe un peu ces proportions. Pour avoir une idée nette de ce qui se passe dans les deux cas entre la première poussée et la mise en pleine vitesse d'une automobile, nous avons fait les calculs qu'on trouvera au chapitre XUl dans la théorie du démarrage; à défaut de ces calcula, on peut se faire une idée des résultats obtenus par la tigure 577, publiée par la General EUectrîc Co. et qui représente en fonction du temps les valeurs successives du courant; chaque point anguleux des courbes provient d'un changement de position de la manette du rhéostat

Fig. S17. — Comparaison entra les démarragea daUS l'uu deS CaS et du

obtenus par la méthode du rhéostat (courbe II) r i ■ i i> é

el par la méthode série -parallèle {courba I). régulateur daUS 1 autre.

Courbes de courant en fonction du temps, à ^^u bout de 18 secondes, la tension de 500 Tolts.

les deux procédés réalisent la même combinaison , c'est-à-dire le couplage des deux moteurs en parallèle, et la même vitesse (celle-ci atteint son régime normal au bout de 25 secondes) ; mais, dans la méthode du rhéostat, le courant part de 80 ampères et dépasse 100 ampères à un certain moment, tandis que, dans la méthode série-parallèle, il part de SO ampères seulement et ne dépasse pas 65 ampères.

Le courant moyen pendant les 18 premières secondes, calculé en planimétrant le diagramme, est de 42,9 amp. avec la deuxième méthode, au lieu de 62,1 avec la première, ce qui constitue une réduction de 31 p. 100. L'économie en énergie g pour un démarrage est, d'après cela, en admettant une tension de 5QQ volts,

i = 19',5 X 500 volts X -n-TjjfT = 50 valts-heures environ.

En admettant qu'on ait en moyenne 5 arrêta par kilomètre, ce qui n'a rien d'exagéré sur un tramway, on réalise ainsi un bénéfice de 1/4 de kilowatt-heure par voiture-kilomètre.

Il est à remarquer que le bénéfice ne s'arrête pas là, car la ^inution du courant consommé permet de réduire dans la même proportion le débit des génératrices et par suite les frais de pre- "^'^r établissement de la station centrale. C'est là un résultat ^nne importance trop manifeste, semble-t-il, pour qu'il y ait lieu ^y insister davantage; cependant, bien des ingénieurs, ne considérant que le prix de revient de l'énergie, sont portés à croire ^^^ la dépense de courant n'intervient que pour une faible part aans leg frais d'exploitation ; ils oublient ainsi que l'intérêt et ^'^Ortissement du capital engagé dans les installations fixes sont, ^alité, proportionnels à la dépense moyenne de courant par ^^"^ et que la plus petite réduction de cette dépense entraine ^^ économie corrélative considérable ou permet d'étendre les

services desservis par l'usine.

Conclusions. — Il n'y a donc pas à hésiter sur le choix de la régulation toutes les fois qu'on dispose de deux moteurs : la méthode série-parallèle est celle qui donne la solution la plus économique et la plus rationnelle. Une seule considération peut faire hésiter à l'adopter, celle du patinage au démarrage ^ Mais heureusement l'adhérence dont on dispose est, en général, plus que sufGsante pour le démarrage des automobiles. Il n'y a qu'un cas où il y ait lieu de se préoccuper sérieusement de cette difficulté, c'est celui des locomotives ayant à remorquer des trains très lourds et à arrêts très peu fréquents; là, il y a quelque intérêt à conserver toujours le couplage en parallèle, et, comme la vitesse entre stations est sensiblement constante, le rhéostat n'a à intervenir qu'aux démarrages. Au contraire, sur les lignes métropolitaines desservies par locomotives, aussi bien que sur celles équipées avec des voilures automobiles, le réglage par couplage variable est nécessaire au point de vue économique, à cause de la fréquence des démarrages; aussi cette méthode a-t-elle été adoptée sur le chemin de fer aérien de Liverpool, sur la ligne souterraine de Budapest et sur tous les métropolitains américains, qu'ils soient exploités par locomotrices ou par trains d'automobiles.

* Cette question sera étudiée au chapitre XIII.

Quand il s'agit d*automobiles isolées munies d*un seul moteur, la méthode série-parallèle n*est plus applicable ; mais ce n'est pas un motif pour s'en tenir au simple rhéostat, car la méthode de réglage par l'excitation et en particulier la méthode du shunt permettent d'améliorer assez notablement le rendement; ce qui mériterait surtout d'être essayé dans ce cas particulier, c'est la méthode du double induit, qui jouit des propriétés désirées sans l'inconvénient du patinage et semble parfaitement applicable aux voitures de tramways à équipement simple.

Cas des voitures automotrices. — Nous ne reviendrons pas sur le cas très spécial de la locomotive Heilmann, pour laquelle le système à potentiel variable est éminemment rationnel, et nous nous occuperons seulement des voitures à accumulateurs.

Pour celles-ci, la question d'économie d'énergie prime toutes les autres, puisque le poids de la batterie doit être accru en proportion de l'énergie dépensée ; la réduction du courant de démarrage au minimum est aussi particulièrement importante au point de vue de la conservation des plaques, qui exige une densité de courant limitée.

Dans les voitures à un seul moteur, la division de la batterie en deux moitiés nous paraît opportune à ce point de vue ; elle donne deux vitesses économiques, allant du simple au double et qu'on ne pourrait obtenir autrement qu'en adoptant des induits à deux collecteurs. Les méthodes du rhéostat et du shunt, bien que d'un emploi facile, entraînent plus de pertes et font travailler les éléments à des régimes plus forts au démarrage.

Pour utiliser rationnellement la méthode de variation du champ , employée, par exemple, sur les nouvelles voitures des tramways de Paris et du département de la Seine, il faudrait réaliser la régulation à puissance constante, qui demande à la batterie toujours le même courant; M. Johannet avait appliqué ce système à la voiture d'essai de la Compagnie Générale des Omnibus (1893) ^ Mais, comme nous l'avons montré plus haut, on est très limité dans cette voie. Aussi voit-on, par exemple, sur la ligne de Paris-Saint-Denis,

* Revue induetnelUf 2 décembre 1893.

le débit, qui est normalement de 3o amp., s'élever à certains moments à 100 ou 120 amp. et même davantage, ce qui correspond k plus de 5 amp. par kilogramme de plaques. En admettant même qu'on soit maître de la variation du courant, cette régulation exige Vintervention constante du mécanicien, qui doit avoir un ampèremètre sous les yeux, et fait dépendre de sa surveillance la conservation de la batterie, ce qui est toujours une condition défavorable. La division en demi-batteries est donc préférable. Dans les voitures à deux moteursy la méthode série-parallèle est tout indiquée et permet, à elle seule, de réduire de moitié le courant et la vitesse, en sorte que la division en deux de la batterie D'est plus aussi utile ; on peut cependant employer encore celle-ci avec avantage pour abaisser les pertes d'énergie pendant le démarrage, comme on Ta fait par exemple à New-York, à l'aide des dispositifs décrits plus loin ; cette solution permet d'atteindre pour les moteurs un courant de démarrage quadruple du courant normal sans modifier la densité de courant dans les accumulateurs.

\ § 2. — Combinaisons accessoires de la régulation

On peut classer parmi les combinaisons accessoires et plus ou moins facultatives de la régulation l'inversion de marche, la récupération de l'énergie aux descentes par les moteurs et enfin l'emploi de ceux-ci comme freins.

Inversion de marche. — L'expression du couple (t. II, p. 72] indique que pour changer le sens de rotation des moteurs il suffit, quel que soit le mode d'excitation employé, d'intervertir soit le sens du courant dans l'induit, soit celui du flux inducteur en inversant le courant d'excitation.

Autrefois, lorsqu'on employait des balais en cuivre décalés en avant dans le sens du mouvement, il fallait, pour éviter de trop y fortes étincelles, les déplacer en changeant le sens de rotation,

de façon à leur faire occuper une position symétrique de la première par rapport à la ligne neutre, ou bien employer deux paires de balais décalés en sens opposé et qu'on appliquait à tour de rôle

au moyen de leviers. Ce système, imaginé par Reckenzaun, est abandonné depuis si longtemps qu'il est inutile de le décrire.

Aujourd'hui, grâce aux balais en charbon normaux au collecteur et aux champs intenses qui permettent de supprimer tout décalage, il n'y a plus à se préoccuper du collecteur lors des changements de marche.

Récupération de l'énergie. — Gomme nous l'avons déjà rappelé plus haut (t. II, p. 77), les moteurs à excitation constante peuvent, sans changer de sens de rotation, fonctionner comme génératrices au lieu de servir de réceptrices, dès que, par suite d'une augmentation d'excitation ou de vitesse, ils produisent une force électromotrice supérieure à la tension du réseau. Ce fonctionnement est impossible pour les moteurs en série, parce qu'ils ne tournent pas dans le même sens comme génératrices que comme réceptrices; mais on peut encore arriver au même résultat en leur appliquant la méthode mixte indiquée plus haut.

L'excitation, dans ce cas comme dans le premier, est alors constante et le courant change simplement de signe, prenant la valeur

où r est la résistance du moteur.

Le couple électromagnétique conserve aussi la même expression en devenant négatif. Quant à l'énergie récupérée dans l'unité de temps, elle a pour valeur

El' = E ^-=lH. (53)

Le rendement devient

El

en supposant le couple C évalué en joules.

Pour accroître Ténergie récupérée lors des arrêts rapides ou pour réduire la vitesse des voitures , on trouve avantage à renforcer le plus possible l'excitation au moment opportun ; cet eflet s'obtient sans difficulté dans les méthodes de régulation par variation du champ ; dans le cas de la méthode série-parallèle, on arrive au même but en mettant momentanément les moteurs en série.

rs

d*im moteur marchant en récupération. — Les courbes de fonctionnemeot d*un moteur marchant en récupération sur une descente se déduisent aisément des courbes normales de fonctionnement du même moteur.

Prenons, par exemple, le moteur défini par les courbes de vitesse et de couple de la figure 578, en pointillé, et dont la résistance d'induit est 0,7 ohm.

La vitesse qu'il prendra se calcule facilement en fonction du courant en remarquant qu'à intensité égale I dans l'induit la perte de charge rl change

55»^ SM bSO 40(1

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CouranH en ampères

Fig. 578. — Relation entre les régimes de marche ordinaire et les régimes de

récupération d'un moteur excité en dôrivation.

de signe ; la vitesse en récupération n' est donc majorée par rapport à la vitesse en marche normale n correspondant à la même abscisse dans le rapport

r^ U + rl n ■" U — rl'

La vitesse n était représentée par une ligne pointillée tombant au-dessous de rhorizontale du point de départ ; la vitesse n! sera donc représentée par une ligne symétrique par rapport à cette horizontale. De même, les vitesses en marche avec des résistances en série de 2,8 ohms, 6,3 ohms, etc., étant représentées par des lignes plus tombantes (obtenues expérimentalement ou déduites de la précédente par le calcul), les vitesses en récupération avec les mêmes résistances seront figurées par des droites symétriques non tracées sur l'épure.

A courant égal, le couple extérieur C que l'effet de la gravité doit produire à la jante des roues est égal au couple électromagnétique augmenté du couple de pertes Cp

tandis que, dans la marche normale, le couple mécanique utile à la jante des roues Cu est la différence du couple électromagnétique et des pertes

^ (U--rl)I ^ les couples étant exprimés en joules. D'où Ton déduit, à courant égal,

La ligne représentative de C^ est donnée ; on trace facilement la droite qui

représente

U — rl,

il suffit de reporter au-dessus de cette droite les différences entre ses ordonnées et celles de la courbe de couple C^ pour obtenir la nouvelle courbe de couple C Sur la figure, les forces étant exprimées sous forme d'efforts de traction F en kilogrammes, Téquation (57) est remplacée par Féquivalente

r(U~rl)I -1

vxMi ^ y

L Q fi J

V étant la vitesse en kilomètres à l'heure.

On obtient de cette manière les courbes supérieures représentées en traits pleins.

Ces courbes montrent l'influence du courant à vide qui ne permet de récupérer que sur des pentes assez fortes ; nous reviendrons d'ailleurs sur ce sujet au chapitre XIll. Il faut tenir compte, en outre, de la puissance absorbée pour l'excitation (ici 2 ampères), qui se retranche de la puissance récupérée ; l'origine de l'échelle des abscisses doit être en conséquence reculée de 2 ampères vers la droite, comme l'indique la figure.

Emploi des moteurs comme freins. — Bien que la question du freinage doive être traitée en détail au chapitre XIV, nous ne pouvons quitter l'étude de la régulation sans parler de Tapplication des moteurs à la production d'un arrêt rapide ; cette question rentre en effet dans la régulation par le fait qu'il s'agit encore de combinaisons d'induits, d'inducteurs et de rhéostats, et nous la considérerons ici seulement à ce point de vue, pour rendre plus intelligibles les exemples donnés plus loin au paragraphe 3.

En ce qui concerne les moteurs excités en série, cette application peut se faire de deux manières :

1** Freinage par inversion de marche. — On peut faire machine en arrière de même que par la marche à contre-vapeur sur les locomotives, en inversant le couple moteur, comme nous venons de le dire; mais alors la force électromotrice de la dynamo, au lieu de se retrancher, s ajoute à celle du réseau de distribution et tend à produire une intensité de courant exagérée ; celle-ci donne lieu à un arrêt trop violent, en même temps qu'elle peut endommager le moteur si Ton n'a soin d'intercaler dans le circuit une très forte résistance.

Soit U la force électromotrice du réseau, E celle du moteur, r sa résistance; l'intensité est,

en marche ordinaire, I = ,

TJ I p/

en marche en arrière, I'= — ,

2U qui diffère peu de —7.

Pour un moteur qui consomme, par exemple, en marche normale 30 ampères sur un réseau à 500 volts, avec une résistance intérieure de 1,3 ohms à chaud, le courant deviendrait au moment de l'inversion

r = ^ =770 ampères,

tandis que la limite pratique pour ce moteur est d'une soixantaine d*ampères.

Il faudra donc ajouter au moment de Tinversion une résistance de 15 à 20 ohms capable de supporter un courant à 60 ampères et par conséquent très volumineuse ; le couple freinant du moteur dépendra alors uniquement de l'intensité admise.

Mais cette solution exige l'emploi d'un rhéostat supplémentaire coûteux et elle entraîne sur la ligne une dépense inutile d'énergie de 300 X l' joules par seconde. En outre, elle n'est pas sûre, parce que toute rupture de communication entre le trôlet et la ligne la rend inefficace. Elle peut même entraîner de graves accidents dans le cas où des voyageurs, effrayés par l'approche du danger qui motive l'arrêt brusque, sauteraient à terre par la plate-forme arrière, car, aussitôt arrêtée, la voiture repart en sens inverse, au risque de les écraser.

Le freinage par inversion de marche n'est donc pas à recommander, même avec adjonction de résistances ; on ne doit jamais l'adopter sur une ligne nouvelle et il ne saurait être toléré qu'en cas de danger extrême sur les voitures dépourvues d'autre mode de freinage électrique.

2** Freinage par mise en court-circuit. — Les inconvénients précédents disparaissent si Ton supprime au moment du freinage l'arrivée du courant de ligne, tout en fermant Tarmature et l'inducteur en court-circuit sur des résistances ; celles-ci sont encore nécessaires pour éviter une intensité de courant exagérée et permettre de graduer l'action du frein, mais le rhéostat de démarrage suffit ici à cet objet, puisque la force électromotrice du moteur ne dépasse pas celle de la ligne.

Le moteur, dont l'armature se trouve mise en mouvement par l'essieu à l'aide des engrenages qui les solidarisent, devient générateur en s'excitant lui-même et débite du courant dans le rhéostat. Soient R la résistance en circuit et E la force électromotrice de la dynamo à l'instant /; un travail

est produit par celle-ci et transformé en chaleur dans le rhéostat aux dépens de la force vive de la voiture '. Une méthode analogue à celle indiquée plus haut pour l'étude de la récupération nous permettra d'examiner avec détails au chapitre XIV les régimes que prennent les moteurs pendant le freinage avec des résistances variables.

A la rigueur, on pourrait se dispenser d'introduire un rhéostat, mais le court-circuit risquerait alors de donner lieu à un arrêt très brusque et à un échauffement exagéré du moteur.

Cette méthode de freinage repose, comme on le voit, sur l'autoexcitation du moteur. Celle-ci se produit sans artiGce spécial pour le moteur excité en dérivation, qui conserve sans changement le champ magnétique existant au moment où l'on fait l'inversion. Hais il n'en est pas de même pour le moteur en série; il ne suffit plus

* Un trayail supplémentaire est absorbé soas forme de pertes dans le moteur.

alors de fermer le circuit du moteur tel qull est disposé en marche normale, car le courant qu'il produirait dans ces conditions tendrait à détruire laimantation des inducteurs au lieu de la renforcer; il faut donc avoir soin d'inverser en même temps les connexions entre Tinduit et l'inducteur, tout comme pour le changement de marche.

Lorsque l'équipement d'une voiture comporte deux moteurs en série, la manœuvre est analogue. Dans le cas où les moteurs restent toujours couplés en parallèle d'une façon invariable (fig. 579) on peut se contenter, tout en interrompant l'arrivée K du courant, d'inverser les connexions entre les induits et les inducteurs ', comme le montre la figure 580. Les deux moteurs sont alors disposés de façon à produire, par leur magnétisme rémanent, des forces électromotrices «, e' dirigées en sens opposé au courant I qui les parcourait. Par suite de la petite différence qui existe tou* jours entre les champs magnétiques de ces deux moteurs, l'une des forces électromotrices, e' par exemple, l'emportera sur l'autre e, et leur différence produira dans les deux moteurs, formant un

groupement en série, un petit courant i =p 7V.> ^^ inversera la

polarité du moteur le plus faible.

A partir de ce moment, les deux forces électromotrices étant de même sens, les moteurs s'amorceront rapidement et l'intensité du courant dans leur circuit commun prendra une valeur égale à celle que donnerait chacun fermé isolément sur lui-même.

Ce dispositif a été breveté par M. Short ' et appliqué sur diverses lignes américaines. Il présente deux inconvénients : si les deux moteurs sont bien construits, la différence de leurs forces électromotrices est si petite que l'inversion de polarité du plus faible

Fig. 579 et 580. — Changement de connexions pour le freinage par mise en court-circuit.

' Certains auteurs ont exprimé l'opinion que la marche en parallèle des moteurs en temps normal assurait un freinage automatique en cas de rupture du fil de ligne ou de déraillement du trôlet ; cela n'est vrai que si Ton dispose d'un inverseur et que le mécanicien ait la consigne de s*en servir dans ce cas ; sinon, il n'y a pas amorçage.

* Brevet américain n» 474031, 3 mai 1892.

ne peut être produite ou tout au moins demande un temps assez considérable pour rendre le freinage tardif; ensuite, en cas d'accident à l'un des moteurs, Tautre ne peut fonctionner, puisque leur circuit esttommun.

Il vaut beaucoup mieux mettre séparément les deux moteurs en court-circuit sur eux-mêmes ; la période d'amorcement est alors

très courte et chacun des moteurs fait frein pour son propre compte.

On peut aussi, comme Ta indiqué M. Bonta^j mettre les deux moteurs en série au moment où on les ferme en court-circuit et où Ton intervertit les connexions, comme le montre la fi&rure 581. Les Autre mode deux f. é. m. sout alors de même sens dès le début. de connexion Nqus n*insisterons pas ici sur les inconvénients

pour lamise en ^

court-circuit. du freinage par les moteurs seuls, qui seront indiqués au chapitre XIV ; ils ne peuvent, en dehors du cas où le profil des lignes rend possible une sérieuse récupération d'énergie, permettre de considérer ce procédé autrement que comme un frein de secours, auquel les freins magnétiques excités par les moteurs sont bien préférables.

§ 3. — Appareils employés pour la régulation

Régulateurs. — D'après ce qui précède, on voit qu'il faut, en général, pour effectuer la régulation, un rhéostat et un commutateur multiple ou u régulateur ' », permettant de réaliser instantanément les diverses combinaisons de circuits. Il y a lieu d'y ajouter

1 Brevet français, 1895.

' En anglais « controUer », c'est-à-dire gouverneur, régulateur. C'est un contresens ridicule de traduire ce mot en français par l'expression de « contrôleur », qui correspondrait à l'anglais « comptroller » et s'applique déjà à l'agent chargé du contrôle des recettes aux stations. Les exemples de mots français qui ont change de sens en passant en anglais sont assez nombi*eux pour qu'on doive se méfier de ces réimportations, d'ailleurs parfaitement inutiles. De même, pour désigner celui qui manœuvre le régulateur, nous rejetterons l'absurde mot de • -wattmann » qu'on emploie quelquefois et qui n'appartient à aucune langue; ce n'est pas un néologisme, mais un « snobbisme ». La véritable traduction du terme américain « motorman », c'est « machiniste » ou « mécanicien », termes que le simple bon sens indique d'ailleurs suffisamment, si Ton ne veut pas employer celui de « conducteur ».

un inverseur pour le changement de marche et au besoin la mise en court-circuit. Le commutateur et l'inverseur peuvent d*ailleurs être et sont généralement confondus ou réunis dans un même appareil, qui prend encore le nom de < régulateur ».

Les organes du régulateur sont contenus dans une caisse en tôle, fixée sur la plate-forme; une ou deux manettes faisant saillie hors de la boite permettent de les manœuvrer de l'extérieur; sur les voitures destinées à circuler dans les deux sens, il y a en général deux régulateurs pareils couplés en parallèle par rapport aux divers circuits, ce qui permet de faire la régulation de Tune ou Tautre plateforme. Les manettes du régulateur doivent être retirées et emportées par le mécanicien chaque fois qu'il quitte la plate-forme où il se tenait. Les câbles pénètrent dans la boîte par une ouverture située à la partie inférieure et aboutissent aux bornes d'un petit tableau de connexions placé à l'intérieur; celui-ci porte deux interrupteurs qui permettent d'isoler Tun ou Tautre moteur en cas d*avarie.

Dans quelques matériels équipés en dehors des règles ordinaires, on rencontre des régulateurs dont certaines parties sont placées sous le plancher (fig. 582 et 585).

Nous allons examiner dans ce qui suit, avec plus de détails, la construction des divers organes des régulateurs et appareils accessoires qui figurent dans l'équipement des voitures.

Rhéostats. — La première condition que doivent remplir les rhéostats, c'est de présenter sous le plus faible volume possible une grande résistance et un pouvoir refroidissant suffisant. En outre, quand on doit faire varier la résistance en circuit, il faut ajouter aux rhéostats une série de connexions aboutissant à des touches sur lesquelles un levier peut venir faire contact à volonté en des points variables. Il y a avantage à faire varier la section des différentes parties proportionnellement au courant qu'elles auront à supporter.

Dans l'industrie, on dispose, pour construire ces appareils, de moyens variés : boudins en fil de fer ou de maillechort, toile de fer, barres de charbon, cuves électroly tiques, etc., et l'on peut, en général, leur affecter une place suffisante pour en assurer la ventilation complète. Les mêmes conditions se rencontrent sur les

locomotives électriques à ch&ssis spacieux : c'est ainsi qu'on a, par exemple, employé des boudins en fil de fer sur les locomotives du City and South London Ry., décrites plus haut, et un rhéostat à liquide très ingénieux sur la locomotive d'essai du P.-L.-M.

Mais sur les voitures de tramways il n'en est plus de même : d'une part, on est à peu près obligé de renoncer aux résistances en

charbon qui se briseraient et aux résistances liquides qu'il serait difficile de rendre étanches ' ; d'autre part, on ne dispose que d'espaces fort restreints pour loger les rhéostats et l'on doit, par conséquent, en réduire beaucoup le volume ; enfin, l'énergie à absorber pour le réglage et surtout lors des démarrages étant, en général, très considérable , il faut accepter des échauffements élevés, et construire les rhéostats de façon qu'ils n'aient rien à craindre de la chaleur el

pnwi ii^mw fmÊtmmm'mm

ÉUvalion.

Plan.

Pig. 582. — Disposition du rhéostat à boudins et ^^ puissent CaUSer d'indu commutateur électrique à touches des nou- cendie* Telles voitures de Paris- Saint-Denis. t r •

Les résistances en boudins, qui sont très encombrantes lorsqu'on veut les disposer convenablement, ne sont plus guère employées que par quelques sociétés européennes. Ces boudins sont généralement constitués par des fils en acier étamé groupés dans une caisse qu'il est bon de tapisser de matières incombustibles et qu'on place au-dessous de la voiture, sur le toit ou sous les banquettes (fig. S82).

Sur tous les réseaux américains et les lignes européennes équi-

' On verra cependant plus loin que la maison Kummer a fait quelques applications des résistances liquides sur les voitures de tramways.

pées avec des matériels analogues, on a depuis longtemps rem placé ces appareils par des rhéostats plus compacts, construits d'après UD tout autre principe. Celui-ci consiste à former te rhéostat de suhstances incombustibles ramassées dans un espace restreint

Fig. 'MS. — AncieD rhdostat h louches Thoinson-Houston (188U).

et pour lesquelles on admet un échaufTement assez considérable ; le circuit résistant est constitué, eu général, par des lames de fer empilées ou enroulées les unes sur les autres, avec ïnterpositioD d'uD isolant incombuslible tel que le mica ou l'amiante, et dans lesquelles le courant circule alternativement dans un sens et dans l'autre pour réduire au minimum la self-induction et, par suite, tes étincelles de rupture.

Le rtiéoslat à touches de l'aucieDoe Compagnie Thomaon-Houtlott, de forme circulaire ou semi-circulaire (fig.

583J, était Tonné d'une sorte

d'auge cylindrique en Tonte daas laquelle étaient empilées verticalement des feuillefl de tdie mince alternant avec des feuilles de mica. Chaque feuille de tâle de 75x 100 mm. était découpée suivant la forme représentée par la figure 584, de TaçoD à allonger le parcours du courant, qui arrivait par l'une des extrémités A ou E et sortait par l'autre ; les lames voisines étaient en contact deux h deux allemativement parleurs extrémités A ou E et séparées sur tout le reste de leur

surface p&runemiDCâ Teuille de mica. De celle manière, le courant était obligé de parcourir successivement toutes les lames de gauche à droite et de droite & gauche allernativemenl. Ces lames étaient mainteaues en place par deux demicercles en fer qui pressaient (avec interposition de mica) sur les épaulements ménagés en A et E. L'ensemble était isolé de l'auge serrant d'enveloppe par des plaques de mica et d'ardoise. Des plaques plus épaisses ea foute, ayant la forme de coins pour rattraper l' in égalité de longueur des circonférences intérieure et extérieure de l'auge cyliadrique, dépassaient les autres de 1 à 2 cm. et leurs

jpedelendenchemenl

Fig. 585. — Ancien r6gulat«ur k rhioshU de PanluU (I8MJ.

arêtes supérieures renforcées servaient de touches de contact pour la prise de courant, effectuée par uu frotteur eu laiton.

Ce rhéostat pouvait supporter 60amp.; sa résistance était de 20 ohms.

Un autre modèle de la même compagnie, représenté avec le régulateur correspondant par la ligure 5H5, consistait en une série d'anneaux circulaires plats découpés dans des tdles minces, fendus suivant un rayon et empilés les uns audessus des autres avec interposilioa de plaques de mica de manière à former un cylindre compact. Chaque anneau communiquait avec le suivant par une de ses exlrémitésel le courant circulait alternativement dans les sens dextrorsum et sinistrorsura de façon & réduire la self-induction au minimum*. L'épaisseur de ces plaques variait d'ailleurs rationuellement suivant leur position dans

' M. Parshalla fait ùca sujet nne expérience très intéressante (Piix. Init. of. El. Eng., New-York, 19 avril 1892) : un rhéostat de ce genre, composé datOO plaques ajant 30 cm. de diamètre, 15 cm, de hauteur et 25 mm. d'cpaiaseur radiale, présentait une

le cylindre, celles qui devaient rester peu de temps en circuit et supporter de Taibles courants étant les plus minc«s et celles qui dev&ient supporter des courants prolongés et intenses étant au contraire les plus épaisses. On prenait sur ce rhéostat des résistances variables k l'aide d'un bras de contact mobile muni d'un sabot frottant sur des touches en Ter, reliées b. différeats points du cylindre par des connexions en cuivre et isolées par de l'ardoise et Au mica.

Des dispositions analogues étaient adoptées à la même époque par tous les autres constructeurs américains; la forme seule différait. Lorsque l'on combinait remploi d'un rhéostat à touches avec un commutateur pour les bobines de cbamp, on avait soin de commander les deux appareils par un seul et même levier, comme le montre la ilgure 58!>, où le commutateur est en haut et le rhéostat en bas.

Avec les méthodes récentes, il n'est pas, en général, nécessaire de diviser la résistance en plus de 3 ou 4 parties, ce qui simplifie beaucoup les connexions ; il n'y a plus alors besoin de touches de conUct spéciales et les connexions aboutissent directement au commutateur. Comme on le verra plus loin. Les figures S86 et 587 représentent, par exemple^ les rhéostats employas aujourd'hui par ^'^^^neral Electric Co. el f^' la Compagnie Wes- 'i"9àoiise pour la régula- "°" série-parallèle. Les Ateliers SOerlikon emploient des types **>"' à lait similaires.

^oug ces rhéostats doivent à leur mode de construction une paiv laile incombustibiUté : on peut les maintenir sans détérioration penQam plusieurs heures à la température du rouge sombre. Néan- ™o^s, on recommande avec raison de ne pas leur faire dépasser

Mlf-indnciance de 40 milUbeorjs lorsque s W M B^ milliiienr)'a seulement lorsqu'on li UTemini jj, jg„, contraire.

igo LA TRACTION ELECTRIQUE

i S0°. Pour éviter qu'il puisse s'établir des arcs entre les tôles, il est bon que la difTérence de potentiel entre deux plaques voisines ne dépasse pas 10 volts. La section de chaque partie doit être proportionnée au courant correspondant. Pour plus de sûreté, ces

Fig. !iS7. — Rhéostat n" I de la Westinghouse Electric Companj.

rhéostats, généralement placés en dessous du plancher, en sont séparés par une tôle et une feuille de carton d'amiante.

Les rhéostats de la Compagnie Westinghouse et ceux de la Compagnie Walker, construits d'une façon analogue, sont formés de grands rubans de tôles enroulés avec interposition d'amiante ;

Fig. 5«8. — Mode de construction d'un rhéostat WesUnghouse.

ils sont divisés en un certain nombre de bobines semblables, interchangeables et portées par des mandrins en fonte enfilés sur un ou deux boulons fixés à l'enveloppe; cette disposition, dont la figure K88 montre les détails, favorise le refroidissement, 5tcilite

BEGULATION DE LA VITESSE DES VOITURES l»(

les réparalioQS et permet de réaliser & peu de frais un nombre quelconque de divisions.

Les radiateurs électriques décrits plus haut (t. I, p. 394) peuvent aussi, grâce à leur incombustibilité et à leur bonne émission de la chaleur, constituer des rhéostats de tramways. D'intéressantes applications en ont été faites par la Société du Familistère de Guise, qui emploie de préférence à cet usage des plaques rectangulaires de 0,89 à 1 m. de longueur et 0,15 m. de hauteur pouvant focilement trouver place sous la voituri;.