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Fio. 120. ~ Courbe de rendement d'un moteur Walker de 30 chevaux.
Les courbes de la figure 120 donnent les résultats obtenus sur un moteur Walker de 30 chevaux dans différentes conditions de marche.
Connexion des moteurs électriques. — Pour expliquer comment on met en marche un tramway électrique
Fil de travail ou /?/ de ThJIe^
7'rolkjf
Rhéostats
MotefuiY
N'2 Inducieur. 1 2 Inducteur
Belour du courant j Raîls. R' Position !!• 1.
—m^À^^mr-As^gsO'^^
Position n* 2.
Position n** 3.
HIJfrHINN^
Position n* 6.
Position n* 7.
Position n* 8.
Position n* 9.
Position n* 4.
^NW\rplWWK/*-^^ HHW- 4MNK--r
Position n* 5. Position n* 10.
Fio. 121 à 130.
Schémas des différentes connexions correspondant aux manœuvres d'une voiture de tramway
à deux moteurs. Mise en marche, en vitesse, arrêt.
MATÉRIEL roulant: MOTEURS 169
et quelles sont les diverses combinaisons de connexions et groupements des moteurs, prenons l'exemple suivant, qui est Tun de ceux qu'on rencontre dans la pratique.
Les deux moteurs n** 1 et n"* 2 sont excités en série : le schéma des connexions est représenté par les figures 121 à 130. En FF' est le fil de travail ; ab est le trolley ; en RR', les rails ; les moteurs en série A et B sont représentés schématiquement avec leurs inducteurs et les résistances n*" 1 et n** 2.
Au démarrage, on intercale les deux résistances n"* 1 et n^ 2, et le schéma des connexions, à ce moment, est celui de la position n° 1. Ces résistances limitent à volonté l'intensité du courant que Ton veut envoyer dans les moteurs ; si elles n'existaient pas, l'intensité du courant prendrait une valeur très grande et dangereuse, car, à ce moment, la force contre-électromotrice du moteur est nulle, et on aurait presque un court-circuit.
Dès que le tramway commence à rouler, on supprime la résistance n** 1 : ce groupement est indiqué dans la position n"* 2. Les moteurs électriques atteignent ainsi peu à peu leur vitesse normale.
A ce moment, pour éviter une perte d'énergie, on supprime la résistance n** 2, et on a le groupement de la position n* 3. : c'est celle qui correspond à la marche normale du tramway.
Si Ton veut augmenter la vitesse, on shunte les inducteurs du moteur n° 1 : c'est le groupement des positions n" 4 et 5. Si l'on veut ne plus marcher qu'avec un seul moteur, le n** 2 par exemple, l'on exécute les groupements indiqués par les positions 5, 6 et 7 ; dans cette dernière position la manœuvre est terminée, et le moteur n** 2 reste seul en circuit.
Les groupements des positions 8, 9 et 10 sont faits quand on veut arrêter le tramway ; Içs inducteurs des deux moteurs sont d'abord shuntés (position 8 et 9) et mis ensuite en court-circuit (position 10); ils ne peuvent donc plus tourner, puisque l'excitation ne se fait plus.
En résumé, tous ces groupements se réduisent à trois manœuvres bien distinctes :
Première manœuvre : positions 1, 2 et 3: mise en marche du tramway qui atteint sa vitesse normale ;
Deuxième manœuvre : positions 4, 5. 6 et 7 : suppression d'un moteur ;
Troisième manœuvre : positions 8, 9 et 10: arrêt progressif de la voiture.
Ces groupements sont faits au moyen d'un appareil spécial,
□■prendre
auquel on a donné le nom de '< controlleur». Cette dénomination est assez impropre, il serait plus exact de l'appeler régulateur. Nous donnerons plus loin la description de cet appareil, dont les types sont assez variés, mais dont le mode de fonctionnement est toujours le même et basé sur les principes expliqués ci-dessus.
Une autre disposition schématique {/ig. 131} permet de se rendre compte bien clairement des différentes connexions faitesparlecontrolleur,etserapporteexactementaux positions
MATÉRIEL roulant: CONTROLLEURS 171
successives que prend la manette d'un control leur quelconque.
Le courant arrive au pivot du commutateur ; dans la position n** 1, le courant passe d'abord par les trois résistances, par Tarmature du moteur n"" 1, par le champ de ce même moteur, puis par Tarmature du moteur n® 2, par le champ de ce moteur, et, enfin, ressort par les rails de la voie: les deux moteurs sont en série.
Dans la position 2, on enlève Tune des résistances : les autres connexions restent les mômes.
On accélère ainsi la vitesse des moteurs.
Dans les positions 3 et 4, on enlève successivement la deuxième et la troisième résistance : la vitesse s'accélère de plus en plus.
Dans la position 5, les résistances sont encore enlevées, mais on shunte les champs d'excitation des deux moteurs: on évite ainsi toute perte d'énergie dans les résistances.
Dans la position 6, le courant passe par les trois résistances, mais les moteurs sont groupés en denvation.
Dans les positions 7 et 8, les moteurs restent groupés en dérivation, mais on enlève successivement les trois résistances : ce qui évite le gaspillage d'énergie comme précédemment.
Dans la position 9, qui est la dernière, les résistances sont toujours hors circuit et les moteurs sont encore en dérivation, mais avec les champs d'excitation shuntés.
Appareils de manœuvre. — ControUeur. — L'appareil de mise en marche a conservé, en France, son nom américain de controlleur (controUer). Cet appareil est destiné à faire varier la vitesse de la voilure et à exécuter les diOFérentes manœuvres nécessaires au service: mise en marche, vitesse normale, ralentissement, arrêt, marche en arrière.
Pour faire varier la vitesse, l'on applique, en général, le principe qui consiste à shunter l'enroulement des inducteurs au moyen de résistances.
Cette disposition est très simple, mais elle a l'inconvénient de nécessiter une perte d'énergie électrique qui est absorbée dans les résistances.
On emploie quelquefois la disposition indiquée par M. Sprague, qui consiste à sectionner les inducteurs et à introduire, dans le circuit, une ou plusieurs de ces sections, qui, faisant varier plus ou moins l'excitation, font varier la vitesse dans le rapport inversement proportionnel; cette disposition, représentée schématiquement dans la figure 133, est simple en théorie, mais elle complique les dispositions des connexions aux inducteurs et au controUeur, aussi estelle assez rarement employée, surtout en Europe.
D'une façon générale, si Ton examine un controUeur, l'appareil se compose de deux cylindres : un grand et un petit (/ïfir. 133 à 138). Sur le grand sont montés un certain nombre de segments en cuivre sur lesquels vient s'appuyer une palette de contacts en cuivre, et à laquelle est attaché le câble qui, venant du moteur, introduit ainsi les résistances nécessaires. Le nombre de touches du controUeur peut varier de 8 à 15.
Le mouvement de rotation du cylindre est commandé par une manivelle. En considérant un tour complet, on produit: 1** la mise en marche du moteur, c'est-à-dire de la voiture, en introduisant en série toutes les résistances pour le démarrage; 2° en enlevant successivement ces résistances, la vitesse comm'ence à augmenter; 3** pour accélérer la vitesse, l'on shunte progressivement les inducteurs, et à ce moment la vitesse est maxima. Les manœuvres inverses sont exécutées pour le ralentissement et l'arrêt de la voiture. Le deuxième cylindre, qui est plus petit, sert à renverser la marche, en inversant le courant dans les moteurs ; quelquefois, les touches de ce cylindre sont disposées de façon à transformer les moteurs en génératrice, qui servent alors comme frein électrique : l'énergie ainsi produite est absorbée par les résistances de démarrage. On pourrait également
FiG. 132. — Disposition schématique du système Sprague.
Fio. 133. — ÉléTitioi
Coupe par le milieu.
Fw. 13i-135.— Vue en plan
employer ce dispositif pour récupérer l'énergie électrique
dans les peutes dont rinclinaison est suffisante, et grouper
Fio. 138. — Vue d'ensemble du coatrolleur de la Compagnie Thomson-Houalon.
ainsi les moteurs de la voiture, transformés pour le moment en génératrices, avec les machines génératrices de la station centrale.
Nous donnons, dans les figures 134 et 135, les schémas des connexions d'un controlleur avec deux moteurs enroulés en
Le controlleur étant dans la position de la figure 139, le courant arrive en T (coupleur de droite) : il va à la résistance C par l'intermédiaire du fil 2 et revient au commutateur iuver-
seur par le lil 1 , Les inducteurs' du moteur B' sout excités par le fil F' (pôle négatif} ; le courant revient par F' (pôle positif) au commutateur, et, delà, va à l'induit du moteur B' par A' (pôle posititif); ce courant revient ensuite à la résistance C par le fil A' (pôle négatif) et au coupleur au contact 4. C'est
MATÉRIEL roulant: CONTROLLEURS 177
la première partie de la manœuvre. Pour mettre le second moteur B en circuit, l'excitation des inducteurs de ce moteur est faite par le courant qui part du contact P (pfkle négatif),
Fio. IID bii. — Manœuvre supprimant la résistance G.
va au moteur et revient par F- (pôle positif) au commutateur; il se rend ensuite à l'induit de ce même moteur par le fil A' (pûle négatif) et revient par le (il A' (pôle positif) qui est en contact avec les essieux et les roues de voilure et est mis par le fil G aux rails de retour de courant.
478 TKACTION ÉLECTRIQUE
Celte manœu%Te comprend donc la mise en service de deux moteurs, dont on accélérera ou dimiQuera la vitesse en mettant en circuit plus ou moins de résistance, el cela au
Fio. 141. — Manœuvre supprimanl les deux résUlances G,
moyen de la manette, qui enlève ces résistances au fur et à mesure.
Nous indiquerons également comment se fait le renversement de marche des moteurs. Le schéma est celui de la figure 140.
MATÉRIEL roulant: CONTROLLEURS 179
Le courant, arrivant en T, passe par le contact 2 du controlleur et va à la résistance C ; il revient au commutateur par le contact 1 et parie fil F' (pôle négatif). Ensuite le courant
passe par F- (pôle positif), traverse l'induit du moteur B', revient au controlleur et, de là, à l'induit par le lil A' (pôle positif). Le courant traverse ensuite la résistance C, le contact *, revient au contact F- (pôle négatif), puis va exciter
-B-B-flHJ-O-a D 0 a G 0 D-O-B-»
