DE LA PUISSANCE MECANIQUE. IQI

rence entre la force électromotrice primaire e et la chute de tension / r représente une des valeurs e' de la caractéristique inférieure. H résulte de là que la réceptrice développera des forces contre-électromotrices correspondant à une vitesse constante. Le courant engendré variera avec la charge à vaincre. En appliquant ce procédé, M. Brown est arrivé à réduire les variations des moteurs à 2 pour 100, entre la marche à vide et la pleine charge.

Si l'excitation des machines est faite par d'autres procédés , les conditions de fonctionnement de la transmission se détermineront en ayant égard aux propriétés particulières que communiquent les divers modes d'enroulement tant aux générateurs qu'aux récepteurs.

Lorsqu'on utilise des tensions élevées , l'enroulement en dérivation sur les inducteurs est peu à conseiller , car il conduit à l'emploi de fil très fin, qui accroît beaucoup le prix des dynamos. En outre, les réactions de self-induction conduisent dans un cas semblable à des extra-courants dangereux pour Tisolement des machines.

Il conviendra de choisir avec discernement les modes d'enroulement à employer, en tenant compte de ce fait que , dans une transmission à l'aide de deux machines, le générateur a généralement une capacité de production limitée ; tandis que, dans les distributions importantes où les générateurs sont très puissants relativement aux récepteurs, on peut considérer sans inconvénient la puissance génératrice comme indéfinie.

M. Kapp cite à cette occasion un cas instructif. Il avait cru obtenir une vitesse sensiblement constante dans un moteur en enroulant ce dernier en dérivation et en l'alimentant, sous une tension invariable, par une machine hypercompound, dans laquelle l'enroulement en série était prédominant. Au lieu d'une marche constante et régulière, M. Kapp observa des arrêts et des renversements de marche accompagnés de gerbes d'étincelles aux collecteurs des deux machines. Voici ce qui se produit. Le moteur étant mis en relation avec la génératrice absorbe , au moment du démarrage , un courant très supérieur au courant normal de cette dernière et ses inducteurs ne s'excitent que faiblement. Il en résulte que l'induit du moteur a letempsdeprendre une vitesse beaucoup plus grande que sa vitesse de régime avant que les inducteurs soient

complètement excités. On a, en effet, N = :^— ? § ^71. Mais il

arrive un moment où, par suite du développement de la force contreélectromotrice e du moteur, les inducteurs s'excitent brusquement. La valeur de e devient ainsi supérieure à la force électromotrice du générateur et le courant est renversé dans le circuit. Comme l'enroulement en série de la machine compound prédomine , celleci éprouve un renversement de pôles et envoie un courant inverse dans le moteur, qui, après s'être arrêté, se met à tournera contre-balais jusqu'à ce que ses inducteurs aient perdu leur aimantation. Alors se produit un nouvel arrêt , puis une marche accélérée dans le sens normal jusqu'à ce que l'induit ait acquis de nouveau une vitesse suffisante pour intervertir le courant. Ces renversements ne se produiraient pas si la résistance initiale, opposée à la marche du moteur, était suffisante ou si l'enroulement en dérivation de la génératrice avait une action prépondérante. L'auteur a constaté des phénomènes analogues aux précédents avec une génératrice en série et une réceptrice en dérivation.

L'emploi des génératrices compound est très fréquent dans les petites installations pour le transport de la puissance, où l'on ne peut, comme dans les grandes usines électriques, charger un agent spécial du réglage de la tension.

Au lieu de faire usage de deux dynamos pour la transmission de l'énergie à distance, il est prudent, dans certains cas, de multiplier ces appareils, afin de réduire les chances d'interruption. On pourra adopter les groupements de machines précédemment décrits, dont les plus caractéristiques sont les suivants.

Plusieurs génératrices, excitées en dérivation ou par une dynamo spéciale, sont reliées en parallèle et l'excitation est réglée de manière à obtenir à l'extrémité de la ligne une différence de potentiel constante. Les réceptrices sont également dérivées les unes par rapport aux autres.

Une disposition préférable dans les transmissions à grande distance consiste à réunir en tension plusieurs génératrices. Les moteurs sont installés d'une manière analogue au poste de réception. Parce moyen, il est possible de maintenir les forces électromotrices des machines dans des limites qui facilitent la construction de ces appareils. Ainsi M. Fontaine a pu, en groupant des machines de I 5oo volts, dont la construction n'offre aucune difficulté, arrivera une tension totale de 6 000 volts

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Dans le système en dûrivation, au contraire, chaque machine génératrice doit développer la force électromotrice totale. Or, on sait que les collecteurs du genre Giamme se pr<}tent mal à des tensions supérieures à 2 000 volts, lesquelles amènent souvent des gerbes d'étincelles entre les balais.

Pour obtenir, par le groupement en tension des machines, la même indépendance que dans le groupement en quantité, il suffit de faire usage de conducteurs intermédiaires reliant les pôles communs des dynamos. On réalise de la sorte le système à conducteurs multiples, § 485.

592. — Emploi des machines à courants alternatifs. — Grâce aux perfectionnements incessants apportés dans la construction des moteurs à courants alternatifs, il est devenu possible d'établir des transmissions de puissance motrice basées sur l'emploi de ces appareils.

Les machines à courants alternatifs se recommandent par la simplicité de leurs collecteurs, moins sujets que les collecteurs des dynamos continues à être endommagés lorsque les tensions sont élevées. Dans certains moteurs alternatifs, le commutateur a môme pu être entièrement supprimé, § 586. Les alternateurs ordinaires permettent d'obtenir une marche absolument synchronique des deux machines en communication. Enfin, l'emploi des transformateurs donne le moyen de réduire d'une façon simple la tension du courant à l'arrivée, lorsque le moteur doit être mis dans les mains de personnes inexpérimentées.

Grâce au rendement élevé des transformateurs à courants alternatifs, on peut aussi, sans diminuer sensiblement l'effet utile de la transmission, adopter une double transformation. La machine génératrice à basse tension alimente un transformateur qui produit les potentiels élevés exigés pour la bonne utilisation du cyivre de la ligne. Au poste de réception, un nouveau transformateur ramène la tension dans des limites convenables. Cette combinaison a l'avantage de permettre l'emploi de machines à faible potentiel, dont la manipulation est sans danger et la construction facile. De telles machines sont en outre susceptibles d'un rendement supérieur à celui des dynamos à haut potentiel, attendu que les isolants y occupent une place beaucoup moindre. Lorsque la haute tension est limitée à la ligne, il n'y a aucun inconvénient à admettre des

potentiels très élevés, car, aux points de vue des dangers et des difficultés d'isolement, il n'y a pas beaucoup de différence entre un potentiel de 2 000 volts, par exemple, et un potentiel de i o 000 volts. La solution précédente permet donc une très grande économie sur le cuivre de la ligne.

A certains égards, les moteurs synchroniques sont inférieurs aux moteurs à courant continu. Nous rappelons que les moteurs à flux constant ne démarrent pas spontanément et que leur charge ne peut pas, comme dans les moteurs continus, dépasser notablement la valeur nominale. Une autre cause d'infériorité résulte de l'essence môme des courants alternatifs. Si l'on désigne par E la force électromotrice maxima de la machine génératrice, par 1 le courant maximum et par ç le retard des phases, la puissance moyenne est, dans l'hypothèse d'une fonction sinusoïdale, § 182,

P z=z cos ç ;

la perte en chaleur dans le circuit supposé de résistance R est, par

seconde ,

Il est clair que l'effet de l'angle de phase qp est d'exiger, pour une puissance et une force électromotrice données, un courant plus intense et, par suite, une perte en chaleur dans les conducteurs plus grande que si le retard de phase n'existait pas. Par ce fait aussi les dimensions des machines doivent être agrandies pour produire un effet utile donné. Cette majoration est particulièrement marquée dans les dynamos dont les inducteurs sont parcourus par des courants périodiques.

Considérons deux machines à courant continu fonctionnant sous la môme tension limite E dans la génératrice. Pour la môme puissance, l'intensité du courant continu Tsera telle que

17 r El

E 1 = — cos 5.

On aura donc :

1 z - cos c ,