REMARQUES

COEFn- CIENT DE PERTE V.

Edison-Hopkinson.

Simple (2 pôles).

Tambour.

rôles près du socle.

Siemens.

Id.

Pboenix.

Id.

Anneau allongé.

Id.

Double (2 pôles).

Id.

Bobines horizontales.

Manchester.

Id.

Socle coulé avec l'un des pôles.

Victoria.

Double (4 pôles).

Anneau plat.

Ferranti.

Multipolaire.

Disque.

397. — Vitesse de l'induit. — La vitesse linéaire des fils extérieurs de rinduit est généralement voisine de 1 5 mètres par seconde. Cette vitesse peut toptefois être notablement dépassée: dans les dynamos à induit plat, elle va jusqu'à 3o et 40 mètres. Les grandes vitesses ont l'avantage de fournir des forces électromotrices considérables pour une longueur de fil donnée et, par suite, d'augmenter la puissance de la dynamo. La vitesse angulaire est liée au type de machine adopté. Les machines à grande vitesse (i 5oo à 2 000 tours par minute) sont petites et peu coûteuses, mais le prix des transmissions qu'elles exigent compense l'économie réalisée , à moins que les moteurs ne tournent eux-mêmes très vite, comme c'est le cas pour certaines turbines à eau et à vapeur.

Il y a actuellement, en Europe, une tendance accentuée vers la construction de machines à faible vitesse angulaire, qui permettent d'attaquer l'induit directement par l'arbre du moteur. C'est dans cet esprit que sont conçues les machines multipolaires à armature de grand diamètre qui joue le rôle de volant.

398. — Autres détails. Collecteurs. Balais. — Les collecteurs des dynamos sont formés de lames de bronze coulé ou de cuivre estampé, à section trapézoïdale, disposées en un faisceau cylindrique autour de l'arbre, dont elles sont séparées par une matière isolante. Ces lames sont isolées les unes des autres par des bandes d'amiante, de carton comprimé ou de mica ; cette dernière substance est la plus recommandable. Les lames du collecteur portent

Fig. 208.

des appendices radiaux auxquels viennent se visser ou se souder les fils qui établissent la connexion avec l'induit.

5l6 MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES.

La fig. 208 montre une coupe du collecteur de la machine Edison. Les lames de cuivre L sont supportées par un manchon en bronze N , avec interposition de mica, et fixées par le serrage des écrous E^ Eg. Le manchon est claveté sur Tarbre ou épaulé par un écrou vissé sur ce dernier. Les extrémités des bobines induites sont soudées dans des rainures profondes , creusées dans les appendices A, et y sont maintenues par des fiches logées dans des rainures perpendiculaires et fixées par de la soudure. Ces fiches sont parfois remplacées par des vis. Il est bon d'étamer, au préalable, les extrémités du fil des sections de l'induit, afin de ne pas avoir à employer des sels corrosifs pour préparer la soudure. Il est important, en effet, que ces raccordements au collecteur soient très solides, car , par suite des vibrations et des efforts dus à la réaction du champ sur le courant, les fils de jonction, d'ailleurs peu soutenus, sont exposés à se briser.

Le nombre des lames du collecteur est en relation avec la force électromotrice dans l'induit. Il convient que la différence de potentiel entre deux lames successives ne dépasse pas 4 à 5 volts.

Le collecteur d'une machine doit, pour fonctionner dans de bonnes conditions, être entretenu dans un grand état de propreté. On le frottera de temps à autre à l'aide de papier de verre. On peut adoucir le frottement des balais sur le collecteur à l'aide d'un corps gras , tel que la vaseline , qu'on a soin d'employer en très petite •quantité. Il faut essuyer le collecteur avec un linge propre après chaque application de cette matière.

Si le collecteur a été altéré par des étincelles trop vives, il convient de le placer sur le tour afin de lui rendre une surface cylindrique.

Dans une machine ayant une ligne neutre bien définie, un collecteur entretenu convenablement doit durer pendant de nombreuses années.

Les balais destinés à raccorder linduit au circuit extérieur peuvent être formés, par des faisceaux de fils de cuivre, par des lames de cuivre fendues, empilées et disposées à plat, par des bandes de toile de cuivre superposées ou encore par des couches alternées de fils et de lames de cuivre. Il semble que le succès de ces diverses combinaison soit lié au système des machines. Ainsi , il y a des dynamos qui fonctionnent bien avec les balais en toile métallique

CONSTRUCTION DES MACHINES A COURANT CONTINU. SlJ

tandis que d'autres machines, particulièrement celles qui donnent beaucoup d'étincelles, détruisent ces balais en très peu de temps. Pour les dynamos soumises à des régimes de courant très variables et dont le collecteur donne lieu à des crachements , on s'est bien trouvé du remplacement, suggéré par M. E. Thomson , des balais en cuivre par des blocs de charbon dur. L'avantage de ces blocs paraît être de créer une résistance de contact avec le collecteur suffisante pour affaiblir les courants qui se produisent pendant le courtcircuit. Toutefois, celte résistance amène une chute de tension et un échauffement notables dans les machines à grand débit. 11 faut que la surface de contact des blocs soit de 5 à lo mm^ par ampère. Dans le même ordre d'idées, M. Lahmeyer utilise des balais en bandes minces de laiton. Le courant ne peut passer d'une lame du collecteur à la suivante qu'en traversant ces bandes dont la résistance est de l'ordre de celle de la section mise en court-circuit. On vend, sous le nom de balais anti-friction, des frotteurs formés de feuilles très minces d'un alliage à frottement doux. M. Deprez et M. Pîeper ont également adopté un correctif analogue en utilisant des lames de nickeline pour relier les sections de Tinduit aux lames du collecteur. La résistance ainsi introduite n'a aucune importance vis à vis de la résistance du circuit extérieur de la dynamo et ne diminue pas le rendement d'une manière sensible.

Les balais sont serrés à Taide de vis dans des porte-balais et appuient obliquement sur le collecteur, de manière que l'usure se fasse suivant un biseau bien net et qu'il suffise d'avancer le balai dans son support pour racheter cette usure. Sauf dans les petites machines, chaque support soutient au moins deux balais , de sorte qu'on peut retirer l'un d'eux en marche sans couper le circuit.

Les porte-balais doivent être montés sur un collier mobile autour d'un des coussinets de la dynamo, de façon à permettre de déplacer simultanément les balais et de les caler dans la position convenable; après quoi on fixe le collier par une vis de serrage. Des ressorts appuient légèrement chaque balai sur le collecteur. Souvent la tige dii porte-balais est constituée par des lames flexibles formant ressort, fig. 209 et 217.

Il importe que les porte-balais soient bien isolés du collier, car des pertes à la masse résultent souvent d'un manque de précau-

tion à cet égard. Dans les machines à haute tension, il faut ménager de grands intervalles isolants, car la poussière métallique provenant de Tusure du collecteur peut former une traînée métallique. Des conducteurs flexibles maintiennent les porte-balais en communication avec le circuit extérieur.

Dans les grandes machines multipolaires, le collecteur a parfois un diamètre considérable. Ainsi, dans certaines machines Siemens, le collecteur est constitué par des lames de cuivre disposées à la périphérie de Tinduit dont le diamètre dépasse souvent trois mètres. Dans ces conditions, la manœuvre des balais exige des dispositions toutes spéciales. La hg. 209 montre six balais b, soutenus par

Fig. 209.

l'intermédiaire de porte-balais élastiques. Ceux-ci sont fixés à des axes portés par les rayons d'une roue étoilée dont la position est commandée par un levier m' et un engrenage r'. La pression des balais s'obtient en faisant osciller les porte-balais autour de leurs axes à l'aide du levier m et de l'engrenage r.

CONSTRUCTION DE MACHINES A COURANT CONTINU. 5l9

399- — Arbres. Paliers. — La nécessité de restreindre Tépaîsseur de l'entrefer le plus possible doit engager les constructeurs à soutenir Tinduit de manière à réduire au minimum les vibrations de Tarmature et Tusure des coussinets. Dans ce but, on emploie un arbre en acier suffisamment rigide et Ton équilibre parfaitement les masses mobiles autour de Taxe de rotation. Dans le calcul de la section de Tarbre, on aura égard au poids de Tinduit, à la traction de la courroie et éventuellement aux efforts sur Tarmature résultant d'une dyssymétrie dans le champ magnétique, § 387.

La longueur des coussinets doit être suffisante par rapport au diamètre des tourillons. M. Perry a reconnu que, dans les bonnes machines, le rapport de ces deux dimensions est donné par la formule empirique suivante, où L est la distance des coussinets en cm et N le nombre de tours par minute.

•L^a + bNy/U.

Pour les armatures cylindriques à anneau et à tambour a =1 2, b = 0,00018.

Pour les induits annulaires de grand diamètre et les induits à disque a = o, ft = 0,00006 3.

On donne généralement à Tarbre un léger jeu suivant Taxe, afin que le collecteur soit animé d'un balancement longitudinal destiné à empêcher les balais de produire des stries circulaires et à régulariser l'usure du collecteur.

Le graissage des paliers doit se faire d'une manière continue et uniforme. Dans les très grandes machines, on met les coussinets en relation, par des tuyaux, avec un réservoir d'huile supérieur, dans lequel l'huile est remontée par une pompe après avoir servi. Dans les machines moins puissantes, un procédé de graissage simple et efficace consiste à disposer, dans des encoches pratiquées dans les coussinets, des bagues de plomb dur suspendues aux tourillons. Ces bagues sont entraînées dans le mouvement des tourillons et plongent, par la partie inférieure, dans un réservoir d'huile. Ce liquide est ainsi amené sur les fusées d'une manière continue.

Des mesures seront prises pour que l'huile s'évacue dans des récipients amovibles et ne coule pas sur les porte-balais , ce qui rendrait l'entretien du collecteur très difficile. On creuse

520 MACHINES DYNAMO-ELECTRIQUES.

dans ce but des rainures circulaires dans Tarbre. L'huile est arrêtée au bord des rainures et projetée à l'extérieur par la force centrifuge.

Les machines de petites dimensions, dont la vitesse est considérable, sont généralement entraînées par une courroie ou des cordes passant sur une poulie disposée en porte à faux à Pextrémîté de l'arbre. Lorsque ce système de transmission est appliqué aux grandes machines, on recommande de placer la poulie entre deux paliers afin d'éviter la flexion. Le socle de la dynamo est alors posé sur des glissières qui permettent de tendre la courroie pendant la marche des machines.

Parfois, l'axe de l'induit est fixé directement au prolongement de l'axe du moteur. Si l'on fait usage d'un manchon d'accouplement rigide, une variation brusque du couple résistant, due à un courtcircuit, peut amener la rupture de l'armature. On évite cet accident par l'emploi de manchons élastiques. Dans le système RafFard, par exemple, les deux axes à embrayer sont terminés par des plateaux de diamètres inégaux portant des goupilles à la périphérie. Les goupilles des deux plateaux sont réunies par paires à l'aide de bagues en caoutchouc qui servent à la transmission des efforts.

Dans le système Snyers, l'un des plateaux porte des rainures radiales, l'autre une brosse en tôle de fer dont les lames s'engagent dans les rainures voisines et les entraînent par frottement. Si la résistance est trop forte, les lames de fer se courbent et glissent sur les arêtes des rainures.

Enfin, M. Evans a réalisé un entraînement par friction qui donne de bons résultats. La poulie de la dynamo reçoit une courroie dont la longueur ne dépasse que de quelques centièmes seulement la circonférence de la poulie. La jante de la poulie motrice appuie simplement sur cette courroie folle et entraîne par son intermédiaire la poulie réceptrice, sans qu'il soit nécessaire d'employer, comme dans les transmissions par friction ordinaires, une pression de nature à endommager les axes des machines. La courroie est d'ailleurs guidée par des joues portées par la poulie réceptrice.

400. — Isolement d'une machine aux points de vue magnétique, électrique et mécanique. — On a vu que les inducteurs Edison,

fig. 202, sont exposés aux dérivations de flux par le socle en fonte de la dynamo. Dans un cas semblable, il faut isoler le circuit magnétique en interposant entre celui-ci et le socle de la dynamo une couche suffisamment épaisse d'une matière peu magnétique, telle que le zinc.

Il importe, d'un autre côté, que les circuits électriques d'une machine soient bien isolés de la carcasse métallique. On aura soin, pendant l'enroulement des inducteurs et de Tinduit, de s'assurer constamment qu'il n'existe aucun contact électrique entre les fils et le massif qui leur sert de support.

On ne peut cependant garantir que des contacts ne se déclareront pas pendant le fonctionnement de la machine, et il est possible de prendre des mesures pour que, si le fait se produit, les circuits ne puissent pas être mis en communication avec la terre par la base de la dynamo. Dans cette vue , on fait souvent porter le socle sur une charpente en bois dur noyée dans les fondations, les boulons de fixation étant séparés de la maçonnerie. On peut isoler plus simplement le bâti de la dynamo en le séparant des plaques de fondation et des boulons de fixation par des plaques, des tubes et des rondelles isolantes, en caoutchouc, par exemple. M. Thury scelle les boulons d'attache des dynamos à haute tension dans des isolateurs renversés et noyés dans la maçonnerie. Ces machines sont entourées d'un plancher porté sur isolateurs, afin que les ouvriers soient isolés du sol lorsqu'ils peuvent toucher accidentellement aux circuits des dynamos.

Enfin, dans beaucoup d'installations, il est très important d'éviter la propagation des vibrations de la machine aux alentours. On arrive à amortir les trépidations en posant le massif des fondations de la dynamo et éventuellement du moteur sur un matelas en feutre, en bourre de vache, en asphalte, en briques de liège bitumé ou en fibres de coco tissées, et en laissant des intervalles libres tout autour du massif. Il y a lieu, dans un cas semblable, de donner à ce dernier une grande rigidité pour éviter qu'il ne se désagrège. On y arrive par l'emploi d'un squelette en charpente ou d'un caisson en fer qui entoure entièrement le massif. On peut d'ailleurs prévoir des moyens pour relever un tel caisson avec le massif entier, au cas où il faudrait remplacer les matières amortissantes.

:hines DVNAMO-ÉLECTBIQUES.