DESCRIPTION DE QUELQUES TYPES DE DYNAMOS A COURANT CONTINU

Comme application des indications générales contenues dans les paragraphes précédents, nous décrirons quelques types de dynamos d'un emploi courant.

401. — Machines Gramme. — La fig. 210 représente une machine qui a fait époque dans l'histoire des applications de l'électricité et dont un grand nombre de spécimens Tonciionnent encore après plus de douze années de service.

Fig. ïiû.

Les inducteurs à double circuit magnétique produisent sur l'armature des attractions parfaitement équilibrées. Les noyaux sont en fer, les pièces polaires et les culasses en fonte. Ces dernières servent de flasques au bàii. Les porte-balais sont fixes, ce qui est un inconvénient dans les dynamos soumises à des régimes de courant variables.

Dans les premières machines, l'induit était calé sur l'arbre par rintermédiaire d'un manchon formé de rondelles en bois assem

DYNAMOS A COLiRANT CONTINU. 533

blées à comre-lil. Il est arrivé fréquemment que ce manchon cédait lors des variations brusques du couple résistant produites par des courts-circuits.

Dans la machine plus récente, représentée par la tig. 211, M, Gramme a simplifié considérablement la consirucrion par l'adoption d'inducteurs à circuit unique coulés en fonte ou en acier

Fig. 211.

d'une seule pièce avec le socle, le palier de droite et le support du palier de gauche. Les noyaux des inducteurs ont reçu une forme compacte conforme aux idées actuelles sur la constitution des circuits magnétiques. Les cornes polaires supérieures sont prolongées davantage que les cornes inférieures, de manière à diminuer la résistance magnétique vers le haut de l'entrefer et à éviter une attraction magnétique de l'armature vers le bas, § 387. Les bobines enroulées séparément sur des carcasses légères sont passées par dessus les pièces polaires. Il suffit d'enlever le coussinet rapporté, maintenu par des boulons , pour retirer l'induit d'entre les

épanouissements polaires. La figure montre nettement les deux paires de balais, ainsi que le collier d'attache avec sa vis de serrage. L'induit est supporté sur Taxe par des croisillons métalliques appuyant directement sur le noyau en fer. Les lames du collecteur sont, comme dans le type précédent, maintenues par une frette métallique isolée.

402. — Machine Edison. — La fig. 212 représente une dynamo Edison caractérisée par des inducteurs à circuit magnétique simple; l'induit à tambour est à la partie inférieure de la machine,

Fig. 212.

ce qui donne de la stabilité au bâti et oppose l'aitraciion magnétique au poids de l'armature, § 387. Les pièces polaires reposent sur un support évidé en zinc, lequel est lui-môme vissé sur la plaque de fondation.

On remarquera que la poulie de la dynamo est logée entre les deux paliers.

403. — Machine Siemens. — Les fig. 2i3 et 214 montrent deux coupes d'une dynamo Siemens récente, caractérisée par une faible

DYNAMOS A COl'RAI

vitesse angulaire, râduiie parfois â 80 tours par minute. Afin d'arriver à fournir aux fils induits une vitesse linéaire suffisante, on est obligé de donner â l'armature un diamëire considérable, ce qui conduit à placer les inducteurs à l'intérieur, au lieu de les disposer à l'extérieur de l'induit.

Ainsi que le représente le dessin, les inducteurs tétrapolaires sont coulés avec l'un des paliers et soutenus par celui-ci en porte h faux. Ils reçoivent les pièces polaires après que les bobines ont été montées sur les noyaux. L'induit est soutenu également en porte â faux sur l'arbre par un plateau en bronze auquel les disques de l'armature sont fixés par des boulons. Ceux-ci ne sont serrés

Fig. 2i3. Fig. 214.

que lorsque le noyau a été chautfé à sa température de régime par un réchaud au-dessus duquel on fait tourner l'induit. Les disques som alors tournés sur place à l'aide d'outils fixés au bâti. Ce mode de montage de l'induit exige des pièces de support très robustes pour résister aux efforts dus à la réaction centrifuge et à l'action désagrégeme des échauffements intérieurs de l'armature,

La fig. 214 montre la construction du collecteur dont les lames sont serrées dans un manchon vissé au plateau précédent. Le support des balais est mobile autour du coussinet de droite.

Dans certaines machines de ce type, les balais appuient directement sur des barres de cuivre disposées à la périphérie externe de l'induit, fig. 209. - .

Dans d'autres machines, le collecteur est à jours. Ses lames en

acier portent des retours d'équerre vissés sur les lames convergentes d'un premier collecteur plan. Ce collecteur se comporte bien et a l'avantage de permettre le remplacement isolé de chaque lame.

404. — Machine Dtdaît. — La machine Dulait, fîg. 2i5, oiTre l'exemple d'un induit annulaire aplati de grand diamètre, tournant dans des encoches creusées dans les masses polaires et susceptible.

Fig. 11 5.

par sa forme discoldale, de recevoir une grande vitesse périphérique tout en conservant une faible vitesse angulaire. Les inducteurs téirapolaires présentent huit circuits magnétiques dérivés deux à deux, ce qui accroît la dépense d'excitation, § 387. Les noyaux en fer des inducteurs sont boulonnés aux flasques en fonte qui servent de culasses et dont la forme assure une grande stabilité à la machine. L'induîi porte l'enroulement Mordey, § 328, qui permet de réduire à deux le nombre des balais. Il est parfaitement ventilé et une tôle perforée le garantit contre les contacts extérieurs.

405. — Machine Jaspar. — La machine Jaspar, à induit annulaire allongé, est munie d'inducteurs tétrapolaires. Le tambour en fonte octogonarqui sert de culasse commune est coulé d'une pièce

A COl'RANT CONTINU. 527

avec des noyaux creux qui se projeitcnt vers l'intérieur.. Les connexions entre l'induit et les bobines excitatrices se font par l'intermédiaire de cercles en cuivre visibles à la gauche de la ligure.

Fig. a [6.

406. — Machine Piepér. — M. Pieper a adopté le type d'inducteurs Manchester, fig. 217, pour les machines de faible et de moyenne puissance. Ce type se prâte à un mode de construction citrémemeni économique. Les pièces polaires, le socle et les supports des paliers sont coul<^s en une seule masse de fonte. Les pièces polaires, qui présentent des étranglements destinés à réduire les flux transversaux, § 35i, tiennent ensemble par les prolongements des cornes polaires qui se rejoignent. Ces prolongements sont amincis par l'alésage et percés d'orifices, de manière à dimi-

nuer les pertes de flux qu'ils occasionnent. Les noyaux en fer des éleciro-aimants sont cylindriques et maintenus par des vis de serrage.

Fiç. ï'17.

407. — Machine .Rechnewski. — La dynamo Rechnewski, représentée dans la fig. 218, offre l'exemple d'un induit denté à tambour, tournant entre des inducteurs à circuit magnétique simple. Les noyaux et les épanouissements polaires sont formés

Fig. 218.

de tôles fines découpées sur calibre et isolées les unes des autres, de manière à éviter les courants de Foucault dus à ta denture, § 394. Les tôles sont maintenues, dans le socle ainsi qu'à la partie ■supérieure, par des boulons. Les tôles extrCmes sont plus fortes,

de manière à assurer la rigidité du faisceau.

408. — Machine Desrozïers. — La machine Dcsrozicrs possède un induit à disque sans fer, dont le principe a 6ié examiné au §338.

Cet induit, dont l'épaisseur suivant l'axe est très faible, tourne entre deux couronnes d'électro-aimanis, comportant chacune six noyaux en fer soutenus par les flasques du bâti. Les signes des pôles d'une mâtne couronne sont alternés, et les pôles opposés des

Fig.

deux couronnes sont de noms contraires, de sorte que les lignes de . force traversent à peu près normalement l'çntrefer et y développent des champs dont l'intensité moyenne, rapportée à l'aire totale d'une face de l'induit, est d'environ 2 5oo unités C. G. S. La division des

530 MACHINliS DYNAMO ÉLECTRIQUES.

circuits magnétiques, la longueur de l'entrefer et les dérivations de flux entre les noyaux voisins occasionnent, dans ces machines, une dépense d'excitation relativement élevée.

L'enroulement de l'induit présente des difficultés qui ont été heureusement résolues par l'inventeur. Le fil, affectant des contours semblables à celui de la fig. 177, est tendu sur un disque en carton comprimé. A chaque retour d'angle, le fil traverse le carton par des orifices percés d'avance à l'aide d'un calibre.

De cette manière l'enroulement est facilité, et on évite aux croisements le contact des conducteurs. Les raccordements des fils radiaux se font suivant des arcs de développante de cercle.

Lorsqu'un disque est enroulé, on l'évide entre les deux séries de développantes. Deux disques semblables portant, l'un les zigzags pairs, l'autre les zigzags impairs, sont réunis par des rivets aux deux côtés d'un plateau en maîllechort troué de perforations destinées à réduire les courants de Foucault dont l'intensité est restreinte d'ailleurs par la faible conductibilité de l'alliage. Les spires appartenant aux disques voisins sont réunies de manière à ce qu'elles se succèdent alternativement sur l'un et sur l'autre plateau.

Ces machines sont bien ventilées et susceptibles de fonctionnera une faible vitesse angulaire. Leurs poids, rapporté à l'unité de puissance, est faible. Leur rendement industriel est très peu différent du rendement électrique, par suite de l'absence de fer dans l'induit.

409. — Dynamos à courant constant. — On a vu , au § 348, le principe des dispositifs adoptés pour l'obtention d'un courant constant.

En général, les machines à courant constant produisent un cou-* rant faible de 8 à 1 5 ampères sous des tensions élevées qui peuvent atteindre 2 000 à 3 000 volts. Avec des tensions semblables , les collecteurs du genre Gramme demandent un isolement très soigné, car, à partir de 5oo à 600 volts, il s'y développe aisément des traînées d'étincelles qui se propagent entre les lames successives du collecteur et mettent les balais en court-circuit. C'est pourquoi on a souvent recours aux induits à circuit ouvert, dont les commutateurs comportent des éléments qu'on peut écarter et isoler davantage que les lames d'un collecteur Gramme. Les inducteurs

DYNAMOS A COURANT CONTISU. 53l

sont exciiés en série, car l'enroulement en dérivation exîgerûit du fil tellement lîn que le bobinage entraînerait des frais considérables.

410. — Machine Brush. — On a vu, au § 3 1 9, le principe de l'induit Brush à circuit ouvert. Cet induit est réalisé à l'aide d'un noyau annulaire denté, fig. 220, obtenu primitivement en enroulant une bande de fer en spirale et en intercalant, entre les spires successives, des lames de longueurs croissantes constituant les dents. Actuelle-

ment les rainures latérales sont creusées à la fraise dans un anneau de section rectangulaire formé par l'enroulement d'une large bande de fer dont les spires alternent avec celles d'une bande de papier. Les sections de l'induit comprennent un grand nombre de tours de fit et sont enroulées dans les creux du noyau.

Cet induit tourné entre deux électro-aimants horizontaux en fer à cheval qui présentent en regard des épanouissements de môme polarité, couvrant chacun environ les trois huitièmes de la surface verticale du noyau.

Par cette disposition latérale des pôles inducteurs, l'attraction exercée par ceux-ci sur l'armature tend à s'opposer aux effets de la force centrifuge ; lorsque , au contraire , les pôles sont à la périphérie de l'induit, l'attraction magnétique s'ajoute à la réaction

centrifuge. Par contre, les pôles latéraux peuvent faire naître, lorsque les entrefers ne sont pas parfaitement réguliers , des efforts obliques qui font voiler Tarmature.

Les arêtes d'avant les pièces polaires s'échauffent notablement par suite des courants de Foucault qui s'y développent.

L'anneau représenté dans la Rg. 220 porte 12 bobines équidistantes. Les deux bobines placées aux extrémités d'un môme diamètre sont associées, comme on l'a vu au § 319, avec les bobines situées sur le diamètre perpendiculaire à l'aide d'un commutateur double qui met chaque bobine hors circuit aux passages dans la région neutre, 11 y a, par suite, trois commutateurs doubles dont les balais sont reliés en tension. La réaction d^nduit de certaines de ces machines est telle qu'on peut mettre l'drmature en courtcircuit sans danger. La caractéristique extérieure, § 375, se termine par une branche de courbe qui descend jusqu'à l'axe des abscisses.

Les bobines des inducteurs sont excitées en série. Le courant traverse un réwlateur automatique, décrit au § 348, quia pour fonction de modifier le courant excitateur, de manière à assurer la constance du courant extérieur.

411. — Machine fhomson et Houston. '— La dynamo Thomson et Houston est une machine dans^ laquelle la constance du courant est obtenue par le décalage des balais. Elle présente à divers égards des dispositions très originales. Les inducteurs ont des noyaux I formés de cylindres creux en fonte supportés par un bâti F et terminés à leurs extrémités en regard par des zones sphériques servant d'épanouissements polaires. La culasse est constitué par des tirants * en fer réunissant les cylindres I. Les bobines excitatrices C, C sont enroulées dans un espace annulaire ménagé sur les cylindres.

L'armature est sphéroldale, forme qui réduit au minimum le périmètre du fîl induit. Celui-ci est enroulé sur un noyau de section oblongueet ne comporte que trois bobines disposées à 120® les unes par rapport aux autres, comme l'indique le diagramme ci-après. Les trois bobines AA', BB',CC'ont une extrémité commune, tandis que les extrémités libres se rattachent aux trois coquilles d'un commutateur, fig. 222. Sur ces coquilles appuient deux paires de balais ; les balais situés d'un même côté sont en

CYNAHOS A COURANT CONTINU. 533

communication électrique et calés normalement avec un écart angulaire de 60". Au moment où l'une des bobines passe dans la région neutre, située entre les pôles inducteurs, elle cesse d'être en contact avec les balais. Lorsqu'il s'y développe ensuite une

Fig. 2ai. Fig. aaa.

force électromotrice suffisante, elle est réunie en quantité avec une des bobines voisines, la bobine restante étant en tension avec les deux premières.

Quand le courant extérieur augmente, un relais régulateur agit suivant la flèche / sur un croisillon B B B' B', portant les deux paires de balais. Par suite d'un renvoi de mouvement L, le bras

Fig. aa3.

B' B' tourne comme les aiguilles d'une montre, tandis que le bras B B pivote en sens inverse; il en résulte un écartement progressif des balais conjugués dont l'iniervalle angulaire peut aller jusqu'à

Dans ces conditions, deux bobines sont réunies en quantité alors que l'une d'elles passe dans la région neutre, d'où une réduction de la différence de potentiel créée. En outre, l'induit entier est mis en court-circuit six fois par tour, attendu que les balais d'une

même paire communiquent alors avec deux lames du commutateur à des potentiels contraires pendant une durée plus ou moins grande de la révolution.

Cette mise en court-circuit n'entraîne d'ailleurs pas un courant excessif, par suite de Ténorme self-induction des sections de Tinduit.

Le passage des balais d'une lame du commutateur à la suivante occasionne des étincelles considérables qui exposent celui-ci à une détérioration rapide. MM. Thomson et Houston' ont eu l'idée ingénieuse de disposer, en face du contact mobile du premier balai de chaque paire conjuguée, une tuyère soufflant de l'air comprimé par un petit ventilateur actionné par Tarbre de Tinduit. Le courant d'air empêche les étincelles d'acquérir une longueur suffisante pour nuire aux pièces frottantes.

Nous n'avons fait qu'indiquer le principe du fonctionnement des deux dynamos précédentes; pour les détails, nous renvoyons aux traités spéciaux (^).

412. — Données. — Les données d'un projet de dynamo de type déterminé comportent, en première ligne, la puissance électrique utile, représentée par le produit du courant à fournir dans le circuit extérieur par la différence de potentiel aux bornes, le mode d'excitation des inducteurs et le rendement électrique.

Ce dernier élément varie, dans les bonnes machines actuelles, de o^85 à 0,96; les perles par effet Joule admises atteignant dans l'induit de 2 à 8 pour 100 et dans les inducteurs de 2 à 7 pour 100 de la puissance totale. Ces pertes dépendent du diamètre des conducteurs qu'on est libre de faire varier entre certaines limites.

La proportion à adopter dépend du prix de la force motrice. Si

(') S. Thompson. La machine dynamo-électrique. Traduction Boistel. E. KiTTLER. Handbuch fiir Elektrotechnik.

PROJET d'une dynamo A COURANT CONTINU. 535

celle-ci est à bon marché, on se sert de machine de prix réduit, ayant peu de cuivre et un rendement électjrique faible; si elle est chère, il convient de faire un sacrifice sur le coût de la dynamo, afin d'obtenir un meilleur rendement.

413. — Calcul de Tinduit. — Les proportions relatives de Tinduit sont connues pour le type de machine choisi. Dans les dynamos bipolaires à anneau allongé, la longueur suivant la génératrice est peu différente du diamètre, et le rayon intérieur du noyau de fer est voisin de 0,6 du rayon extérieur. Pour les induits à tambour bipolaires, la longueur représente environ une fois et demie le diamètre et le rayon intérieur des disques du noyau est égal au tiers du rayon extérieur. La longueur des induits tétrapolaires varie du tiers au douzième du diamètre pour les anneaux et de la moitié au quart pour les tambours. Enfin pour une machine à disque, on estime que les spires ont la forme de trapèze formés par trois côtés égaux, le côté extérieur ayant une longueur double des autres.

Connaissant les proportions relatives de Tinduit, les dimensions absolues peuvent en être déterminées si Ton impose soit la vitesse linéaire, soit la surface de refroidissement, § 416. L'une des données peut d'ailleurs servir de contrôle à l'autre.

Par suite de l'espace occupé entre les disques deferparTisolant, la section utile du noyau varie de 0^8 à 0,9 de la section totale.

La section de fer et l'induction magnétique maxima admise

permettent de déterminer le flux magnétique total dans l'induit. On se rappelle que la formule

s'applique à tous les types de machines enroulées en quantité, si l'on a soin de représenter par n le nombre des fils comptés sur k périphérie de l'armature, et par d^ le flux total issu d'un des pôles inducteurs. La force électromotrice e représente la différence de potentiel aux bornes extérieures, augmentée de la perte en volts due à la résistance intérieure de la machine.

On connaît e, N et X; on déduit donc de la formule précédente le nombre de spires à enrouler pour obtenir la force électromotrice voulue. Ce nombre doit être pair et posséder des sous-multiples.

parmi lesquels on puisse choisir un nombre convenable de lames pour le collecteur.

La longueur du fil à disposer sur l'induit résulte des dimensions du noyau et du nombre des spires. L'intensité du courant et la perte consentie dans l'induit définissent d'ailleurs la résistance de ce dernier, et, par suite, la section à donner au fil. On modifiera 'cette section de manière à couvrir tout l'espace disponible sur le noyau.

Les calculs précédents ne constituent qu'une première approximation. On les vérifiera à l'aide des données relevées sur les bonnes machines, § 416.

414. — Calcul des inducteurs. — Dans le calcul des inducteurs on se guidera sur les renseignements généraux fournis précédemment. La qualité du métal employé règle l'induction magnétique à admettre. D'autre part , les dérivations de flux (1/4 î>î> à 1/2 0î>) sont connues par des expériences faites sur des machines du type étudié.

Soit V le rapport entre le flux Sfts' dans les inducteurs et le flux utile X ; on aura X' = v <Dî;>.

L'induction magnétique maxima étant ^ dans les noyaux des

électro-aimants, la section de ceux-ci sera s ~ ^, en admettant

qu'on ait affaire à un circuit magnétique simple.

Les noyaux seront aussi courts que possible; ils auront justement la longueur nécessaire pour que les bobines possèdent une surface suffisante pour rayonner la chaleur due à l'effet Joule.

Les dimensions à donner à la culasse et aux épanouissements polaires résultent également de la nature du métal qui les compose et de la forme de la carcasse

Reste le calcul des éléments des bobines magnétisantes.

Pour déterminer le nombre d'ampères-tours à enrouler sur les noyaux, on pourra adopter la formule de MM. Hopkitison simplifiée, §§ 349 et 352,

4 Tuf mt — -n — j io-< = 5r, (c'Ra + c^c) + v .îKijc'îli;

équation dans laquelle les résistances magnétiques A sont de la forme — ^, L exprimant la longueur moyenne des lignes' de force

PROJET d'une dynamo A COURANT CONTINU. 53 J

dans chaque élément du circuit magnétique , S la section correspondante et [A la perméabilité dont la valeur dépend de Tinduction ^.

Le rapport- résulte de Tobservation de machines de mêmes type

et dimensions. On force généralement le rapport observé afin de tenir compte de certains déchets dont les formules ne font pas mention. C'est ainsi qu'on a supposé que tous les tours logés sur un demi-induit sont utilisés, alors qu'une partie des spires situées vers la ligne neutre est perdue pour l'effet utile. Afin de compenser ces pertes, on augmente le nombre d'ampères-iours sur

les inducteurs en adoptant pour- une valeur comprise entre Va et V4

pour les machines à anneau et entre Vc et Vg pour les" machines à tambour.

Les longueurs et les sections sont relevés d'après le dessin de la carcasse, sur lequel on à eu soin de tracer le parcours moyen des lignes de force dans chaque partie du circuit magnétique.

Dans le cas d'une machine à anneau ou à tambour pourvue d'un électro-aimant inducteur simple, ce tracé ne présente aucune diffi-

culte. Si un inducteur bipolaire possède des pôles conséquents, oh doit considérer deux circuits magnétiques comprenant chacun Tun des électro-aimants et la moitié correspondante de l'anneau ou du tambour. On se contentera de faire le calcul pour un de ces circuits, en remarquant que ^' est le flux total issu d'un des pôles et que la moitié de ce flux traverse chacune des branches dérivées.

Les machines multipolaires se divisent également en un certain nombre de circuits magnétiques distincts comprenant parfois des parties communes, lesquelles devront, pour le calcul, être partagées en autant d'éléments quMl s'y raccorde de branches dérivées. Ainsi dans la machine Thury , fig. 207, le flux 3f(o' émergeant d'un des pôles traverse par moitiés les noyaux raccordés à ce pôle. Le circuit à considérer comprendra donc un des noyaux, la moitié de' chacune des pièces polaires qui le terminent et la portion de l'armature limitée entre deux pôles consécutifs. Les ampères-tours correspondants serviront de base au calcul d'une des bobines. Dans la carcasse multipolaire de la fig. 206, chaque bobine est commune à deux circuits magnétiques dérivés. Par conséquent, les ampèrestours calctilés seront répartis sur deux bobines, ce qui revient à

donner à chaque bobine un nombre d'ampères-tours égal à la moitié de celui qu'on a trouvé dans le cas précédent.

Parfois enfin un môme circuit magnétique comprend deux bobines magnétisantes (dynamos Gramme, fig. 210; Dulait, fig. 21 5, etc.), dont chacune développe la moitié des ampères-tours calculés.

La résistance à donner aux bobines magnétisantes résulte de la perte consentie dans les inducteurs. En effet, cette perte est exprimée par i;^ s ou ia^ d suivant que la machine est excitée en série ou en dérivation. Dans le prunier cas, le courant is est égal au courant extérieur donné ; dans ie second cas, i^ est égal à la différence de potentiel aux balais divisée par la résistance de l'enroùlement dérivé.

Il ne reste plus qu'à déterminer la longueur / et la section s du fil des bobines dont on connaît. la résistance r, le nombre de spires et la surface d'enroulement sur les noyaux.

Généralement on se donne l'épaisseur de Tenroulement qui varie de 5 à 8 cm. On en déduit la longueur de la spire moyenne et, connaissant le nombre de spires, la longueur totale /du fil. Comme

d'ailleurs on a la relation r = — et que la conductibilité du cuivre

es ^* •

employé est connue aux températures moyennes de régime (on adopte une résistance spécifique d'environ 2 microhms-centimèire), on peut déterminer la section à donner au conducteur. Comme vérification, on calculera par la formule de M. Esson, § 389, l'élévation de température qui ne doit pas dépasser une quarantaine de degrés. On peut aussi se donner la densité du courant dans le fil et en déduire les autres constantes des bobines. , Si l'on doijt, calculer un enroulement compound pour tension constante, après avoir trouvé le nombre total d'ampères-tours à enrouler sur les inducteurs, on déterminera l'enroulement en dérivation propre à réaliser une force électromotrice égale à la différence de potentiel imposée ; par différence, on obtiendra les spires en série nécessaires pour arriver au nombre d'ampères-tours total précédemment calculé. On remarquera que, lorsque la machine fonctionne à circuit ouvert, le flux utile est moindre qu'à pleine charge et que, par suite, les valeurs des perméabilités sont plus grandes.

On enroule souvent les bobines en série directement sur les

PROJET d'une dynamo A COURANT CONTINU. 539

noyaux afin de réduire le périmètre des spires, car celles-ci sont intercalées dans le circuit principal et Ton a intérêt à diminuer leur résistance pour réduire la perte de charge dans ce dernier. En outre , le circuit en dérivation subit Faction calorifique du courant d'une manière continue et il y a avantage à le placer le plus près possible de la surface de rayonnemejit.

D'un autre côté , lorsqu'on étudié une nouvelle machine compound, il est utile d'enrouler d'abord les bobines en dérivation, parde qu'on peut juger ainsi de la force électromotrîce que développe la dynamo à circuit ouvert, avant de coriiplétier le bobinage des inducteurs.

Dans le cas des machines à disque, on a une autre ressource. Les pôles inducteurs, qui agissent sur une série de sections induites reliées en tension, peuvent être excités, les uns par des bobines en série, les autres par dés bobines en dérivation. De cette manière, chacun des noyaux ne porte qu'une seule bobine.

Il existe des applications pour lesquelles la différence de potentiel fournie par tes machines compound doit croître suivant une fonction linéaire, de manière à produire une tension constante aux extrémités de deux conducteurs entre lesquels sont branchées des lampes en dérivation. On calculera, dans ce cas, la force électromotrice totale à développer par la dynamo , en ajoutant à la perte en volts due à la résistance de la machine, la chute de potentiel produite par le courant dans les deux conducteurs alimentant les ladipes et la différence de potentiel aux bornes de celles-ci. La marche du calcul sera d'ailleurs la même que précédemment.

' Ces divers calculs sont seulement approximatifs. Les différences constatées lors de l'essai de la machine construite pourront être compensées par une modification de la vitesse, primitivement choisie.

Le projet terminé, on fera bien de dresser les courbes du magnétisme par la méthode de MM. Hopkinson, § 35o, afin devoir si les circuits magnétiques principaux ne présentent pas d'étranglement dans une de leurs parties, ce qu accuserait l'inclinaison rapide vers Taxe des abscisses de la courbe correspondante. On cherchera à donner à la courbe totale du magnétisme un coude bien accusé, témoignant d'une faible résistapc^ du circuit magnétique et garan-

540 MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQES.

tissant une bonne stabilité de fonctionnement. Cette forme sera particulièrement recherchée dans les machines destinées à fournir une différence de potentiel constante.

4x5. — Transformatioas d'une machine de type donné. — Un

problème qui se pose fréquemment est de modifier Tenroulement d^une machine de manière à faire varier les facteurs de la puissance électrique dans un rapport donné.

Appelons I et V les intensités des courants fournis par deux enroulements ; E et E' les forces électromotrices ; r et r' les résistances ; n et n' les nombres de spires ; d et d' les diamètres des fils ; / et r les longueurs de ceux-ci.

Si Ton admet que le volume occupé par Tisolant reste constant, on a :

r=Ê = ^= n =T = ^ (R. Arnoux).

Dans d^autres occasions , on doit calculer les modifications apportées au débit d'une machine lorsque ses dimensions linéaires croissent dans un certain rapport.

Ce problème n'est guère susceptible de recevoir une solution générale. Il est à prévoir que la puissance doit croître plus vite que le volume de la machine, car, à mesure que les dimentions de celle-ci augmentent, le volume relatif occupé par les isolants est de moins en moins grand. M. Kapp a, en effet, reconnu expérimentalement que, dans des machines de même type , l'effet est proportionnel à une puissance des dimensions linéaires comprise entre 3^3 et 3,9.

416. — Données pratiques. — En vue de^ faciliter l'étude des projets de machines, nous résumons dans un tableau quelques données moyennes relevées sur les bons modèles de dynamos à courant continu :

Induction magnétique dans les induits à tambour 10 000 à 14 000 C. G. S.

Induction magnétique dans les induits à anneau 12 000 à 17 000 C. G. S.

Induction magnétique dans les inducteurs en fonte 6 000 à 8 000 C. G. S.

Induction magnétique dans les inducteurs en fer lo oooà 14 000 C. G. S.

Intensité réelle du champ dans l'entrefer. 5 000 à 6 000 C. G. S.

Rapport de la section de fer d'un induit à tambour à celle des inducteurs . . . i à 0,8.

Rapport de la section de fer d'une armature annulaire à celle des inducteurs . 0,6 à 0,75.

Rapport de la section de fer d'une armature annulaire à la section d'inducteurs en fonte o,3 à 0,4.

Proportion des ampères-toun de l'arma* ture à ajouter aux ampères-tours inducteurs pour compenser la réaction de l'induit. — Pour les anneaux. , . . Va à *|^, Pour les tambours . . . Vc à Vs-

Vitesse périphérique dans les induits allongés 12 à 18 m. par seconde.

Vitesse périphérique dans les induits aplatis 25 à 3o m. par seconde.

Densité de courant dans les induits à noyau en fer 3,5 à 5 ampères par mm*.

Surface de refroidissement des induits en cm^ par watt transformé en chaleur 5 à 10.

Densité de courant dans les inducteurs . i,5 à 2 ampères par mm'^.

Surface de refroidissement des bobines excitatrices en cm^ par watt transformé en chaleur 10 à 20.

Poids total des grandes machines par kilowatt utile 5o à 140 kg.

Prix des grandes machines par unité de poids I à 2 fr. par kg.

Différence de potentiel maxima entre deux lames consécutives d'un collecteur ordinaire du genre Gramme .... 4 à 5 volts*

Epaisseur d'une couverture de coton sur

° les conducteurs, par couche .... o,i5 mm.