LANTERNE DB L INDUIT
eu chanvre de sectioo rectangulaire, d'après le br^evet de M. J. H. Beck^ «de Schaflhouse {fig* 180), et dont Ibs avantages seraient les suivants :
i^ Les câbles ne pouvant pas tourner dans les gorges, Tasure s'en réduit par conséquent; de plus, ils peuvent être retournés après usune ;
2^ Le mode de confection du càlile permet de le tresser complètement sec, de sorbe qu'il ne se détend pas ultérieurement.
Le catalogue •de la maison précitée contient les reoBeigiieoaents suivants relatifs à la puissance que Ton peut iransn»ettre i l'aide de câbles de 45 millimètres.
Nombre de cables
Chevanx
'itesM dn cAble en
mètrai par mcodc
le
4^ Lanterne de l^induit
\J isolement des disques en fer est effectué soit par l'interposition de feuilles de papier de 0,04 à 0,06 millimètre d'épaisseur environ, soit par uie couche de vernis dont on enduit les tôles, soit enfin en faisant usage de tôles qui sont oxydées à leur surface. Ce dernier mode d'isolement est employé, par exemple par la Compagnie Edison^ à Schenectady, N. Y. Il est difQcile de savoir s'il est moins coûteux que celui où l'on fait usage de feuilles de papier.
296 CHAP. VHI. — ORCANES DES DYNAMOS A COURANT CONTINC
Un certain nombre d'ateliers de conslructioa de dyaamos emploient pour le vernissage de tôles des machines spéciales, munies de rouleaux élastiques, à l'aide desquels le veniis est répartie très uniformément.
Un mode d'isolement très rationnel consiste encore à coller les feuilles de papier avec de la gomme-laque sur les disques en fer, avant le poinçonnage des encoches. De cette façon, les couches interposées de papier sont poinçonnées en même temps que les disques et, ce qui est surtout très important, l'induit iorme pour ainsi dire un bloc de fer dont la forme ne se modifie presque plus après qu'il a quitté la presse hydraulique. Dans le cas contraire, les disques possèdent encore une certaine élasticité qui leur permet d'agir comme ressorts et qui est assez grande pour désagréger le noyau de l'induit. Dans le procédé dont nous venons de parler, les disques en tùle doivent être rechaulTés sous la presse ; après 2 à 3 heures, les tôles sont collées les unes aux autres d'une façon durable.
Comme l'épaisseur des tôles varie habituellement entre 0,'i et 0,6"", 8S à 90 0/0 de la section totale sont utilisés en y comprenant les rugosités des tôles.
Les induits dentés sont poinçonnés avant l'assemblage ou
bien fraisés ensuite; il n'est pas rationnel d'opérer le roortal-
LANTERXE DE L INDUIT
sage après que les tôles ont été comprimées sous la presse, car il pourrait'arriver alors qu'une ou plusieurs dents soient arrachées. Dans tous les cas, les encoches doivent être, après poinçonnage ou après fraisage, soigneusement limées pour empêcher le contact entre les tôles contiguës par les ba^ vures. L'auteur [a remarqué plusieurs fois que réchauffement des dents était du uniquement au contact des tôles entre elles et qu'il a pu être supprimé après qu'on eût bien nettoyé les encoches. Dans un cas particulier, réchauffement devînt encore plus fort après le limage
qui, soit dit en passant, n'avait pas x. <\5^5^^^^ T^^^^ été fait avec beaucoup de soin. Ceci ^ I a »
•I j * A* t 't \ ^ ^ iSoucfure montre que ce travail doit être fait v ^ ■
très consciencieusement si l'on veut
obtenir le résultat désiré.
Les disques en fer qu'on dispose de chaque côté de Tinduit sont ordinairement en tôles de 2 à 3"™"* d'épaisseur.
Les induits formés de fils de fer semblent être abandonnés actuel- ^'
lement pour des raisons qu'il est facile de concevoir.
Dans les dijnamos à pôles latéraux^ l'induit est constitué par
Fife'. 183
un ruban en fer enroulé avec couches interposées de papier; du reste, ce type est moins répandu de nos jours qu'il n'était autrefois, peut-être, en partie, parce que le ruban en fer est beaucoup plus coûteux que les tôles et ne peut pas être obtenu en assez grande longueur.
J9B CHAP. VIII. — OBCUISS DES DYNAMOS A COURANT COSTlXi:
OoDepeut obtenir les tôles d'une s£ule pièce pourinduil que jusqu'aux diamètres de I mètre à l'°,2; pour des iucluiU plus grands on est obligé de les découper en plusieurs «egments. La réunion d^ différents HegoienU est eilectuéfl de diveises manières, ainsi que le montrent les figures 181 et 182, qui
kéy<
peuvent se passer de description.
181) a, procédé de Wood, Cleveland;
181) b, procédé de G. Kapp;
182) procédé des Ateliers d'Oerltkon.
En ce qui concerne la pose des disques en 1er sur l'arbre, noue ne mentionneneroQS qu'on certain nombre de procédés caractéristiques, la place nous taisant défaut pour indiquer paiement ceux qui eu sont Fig- iS5 dérivés et qui n'en
diffèrent que par <]uelques détails peu importants.
Dans le cas de l'induit représenté sur la figure 183 {Société
300 CHAP. VIll. — ORGANBS DES DYNAMOS A COURANT CONTINL'
Anonyme d'Electricité autre fois Lahmeyer et C'*) (I), qui donne une disposition souvent employée pour des petits induits, les tôles sont ^directement posées contre l'arbre et maintenues au moyen d'un écrou. Cette disposition est peut-être moins rationnelle dans le cas de moteurs que dans celui de génératrices ; en effet, comme pour en diminuer le prix de revient, les dyna-
mos de ce genre sont souvent construites en grand nombre et mises en dépôt, il n'est pas commode d'y adapter ensuite des arbres spéciaux, comme c'est presque inévitable dans le cas de moteurs. (}et inconvénient est supprimé dans les types d'induits des figures 18t et 18^, puisque l'arbre peut dans ce cas être changé, même lorsque l'enroulement est terminé.
En particulier, la disposition montrée par la ligure 164 présente plusieurs avantage»; le principe en a été indiqué pour la première fois par la ll'exlinyhouse Company de Pittsburgb, qui construit même des alternateurs très puissants suivant ce type. Son avantage principal consiste en ce qu'elle rend inutile une carcasse d'induit spéciale.
Il est vrai que cette disposition entraine beaucoup de déchets dans la lôle, mais cette perte est suffisamment compensée 'par la suppression de la lanterne d'induit et par la réduction de la main-d'œuvre. Pour des dynamos de puis-
(I) Les Tigures 183, 137, 188 et 190 ont été extraites de l'exceileul ouvrage île M. E. Arnold, ÀnkcnuicktamjeH tind Ankerconstructionen der Gleiclialrom Dynamomnachincn, 2* éd. Bei'lin, 1896.
sance moyenne, les Ateliers d'Oerlikon font usage d'un dispositif qui est représenté sur la figure 186. La lanterne de l'induit est formée de 6 rayons en deux parties inégales qui viennent
se placer & tour de rôle l'une en face de l'autre. 11 sera question plus loin de l'enroulement de cet induit.
Les ligures 187 et 188 montrent également deux lanternes d'induits caractéristiques ; la première est construite par la General Electric Company. la seconde par M, Aliotli, à Bâle.
Vi^. 18»
Dans celle-ci, les tôles sont rivées comme dans l'induit repré-
i COURANT CONTINT
iKDurr 303
sente sur la figure 184; à cet eiïet, les disques extrêmes sont en tôle très épaissc.L'induit (iigure 187) est muni, en outre.d'une ventilation artificielle qui est obtenue par l'interposition de àeu\. disques en laiton portaut nervures. II est d'ailleurs fort douteux que cette venlilatioasoit réellement de quelque utilité.
Nous arrivoDS maintenant aux. induits dont l'enroulement est disposé suivant la périphérie.
Figure 189 ; génératrice pour tramway de H. F. Parshall, General Elatrie Company.
Figure 190 : dynamo à 4 pôles de Brown, ffoveri et C".
La première de ces dynamos est munie également d'une ventilation artificielle de la carcasse de l'Induit. Cette dynamo présente encore un certain intérêt en ce que l'isolement de la surface du commutateur est eiïectué d'une manière très complète et originale.
Comme, de plus, les tôles sont munies d'oreilles qui s'engagent dans les rayons en fonte de la carcasse, on a pu supprimer les coins d'entraiaemeat (driving-homs).
Dans l'induit des dynamos multipolaires de Brown, \ea boulons qui maintiennent les tôles servent en même temps à
Fig. m
entraîner l'enroulement; à cetelTet, ils sont noyés moitié dans la carcasse en fonte et moitié dans les disques en tôle.
304 'CHAP. VIII. — ORGANES DES DY.NAMOS A COtHAST CONTINI
Les figures jusqu'ici éaumérées se rapportent en majeure partie aux induits à tambour (1).
EnGn, nous mentionnerons encore cinq types de carcasses qui sont très bien appropriés aux induits à anneau (fig, 191 à 196). A l'exception de celle des figures 194 et 195, ces lanternes peuvent être employées également dans le cas d'induits à tambour. Une disposition très simple et peu coûteuse est celle imaginée par l'Auteur et brevetée par la Maison Farcot à St-Ouen (fig. 192 et 193). Ces figures sont empruntées à une dynamo de 240 chevaux à 360 tours. Pour faciliter la compression des tôles à la presse hydraulique, on donne aux boulons une longueur supérieure de quelques centimètres à celle qui est nécessaire ; ils servent dans ce cas de guides aux tôles et on les coupe, après la compression, à la longueur exacte.
11 est à peine nécessaire de faire observer que ces boulons ne doivent p^s être isolés, et qu'ils ne doivent pas être nécessairement en laiton ou en bronze. Il est même permis de
ïl
Fijf. 193
faire pénétrer ces boulons assez profondément dans la carcasse en fer, sans qu'on ait à craindre réchauffement, puisque leur self-induction est tellement considérable, par suite de la faible saturation du fer, que le courant ne se produit pour ainsi dire pas. Une vue complète de cette machine est donnée au Chap. IX.
Reprenons la description des types.
(1) On trouvera d'autres coupes d'induits très bien exécutés dans l'ouvrage cité de M. Ari^old.
J. FiscHKR'HiNNKN', Dvnamos h courant continu 20
■ 306 CHAP. Vm. — ORGANES DES DYNAMOS A COURANT CONTINU
Dans le type que nous venons de décrire, aussi bien que dans les deux suivants (/?(/. 191 et 195), les rayons servent en même temps d'entraineurs puisqu'ils sont h. cet eiTet insérés dans la t61e.
Par contre, dans la machine fig. 196 il est laitusaj^e de petites clavettes qui s'engagent moitié dans la lanterne, moitié
dans les léles.
Ainsi que nous l'avons déjà dit, les lanternes de dyn anneau doivent être en bronze ; dans celles à tambour on préférera la fonte pour en réduire le prix.
En règle générale, les dynamos puissantes sont munies
d'un enroulement en tambour, ou bien, dans le cas où l'eiiroulement en anneau est prescrit, la lanterne est en deux pièces.
le moyeu et les rayons en ionie et la jante en bronze. (Voir la disposition de Aï. Thurij^ Chap. IX p. 337).
Observation. — Nous croyons devoir, en citant quelques cliiffres, nous élever contre le préjugé jléjà vieux que les boulons qui servent à maintenir les tôles doivent être forcément isolés (1). Les quelques cas exceptionnels où un échauffement exagéré a pu être constaté par ce fait se rapportent sans doute à des machines bipolaires ayant une très grande saturation du noyau. Par contre, dans les machines multipolaires où, en considération des pertes par hystérésis, on est obligé d'employer des densités plutôt faibles, Tisôlement des boulons est presque toujours inutile. Bien qu'il s'agisse ici de courants alternatifs, on peut faire cette démonstration avec facilité sans enfreindre l'ordre didactique naturel. Nous prendrons pour base de nos calculs le cas le plus défavorable, c'est-à-dire celui où le boulon traverse le noyau de fer en son milieu. C'est eflectivement le cas dans les dvnamos de Siemens et Halske et dans celle de Schuckcrt. Lorsque l'induit tourne, des lignes de force circulent autour des boulons et leur sens change toutes les fois que le boulon passe par l'axe des pôles. Ce flux est maximum lorsque le boulon se trouve dans la ligne neutre. Soient 4> ce nombre maximum de
li'Cnes, w = — le nombre de périodes et K un coefGcient
dont la valeur absolue n'intervient pas dans le calcul.
La f. e. m. moyenne des boulons est alors
E=:u)K*.iO-«.
Si le nombre de boulons était égal à celui des pôles, il se formerait par couple de boulons adjacents un circuit fermé. Il se produirait, par conséquent, un courant alternatif dont la courbe périodique aurait une forme à peu près identique à celle de la courbe de la tension. Ce courant engendre à son tour des lignes de force qui entourent également les boulons et dont le nombre dépend k chaque instant de l'intensité de.
M) Voir Schiueiz. nidtter fiir Elecîrotcchmk, frvrier 18PS.
ce courant. Nous désignerons par <p l'intensité maximum d'un champ secondaire de ce genre.
Alaisy on sait que, d'après les lois exposées au début de Touvrage, un champ variable qui circule autour d'un conducteur produit dans celui-ci une f. e. m. qui reste la même, que la variation soit produite par le changement de position du conducteur dans un champ d'intensité constante, ou que la position du fil restant la même par rapport au champ, elle soit opérée par la modification de l'intensité des lignes de force. Lorsque le champ est produit par le courant dans le conducteur même, nous appellerons la f. e. m. ainsi induite la /. e. m. de $elf~induction. On peut la déterminer d'une, manière analogue à celle donnée plus haut ; on a donc
E, = cdKÔ.10-«.
Lorsque la résistance du conducteur peut être négligée
devant la self-induction, comme cela a lieu eflfectivement
dans ce cas, on aura
et comme, de plus, K' peut être pris approximativement égal à K, on a
Dans celte équation, * est connu d'avance, de plus o est une fonction de l'intensité ; nous pourrons donc déterminer l'intensité à l'aide de cette équation dès que nous connaîtrons le rapport dans lequel se trouvent Jet ,1.
Considérons un circuit magnétique de longueur L, sur lequel agissent 3/n ampères-tours ; l'intensité des lignes de force est déterminée d'une façon très approchée par la formule empirique
(24) Br.--21500--^^^-^,
v'il
dans laquelle
Ainsi que le montre le Tableau suivant, cette formule donne des valeurs qui ne diffèrent que de I à 2 Vo de celles qu'on
obtient à l'aide de la courbe pour le fer iorgé que nous donnons à la fin du volume, et notamment pour des saturations comprises entre 4500 et 18400 ligues.
B d'ftprè* U eoorb«
B eakali
Erre or
Pour d'autres courbes de fer forgé on devrait éventaellement modifier quelque peu les constantes.
Nous ferons maintenant une supposition qui est la plus défavorable pour notre démonstration, à savoir que les lignes de force ne circulent qu*à l'intérieur d'un cercle
Fig. 197
ayant pour diamètre la hauteur radiale du noyau des tôles ; en supposant que l'intensité maximum est 5 et m = 1 , le nombre total maximum des lignes de îorce sera
OU d'une façon générale
Supposons que le courant suive la loi du sinus, l'intensité maximum serait = v^S X 5, et pareillement
Donc, Fintensité moyenne serait
Tableau des valeurs de a
et p
Valeurs «le r-j 3,5
64 500 134 OCX)
Valeurs de r.i S
'Al=
