CHAPITRE III
MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES A COURANTS ALTERNA- TIFS. — MACHINES GRAMME, SIEMENS, DE MÉRITENS, LONTIN, FERRATI ET THOMPSON, GORDON.
On a quelquefois besoin de courants électriques alternatifs, comme par exemple dans l'éclaii'age par les bougies Jablochkoff. On emploie alors des dynamos à courants alternatifs.
Dans la machine à courants alternatifs.
construite par M. Gramme et que nous représentons figure 382, l'inducteur est formé par un pignon magnétique, autour duquel rayonnent huit électro-aimants droits, qui se meuvent à l'intérieur de l'induit. Ces électro-aimants, qui sont de polarités contraires, engendrent successivement, dans chacune des sections de l'hélice induite, des courants alternatifs, et ils sont excités par une machine Gramme, à courants continus. Uinduit, qui est fixe, est constitué par un cylindre de fer analogue à celui de la machine à courant continu du même inventeur ; quant aux bobines qui l'entourent, elles sont partagées en 32 sections et réunies en 4 séries différentes qui peuvent fournir chacune le courant à un circuit de 5 foyers.
C'est avec ces machines qu'étaient alimentées les bougies Jablochkoff qui ont éclairé pendant quelque temps l'avenue de l'Opéra à Paris, la place du Théâtre-Français, et qui éclairent encore la vaste salle de l'Hippodrome.
La disposition de cette machine a été simplifiée par M. Gramme. Sa machine nouvelle à courants alternatifs se compose, en réalité, de deux machines distinctes, mais qui sont montées sur le môme axe et qui
SUPPLEMENT A L'ÉLECÏRO-MAGNÉTISME.
Fig. 382. — Machine Gramme à courants altfirnatifs.
sont mises simultanément en mouvement.
L'une d'elles est une dynamo ordinaire, à courants alternatifs; l'autre sert d'excitatrice, et est à courant continu. L'installation est ainsi plus simple et moins coûteuse.
La machine à courants alternatifs de M. Siemens que nous représentons dans la figure 383 diffère des précédentes en ce que les induits sont mobiles et les inducteurs fixes. Là, comme précédemment, c'est une petite machine Siemens à courant continu, qui alimente \ inducteur. Ce dernier se compose de deux séries de 16 électro-aimants, fixés sur des couronnes de fonte, de chaque côté de l'induit. Il est bien entendu que ces électro-aimants sont isolés du bâti qui les supporte, par des plaques d'ébonite, et que les fils qui les entourent sont disposés de manière à ce qu'un pôle sud soit toujours entre deux pôles nord, et réciproquement un pôle nord entre deux p(Mes sud.
\Jinduit est constitué par luie roue en bronze, autour de laquelle sont fixées 16 bo-
bines plates sans noyau, telles que des multiplicateurs galvanométriques . Tout ce système tourne rapidement autour des mducteurs, et le courant ne s'y développe que quand les sphères des hélices passent dans le champ magnétique des électro-aimants.
Les fils de communication des bobines sont fixés sur un disque en bois, qui occupe la partie centrale de l'induit, et transmettent leur courant au collecteur de la machine.
Le type à 16 bobines que nous venons de décrire est divisé en deux circuits , pouvant alimenter chacun 10 lampes différentielles du système Siemens.
M. de Méritens construit une machine à courants alternatifs, dont le dispositif général rappelle celui de la machine magnétoélectrique du même constructeur, que nous décrirons plus loin, mais dans laquelle les aimants permanents ont été remplacés par des électro-aimants.
M. Lontin a inventé une machine à
Fig. 383. — Machine dynamo-électrique Siemens à courants alternatifs, avec sa machine excitatrice.
courants alternatifs, à armature polaire, et qui porte le nom Ao, machine à division .
Un pignon mobile autour d'un axe horizontal, et muni de vingt-quatre dents de fer autour desquelles est enroulée une hélice, reçoit le courant de la machine excitatrice. Ce courant aimante chacune des dents du pignon, en alternant les pôles de la circonférence extérieure. Autour de Viiiducteiir se trouve Vinduit, formé par un grand anneau de fer fixe, et garni intérieurement de vingt-quatre autres dents entourées d'hélices magnétisantes. Ces hélices sont réunies de l'une à l'autre par couples et leurs extrémités aboutissent à un manipulateur qui permet de grouper les bobines, soit en tension, soit en quantité, et de recueillir séparément ou collectivement, à l'aide de frotteurs, les courants qu'elles produisent. On peut à volonté, avec cet appareil, constituer vingt-quatre circuits distincts, alimentant autant de régulateurs, ou bien un seul
circuit si l'on veut obtenir un foyer lumineux très puissant.
« Cette machine, dit M. du Moncel, auquel nous empruntons ces lignes, a été appliquée pendant quelque temps à l'éclairage de la gare du Chemin de fer de Lyon, où elle fournissait 31 foyers lumineux. Ces foyers résultaient d'un seul générateur électrique et de deux systèmes induits de 24 bobines chacun. En accouplant ensemble ces bobines et interposant sur chacun de leurs circuits plusieurs régulateurs de lumière électrique du système Lontin, on a pu, par une combinaison convenable de ces bobines, eu égard à la longueur du circuit extérieur, porter à 31 le nombre des foyers illuminés dont chacun était à peu près équivalent à 40 becs Carcel . »
Actuellement, ces machinessont installées à la gare des chemins de fer de l'Ouest (rive droite), où elles illuminent 12 foyers lumineux dont 2, situés à l'entrée de la gare,
SUPPLÉMENT A L'ÉLEGTRO-MAGNÉTISME.
sont à 700 mètres de la machine, ce qui répond victorieusement à l'objection que certaines personnes ont faite contre l'emploi des courants alternativement renversés, qui, selon elles, ne devaient pas produire de lumière passé 200 mètres de distance.
L'excitation de cette machine à lumière est produite par une petite machine auxiliaire à courants continus.
La machine Lontin diffère de celle de Gramme en ce que l'induit, au lieu
d'être constitué par un anneau, est formé par un tambour de fer d pignon magnétique, sur lequel sont assujetties quarante petites bobines, groupées quatre par quatre, et dont les axes sont dirigés dans le sens du rayon. Ces bobines se composent de noyaux, de fer entourés d'hélices magnétisantes, disposées en tension, et fo-rmant une série d'électro - aimants qui tournent entre les pôles d'un fort électro-aimant inducteur. Dans cette machine, les courants engendrés dont le sens change à chaque demirévolution sont recueillis par un collecteur disposé comme celui de l'appareil Gramme.
La machine de M. Ferrati et de sir Thomson, que nous représentons dans la figure 384, a reçu quelques applications en Angleterre.
Fig. 384. — Machine dynamo -électrique à courants alternatifs de MM. Ferrati et Thomson.
Comme la plupart des machines dynamoélectriques alternatives, elle comprend une armature induite tournant entre deux
rangées circulaires d'électro - aimants inducteurs, dont les pôles sont alternativement de noms contraires.
Chaque rangée contient 16 électros, dont la section est ovoïde, et qui sont montés en tension , et excités par une dynamo indépendan te L'armature pré sente une forme tout à fait originale , qu'indique la figure .383. Elle ne renferme aucune pièce de fer et se compose d'un long ruban de cuivre, de 36 mètres de longueur, de 12 millimètres de largeur et de 2 millimètres d'épaisseur. Ce ruban est contourné en forme de
feston. Le nombre des boucles (L, L') est de 8, c'est-à-dire moitié du nombre des électros ( NS, N'S'). Il s'enroule 42 fois suivant cette même courbe, en formant 12 courbes,
Fig. 385. — Armature de la machine dynamo-électrique igol^gS par des banà courants alternatifs de MM. Ferrati et Thomson.
des de caoutchouc.
L'avantage de cette armature est d'être très légère, par suite de l'absence du fer; ce qui lui permet de tourner à des vitesses de 1 900 à 2 000 tours par minute, et de présenter, en outre, une résistance électrique très faible.
La machine Gordon, la plus grande qui ait été construite jusqu'ici, est représentée figure 386.
Fig. 386. — Machine dynamo-électrique à courants alternatifs de M. Gordon.
Les armatures fixes sont constituées par des bobines en nombre double de celui des électro-aimants indicateurs mobiles. Il y a de chaque côté du disque mobile 32 bobines, tandis que chacune des plaques en porte 64.
Ces dernières sont roulées sur des noyaux en tôle de chaudière recourbés en forme de V aigu.
Les bobines alternées de la série fixe sont réunies ensemble en arcs parallèles, de manière à former deux circuits dis tincls , susceptibles d'alimenter des lampes, soit ensemble, soit séparément, et d'être couplés à volonté.
