CHAMP TOURNANT

Fig.150. — Action des champs magnétiques tournants.

Champ tournant. — On les combine de façon à produire dans les lUterno-moteurs ou machines réceptrices un champ magnétique tournant.

Qu'est-ce qu'un champ magnétique tournant?

La chose est simple et facile à comprendre si l'on imagine un aimant ordinaire, en fer à cheval, placé verticalement et tournant autour de son axe. Dans ce mouvement, il entraînera autour de lui le champ magnétique qui l'entoure.

Les champs magnétiques tournants ont la propriété de communiquer leur mouvement aux masses métalliques qui sont dans leur voisinage.

Si, en face des pôles de l'aimant (fig. 150\ on place un disque de cuivre AB, dès que l'aimant tourne, le disque le suit dans son mouvement (1). C'est là une propriété précieuse qui peut être utilisée; mais si on devaij; la réaliser en faisant réellement tourner une masse magnétique, il n'y aurait aucun avantage. Heureusement, les courants polyphasés permettent d'obtenir des champs tournants sans mettre aucune masse en mouvement.

Sans entrer dans des développements plus complets à cet égard, il nous suffira d'indiquer qu'en prenant trois courants alternatifs décalés l'un par rapport à l'autre d'un tiers de période et en leur faisant traverser trois bobines disposées en triangle, leur effet sera de produire au centre de ce triangle un champ magnétique tournant.

(1) Ce mouvement est dû aux courants de Foucault qui se pro* duisent dans le disque.

Un tel système n'est pas difficile a réaliser en pratique. Il n'y a qu'à tripler le nombre des bobines induites sur la couronne d'un alternateur, en intercalant, entre deux pôles d'électros, trois bobines. Chacune sera traversée par un courant alternatif décalé d'un tiers de période par rapport au précédent, et si on réunit ensemble toutes les bobines de même numéro, on aura en définitive trois courants alternatifs décalés d'un tiers de période (1).

Le moteur correspondant à une telle génératrice de courants sera, à son tour, composé de trois bobines ou d'un multiple de trois bobines à noyaux de fer. On lance dans ces bobines les trois courants alternatifs, ce qui produit au centre du moteur un champ tournant.

Moteurs polyphasés à champ tournant. — L'induit qu'on place dans ce champ est une armature mobile, portant des enroulements fermés sur eux-mêmes. Les courants induits qui naissent dans ces enroulements déterminent, par réaction, un entraînement de cette armature dans le même sens que celui du champ tournant.

L'inducteur est, seul, alimenté par les courants de la ligne.

Pour changer le sens de rotation du moteur, il suffit d'intervertir les pôles d'arrivée de la ligne aux bornes de l'inducteur.

On donne quelquefois le nom de stator a l'inducteur de ces moteurs, celui de rotor h leur induit.

(l) La fréquence de ces courants (voir page 188) ou leur nombre de périodes (alternatives doubles) par seconde est donnée par le

produit ~rrr — 1 p étant le nombre des paires de pôles, alternativement positifs et négatifs du champ inducteur et n le nombre de tours de la partie mobile par minute.

MOTEURS ASYNCHRONES 269

Lorsqu'un tel moteur marche à vide, Tindult accompagne le champ inducteur et tourne synchroniquement avec lui. Mais tout effort résistant détermine un retard de vitesse, un glissement relatif de Tinduit, par rapport au champ tournant. Ce glissement, s'il se manifestait à un moment donné sous l'influence d'une cause quelconque, pendant la marche à vide, disparaîtrait aussitôt de lui-même, avec la cause qui l'aurait produite, le synchronisme se rétablissant, par l'effet de l'action réciproque du champ tournant et du champ induit.

En charge, c'est-à-dire, lorsque le moteur a k vaincre une résistance, qu'il travaille, en un mot, ce glissement subsiste, ce qui rend je moteur asynchrone. Pour les moteurs de puissance moyenne, cet écart de vitesse est d'environ 5 p. 100 de réduction sur la marche à vide.

Ainsi, un moteur tournant, par exemple, à 800 tours par minute à vide, devra tourner à 760 tours en charge.

Moteurs asynchrones, — Les alternomoteurs basés sur le principe que nous venons d'indiquer se construisent, soit avec induit à court circuit, soit avec induit enroulé.

Dans le premier type, l'organe mobile a la forme d'une cage d'écureuil. Il est constitué par un cylindre formé de feuilles de tôle douce isolées au papier, sur la partie extérieure duquel sont des tiges de cuivre isolées, placées suivant les génératrices et mises en court circuit au moyen de deux couronnes de cuivre placées sur ses bases.

A vide, ce genre de moteur démarre facilement sans le secours d'aucun appareil spécial , mais , en pleine charge, il faut pendant la durée de leur mise en marche deux ou trois fois plus de courant qu'en fonctionnement normal en pleine charge.

Cette condition restreint leur emploi aux faibles puis-

sances. Au delà de 10 à 15 chevaux, afin d'évîter l'emploi de dispositifs spéciaux pour le démarrage, on préfère les moteurs à induit enroulé avec une résistance de démarrage qui leur permet de se mettre en route sans absorber un excès de courant.

Ce second type de moteurs asynchrones possède un enroulement analogue à celui des dynamos à courant continu. A la place du collecteur, se trouvent des bagues sur lesquelles frottent des balais qui dirigent le courant induit dans des résistances qu'on règle à la main à la mise en marche.

Comme exemple de ces moteurs, nous pouvons citer ceux que la maison Brown-Boveri et C" de Baden (Suisse) (que la Compagnie Electro-mécanique représente en France) a construits et installés à l'usine élévatoire de la Coulevronière à Genève.

Le moteur biphasé, d'une puissance de 1.000 chevaux, commande directement une pompe centrifuge Sulzer qui refoule l'eau à 140 mètres de hauteur. Ce moteur est alimenté à 5.000 volts environ. En charge, sa vitesse est de 544 tours. Son poids est de 27 tonnes. C'est, à notre connaissance, le plus puissant des moteurs asynchrones construits jusqu'il ce jour.

Moteurs synchrones. — Si l'on suppose que Tindult placé dans le champ tournant soit muni d'enroulements dont les extrémités sont reliées k deux bagues sur lesquelles appuyent deux frotteurs; si, en outre, on fait passer un courant continu dans cet enroulement, on donne aux pôles de cet induit un magnétisme constant qui rend le mouvement de cet induit synchrone du champ tournant.

Une machine d'un tel type présente l'inconvénient de nécessiter un courant excitateur. En outre , on doit mettre les moteurs synchrones en marche a vide et, s'ils