E-RI E R

KK'l KK'l KK'

Donc n croîtra très vite si I diminue ou, ce qui revient au même, si le couple diminue. Autrement dit, un moteur en série, que Ton décharge, a tendance à s'emballer.

Mais cet inconvénient est surtout à redouter pour des moteurs isolés, et que Ton abandonne un peu à eux-mêmes, comme ceux d'un atelier.

rant dans des résistances, on diminuera la vitesse proportionnellement. Inversement, on l'augmentera en supprimant les résistances.

Pour cette manœuvre on emploie, sur un tramway, les résistances servant pour le démarrage.

L'inconvénient de cette méthode, c'est que Ton absorbe ainsi inutilement de Ténergie.

Aussi, règle-t-on parfois la vitesse en agissant non plus sur E, mais sur le champ magnétique, c'est-à-dire sur cp. Dans ce cas, comme le montre la formule (7) en diminuant cp

on augmente la vitesse et in- .

versement.

Fig. 147. — Inducteur à galettes.

Pratiquement on diminuera - I o en shiintant les inducteurs (ce qui dérivera une partie du courant inducteur) ou bien en divisant le circuit inducteur « en galettes » et en les couplant de façon convenable (fig. 147).

Le système de réglage par série parallèle, malgré les pertes d'énergie qu'il occasionne, est de beaucoup le plus usité. Un bon wattman diminuera d'ailleurs ces pertes en passant le plus rapidement possible à la marche en parallèle.

Pour y arriver on effectuera (cas le plus général de 2 mo leurs) les manœuvres suivantes :

1° Les 2 moteurs sont mis en série sur une résistance variable (démarrage) ;

2*^ Les 2 moteurs sont en série et la résistance est siip primée ;

3** Les 2 moteurs sont en parallèle sur une résistance variable ;

4° Les 2 moteurs sont en parallèle et la résistance est supprimée (vitesse normale) ;

5"* Pour les cas où l'on voudrait atteindre une grande

'VA^/f@Hm

SHUNT

SHUNT

Fig. 148. — Différents groupements des inducteurs avec deux moteurs.

vitesse les deux moteurs seront mis en parallèle et leurs inducteurs seront shuntésavec une résistance.

On peut imaginer d'autres combinaisons. Elles varient avec les constructeurs.

Sur les tramways à accumulateurs, dont les moteurs sont excités en série, on dispose d'un moyen bien simple pour faire varier la vitesse. C'est de faire varier le potentiel aux bornes des moteurs, en divisant la batterie en un certain

MATÉRIEL ROULANT i9l

nombre de sous-batteries que Ton groupe en série ou en quantité. De cette façon, la manœuvre s'effectue évidemment sans perte aucune d'énergie.

Stoppage. — En coupant brusquement le courant on risquerait de produire des extra-courants dangereux pour la conservation de l'appareillage. Aussi il est bon de n'exécuter cette manœuvre qu'après avoir inséré progressivement dans le circuit des résistances appropriées (celle de démarrage, par exemple).

Nous verrons plus loin, en parlant des freins, comment on peut se servir des moteurs eux-mêmes pour obtenir des arrêts excessivement rapides.

Marche arrière. — Considérons le collecteur d'un moteur excité en série (fig. 149). L'angle de calage ^

des balais se trouvera en arrière de la ligne j

neutre xy^ par rapport au sens du mouve- ^^, ment.

Si Ton change le sens du courant dans l'induit ou dans les inducteurs, le sens du mouvement va changer et la ligue des balais i

se placera suivant pq. ^

Par conséquent, pour marcher en arrière, Marclfe arrière. il ne suffira pas seulement de changer le sens du courant soit dans les inducteurs, soit dans l'induit, il faudra aussi faire tourner les balais de l'angle tî — 2a*.

^ En les faisant seulement tourner de l'angle a ils seraient pris à rebroussepoils.

On évite cette sujétion en employant des moteurs pour lesquels les balais se placent exactement suivant la ligne neutre xy *. Dans ce cas, le changement de marche s'opère par la simple manœuvre d'un interrupteur.

L'usage est de changer le sens du courant dans l'induit, à Texclusion des inducteurs, afin de ne pas affaiblir par trop le magnétisme rémanent du moteur.

b) Moteurs excités en dérivation. — Ces moteurs, bien qu'ayant de grands avantages, ne sont employés que très rarement pour la traction des tramways.

Ils sont, en effet, d'une construction plus compliquée et plus coûteuse, attendu qu'ils comportent, sur les inducteurs, des enroulements constitués par une très grande longueur de fils fins. Ces fils se cassent, à la longue, et leur isolement n'est pas très commode à maintenir en bon état.

Les moteurs en dérivation ont une vitesse sensiblement constante, quelle que soit la charge. Ils permettent donc de conserver dans les rampes la vitesse normale de marche; mais, à ce moment, il se fait un grand appel de courant, ce qui peut avarier le moteur, surtout s'il y a de la surcharge sur la voiture.

Dans les descentes, en revanche, dès que la vitesse tend à dépasser la vitesse de régime, le moteur agit comme frein, en produisant du courant qui renforce celui de la ligne. Les

^ Pour pouvoir réaliser cette disposition, il faut que le champ inducteur soit très intense relativement au champ produit par l'induit. Autrement dit, la réaction d'induit doit être à peu près nulle.

moteurs en dérivation sont donc des moteurs à récupération. C'est pour cela qu'il est indiqué de les adopter pour la traction par accumulateurs ou sur des lignes à crémaillère, par exemple, pour lesquelles la récupération présente un intérêt tout particulier.

Dans un moteur en dérivation le couple est maximum au démarrage. Il faut, à ce moment, prendre des précautions pour que le courant ne soit pas trop intense (rhéostats). Le réglage de la vitesse se fait, comme pour les moteurs en série, par Tinsertion de résistances ^

c) Moteurs à courants polyphasés. — Un moteur à courants

* Ces particularités ressortent des formules établies précédemment. Soit toujours E, la différence de potentiel aux bornes. Le courant I, arrivant de la ligne, se divise en deux, l'un i^ traversant les inducteurs, l'autre 22 tra-

versant l'induit. Si r, est la résistance des inducteurs on aura l'i = — ; donci

il sera constant et il en sera de même du flux o, qu'il produira par son passade dans les fils de l'inducteur. Soit ?'2 1* résistance de l'induit et e sa force contre-électromotrice. On aura

i.> — ■ ei € = iv.no

D'où n = __£ E — r2 12

comme pour un régime normal, 7*2 «2 est faible vis-à-vis de E, on aura sensi-

blement n = — ^ , c'est-à-dire que n sera constant. Quant au couple G il est égal a ~-^ = — I— = -X L, c'est-à-dire qu'il est

2 i:n 2 itn 2ic

proportionnel à i^. Au démarrage C est maximum parce que {2 est également maximum.'

Si e tend à augmenter (dans les pentes) ti devient négatif, autrement dit, c'est le moteur qui envoie du courant dans la ligne, et cela, en sens inverse du courant d'arrivée, car, même à ce moment, le sens du courant traversant les inducteurs ne change pas.

Enfin la formule n « --— montre que la vitesse est proportionnelle au vol-

tage aux bornes ; par conséquent, on pourra la faire varier en insérant des résistances sur le circuit.

Maréchal. — Tramways élect., 2* édit. 13

iU

polyphasés comporte un système fixe, produisant un champ magnétique tournant, et un système mobile (induit) qui tourne sous l'action du champ tournant et dans lequel le champ développe des courants électriques, comme le fait le primaire

Fig. 450. — Différentes valeurs du couple, dans un moteur polyphasé, quand la vitesse varie.

d'un transformateur de courant alternatif, en agissant sur son secondaire.

Si (Oj est la vitesse angulaire du champ tournant, ro^ celle de rinduit, la quantité Û = w , — w ^ est ce que Ton appelle le glissement de l'appareil.

Le couple mécanique, en fonction de la vitesse de rotation de rinduit, peut êlre représenté par la courbe DMB de la ligure 150. Le point B correspond à un glissement nul

MATERIEL ROULANT : = i95

(coj = (1) j). D'autre part OD est le couple au déniarràge. On voit que, relativement à celui que Ton obtient avec un courant continu, il est faible. Mais on peut 1 augmenter en insérant des résistances dans Tinduit. On obtiendra alors, par exemple, la courbe ENB qui montre que le couple au démarrage sera OE et non OD.

Mais cette courbe sera moins satisfaisante que la première, car la pleine charge NP correspondra à un glissement PB plus grand qii^ le glissement QB *. Or, on sait que le rendement du moteur croît quand le glissement diminue (en général le glissement réalisé dépasse rarement à pleine charge 5 à 6 p. 100 de w J. On aura donc intérêt, dès que le moteur aura pris sa vitesse, à retirer la résistance introduite et à retomber sur la courbe DMB.

Pour que le moteur fonctionne avec un bon rendement, il y a avantage à l'employer dans la région MQB. Où voit alors que, pour des variations importantes du couple, le moteur conservera sénsiblemeat sa vitesse. C'est-à-dire qu'il pourrsj, sans que Ton ait besoin d'effectuer aucune manœuvre, monter une rampe avec la même vitesse qu'en palier. De même, dans une descente, il aura tendance à produire un couple négatif. Et, alors, c'est le moteur qui enverra du côurant dans la ligne, exerçant, à ce moment, un effort de freinage qui préservera de l'emballement.

Le ralentissement s'opère très facilement en intercalant des résistances dans l'induit. Cela se voit aisément sur la*

'*Ges deux longueurs représentent bieû des glissements/ car QB> pAr exemple, est égalàOB — OQ, c'est-à-dire à w^ — .<«>2-: . ' :. ! .•:.., ..i

figure i03. Si l'on suppose, par exemple, que l'on marche avec la vitesse angulaire OR, correspondant au couple RS, en introduisant la môme résistance que précédemment, on pourra obtenir le mCme couple TU, mais la vitesse sera devenue OT, au lieu de OR'.

Fig. 151. — Moteur et truck du tramway à courants triphasés de Lugano.

Pour marcher en arrière, on n'a qu'à changer le sens du champ tournant.

Toutes les manœuvres se font à Lugano (courants triphasés) avec la plus grande facilité.

Les moteurs à courants polyphasés se prêtent parfaitement, par leur forme et par leur poids, à leur installation sous la caisse de la voiture.

Nous montrons (fig. !51) le moteur combiné par M. Brown pour le tramway de Lugano. Ce moteur a une puissance de

25 chevaux. Il est représenté monté sur le tnick et actionnant l'un des essieux. On aperçoit, à droite, les résistances de réglage et de démarrage.

Contr&lenr. — On appelle contrôleur l'appareil qui permet au conducteur — le wattman pour employer l'expression

Fig. 1S2. — CoDtrAleur ouvert.

américaine — de procéder rapidement à toutes les manœuvres du tramway.

Cet appareil a généralement la forme d'un cylindre vertical (Pig. 152). Il se place immédiatement à l'avant de la voiture et comporte une série de contacts en charbon qui envoient

le courant, suivant les cas, dans la résistance de démarrage, dans les moteurs couplés en série, en quantité, dans les shunts des inducteurs, etc.

Le contrôleur permet également la marche arrière ainsi que la suppression d'un moteur hors de service..

Le contrôleur se manœuvre à Taide d'une manette que Ton arrête sur des crans correspondant aux dififérents groupements. Il faut aborder les crans franchement, en marquant un petit temps d'arrêt sur chacun d'eux.

Lorsqu'une voiture doit revenir en sens inverse, sans tourner, on la munit de deux contrôleurs, l'un à l'avant, l'autre à l'arrière. Le conducteur n'a qu'à changer de place lorsqu'il est arrivé à l'extrémité de la ligne. 11 a naturellement soin, alors, s'il s'agit d'un tramway à trolley, de faire exécuter à la perche une rotation de 180% de manière que celle-ci se trouve^ au moment du départ, inclinée vers l'arrière.

Avec l'archet, cette dernière manœuvre n'est pas nécessaire. Cet appareil se place en effet, de lui-même, dès que la voiture avance, suivant l'inclinaison voulue.

Appareils diverç. — Ces appareils comprennent : 1** des résistances pour le démarrage et le shuntage des inducteurs. Nous avons expliqué plus haut leur fonctionnement.

Il est intéressant que ces résistances occupent le moins de place possible. Oh les constitue généralement par des fils de maillechort ou par des rubans èii fer serrés -et plies

MATEUIJEL ROULANT 190

en zigzag et isolés «aire eux par du mica ou de ramianle '. Les résistances étant exposées à chauffer fortement ne doivent pas, évidemment, être voisines de masses combustibleç.'

2^ Des coupe-circuits constitués par des lils de plomb ou de cuivre qui doivent fondre quand le courant atteint une intensité donnée, ou encore par des interrupteurs automatiques qui coupent le courant dès qu'il devient dangereux.

Le but est de préserver les moteurs contre un courant exagéré, comme il pourrait s'en produire au moment d'un effort excessif.

Avec des coupe-circuits constitués par des fils fusibles, on doit prendre des précautions pour qu'il ne se forme pas un arc électrique lorsque les fils fondent. La C^® Thomson- Houston dispose à cet effet, en regard des coupe-circuits, un électro-aimant qui souffle Tare dès qu'il se produit.

3** Des parafoudres^ appareils indispensables sur les tramways, à conducteurs aériens. Car lorsque le tonnerre tombe sur tes fils, il peut, par le trolley ou Tarchet, pénétrer dans les voitures.

4^ Des interrupteurs principaux, situés sous le toit de la plate-forme et que Ton dispose souvent pour les faire servir comme interrupteurs automatiques^ etc.

Freins. — La rapide allure à laquelle les tramways électriques peuvent circuler a, comme corollaire, l'emploi de freins très puissants.

* On emploie aussi, sur quelques lignes, des résistances liquides.

On doit recommander d'avoir sur les voitures au moins deux systèmes de freins.

Les freins les. plus usités sont des freins à. patin ou des freins à collier de serrage. Mais on peut profiter de ce que les moteurs peuvent former eux-mêmes freinage pour les faire concourir à Tarrêt de la voiture.

D'abord, comme on Ta vu plus haut, un moteur de tramway n'est autre qu'une dynamo, qui reçoit du courant de la station centrale, quand elle remorque la voiture, et qui peut au contraire en fournir quand, le courant une fois coupé, elle continue à tourner sous Timpulsion acquise. En envoyant ce courant dans des résistances, la dynamo subira une force retardatrice considérable et la voiture s'arrêtera. Plus la résistance sera faible et plus l'arrêt se fera avec rapidité.

Le freinage électrique s'obtient également et même plus rapidement en mettant en court-circuit les deux moteurs l'un sur l'autre. L'action est excessivement brusque, car les moteurs tendent à tourner en sens inverse l'un de Tautre. On n'opère ainsi, généralement, qu'en cas de danger.

Comme autre système de freinage, dans lequel l'électricité intervient, nous citerons les freins électro-magnétiques^ qui peuvent être combinés, par exemple, comme il suit.:

a) Le courant produit par les moteurs est envoyé dans des électro-aimants placés en regard d'un plateau en fonte calé sur l'essieu. Les courants de Foucault engendrés dans, le plateau produisent une force retardatrice suffisante pour arrêter la voiture.

MATERIEL ItOLLANT 20t

b) Le freinage est produit par des électro-aimants placés en regard de la jaate des roues,

c) Les électro-aimants sont placés au-dessus et à petite distance des rails. C'est par ceux-ci que se ferme le champ magnétique et l'action est celle d'un frein à sabot. Parfois (système Westinghouse) le saLol agit simultanément sur la

Fig. 133. — Frein électro-magnétique Westinghouse.

timonerie et. produit indirectement le serrage des roues (fig. 153). Le freinage est alors à double effet.

11 est à remarquer que ces divers systèmes de freinage électro-magnétique peuvent également s'appliquer aux remorques, qu'il suffît de connecter électriquement avec les automotrices.

Un excellent système de freinage, avec ou sans remorque, est le freinage à l'air comprimé. Mais la difficulté, dans ce

t02 LES TRAMWAYS ELECTUIQUES

cas, est de se procurer Tair comprimé nécessaire au fonctionnement des freins.

Si là ligne n'est pas très longue on pourra s'approvisionner d'air au terminus.

Si, au contraire, on veut comprimer Fair sur la voiture on aura recours :

Soit à une pompe à air, que met en mouvement un excentrique calé sur Tessieu.

Soit à des compresseurs électriques, ensemble d'un petit moteur et d'un compresseur.

Ce dernier système, malgpé sa complication, est encore préférable. On peut le combiner avec un interrupteur automatique, qui arrête le petit moteur dès que la pression de Tair atteint une certaine valeur limite (6 à 8 kg).

Éclairage et chauffage des voitures. — 11 est tout indiqué d'éclairer les tramways électriques à rélcctricité.

Comme on n'a pas besoin de foyers très intenses, on prend des lampes à incandescence de 10 à 16 bougies. Ces lampes fonctionnent généralement sous une tension de 100 à 110 volts; on est amené, par suite, sur les lignes où Ton uc sert de courant à 500 volts, à mettre S lampes en série. C'est plus qu'il n'en faut pour éclairer parfaitement la voiture.

Sur quelques lignes on éclaire aussi les voitures à laide dune petite batterie d'accumulateurs que l'on chargé à I usine (Bristol).

. Le. chauffage électrique est encore peu répandu. jÇe ii'e.st

MATERIEL BOULANT îfll

pas qu'il ne soit excessivement commode, mais il est assez coûteux.

Cependant certaines compagnies américaines emploient des radiateurs qu'elles placent sous les banquettes et qui donnent d'excellents résullals. Commedans tous les appareils de chauffage électrique, l'oi'gane piincipal est une résistance qne l'on fait traverser par une dérivation du courant.

La figure 134 représente un radiateur fahriqui! par la

Kig. 13*. ~ Radiateur électrique pour le chauffage des Toitures.

Consolidated Car Reating Company, d'Albany (États-Unis). Il est constitué par des lils de fer galvanisé enroulés sur un cylindre en porcelaine. Un commutateur permet d'insérer sur le circuit plus ou moins de résistance et par suite de régler à volonté la quantité de chaleur dégagée.

Des appareils de ce genre sont employés à Boston. Mais on ne les met généralement en charge qu'au moment où l'activité de la circulation se ralentit. On a remarqué, en effet, que lorsque les voilures étaient pleines de voyageurs elles se maintenaient, même par les grands froids, à une température suffisante.

Fenders. — On désigne ainsi des filets que l'on place h.

20i LES TRAMWAYS ELECTRIOUES

l'avant des voitures et qui ramassent les passants tombés

accidentellement sur la voie.

Pour adoucir le choc que produit ce lilet au momeot où il agit, on le munit d'un cadre élastique et même d'un bourrelet pneumatique comme celui de la figure 15S.

Fig. 155. — Fender avec bourrelet pneumatique,

Les fcnders sont assez difiiciles à installer, en ce sens que s'ils rasent de trop près le sol ils sont soumis à des soubresauts qui les détériorent rapidement etqui les empêchent de fonctionner convenablement. Si au contraire ils sont trop élevés, ils risquent de passer par-dessus les personnes à ramasser et ils peuvent même les blesser grièvement.

Aussi, très souvent, le filet est-il relevé verticalement le

long de la voiture, et le conducteur ne le rabat qu'en cas de

danger (fig. JS6).

Dans un ordre d'idées analogue on construit des fenders

horizontaux qui peuvent se rentrer sous la voiture et que le

Fig. 156. — Fender à raliattement.

conducteur fait jaillir en avant par un simple mouvement du pied ou des genoux (fig-, 157).

Les fenders sont surtout employés aux États-Unis où, en raison de la grande vitesse atteinte dans les rues, ils rendent d'incontestables services.

Comme preuve, on peut citer les chiffres suivants relevés par M. H. Tavernier '.

' Les Tramwayi en Amérique. Annalei dea Ponts et Chaussées, janvier 1S96.

fcff LES TRAMWAYS ELECTRIQUES

■ ' En 1893, Ta West EndSlreet Railway Company, de Boston, dont les voitures sont munies de fenders, eut 347 accidents dont 1,7 p. 100 seulement furent suivis de mort. Ce rapport

Kiu. 157. — Fender glissant.

s'est au contraire élevé à 12 p. 100 pour l'ensemble des tramways électriques de l'État de Mussachuselts.

Voitures pour l'enlèvement des neiges. — Certaines villes

Fin- 1S8. — Chasse-neigE électrique, i États-IJuis ont t supporter, en hiver, des températures

MATEBIEL ROULANT 203

excessivemen' rigoureuses. Les chuteé de neigea étant abon-

dànles, il faut souvent procéder à un dégageramt rapide d«s

voies.

On y arrive faciloment à l'aide de charrues à neige ou

Fi;;. IS'J, — Ualai-brosae électrique

encore à l'aide d'appareils rotatifs analogues à celui que représente la figure 158. La neige, découpée par une sorte d'avant-bec, est chassée ensuite sur l'un des côtés de la voie par un ventilateur électrique '.

Quand la couche est peu épaisse un simple balayage suffit. On emploie alors un balai-brosse en fils d'acier, placé obli-

' Les cheminn de fer b. l'Exposition de Chicago, par MM. Grille et Falconnet. '

quement par rapport à Taxe de la voie, de tellç. façon qu'en tournant il puisse rejeter la neige en dehors des ^ rails (fig. 159). Un rabatteur en tôle guide le jet.

Ces divers appareils sont toujours mis en mouvement par un moteur électrique, indépendant de celui qui fait avancer la voiture qui les porte. On obtient ainsi une action très énergique, même quand la voiture est obligée de ralentir.

L'enlèvement des neiges constitue pour certaines compagnies une très grosse dépense annuelle. C'est ainsi que la West End Street Railway C*", de Boston, dépense annuellement, pour ce service, de 300 000 à SOO 000 fr. Le nombre de ses voitures chasse-neige dépasse 160»

Voitures diverses. — Une voie pour tramways électriques peut souvent être utilisée par des voitures effectuant un service tout autre que le transport des voyageurs.

C'est ainsi que dans certaines villes des Etats-Unis on se sert des voies de tramway pour faire circuler des voitures d'arrosage à grande capacité qui arrosent rapidement une grande étendue de chaussée (fig. 160).

La poste emprunte également parfois les rails des tramways, comme à Philadelphie (fig. 161) et à Saint-Louis*. Ailleurs on a organisé de cette façon un service de distribution des petits paquets (Boston).

Enfin quelques villes — bien américaines — possèdent

* Le tramway-poste de Saint-Louis fait 190 km par jour à ime vitesse de 20 km. Les facteurs attendent sur certains points et reçoivent, toute triée, la correspondance qu'ils doivent distribuer.

même des ôorbillai-dsélecli-iques, très décemment aménagés.

Fig. 160. — Automotrice pour l'arrosage.

et qui choquent d'autant moins la population qu'elle est

Fig, 161, — Tramway posle de Philadelphie.

habituée à voir les voitures des pompes funèbres circuler dans les rues au grand trot.

Mahëcbal. — Tramways ëlect., S* édit. 14

Ckimme accessoire d'une ligne de tramway, nous devons ciler les voitures qui servent pour l'inspection et la réparation des conducteurs aériens.

Ces voitures doiventsupporter une plate-forme très élevée.

afin que les ouvriers puissent atteindre facilement les isolateurs ainsi que les pièces de croisement et d'aiguillage.

Différents types sont adoptés. Nous représentons par la figure 162 une voiture à plate-forme démontable qui se loge facilement dans les dépôts.