GÉNÉRALITÉS SUR LES ESSAIS DES MACHINES ÉLECTRIQI.TES

à une charge où le courant et la tension aux bornes sont en phase. On renseigne cette puissance apparente en kilovoltsampères, pour la distinguer de la puissance normale réelle, qu'on indique en kilowatts avec mention du facteur de puissance correspondant.

Il convient de distinguer la puissance dont une machine, telle qu'un moteur de traction ou de levage, est capable en sei"\'ice continu de celle qu'on peut lui demantler en service intermittent ou momentané.

A moins de convention contraire, les garanties s'appHquent au régime nominal.

Les appareils doivent pouvoir supporter des surcharges raisonnables, sans être endommagés par échauffement ou étincelles. Il faut qu'avec les surcharges suivantes la température ne dépasse pas de plus <le l5" C celle spécifiée pour la charge normale : générateurs, 25 pour loo pendant une demiheure ; moteurs, commutatrices et transformateurs, 40 pour 100 pendant trois minutes.

Les machines doivent tolérer, pendant cinq minutes, une vitesse supérieure de i5 pour loo à celle de régime, avec l'excitation normale et sans excitation.

Précautions à prendre. — Dans les essais de dynamos et transformateurs susceptibles de produire des tensions élevées, il est indispensalde de s'entourer de toutes les précautions propres à éviter des accidents aux personnes et aux appareils. Les opérateurs se tiendront sur du bois sec ou des euilles de cacjutchouc et se protégeront les mains par des gants de caoutchouc. On veillera à ce que les instruments de mesure ne puissent être traversés par des courants dangereux. Dans une première expérience, il ne faut jamais fermer un circuit sans en avoir shunté l'ampèremètre par une clef de court-circuit. Si un voltmètre est branché sur un électroaimant, tel qu'un inducteur de machine, on ne coupera pas le courant de ce dernier avant d'avoir ouvert la dérivation du voltmètre, qui pourrait autrement être brûlé par l'cxtra-courant.

GENERATEURS ET MOTEURS A COUI^NT CONTINU

des

Essais antérieurs à la construction d'une dynamo.

Avant la constructinn d'une dynamo, il est essentiel de c trôler la conductibilité électrique des fils de cuivre desti aux enroulements, ainsi que la perméabilité magnétique des métaux utilisés pour la carcasse. Les tôles d'induit doivenl en outre, être essayées au point de vue des pertes par hys' résis et par courants de Foucault. On aura égard à ce que a pertes atteignent dans une machine en charge des valeurs plus' grandes (jue celles relevées sur une éprouvette avec les menu iniluctions moyennes, à ca,use des déformations de flux trouve parfois jusque trois fois plus.

Lorsqu'on étudie un nouveau type de machine, il faut rechei cher la distribution du flux magnétique, afin île déterminer li coefficient de dispersion intervenant dans l'équation du circuit magnétique établie suivant la méthode de MM. Hopkinson., Cette recherche peut se faire avant le bobinage.

Considérons, par exemple, une dynamo bipolaire dont l'ii

ducteur est un électro-aimant en fer à cheval, dans lequel on

, distingue les noyaux entourés de bobines magnétisantes provi'

soires, la culasse et les pièces polaires. Cet électro-aimaol

GÉNÉRATEURS ET MOTEURS A COURANT CONTINU

"constitue avec l'induit un circuit magnétique traversé par un

Ifiux dû au courant d'excitation. Ce flux ne reste pas entièrement confiné dans la carcasse de la machine : comme celle-ci est environnée d'air, de cuivre et d'autres substances perméables dans une certaine mesure, il existe des dérivations ma^çnétiques assez complexes, particulièrement autour de l'armature, entre les pièces polaires.

Pour estimer les dispersions de flux correspondant à une certaine excitation, obtenue au moyen d'une source d'électricité indépejidante. on opère généralement comme suit. On ^enroule autour du milieu d'une des bobines magnétisantes une "spire de fil conducteur raccordée à un galvanomètre balistique et on supjirime brusquement le courant inducteur. On observe Ksiinsi une élongation liée à la variation du flux magnétique embrassé par la spire. Cette variation repré.sente le flux total dans un noyau diminué du flux rémanent, lequel est minime et peut être négligé. On répète ensuite l'expérience avec d'autres Inspires entourant la culasse, une pièce polaire et l'induit. Les "rapports des élongations successives du galvanomètre à l'élongation constatée dans la première mesure sont égaux aux rap- ^norts des flux dans les diverses parties de la machine au flux dans un noyau, si la résistance du circuit de décharge peut être considérée comme constante, les aires des spires d'essai

t'tant d'ailleurs indifférentes.

Dans les noyaux l)obinés de l'inducteur, le flux vaut 1,2 à 2 bis le flux à travers l'induit, suivant les types de dynamos. Le procédé ci-dessus exige un galvanomètre à très longue jériode, pour éviter de graves erreurs dans les mesures. La méthode suivante est plus commode. On enroule en sens inverses quelques spires de fil de cuivre isolé autour d'un des noyaux de l'inducteur et autour de la partie correspondante de l'induit, fig. 2f')6. On ferme leur circuit à l'aide d'un milli- ^, voltmètre raccordé aux spires par des aiguilles que l'on pique ^pft travers l'isolant du fil. On déplace les points de contact jusqu'à ce que les extra-courants, induits dans les deux groupes de spires opposées par la suppression do l'excitation, se neutralisent de manière à ne plus influencer l'appareil. Soient

alors w, et «; les nombres de spires agissantes, evënt lement fractionnaires : on a, en désignant par v le coefficiï

d'Hopkinson,

v5t.«i = .9I«., d'où V = «-/«,.

On peut aussi se contenter d'une ou deux spires sur l'inducteur et l'induit, en établissant l'équilibre suivant un disposil analogue à celui de Poggendorff ou de Lacoine, chap. IX, les tâtonnements portent sur des résistances de réglage.

Fig. 266.

Avant de mettre les bobines inductrices et les scct induites en place, il est lion de procéder à la vérirication leur fabrication. Dans ce but, on passe ces enroulements ; le noyau teuilletc d'un électro-aimant excité par un couran alternatif. En cas de court-circuit entre les spires éprouvée il nait dans celles-ci un courant secondaire excessif prov< quant un échauftement de nature à déceler le défaut.

Il est utile de contrôler de nouveau l'état d'isolement de sections induites quand elles sont posées dans les rainures de l'annature, sans être encore raccordées au collecteur. On peut, à cet eflet, appliquer, par l'intermédiaire d'un voltmètre, unfi tension d'essai entre les enroulements et la masse du noyau Un autre moyen consiste à appuyer sur celui-ci les pôles d'un électro-aimant en fer â cheval engendrant un flux altemati/J Si les spires induites présentent des contacts, dus par exemple à l'écrasement de l'isolant, elles deviennent ainsi le siège d'un

CÉNÉRATEmS ET MOTEIRS A COIRANT CONTINU,

courant secondaire se manifestant par un échauffement per- ^^ceptible à l'odorat ou au toucher.

H Essais postérieurs à la construction. — Les essais effec-

"tués après la construction d'une dynamo sont principalement la mesure de la résistance des différentes parties du circuit €lectri(|ue, la vérification de l'isolement et de la rigidité diélectrique, le relevé de la température de régime, la détermination

^du rendement et l'estimation des diverses pertes intérieures.

^p Dans une machine à courant continu, les pertes à ajouter à la puissance utilisaMe pour (obtenir la puissance totale absorbée

■se décomposent comme suit : aj rrottcments dans les coussinets, sous les balais et par ventilatiim ; ùj déchets par hystérésis dans le fer et par courants de Foucault dans le fer et le cuivre; c) effet Joule dans l'induit, y compris les contacts des balais; d) effet Joule dans l'inducteur, y compris le rhéostat d'excitation s'il fait partie intégrante de la machine et ne peut

ttre supprimé en ftmctionnement lumna!.

Quand une dynamo arrive à lu plate-forme d'essai, il convient e la faire tourner d'abord comme moteur à vide avec une itesse croissante, afin de procéder à une série de constatations lécaniques et électriques. On a eu soin de vérifier au préalable si les paliers ont reçu la quantité d'huile voulue, si les ^orte-balais et les balais sont l>ien fixés, si les connexions sont 'con\enablement serrées, si l'isolement est bon.

Au point de vue mécanique, on examine si les bafjvies de

H|;raissage répandent comme i! faut l'huile sur les tourillons, si

l'iniluit ne frotte pas contre les pôles de l'inducteur ou contre

Ées paliers, si le collecteur tourne rond, si le jeu longitudinal le l'armature est satisfaisant, si l'entrefer est uniforme sous les pièces polaires, s'il n'e.xiste pas de balourd tlonnant lieu à des vibrations et des chocs. L'échauff'ement des paliers dans ^le fonctionnement à vide peut ré.sulter il'un montage défcc- ^Haeux, ainsi que de l'emploi d'huile tle mauvaise qualité ou contenant des impuretés.

Parl'uis les variations magnétiques des dents de l'induit concordent avec la période propre de celles-ci, ce qui se traduit

par un son plus ou moins aigu pouvant présenter des inconvénients. Il est possible d'y remédier par un frettage de la d^ ture ou une modification de la vitesse de rotation. |

Au point de vue électrique, diverses fautes peuvent se manifester. Des crachements indiquent un mauvais calage des balais, une erreur dans les liaisons entre l'enroulement induit et le collecteur, un défaut dans les électros. Des anomalies proviennent quelquefois de l'humidité des conducteurs, du déversement de l'huile des paliers sur le collecteur. L'échauffement anormal d'une ou plusieurs sections induites dénote un court-circuit dans celles-ci. Si les pôles inducteurs ne sont pas alternativement de noms contraires, ce qu'accuse une aiguille aimantée, le courant île démarrage est exagéré, l'ne interruption ou un contact dans les bobines magnétisantes peut amener le même résultat.

Apres l'expérience à \ide, on met la machine progressiv ment en charge, éventuellement comme génératrice. S'il s'agit d'une excitation en série, il faut, dans ce dernier cas, croiser les connexions de l'inducteur ou changer le sens de rotation, pour obtenir l'amorcement par le magnétisme rémanent. Avec une dynamo neuve n'ayant pas tourné comme moteur à vide, il est nécessaire de commencer par envoyer un courant indépendant dans le circuit d'excitation pour qu'elle puisse s'amoi cer comme génératrice.

L'application de la charge permet de juger définitivement des défectuosités électriques de la machine, qui sont mises en évidence par une élévation de température ou <les étincelles de commutation inadmissibles. Ces effets peuvent tenir à conception vicieuse de la dynamo, à des densités de courai trop fortes, à une réaction d'induit exagérée, à des inégalit entre les flux dans les divers circuits magnétiques, à un collecteur ou des balais insuDisants ou mal entretenus.

La circulation du courant normal dans l'induit détermina parfois des accidents mécaniques, qui ne se manifestent pi dans la marche à vide, tels les ruptures de soudures entre l sections de l'armature et les lames du collecteur ou de fils imparfaitement soutenus contre la force centrifuge.

es I

GÉNÉRATEimS ET MOTEURS A COCTANT CONTINU.

Mesures de résistance. — La résistance d'isolement et la rigidité diélectrique d'une dynamo se contrôlent par les procédés étudiés précédemment.

Pour l'évaluation des pertes par effet Joule en service normal, la résistance électrique des diverses parties de la machine doit être déterminée à chaud, après établissement de la température de régime.

Les parties présentant une résistance assez élevée, comme l'enroulement inducteur d'une dynamo excitée en dérivation, peuvent être essayées avi pont de W'heatstone. Pour les parties e faible résistance, on obtient plus d'exactitude par le double pont de Kelvin ou une méthode équivalente. En opérant sur des électro-aimants, il faut tenir compte de la durée de la période variable, une mesure trop rapide pouvant entraîner une erreur importante. Souvent, on envoie dnns la résistance à estimer un courant évalué à l'aide d'un ampèremètre et l'on relève au moyen d'un voltmètre la différence de potentiel extrême. Quand un voltmètre est ainsi dérivé sur un enroulement d'électroaimant, il faut éviter de rompre le circuit principal avant d'avoir déc»)nnecté l'instrument, de jieur tle brûler celui-ci par un extra-courant. Pour prévenir toute erreur, on protégera le voltmètre par un interrupteur à ressort, qu'il faut tenir abaissé pendant les lectures. .•Vfin de soustraire l'ampèremètre aux intensités dangereuses, on peut le shunter par une clef qu'on n'ouvre que pour les observations. Un autre moyen, usité pour la mesure îles petites résistances, consiste à comparer les déviations d'un galvanomètre très résistant, qu'on relie successivement aux extrémités du circuit examiné et aux bornes d'une résistance étalon traversée par le même courant.

Dans le calcul des pertes par effet Joule, il faut prendre n considération, non seulement la résistance de l'induit proprement dit, mais aussi celle des balais, dont le contact avec le collecteur absorbe parfois, surtout quand il s'agit de frotteurs en charbon, une différence de potentiel notable. Il peut y avoir, en outre, une résistance anormale entre les tiges de support des balais et ceux-ci, par suite d'un montage défectueux.

En vue de déterminer séparément ces diverses résistances,

on fait passer dans la dynamo, après suppression du cire d'excitation, un courant indépendant réglé par un rhéostat et mesuré au mo\'en il'un ampèremètre, tandis qu'on évalue, à l'aide d'un voltmètre, la chute de tension entre les tiges et les balais, entre ceux-ci et le collecteur, ainsi que dans l'armature.

Pour relever la chute de tension entre les balais et le collecteur, on relie le \oltmétre, d'une part, à l'un des premiers et, d'autre part, à un frotteur auxiliaire, convenablement isolé et appuyant sur les mêmes lames du collecteur que le balais principal utilisé. Quand chaque tige porte plusieurs balais, on peut isoler un de ceux-ci de son support par de la toile huilée, pour le l'aire servir île frotteur auxiliaire, mais il faut alors tenir compte de la réduction de la surface de contact utile. Dans l'étude d'une nouvelle machine, il est utile de répéter l'essai en variant la nature des balais, l'intensité du courant, la pression sur le collecteur et la vitesse de rotation. Aver des balais métalliques, la résistance de contact, d'al)ord indépendante du courant, décroit lorsque la densité dépasse 5 ampères par cm' ; a\ec des frotteurs en charbon, elle commence |i;ir diminuer à mesure que la densité s'approche de i5 ampères par cm- et, au delà, elle augmente, l'ne pression croissanti" artaiblit la résistance de contact jusqu'à une certaine limite en rapport avec réchauffement du collecteur. L'efl'et île la vitesse' sur la résistance de contact est nul, si le collecteur tourne bien rond, l'n procédé commode, (|uelquefois employé j)Our examiner l'inlluencc de ces divers éléments, consiste U isoler deux balais montés sur la même tige et appuyant sur les mêmes lames du collecteur, à faire passer entre ces frotteurs un courant connu et à noter leur différence de potentiel, qui représente sensiblement la chute t-ihmique due au doiil>lt contact. Dans les expériences courantes, il ctmvient d'opé avec la pression et la densité normales.

La résistance de l'induit proprement dit s'estime en appuyai directement sur le collecteur au repos, à côté de deux bal de polarités opposées, les extrémités des fils île cuivre coM' tés au voltmètre.

Parfois, on mesure la résistance r entre deux lames du Ci

GÉNÉRATEURS ET MOTEURS A COURANT CONTINU

lecteur choisies de manière à partager l'enroulement induit en deux parties égales et l'on calcule la résistance combinée (le l'armature, (jflrant en service 2C dérivations, par l'expression r/c*. Le tableau suivant renseigne, en lames du collecteur, l'écartcmcnt Vm des axes des lames correspondantes qui délimitent ainsi deux moitiés. K y désigne le nombre total de lames et }\ l'intervalle, également compté en lames, séparant les raccords semblables au collecteur de deux bobines reliées directement entr'ellcs dans l'enroulement.

]>air

impair

pair

m pair

impair

KdbjKk

Dans le cas d'enroulements multiples distincts, au nombre de w/, le tableau est applicable à l'un d'eux si l'on prend comme unité, non pas une lame, mais )ii lames, et l'expression de la

r résistance combinée de l'armature de\'ient rime''. I Quand on désire simplement connaître la résistance totale de régime entre les porte-balais de polarités contraires, on détennine la différence de potentiel à appliquer à ceux-ci pour laire passer le courant normal dans l'iniluit entraîné, sans excitation, à vitesse réduite. Pour éliminer l'influence de la force électromotrice <lue au magnétisme rémanent de l'inducteur, on intervertit le sens du courant et l'on adopte la moyenne des deux résultats trouvés.

^P Vérification d'un induit. — Pendant le lonctionnement I d'une dynamo bipolaire, les potentiels des lames du collecteur vont en croissant, «les deux cotés de la ligne neutre, à partir des balais négatifs jusqu'aux balais positifs. Supposons les balais négatifs maintenus au potentiel zéro par une liaison électrique avec le st)l, tandis que les balais positifs sont isolés, machine tournant comme génératrice à circuit extérieur

SSo

ouvert, et portons, sur le prolongement des rayons du collecteur correspondant aux diverses lames, des longueurs prop tionnellcs aux potentiels de celles-ci. Nous obtiendrons ain une courbe symétrique par rapport à la ligne neutre, du genre de celle représentée dans la fig. 267.

Pour déterminer rapidement les points de cette courhi polaire, on raccorde les balais négatifs à l'une des bornes d'un voltmètre, dont l'autre borne communique avec un petit Irotteur auxiliaire. On appuie ce dernier sur le collecteur en l'écartant progressivement des balais négatifs et en réglant les écarts de

JUCl.- I

3pa|d nre ; rtP^

Fig. 267.

manière à comprendre successivement une section induite l plus dans le circuit de mesure. Les déviations de l'instrument fournissent directement les ordonnées du diagramme.

On peut aussi rele\er les diflérences des ordonnées cons cutives, en connectant le voltmètre à deux frotteurs auxiliaire maintenus à la distance des axes de deux lames contiguês 1 posés successivement sur les diverses régions du collectfii mobile. Dans ce cas, il est utile d'intercaler une forte sclj induction dans le circuit de mesure, pour supprimer les ose lations de l'appareil.

Le diagramme des potentiels ci-dessus permet de contrôla la régularité du champ magnétique de l'entrefer. Un défaut I cet égard se traduit par une détbrmation de la courbe.

Appliqué à une armature multipolaire en parallèle, il dono le moyen de s'assurer si les diverses dérivations développa" la même force électromotrice. Très souvent, en effet, par suitt d'une défectuosité de l'inducteur ou d'un décentrage dclU

CÉVÉRATEURS ET MOTEURS A COITUNT CONTINU.

5SÏ

fduit, on constate entre les différentes tensions des inégalités susceptibles de produire des courants dans l'induit tournant à circuit ouvert avec les balais de même nom réunis entr'eux. On peut mettre ces courants parasites en évidence à l'aide d'ampèremètres insérés entre les groupes de balais de même polarité.

On peut constater directement une inégalité éventuelle des flux inducteurs en se servant d'un galvanomètre balistique relié à une spire de til qu'on enroule successivement autour des diverses pièces polaires. Cette inégalité tient parfois à une différence dans les nombres d'ampères-tours des bobines excitatrices. Un contrôle rapide de celles-ci consiste à comparer leurs chutes de potentiel.

La différence de deux ordonnées voisines du diagramme

^des potentiels au collecteur étant proportionnelle à l'intensité moyenne du champ de l'entrefer dans la région correspondante, il est possible de déduire de cette courbe la répartition

[du flux magnétique autour de l'induit. Mais on procède plus souvent autrement pour étudier le champ de l'entrefer. Quand l'armature est immobile, on peut appli(]uer l'une des méthodes indiquées au chap. XVIII, par exemple la variation.de résistance électrique du bismuth ou l'induction électromagnétique dans une Itobine longue et étroite qu'on retire brusquement de l'entrefer. Pour examiner, dans ces conditions, l'influence de la réaction d'induit, il sufiït d'envoyer dans l'armature un courant emprunté à une source indépendante. L'exploration du champ a\'ec la machine en marche peut se faire en fixant une

[ou plusieurs spires d'essai à l'induit et en utilisant un dispositif analogue à celui de M. Joubert, que nous décrirons à propos des alternateurs, pour relever la force électromotrice dévelop-

lipée dans ces spires au moment précis de leur passage par un

lendroit déterminé de l'entrefer.

Pour vérifier les diverses sections de l'enroulement d'un induit, on envoie dans celui-ci au repos un courant constant iccédant par les balais. Un millivoltmètre est mis en commulication par deux frotteurs auxiliaires avec les lames contiguës

'^successives du collecteur. Les différences de potentiel obser-

vées doivent être égales. Un court-circuit dans une section s'accuse par un voltage réduit. Une interruption maintient l'appareil au zéro jusqu'au moment où les Trotteurs touchent les deux lames correspondant à la section endommagée. S'il y a plusieurs ruptures, le millivoltmètre ne dévie pour aucune des positions des frotteurs écartés à la distance de deux lames jointives ; mais, quand on sépare progressivement les frotteurs, il arrive un moment où une déviation décèle la partie défectueuse.

Un contact entre une section induite et la masse peut se localiser de la façon suivante. Un courant passant comme cidessus à travers l'armature immobile, on touche successivement les diverses lames du collecteur avec un conducteur connecté à un voltmètre communiquant d'autre part avec la carcasse de la machine. La déviation de. l'instrument passe par un minimum quand on rencontre l'une des lames limitant la section fautive.

Caractéristiques des machines à courant continu. —

Caractéristique à circuit ouvert.

La caractéristique à circuit ouvert représente la force électromotrice Eo d'une dynamo, dont le circuit extérieur est interrompu, en fonction du courant d'excitation /«, à la vitesse angulaire normale et avec les balais calés invariablement dans la position de pleine charge sans étincelles. Elle a la forme de la courbe du magnétisme.

Fin. 2i:.s.

Ipll

Avec une excitation croissante, on obtient une ligne AB, 'fig. 268, qui part d'un point voisin de l'origine, l'ordonnée OA mesurant la lorce êlectromotrice due à l'aimantation rémanente ; à une excitation décroissante correspond une ligne BA', dont l'ordonnée OA' accuse un magnétisme résiduel un peu ^plus grand. Il faut faire augmenter et diminuer très réguliérelent le courant inducteur pour constater les difîerences indijuées. C'est la courbe moyenne, tracée par interpolation, qu'on '^considère habituellement.

Les machines en série exigent, pour l'e.xpérience dont il s'agit, que l'inducteur soit alimenté par une source indépendante. Les machines en dériviition donnent aussi sensiblement ,1a tension cherchée en fonctionnant à auto-excitation, car la chute de potentiel dans la résistance de l'armature et la :tion d'induit provoquées par le courant magnétisant dérivé sont en général très minimes.

On effectue l'essai en observant un voltmètre relié à l'induit et un ampèremètre traversé par le courant gradué passant dans l'inducteur. La vitesse s'estime au moyen d'un tachymètre ou d'un compte-tours, suivant les indications données au chap. IL .^vec les petites dynamos, où la pression de l'instrulent peut introduire un frottement supplémentaire modifiant la vitesse, il est recommamlable d'attacher un compte-tours à l'arbre par un ressort à boudin, pour noter le temps correspondant à un nombre déterminé de révolutions.

On dresse un taldeau portant en tète les renseignements

jénéraux, tels que la date, la température ambiante, le n" et les

lonnées de la machine étudiée, la nature des balais, les n^^des

appareils de mesure et les constantes ou corrections de ceux-ci.

Dans les colonnes successives on inscrit les n"'* d'ordre des

observations, les nombres de tours par minute, les lectures à

l'ampèremètre et les intensités rectifiées, les lectures au vult-

^■mètre et les tensions corrigées. T'ne colonne spéciale est

^fcéservée pour l'enregistrement des particularités de l'essai.

^P Les mesures aux divers appareils doivent se faire simulta-

' nément et il est bon de les recommencer au moins trois fois

pour chaque point du diagramme, afin d'arriver à des moyennes

autant tjuc possible exemptes d'erreurs accidentelles.

en

Ent 'a

554 CHAPmtE XXXI.

S'il n'est pas possible de réaliser la vitesse imposée, on peut, pour de faibles écarts, calculer par interpolation la force êlectromotrice qui y correspond, car, à circuit ouvert, la tension induite est proportionnelle à la vitesse.

Voici un procédé permettant de construire la caractéristique à circuit ouvert d'une grande dynamo qu'on ne peut pas faire marcher comme génératrice, mais bien comme moteur à vide. Il est basé sur la connaissance de la courbe figurant la vitesse N en fonction de l'intensité /'e du courant d'excitation, quand l'armature non chargée est soumise à une rlifférence de potentiel égale à la tension normale En de la machine. On sait que, d'une manière générale, la force électromotnce induite E,, est liée à la vitesse et au courant inducteur par une équation de la forme

Eo=KNf.. (i)

Si l'on a relevé expérimentalement la courbe

K le

on peut déduire des coordonnées de ses points les valeurs de K correspondant au.v diverses excitations et calculer d'après (i) les variations de Eo avec i\. pour une vitesse donnée.

Caractéristique extérieure.

La caractéristique extérieure représente la différence de potentiel aux bornes d'une dynamo en fonction du courant fourni au circuit extérieur à la vitesse angulaire normale.

Pour trouver les points de cette courbe, on raccorde la machine à des résistances d'utilisation variables par degrés et l'on observe un voltmètre dérivé sur les bornes, ainsi qu'un ampèremètre intercalé tlans le circuit extérieur.

On a vu dans les Leçons sur l'Electricité (7' édition, t. I, chap. XLV) cimiment on déduit du diagramme considéré les résistances et puissances relatives aux divers régimes.

Pour une même abscisse, fig. 269, la différence entre les ordonnées de la caractéristique à circuit ouvert AEo et «le la caractéristique extérieure AV d'une machine en série figure

GÉNÉRATEURS ET MOTEIHIS A COURANT CONTINU

SSS

la chute de tension due à la résistance intérieure et à la réaction d'induit.

Fig. 269.

Dans le cas d'une dynamo en dérivation, la caractéristique extérieure VA' s'abaisse progressivement pour revenir vers un point A', distant de l'origine d'une quantité OA' qui représente le courant extérieur à résistance utile nulle, c'est-à-dire le courant engendré dans l'induit en court-circuit par le magnétisme rémanent de l'inducteur.

Caractéristiques de réaction d'induit.

On obtient une telle courbe AV, fig. 270, en représentant

ODBA

Fig. 270.

la différence de potentiel aux balais en fonction du courant

inducteur, emprunté à une source indépendante, dans le de la vitesse ang^ulaire normale et d'un réglage de la résistance extérieure à l'armature conservant au courant débité] une intensité invariable, celle de pleine charge par exemple.

Les ordonnées de AV diffèrent de celles delà caractéris-l tique à circuit ouvert F E„ de quantités qui, pour le débit] considéré, figurent les valeurs de la chute île potentiel totale! dans l'induit. En y ajoutant la chute ohmique, calculable si] l'on connaît la résistance de l'armature entre balais, il xnentJ une courbe CE, dont les ordonnées sont iniérieures à celles] de FE<. de ([iiantités déterminant les valeurs de la chute dej tension due à la réaction d'induit.

La chute ohmique étant ccmstante, la verticale A C se déplace! parallèlement à elle-même en conservant ses extrémités sur] AVet CE.

L'abscisse OA, qui constitue un élément expérimental important, correspond à l'excitation requise pour entretenir le] courant envisagé dans l'armature en court-circuit. Cette exci-l tation comporte une partie OD, nécessaire pour développer la force électromotrice DE ^ AC à circuit ouvert, et une] partie DA servant à vaincre la réaction d'induit.

Il est à noter que l'excitation FC compensant la réaction j d'induit ne reste pas in\'ariable quand le voltage croît : l.i] distance horizontale des lignes FEo et CE va en augmentant] à mesure que la machine s'aimante davantage.

Il est possible, par un essai de court-circuit, d'estimeri approximativement le courant maximum cju'unc dynamo peuti fournir sans étincelles excessives au collecteur. Dans cette] expérience, le flux transversal est sensiblement le même qu'en charge, si l'on lait abstraction du changement de reluctance résultant d'une saturation magnétique différente vers les cornes] polaires, où le flux transversal s'ajoute au flux inducteur.

Plus loin, on montrera l'utilité, en vue de la détermination du rendement, d'obsei"\'cr la puissance dépensée pour produire le courant normal en court-circuit.

Pendant les essais à circuit fermé, on dresse îles tal^leaux' analogues à celui relatif au fonctionnement à circuit ouvert, en

GÉNÉRATEURS ET MOTEURS A COURANT CONTINU

inscrivant dans des colonnes distinctes les lectures et les valeurs réduites correspondant aux divers appareils de mesure et en signalant dans une colonne spéciale les circonstances particulières des expériences.

Connexions convenant au relevé des caractéristiques.

La fig. 271 montre, à titre d'exemple, les combinaisons qui peuvent être adoptées dans le cas d'une dynamo en dérivation conduite par un électromoteur shunt.

Mtttur

Oinèrétrin

Fig. 271.

, Ht^édAUt

Après s'être assuré que les contacts de tous les rhéostats de l'installation correspondent à une résistance infinie, on ferme le disjoncteur automatique à maxima qui commande le circuit d'alimentation, on supprime toute résistance au rhéostat d'excitation R' du moteur, on manœuvre ensuite lentement le rhéostat de démarrage R de celui-ci jusqu'à fond de course et on retouche au rhéostat R' en vue de régler la vitesse.

Pour tracer la caractéristique à circuit ouvert, on établit les raccords a h et rt' b\ puis on varie l'excitation de la génératrice en modifiant la résistance du rhéostat de champ R'i de cette dernière.

Les liaisons précédentes sont maintenues pour le relevé d'une caractéristique de réaction d'induit. On ferme en outre

l'interrupteur du rhéostat de charge, dont on ajuS tance de fa(;on à conserver un débit constant.

Pour la caractéristique extérieure, on remplace les raccorti ah et a'b' par les liaisons bc et b'd, afin de réaliser l'auto-exc tatiun.

L'installation permet aussi de construire le diagramme fig rant la force électromotrice de la génératrice à circuit ouver en fonction de la vitesse, pour une excitation donnée. A ce^ effet, après avoir repris les raccords ah et a'b', on chans* l'allure du moteur en agissant sur les rhéostats R et R'.

On peut enfin étudier la dépendance du courant d'excitation et du courant extérieur, pour une vitesse et une tension utile^ invariables. Avec les liaisons 6c et h'c\ on altère la résistance du rhéostat de charge, en même temps qu'on manœuvre le rhéostat K'i de manière à avoir toujours la même différence dej potentiel aux bornes.

Courbes caractérisant les tiioteurs.

Pour les moteurs, on dresse ordinairement les diagramme montrant les variations de la vitesse, du couple, de la puis-^

«Kl