ce qui représente 10200 watts

Enfin, la génératrice a été entraînée à vide, avec une excitation réalisant le même flux à travers son armature que dans les conditions de fonctionnement précédentes. Wattmètre : i™ lecture 2" lecture

soit 2 2i5 watts.

La puissance débitée par l'induit de la génératrice dans la

deuxième expérience atteignait 6 5oo watts. A cette valeur, il faut ajouter, pour avoir la puissance effective correspondante (lu moteur : a) le «léchet par effet Joule dans l'armature de la Rcnératrice, valant (•>J,^ watts, d'après la résistance à chaud et l'intensité du courant; b) les pertes par hystérésis, courants de Foucault et frottements de la génératrice, ainsi que celles occasionnées par la courroie d'accouplement, dont le total peut être égalé approximativement à la différence 2 2i5 — 7A3= I4S2 watts des puissances accusées par le wattmètre dans les deux marches k vide. On arrive ainsi à 65oo •+■ 67,3 -f i 4S2 = &a(^3 watts, d'où, pour le rendement du moteur.

Au régime considéré, le facteur de puissance était 0,9 et le glissement O,o5o2.

Méthode indirecte. — Quand il s'agit d'un moteor dloàncr tion puissant, il est rare qu'on dispose de moress •-•r'h iirTr pour l'évaluation du rendement par voie directe. Oa cbfftihf alors à déterminer les pertes intérieures de la mackbic, quoique les difficultés soient beaucoup {dus grandes que daas le cas d'une d\-namo à courant continu, dont le ftwMtMMm* ■<■■■> est moins complexe.

Aux déchets par frottements et ventilatioa. par cfietjook dans le cuivre inducteur et induit, s'ajoutent ks pestes pv hystérésis et courants de Foucault dans le roter et te stator, où les pulsations de Ûnx dans les dents coasùaeat ane casse appréciable de dissipation d*éoer^. Une « du fait que certains de ces décjiets sont Dans le ter du rotor, la puissance

■ûmne en marcJie noriBale, grâce à la lm>L» arec laqtle rfy dêphce le flux. D'an autre côté, oax ne on mofeenr cootiaa, séparer, dans le camnmÊ. d'à absorbé ponr la saarcbe à vide, lapait

decefie provoquant la rotatioa, «t*-^*^ qaelescapar cstacal relîé à la soorce électiique. Ans» si poorobceaîr le total des pertes

UOTECKS ASYNCHRONES.

d'ajouter à l'effet Joule, dont le stator et le rotor sont le siège dans ces conditions, la puissance consommée par le moteur dans le fonctionnement à vide.

Voici un exemple d'essai de l'espèce, appliqué à un moteur asynchrone triphasé qui, en régime normal, absorbe I = 24,2 ampères efficaces sous V = 288,5 volts efficaces par phase du stator monté en étoile, en présentant un facteur de puissance cos5 = o,883 et un glissement 5 = o,o33, avec une fréquence d'alimentation de 5o périodes par seconde.

Si l'on désigne par J, J' et a respectivement l'effet Joule dans le stator, l'effet Joule dans le rotor et l'ensemble des pertes par frottements, hystérésis et courants de Foucault, le rendement cherché a pour expression

3 V I cos a - J - j' - fl 3 V I cos<f

^V II s'agit de déterminer les différents termes du second r membre de cette égalité.

En ce qui concerne la puissance électrique reçue, il vient de suite

3 V I coscp = 3 . 288,5 . 24,2 . o,883 = i8 5oo watts.

Pour le calcul du déchet par effet Joule dans le stator, il faut connaître la moyenne des résistances à chaud des trois phases de l'enroulement de cet organe. Des mesures par la méthode de l'ampèremètre et du voltmètre ayant conduit à la valeur r = o,25 ohm,

^ J = 3 r I" = 3 . 0,25 . 24,2* = 439 watts.

^^ En vue d'évaluer a, faisons tourner le moteur à vide en appliquant à ses bornes une différence de potentiel efficace d'environ V^ V = V^ . 288,5 = 5oo volts et de 5o périodes par seconde, puis relevons, par le procédé des deux wattmètres, la puissance électrique que prend la machine. Soit io65 watts le résultat trouvé. Abstraction faite de l'effet Joule à vide, on peut poser appro.ximativement

a = I o65 watts.

CBAITtWL XXXm.

Si, dans l'expérience précédente, on ou\Te brusquement le* circuits du rotor, à l'aide du rhéostat de démarrage, pour noter aussitôt les indications des waitmètres, la puissance lï 470 watts ainsi observée représente à peu près les pertes par hystérésis et courants de Foucault, de sorte que la puissance transmise au rotor en charge et dépensée en efl'ct Joule dans l'induit, en frottements et en puissance mécanique utile vaot sensiblement

P = 3 VI COS5 — J — a' = i85oo — 439 — 470 = 17591 watts.

Or, on sait que l'effet Joule du rotor est à la puissance totale de celui-ci «lans le rapport de la vitesse de glissement à b vitesse du synchronisme. Par suite, on a, sans grande erreur,

J' = 5P = o,o33 . 17 591 = 58i watts.

Avec les chiffres ci-dessus, on obtient un rendement

L i85oo — 439 — 58t — io65 16415 „„„

pour une puissance efiective sur l'arbre de 16415 736 = 22,3 chevaux.

Détermination des frottements. — La mesure des frottements d'un moteur d'induction peut s'effectuer par plusieurs méthodes.

1) Le moyen, déjà indiqué pour les dynamos et les alternateurs, consistant à manchonner élastiquement à la machine étudiée un moteur taré, pour l'entraîner à sa vitesse de régime, est susceptible d'une grande précision.

2) Le procédé suivant, qui présente de l'analogie a\"ec la méthode de M. Hummel, évite l'emploi d'un moteur au-ûliaire. On fait décroître progressivement la différence de potentitt. de frétjuence constante, appliquée aux bornes du stator de I* machine tournant à vide, jusqu'à la limite de marche stable, et l'on dresse le diagramme de la puissance électrique absorbée en fonction de cette tension. En extrapolant la courbe jusqu'» sa rencontre avec l'axe des ordonnées, on obtient sur celui-ci, à partir de l'origine, une longueur figurant approximativement

MOTEmS ASYNCHRONES.

T^iuissance consommée jiar les frottements seuls. Cette façon d'opérer est sujette à diverses erreurs. Les indications du wattniètre sont, notamment, peu exactes, parce que le facteur de puissance du moteur est faible. Ensuite, avec les bas voltaf;es, le glissement augmente sérieusement, ce qui réduit la vitesse de rotation et, imrtant, les frottements. Il est vrai <]ue ble déchet dans le 1er du rotor s'accentue pour la même raison, ce qui produit une certaine compensation.

3) On peut mettre à profit la méthode de ralentissement, en éliminant la constante d'inertie par une expérience supplémentaire avec frein, comme on !'a vu à propos des machines à courant continu, ou dans laquelle une dynamo, dont on connaît le moment d'inertie et les frottements, est accouplée, par un manchon élastique, à l'alternomoteur.

^ On a aussi proposé de déterminer la constante d'inertie en Bfaisant tourner la machine essayée comme moteur synchrone, avec le rotor e.\cité jiar du courant continu amené par deux ■kdes Ijagues. On peut ainsi obtenir des vitesses variées, en •soumettant le stator à des fréquences différentes, et tracer la Bcourbe delà puissance fournie au stator en fonction de la vitesse. BSi l'on a soin de régler la tension il'alimentation alternative, de manière que le courant absorbé soit minimum, la réaction d'induit est faible et l'on jieut admettre que, pour une vitesse donnée, la puissance observée est alors égale à celle correspondant à la courbe de ralentis.sement relevée en laissant I ^ revenir le moteur au repos, avec la même excitation continue pdans le rotor, après suppression du courant alternatif dans le stator. Le rapprochement des deux résultats définit donc la ^constante cherchée.

V 4) iL Benischke a suggéré une méthode simple, basée sur la proportionnalité approchée de la puissance absorbée et du glissement, lors<iue celui-ci est minime, ce qui est le cas pour les faibles charges. La consommation du moteur est mesurée à vide et avec deux couples réduits, opposés par un frein à corde ou électromagnétique. On porte les glissements observés simultanément en ordonnées et les %\atts en abscisses. Si l'on prolonge la ligne sensiblement droite, joignant les points trouvés,

jusqu'à sa rencontre avec l'axe des abscisses, on obtient la dépense correspondant à un glissement nul, qui représente à peu près les frottements.

Moteurs monophasés à collecteur. — Les vérifications

iteo

IJOO

itoo

liée

*J »»» fO

S0 to» t»

U M0 iO

so /to

too am^ih^tm

ciuc comporte un moteur monoi)hasc à collecteur sont analogues il celks usitées pour les machines à courant continu.

MOTEURS ASYNCHRONES. 63 1

L'attention doit se porter spécialement sur le couple de démarrage et le fonctionnement du collecteur. On évalue ordinairement le rendement par la méthode directe, en alimentant le moteur sous tension constante et en le chargeant au moyen d'un frein ou d'une génératrice tarée. On note le courant reçu, la puissance absorbée, la vitesse, le couple et on en déduit la puissance utile, le rendement et le facteur de puissance. La fig. 299 montre les caractéristiques obtenues pour un moteur en série de 3o chevaux, 25o volts et 25 périodes par seconde, pourvu d'un engrenage à simple réduction, comme ceux employés avec les moteurs de tramway. Pour les différences avec les autres types de moteurs monophasés, nous renvoyons à nos Leçons sur l'Électricité.

TRANSFORMATEURS STATIQUES

Objet des essais. — De même que pour les dynamos à courant continu, les alternateurs et les moteurs, il convient, avant la construction d'un transformateur, d'essayer le fer et le cuivre à utiliser. La perte par hystérésis a une importance particulière dans ce dernier cas.

Après achèvement, le transformateur doit être vérifié au point de vue mécanicjuc et électrique.

On s'assure que les boulons réunissant les diverses parties du noyau sont bien serrés, de manière à réduire au minimum la reluctance des joints.

On vérifie au galvanoscope la continuité des circuits éiectri(|uos et leur isolement, puis on procède à l'essai de rigidité diélectrique, en appliquant les tensions indiquées en annexe à la fin du volume. L'isolement laisse parfois à désirer au début, si l'on n'a pas recuit l'appareil à l'étuve pour expulser l'humidité contenue dans le coton recouvrant les conducteurs. Pour réjueuve de rigiilité, on a soin de mettre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire en court-circuit, afin d'obtenir une répartition aussi uniforme que possible du potenfiel On contrôle successivement le primaire par rapport au secondaire et chacun de ces circuits par rapport à la masse. Certains

règlements exigent que l'expérience ait lieu après que le transformateur a été porté à sa température de service.

Un essai très important est la nu-sure du rendement, c'est-àire du rapport des watts utiles aux watts absorbés, sous diverses charges. Cette évaluation peut se faire directement ou par fies méthodes indirectes analogues à celle de Lonl Kayleigh et de M. Kapp ou à celle de M. Swinburne, décrites à propos des machines à courant continu.

Il est également utile de déterminer la température de régime., la variation de la différence île potentiel secondaire lorsque le primaire est soumis à une tension constante, ainsi i|ue les pertes de flux.

^ Rapport de transformation. — Le rapport «s/Wi des nomres de spires secondaires et primaires d'un transformateur est gai au rapport des forces électromolrices de ces deu.\ enroulements, en cas de dispersion de flux nulle. On peut l'estimer approximati\"ement en soumettant le circuit ilc basse tension à une certaine diflérence de potentiel et en comparant à celle-ci la difierence de potentiel obtenue aux bornes du circuit à haute ^■tension fonctionnant avide. Le même voltmètre ou électromètre ^^ser'a utilisé pour mesurer les deux voltages, si l'on dispose d'un Iranslormateur réducteur étalon. On peut aussi se baser sur le

I Rapport du courant inducteur au courant induit, avec le secon- «laire en court-circuit.

En notant les courants correspondant à des charges croissantes, il est possible de se rendre compte de l'importance des P dérivations magnétiques, qui doivent rester faibles. Un autre moyen consi.ste à placer, dans le voisinage du transformateur, I un ihermoniètre à mercure et un thermomètre à alcool accolés. ^■Les deux instruments accusent des températures différentes ^ si le mercure est échauffé par des courants de Foucault dus ^au flux perdu. On peut encore apprécier les fuites magnéti- ^Pîques en enroulant, autour des noyaux qui y donnent lieu, des bobines exploratrices et en relevant les forces électromotrices induites dans celles-ci.

Quand plusieurs transformateurs doivent être associés en parallèle, il est nécessaire de contrôler l'égalité de leurs forces

TRANSFORMATEURS STATIQUES

Objet des essais. — ])e même que pour les dynamos à courant continu, les alternateurs et les moteurs, il convient, avant la construction d'un transformateur, d'essayer le fer et le cuivre à utiliser. L;i perte par hystérésis a une importance particulière dans ce dernier cas.

Après achèvement, le transformateur doit être vérifié au point de vue mécanique et électrique.

On s'assure t]ue les boulons réunissant les diverses parties du noyau sont bien serrés, de manière à réduire au minimum la reluctance des joints.

On vérifie au gahanoscope la continuité des circuits électriques et leur isolement, puis on procède à l'essai de rigidité tliélectrique, en appliquant les tensions indiquées en annexe à la fin du volume. L'isolement laisse parfois à désirer au début, si l'on n'a pas recuit l'appareil à l'étuve pour expulser l'humidité contenue dans le coton recouvrant les conducteurs. Pour l'épreuve de rigidité, on a soin de mettre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire en court-circuit, afin d'obtenir une répartition aussi uniforme que possible du potentiel. On contrôle successivement le primaire par rapport au secondaire et chacun de ces circuits par rapport à la masse. Certains

TRANSFORMATEURS STATIQUES

règlements exigent que l'expérience ait lieu après que le trans-

I formateur a été porté à sa température de service. Un essai très important est la mesure du rendement, c'est-àjdire du rapport des watts utiles aux watts absorbes, sous diverses charges. Cette évaluation peut se faire directement ou par des méthodes indirectes analofjues à celle de Lord Kayleigh et de ^p^I. Kapp ou à celle de M. Swinburne, décrites à propos des machines à courant continu.

III est également utile de déterminer la température de régime, la variation de la difi'ércnce de potentiel secondaire lorsque le primaire est soumis à une tension constante, ainsi que les pertes de flux.

Rapport de transformation. — Le rapport «ï/«i des nombres de spires secondaires et primaires d'un transformateur est égal au rapport des forces électroniotrices de ces deux enroulements, en cas de dispersion de flux nulle. On peut l'estimer approximativement en soumettant le circuit de I>asse tension

Ià une certaine différence de potentiel et en comparant à celle-ci la différence <le potentiel obtenue aux bornes du circuit à haute tension fonctit)nnant à vide. Le même voltmètre ou électromètre sera utilisé pour mesurer les deux \'oltages, si l'on dispose d'un translormateur réducteur étalon. On peut aussi se baser sur le rapport du courant inducteur au courant induit, avec le secondaire en court-circuit.

IEn notant les courants correspondant à des charges croissantes, il est possible de se rendre compte de l'importance des •dérivations magnétiques, qui doivent rester faibles. Un autre moyen consiste à placer, dans le voisinage clu transformateur, un thermomètre à mercure et un thermomètre à alcool accolés. ^■Les deux instruments accusent des températures différentes si le mercure est échauffé par des courants de Foucault dus au flux penlu. On peut encore apprécier les fuites magnétiques en enroulant, autour des noyaux qui y donnent lieu, des I bobines exploratrices et en relevant les forces électromotrices [.induites dans celles-ci.

Quand plusieurs transformateurs doivent être associés en [parallèle, il est nécessaire de contrôler l'égalité de leurs forces

électromotrices primaires et de leurs forces électromotnecs secondaires, par exemple, en les mettant en opposition deux à deux par l'intermédiaire d'un ampèremètre ou d'un voltmètre. Avec les appareils polyphasés, il convient d'éprouver ainsi les diverses phases.

Échauffement. — Les températures de service tolérées pour les transliirnuiteurs sont indiquées plus loin dans les renseignements pratitjues. L'essai d'échaufl'ement imposé est parfois de très longue durée. On peut le hâter en passant l'appareil à examiner au préalable à l'étuve ou en lui appliquant au début une surcharge suivie, au bout d'un certain temps, du débit de régime. La température doit être prise avec un thermomètre à alcool, maintenu contre l'enroulement. Quand il s'agit il'un transformateur noyé dans l'huile, on se contente de suspendre le thermomètre ilans la partie supc-^ Heure du bain. ^H

Si l'on ne dispose pas des moyens requis pour faire fonctionner le transformateur en pleine charge ou si l'on désire réduire la dépense d'énergie, il est possible d'accoupler deux transformateurs, comme on le verra ci-après, à l'occasion de la détermination du rendement.

On j>eut aussi soumettre le circuit à basse tension à sa difft-rence de potentiel alternative normale, de manière à échauffer le noyau par hystérésis et cimrants de Foucault, et provtxiutT l'ertét Joule en envoyant le courant continu d'une batterie d'accumulateurs dans l'autre circuit, dont les spires sont grou? pées en opposition pour annuler la force électromotrice d'induction résultante. Avec les transformateurs triphasés, b somme instantanée des forces électromotrices des trois phases étant constamment nulle, il suffit d'ouvrir en un point le circuit des bobines secondaires montées en triangle pour y intercaler la batterie.

Quelquefois, on note l'élévation de température rêsultanlj d'une marche à vide suivie immédiatement d'un essai av secondaire en court-circuit, réglé de façon à réaliser les courants normaux. Ce procédé est commode pour l'e.xamen d'uni

TRANSFORMATEURS STATIQUES

série de transformateurs de même type, mais, pour l'appréciation des résultats, il y a lieu de comparer, avec l'un des appareils, la valeur ainsi trouvée à celle que donne une méthode plus rigoureuse.

B Chute de tension secondaire. — La chute de tension aux bornes secondaires d'un transformateur, alimenté par une dirt'érence de potentiel primaire constante et dont on augmente progressivement la charge, peut s'observer à l'aide d'un voltmètre dérivé sur ces bornes. Mais il vaut mieux, au point de vue de l'e.xactitude, opposer, par l'intermédiaire d'un voltmètre, les circuits induits de deux transformateurs semblables, dont les circuits inducteurs sont associés en parallèle. En chargeant l'un des secondaires, tandis que l'autre fonctionne à vide, on lit directement sur l'appareil de mesure la différence des tensions à leurs bornes.

^B En vue de déterminer la différence de potentiel secondaire dans toutes les conditions possibles d'impédance du circuit d'utilisation, il faudrait faire un très granil nombre d'expériences en variant la résistance, la self-induction et la capacité

■rde ce dernier, de manière à dresser des tableaux renseignant

'par interpolation le résultat qui correspond à une impédance donnée.

H M. Kapp a indiqué une méthode qui permet de trouver la différence de potentiel pour un circuit extérieur quelconque, moyennant un essai très simple, dans lequel on met le secondaire du transformateur en court-circuit sur un ampèremètre et on mesure la faible différence de potentiel efficace primaire V, nécessaire pour donner ainsi au courant induit son intensité efficace normale b .

^k Soient £fl la valeur momentanée du flux magnétique commun aux deux enroulements de l'appareil, C^ et i' les coefficients de self-induction supplémentaires correspondant respectivement à la dispersion primaire et à la dispersion secondaire. Pendant l'expérience de court-circuit, on a, à chaque instant, s relations

difl

dit

»' I = iiri + «,

dont la seconde devient

«5 .. , difL a fit dii

»i dt

si l'on pose, par approximation, Wi t'i ~ — «2 /.. Soustrayons la deuxième équation transformée et divisée par «1 de la première divisée par «». On obtient

Connaissant les résistances et nombres de spires des bobines, on peut donc construire, fig. 3oo, le triangle rectangle OAB

Fig. 3o<).

dont le côté OA et l'hypothénuse BO ont des longueurs respectivement proportionnelles aux tensions efficaces (n, ;/> I w, ;-i;;7i=) lo et V, «1, et dont le côté AB définit la perte de tension duc aux Cuites magnétiques.

Ihie fois ce triangle arrêté par l'essai ci-dessus, il est possible (le prédéterminer la difiérence de potentiel efficace secondaire V.. (:orrcs|)on<lant à une tension efficace primaire V,, lorsqvic le transibrmateur tlébite le courant Ij dans un circuit

TRANSFORMATEURS STATIQUES

[extérieur dont le facteur de puissance cos ip est connu. En t charge, il vient, en effet,

dt dt

-f Pîi

(// M, dt

et, en retranchant la dernière de ces équations divisée par «1 de la première divisée par //;,

n, i?, ^ di.

l'ar suite, si, du point B, on tire une droite inclinée sur C)A de l'anpfle 'f et si, du point O comme centre, on trace un arc de cercle de rayon mesurant Vi/Wi, on délimite une longueur BC, qui représente V2«ï, d'où V;.

Quand l'intensité efficace du courant secondaire varie, les côtés du triangle OAB changent dans le même rapport, de sorte que, si V, et s restent constants, on obtient la nouvelle valeur de X'» en menant, du point B' correspondant au débit actuel, une parallèle B'C à BC. Dans le cas particulier où le circuit secondaire est ouvert, les vecteurs de î'i/wi et T'2, «• se confondent en grandeur et direction.

Mesure du rendement. Méthode directe. — On détermine directement le rendement d'un transformateur statique en relevant les watts utiles aux bornes secondaires et les watts dépensés aux bornes primaires. Le rendement dépend rigoureusement de !a forme de la courbe périodique de la tension appliquée. On effectuera donc l'essai, à la fréquence normale, avec une différence de potentiel primaire autant que possible sinusoïdale et, à moins de stipulation contraire, on fera débiter l'appareil dans un circuit extérieur sans réactance. Quand on ne dispose pas d'un alternateur capable de produire la tension efficace i^equise, on peut se servir d'un transformateur auxiliaire pour obtenir celle-ci.

Méthode indirecte.

Pour réduire l'influence des erreurs

de mesure, on tlétermine le plus souvent la puissance /> dissipe dans le transformateur par efi'et Joule, courants de Foucault hystérésis. P désignant la puissance disponible, on calcule alors le rendement par la formule

Comme ^T,/r, = — dpK^P +/•), si f est estimé à i pour TÛ près et équivaut à P/20, l'erreur sur t, n'atteint ainsi qi 0,048 pour 100. Lorsqu'on ne demande qu'une api>roximatic lie I pour lûo, il sulfit, dans l'hvpothèse précédente, d'évaluf t> 7X21 pour KTO prés.

Il résulte de nombreuses expériences qu'à égalité de flt maximum, les pertes par hystérésis et courants de Foucai d'un transformateur à circuit magnétique fermé sont sensible ment les mt-mes, quelle que soit la charge. On peut donc, pou la recherche du rendement au régime nominal, les mesurer avec le circuit secondaire ouvert, en appliquant au primaire une différence de potentiel efficace égale à la valeur de service diminuée de la chute ohmique ethcace de pleine charge dans l'enroulement inducteur. Le faible déphasage entre la différence de potentiel et le courant primaires au régime susdit, dispense de faire une composition de vecteurs. L'essai est aussi possible par le secondaire, en soumettant ce tlernier à sa tension normale aux bornes augmentée de la chute ohmique de pleine charge dans l'enroulement induit. La mesure s'opère avec un wattmètre convenablement choisi. La puissance indiquée par l'appareil représente les déchets par hystérésis et courants de Foucault majorés de l'effet Joule à vide. Le courant d'expérience peut être relevé au besoin, pour permettre le décompte de cette perte additionnelle, qui est d'ailleurs minime. Le contrôle du courant à vide est, du reste, utile pour constater éventuellemeot son intensité exagérée, qui provient parfois d'un défaut de serrage des joints du noyau. Il y a lieu de corriger l'erreur du wattmètre, qui peut être forte à cause du grand déphasage entre la tension et le courant d'essai.

La puissance perdue par effet Joule dans les deiLx enroule-

ments du transformateur en pleine charge se calcule d'après les intensités efficaces des courants et les résistances. Pour l'évaluation expérimentale des résistances, on a recours à une batterie secondaire, les petites variations des courants produits par les dynamos Taisant intervenir une certaine réactance. Il faut attendre que le réf^imc permanent du courant continu soit liien établi, ce qui dure souvent plus d'une minute. I On peut aussi mesurer les déchets par effet Joule, de la manière suivante, à l'aide d'un wattmètrc. On met l'un des enroulements du transformateur en court-circuit sur un ampèremètre et l'on règle la différence de potentiel appliquée à l'autre de façon que l'ampèremètre marque l'intensité de pleine charge du circuit auquel il est relié. Le courant dans le second circuit j)résente alors également à peu prés son intensité normale et la dépense d'énergie dans le fer est négligeable. Le wattmctre, raccordé à l'enroulement alimenté, renseigne, par suite, dans ces conditions, très approximativement l'effet Joule total cherché.

Méthode d'opposition. — l^n artifice, que nous avons déjà rencontré dans l'étude des machines électriques rotatives, permet de déterminer, dans les conditions de pleine charge, l'ensemble des pertes par effet Joule, courants de Foucault et h^'stérésis d'un type de transformateur dont on possède deux spécimens. Ce moyen^ employé tl'abord par M. Sumpner, consiste à opposer les enroulements à fil fin des deux appareils identiques, en affaiblissant légèrement la Ibrce électromotrice induite dans l'un de ces enroulements, de manière à obtenir dans ceux-ci le courant normal. La puissance absorbée par les enroulements à gros fil, mis en dérivation par rapport à un alternateur développant la différence de potentiel de service, représente alors le total des déchets dans les deux transformateurs.

La fig. 3oi montre deux transformateurs A et B, dont les enroulements à fil fin sont ainsi mis en opposition par l'intermédiaire des clefs Cj et Cj, tandis que les enroulements à jros fil sont dérivés sur un circuit d'alimentation, avec une

bv>

résistance r sans réactance disposée à la suite de l'un d'eux.

On rèfrlc ;' jusqu'à ce qu'un électrodynanKimètre E marque le courant de pleine charge. On a alors également environ

courant normal dans les enroulements à til fin. Un wattmètre W mesure les pertes dans le système expérimenté. Si l'on déduit de la puissance qu'il indique l'eftet Joule dans la résistance additionnelle, il reste les déchets dans les deux transformateurs. La moitié de la difiérence trouvée peut être attribuée, sans grande erreur, à chacun d'eux. Quant à la puissance transformée, elle peut être estimée en introduisant la bobine ampèr métrique du wattmétre dans les dérivations à gros fil.

Fig. 3o2

Dans le dispositif de la fig. 3o2, l'écart requis entre les forces électromotrices des deux transformateurs A et B est obtenu grâce à un petit transformateur auxiliaire T, dont le rapport de transformation est l'unité. Le primaire deT est branché sur les conducteurs d'alimentation avec une résistance R et um' clef C Son secondaire est en série avec l'enroulement à groSJ fil de A. Si les enroulements à gros fil des appareils étudiétfl

TRANSFORMATEURS STATIQUES

Bont construits pour une tension de loo volts, par exemple, on l'ait en sorte (]ue T donne 5 à 6 volts, qui, en s'ajoutant à la différence de potentiel des fils d'alimentation ou s'en retran- Ichant, créent dans les circuits opposés à fil fin une force électromotricc résultante capable d'\- entretenir le courant de pleine charge, lorsque les clefs Ci et C. sont abaissées. Le réglage s'efl'ectue à l'aide de R, d'après les indications d'un électrodynamomètre E.

Si Ton ferme les clefs, Cà et Ct, sans abaisser Ci, C» et C-,, le ransformateur auxiliaire reste inactif, les enroulements à gros fil de A et B sont soumis à des différences de potentiel sensi-

Iblement égales et la puissance accusée par le wattmctre Wi Vaut approximativement les pertes à vide dans les deux transformateurs essayés.

Si l'on ferme toutes les clefs, pour faire fonctionner A et B en pleine charge, a\ec leurs enroulements à fil fin en opposition, la somme des indications des wattmètres W, et W-.., diminuée, Bjpour plus d'exactitude, de l'efiet Joule dans les fils de connexion, ' l'électrodynamométre, la bobine ampéremétrique de W; et la bobine secondaire de T, donne les pertes totales dans les deux transformateurs examinés, ^k On pourrait aj(juter utilement un électrodynamomètre dans le ^^ircuit à gros fit de B ; toutefois la faible différence entre les courants dans les deux enroulements à ^ros fil n'apporte généralement pas de changement appréciable dans le résultat. P étant la moyenne des puissances transformées et /> la moitié delà puis-

Isance totale dissipée par A et B, on a très sensiblement, pour le rendement de chacun de ces appareils, t, = P/(P -\- p). I Dans le cas de transformateurs triphasés, pour vérifier si les connexions entre les enroulements à fil fin assurent l'opposition des phases correspondantes, on commence par inter- Ifealer dans les raccords des résistances appropriées comprenant des lampes à incandescence, qui ne s'allument pas quand * ïs liaisons sont correctes.

Séparation des diverses pertes intérieures. — Plusieurs rocedés se prêtent à l'estimation séparée de la perte par

h\-stérésis et du déchet par courants de Foucault d'un transiormatcur.

l'n moyen graphique, employé par MM. Ryan et Merritt pour l'évaluation de la perte hystérétique, consiste à relever par points, grâce à un dispositif analogue à celui de M. Jou- Urrt, chap. XXXII, la courbe périodique de la diftérence de potentiel secondaire à circuit ouvert C; et celle du courant primaire 11- Si l'alternateur engendrant le courant d'essai n'est pas accessible, on peut se servir d'un ptnit moteur synchrone pour mouvoir le contact mobile utilisé. On sait que la valeur de <■. est numériquement égale, à chaque instant, au produit du nombre de spires induites par la variation du flux magnétique iJl en jeu, de sorte (]ue les longueurs des ordonnées de la courbe de tension sont proportionnelles aux coefficients angulaires des tangentes aux points correspondants de la courbe irprésentant le flux en fonction du temps. La phase de la courbe de 01 est, d'ailleurs, en avance d'un quart de période »ur celle de la courbe de r.. Il est donc possible de déduire la courbe du flux de cette dernière et, en prenant les valeurs simultanées de PI et t\ respectivement comme ordonnées et comme abscisses, de tracer un diagramme fermé figurant un cyde d'aimantation du noyau et dont l'aire est en rapport avec l'énergie dissipée par hystérésis en une période. En retranchant les pertes de puissance par hystérésis et par effet Joule des déchets totaux du transformateur, déterminés par l'une des méthodes indiquées à l'occasion des mesures de rendement, on peut ensuite apprécier l'importance des courants de Foucault.

Vnv autre façon de trouver la part de l'hystérésis et celle i\vs courants de Foucault est le calcul de la puissance absorbée par ces derniers et la soustraction du résultat obtenu de l'ensemble des pertes dues aux deux causes. Si cS.. gauss vui l'amplitude de l'induction magnétique dans le noyau, ' déduite de la force électromotrice induite maxima. e mm l'épaisseur des tôles de fer et J périodes par seconde la tréquenre, le déchet par courants de Foucault vaut approxinwllvcment

f e/(Bo Y \a,5 X loV

watts par cm*

On peut encore distinguer la perte par hystérésis de la perte par courants de Foucault en remarquant, comme à propos des dynamos, p. 58l, que la première est proportionnelle à la fréquence, tandis que la seconde varie comme le carré de celleci, et en observant la puissance totale perdue dans le noyau à différentes i'réquences, mais dans les mêmes conditions d'induction magnétique maxima.

M. Kapp a proposé la méthode suivante pour évaluer isolément le déchet par hystérésis d'un grand transformateur. On envoie dans l'enroulement k fil fin de l'appareil, par l'intermédiaire d'un ampèremètre bien amorti et à zéro médian, le courant d'une batterie d'accumulateurs. Après avoir renversé brusquement le sens du courant, on note, à plusieurs reprises, l'intensité instantanée et le temps. Avec un noyau de fortes dimensions, dont la période variable est lente, on peut dresser ainsi la courbe de l'intensité en fonction du temps, en répétant au besoin l'expérience pour arriver à des moyennes satisfaisantes. Pendant la période variable d'un transformateur de 7 kilowatts, qui dure environ loo secondes, une dizaine de lectures sont possibles. En faisant la différence entre les aires de signes contraires limitées par la courbe, on obtient la quantité d'électricité retirée des couples secondaires pendant le renversement. La multiplication de cette valeur par la tension aux bornes, relevée au moyen d'un voltmètre et qui demeure invariable avec des accumulateurs d'un modèle suffisant, fait connaître l'énergie consommée par le transformateur durant l'essai et, si l'on retranche de celle-ci l'énergie prise par l'effet Joule dans l'enroulement, il reste sensiblement la perte par hystérésis orrespondant à un demi-cycle.

Facteur de puissance. — De même qu'il est important de déterminer les pertes à vide d'un transformateur, qui constituent une dépense inutile pendant les heures de fonctionnement circuit secondaire ouvert, il convient de mesurer le facteur puissance, c'est à dire le rapport des watts réels aux watts pparents absorbés par le primaire. Plus ce facteur est faible, plus l'intensité du courant inducteur est considérable, pour une même tension de service et une puissance donnée à

transformer, et plus est grande, par conséquent, la perte par effet Joule dans les conducteurs d'alimentation venant des machines génératrices.

Le facteur de puissance des bons transformateurs atteint déjà 0,8 au dixième de la pleine charge et s'approche de l'unité pour cette dernière, quand le circuit d'utilisation est sans réactance.

On a vu au chap. XVI comment on peut évaluer les facteurs de puissance.

Renseignements pratiques.

RENSEIGNEMENTS PRATIQUES