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Machines à courants alternatifs, magnéto-électriques. — Les machines de cette espèce sont peu nombreuses ; parmi elles, nous citerons seulement la machine de Méritens qui présente la même disposition que celle que nous avons décrite (p. 89). Seulement les inducteurs, au lieu d'être formés de faisceaux aimantés droits, sont constitués par des aimants en fer à cheval dont le plan est parallèle à Taxe de rotation de Panneau qui tourne alors à l'intérieur d'une couronne composée de pôles alternativement nord et sud. Le noyau de l'induit est construit comme dans la machine dynamo-électrique ; quant aux bobines, elles présentent les différences suivantes : d'abord le circuit est ouvert et ses extrémités sont reliées à deux bagues de cuivre fixées sur l'axe, sur lesquelles appuient deux frotteurs qui forment les pôles de la machine. Le nombre des bobines de l'induit étant égal au nombre des pôles inducteurs, on voit que, quand une bobine s'approche par exemple d'un pôle nord, la bobine voisine s'approche d'un pôle sud, de telle sorte que, si les bobines étaient enroulées toutes dans le même sens, les courants induits dans deux bobines voisines se détruiraient; on a dû alors enrouler les bobines alternativement dans un sens et dans l'autre, de sorte que tous les courants induits s'ajoutent dans le circuit général. Mais, comme le courant est renversé chaque fois qu'une bobine s'éloigne d'un pôle après s'en être rapprochée, on voit que finalement la machine donnera des courants alternatifs dans le circuit extérieur.

Dans la machine dont nous venons de parler, il y a huit aimants inducteurs, soit seize pôles et par suite seize bobines à l'induit. M. de Méritens a construit, pour l'éclairage des phares, des machines de grandes dimensions qui comprennent cinq machines semblables à la précédente. Les cinq anneaux sont montés parallèlement sur le même arbre ; quant aux inducteurs, ils sont placés de manière que leur plan coïncide avec celui de l'anneau, la disposition des pôles restant la même. Il y a en tout quarante aimants qui se trouvent alors disposés comme l'étaient ceux de la machine V Alliance,

Machines à courants alternatifs, dynamo-électriques. — Avant d^entreprendre la description des principales machines dynamo-électriques employées pour la production des courants alternatifs, nous devons d'abord remarquer que, dans les machines de cette espèce, le courant qui parcourt les inducteurs ne peut pas être le même que celui qui parcourt l'induit^ attendu que les inducteurs, ne devant pas changer de polarité, sont forcément excités par des courants continus. On devra donc avoir en réalité deux générateurs d'éleclricité, l'un fournissant des courants alternatifs, l'autre fournissant des courants continus destinés à alimenter les inducteurs du premier. Quant à la disposition à adopter pour l'inslallalion de ces générateurs, on a le choix entre trois solutions : i° les deux générateurs sont complètement séparés Tun de l'autre: on emploie alors comme excitatrice une des machines à couranls continus précédemment décrites; 2^ les deux générateurs ont leurs parties mobiles montées sur le même arbre, de manière à être mis en mouvement au moyen d'une seule transmission ; 3*^ les deux générateurs ont les mêmes inducteurs, c'est-à-dire qu'une partie des courants produits dans rinduit est redressée pour alimenter les inducteurs. Nous trouverons des exemples de ces trois solutions.

Pour rénumération des différentes machines, nous les grouperons, comme nous l'avons fait pour les machines à courants continus, d'après la disposition de leurs bobines mobiles.

Nous nous occuperons d'abord de la machine Gramme (Jig' 34), dans laquelle nous trouvons comme induit un anneau analogue à celui de la machine à courants continus, formé d'un noyau en fil de fer sur lequel sont enroulées les bobines induites, de manière que leurs spires aient leurs grands côtés parallèles à l'axe du cylindre. Cet anneau est Gxe et les inducteurs qui se meuvent à l'intérieur comprennent huit bobines plates disposées sur l'axe comme des ailettes. C'est, comme on le voit, la disposition de l'induit dans les machines Lontin ou Gérard à courants continus; ces électro-aimants portent des épanouissements en fer passant aussi près

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que possible de la surface intérieure de Panneau et leurs pôles sont alternés, de sorte que chaque bobine de l'induit, étant influencée successivement par un pôle nord et par un pôle sud, se trouve être le siège de courants alternatifs. Ces bobines induites, au nombre de trente-deux, sont toutes distinctes les unes des autres, de sorte qu'on a en réalité trente-deux courants que l'on peut alors grouper comme on veut, à la con-

Fig. 3}. — Machine Gramme à courants alternatifs {Jamin et Bouty).

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dilion, bien entendu, de réunir ensemble des courants qui sont de même sens au même instant. On conçoit qu'il y a avantage à faire mouvoir les inducteurs plutôt que l'induit, car on peut alors modifier les combinaisons des courant^ pendant la marche.

Dans cette machine, les inducteurs sont alimentés par le courant d'une machine dynamo-électrique à courants continus séparée, au moyen de deux frotteurs qui sont en contact permanent avec les extrémités du circuit inducteur. M. Gramme a modifié cette disposition en montant l'anneau de la machine excitatrice sur le même arbre que les inducteurs mobiles. Jl

( "6) y a toujours deux machines dislinctes, seulement Tinslaliation mécanique est simplifiée. Cette machine est désignée par M. Gramme sous le nom A^ auto-excitatrice, dénomination qui n'est du reste pas très heureusement choisie, car elle s^appliquerait mieux aux machines où Ton emploie la troisième solution pour l'excitation des inducteurs.

Dans la machine Schuckert, les inducteurs sont semblables à ceux de la machine Gramme; seulement il y en a dix au lieu de huit: ils tournent également à l'intérieur d'un tambour cylindrique qui porte le fil induit, et c'est par le mode d'enroulement de celui-ci que la machine se distingue de la précédente. Considérons un fil métallique abc, . . replié comme l'indique l^Jtg» 35 et situé dans un plan. Plaçons sur

Fig. 35.

une droite parallèle à ce plan une série de pôles magnétiques alternativement nord et sud, ayant entre eux un intervalle égal à bc; supposons enfin que cette ligne de pôles alternés se déplace suivant AB. Si au début les pôles se trouvaient en regard des fils a6, crf, ..., il est facile de voir que pendant toute la durée d'un déplacement égal à 6c, c'est-à-dire jusqu'à ce que les pôles placés en regard de chaque fil aient changé de noms, les diverses portions ab, cd, . . . vont être parcourues par des courants qui s'ajouteront dans le circuit général abc, . . . Pendant la période suivante, le courant aura changé de sens; on aura donc, par le déplacement continu de AB, une série de courants alternatifs. Telle est la disposition de la machine Schuckert; seulement le fil induit, au lieu d'être dans un plan, est fixé à l'intérieur d'un cylindre dont les por-

( "7) lions ab^ cdj . . . sonl des génératrices et le déplacement rectiligne AB est alors représenté par la rotation des inducteurs autour de l'axe du cylindre. En outre, on a disposé cinq fils parallèles isolés les uns des autres, de sorte qu'il y a cinq circuits distincts. Quatre d'entre eux sont utilisés ensemble ou séparément, le cinquième aboutit aux coquilles d'un commutateur qui redresse les courants et fournit par conséquent des courants continus que l'on emploie à exciter les inducteurs. Il n'y a donc plus ici de machine excitatrice séparée; c'est l'application de la troisième solution signalée plus haut.

Dans d'autres machines, on a placé les bobines induites à l'intérieur d'un tambour cylindrique, de manière que leurs axes soient dirigés suivant des rayons, comme ceux des bobines mauctrices. A cette catégorie se rapporte la machine GanZy représentée^^. 36. Elle est formée d'un cylindre garni à l'intérieur de bobines plaies, dans lequel tourne un deuxième cylindre muni extérieurement de bobines analogues ; cellesci sont les inducteurs. A l'Exposition d'électricité de Vienne, en i883, figurait une machine Ganz de grandes dimensions, construite pour alimenter douze cents lampes à incandescence. L'arbre des inducteurs mobiles portait un anneau Gramme ayant pour inducteurs des électro-aimants distincts. Le mode d'excitation est donc le même que dans la machine Gramme dite auto-excitatrice.

La machine Jablochkoff est une machine du même genre; ses inducteurs sont allongés en forme d'ailettes comme ceux de la]machine Gramme; seulement, au lieu d'être, comme dans celle-ci, disposés dans des plans passant par l'axe, ils ont une forme légèrement hélicoïdale. C'est la disposition que nous avons déjà signalée à propos des machines Lontin et Biirgin. Les bobines induites de la machine Jablochkoff sont dispo-^ sées sur la circonférence d'un tambour sur lequel elles sont fixées au moyen d'étriers. On peut ainsi les enlever facilement pour les réparations, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la machine et le fonctionnement des autres circuits.

Dans les macUînes dont nous allons maintenant nous occuper, les bobines inductrices et induites agissent les unes sur les autres par leurs extrémités comme dans la machine Wallace-Farmer, c'est-à-dire que toutes ces bobines ont leurs axes parallèles à Taxe de rotation. Sigrnalons d'abord la machine Siemens {fig* 37), dans laquelle l'induit est mobile.

Fig. 36. — Machine Ganz (la Lumière électrique)»

Celui-ci se compose d'une série de bobines ovales disposées sur la circonférence d'un plateau et ne renfermant pas de noyaux en fer. Bien que la suppression du fer dans les bobines diminue le nombre des lignes de force coupées par le circuit induit, nous verrons dans le Chapitre suivant que cet inconvénient se trouve compensé par certains avantages. Les inducteurs sont des électro aimants dont les pôles sont al-

( "9) ternes et qui sont disposés en couronnes de chaque côté de rinduit sur deux bâtis en fonte perpendiculaires à Taxe de rotation, comme dans la machine Gramme à douze pôles décrite ci-dessus. Chaque série d'inducteurs comprend autant d'électro-aimants qu'il y a de bobines induites; celles-ci sont reliées de manière que leurs courants s'ajoutent pour pro-

Fig. 37. — Machine Siemens à courants alternatifs {Jamin et Bouty).

duire un courant extérieur unique. L'excitation des inducteurs se fait au moyen d'une machine à courants continus séparée. A côté de la machine Siemens, se place la machine Ferrantif qui présente, pour son induit, une disposition analogue à la machine Schuckert. Imaginons en effet que le circuit de Xdifig, 35, au lieu d'être enroulé sur un cylindre, soit replié dans son plan suivant une couronne circulaire dont les lignes

abf cdj . . • seraient des rayons. Celte couronne se compose d'une grande bande de cuivre enroulée de manière à former un seul circuit dont les deux extrémités se rendent à deux bagues de cuivre sur lesquelles frottent les balais. Les inducteurs comprennent, sur chaque face de Tinduit mobile, seize bobines à section ovoïde, disposées comme dans la machine Siemens. Le fonchonnement des deux appareils est le même: si Ton considère dans l'induit deux parties radiales voisines, on voit que, quand Tune s'approche d'un pôle nord, l'autre s'approche d'un pôle sud et que par suite les courants s'ajoutent.

La machine Wilde présente encore la disposition de la machine Siemens; elle se compose toujours de trois plateaux parallèles, les deux extrêmes portant les inducteurs, tandis que celui du milieu, qui est mobile, porte les bobines induites. Celles-ci sont disposées sur les deux faces du plateau, comme dans la machine Wallace-Farmer, et renferment des noyaux de fer doux. Enfin, dans la machine Wilde, on a mis à partie circuit d'un certain nombre de bobines qui sont alors reliées à un commutateur chargé de redresser les courants ; ces courants continus servent à alimenter les inducteurs, ce qui supprime l'emploi d'une machine excitatrice séparée.

Dans la machine Cherlemps, on retrouve encore les trois plateaux décrits ci-dessus, seulement le plateau du milieu est fixe, tandis que les plateaux extrêmes qui portent les inducteurs sont mobiles. On peut alors employer autant de courants distincts qu'il y a de bobines induites, et modifier, même pendant la marche, les combinaisons formées avec ces courants; c'est l'avantage que présentent les machines à induit fixe. Ajoutons que dans la machine Chertemps un commutateur porté par l'arbre des inducteurs mobiles redresse une partie des courants pour exciter ces inducteurs.

La machine Gérard présente la même disposition, seulement les inducteurs sont excités par une machine séparée.

Dans la machine Lachaussée-Lambotte, disposée comme

les précédentes, on s'est surtout préoccupé, comme on l'avait fait pour la machine Jablochkofï*, de la possibilité de réparer une ou plusieurs bobines de l'induit fixe, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le service de la machine. Pour cela, ces bobines sont retenues du côté du centre, entre deux disques de bois serrés sur un manchon central; vers la circonférence, elles viennent s'encastrer dans des pièces de bois mobiles logées elles-mêmes dans un anneau formant tambour extérieur. Grâce à cette disposition, on peut retirer aisément les bobines du tambour, sans même arrêter la machine. Ces bobines sont ovales et le vide intérieur est rempli partiellement au moyen de lames de fer.

Citons enfin comme machine du même type la machine Gordon^ dans laquelle les inducteurs mobiles sont disposés sur le plateau médian, à la façon des bobines induites de la machine Wallace-Farmer. Les bobines induites de la machine Gordon sont alors disposées en deux séries de chaque côté de la partie mobile; il y en a soixante-quatre dans chaque série, soit en tout cent vingt-huit. Cette machine est remarquable surtout par ses dimensions, puisqu'elle peut alimenter simultanément jusqu'à treize cents lampes à incandescence. Elle présente cependant une particularité intéressante et un progrès qui a pu être réalisé, grâce aux grandes dimensions de la machine et au grand nombre de bobines qu'elle renferme. Ordinairement le nombre des bobines induites est égal au nombre des bobines inductrices placées en regard. Dans ce cas, il se produit entre deux bobines voisines une induction nuisible et l'on constate que le courant d'une des bobines est affaibli lorsqu'on ferme le circuit de la bobine voisine. Cela tient à ce que, les pôles des deux inducteurs voisins étant contraires, deux bobines induites voisines sont dans ce cas parcourues au même instant par des courants de sens contraires qui agissent l'un sur l'autre. M. Gordon a remédié à cet inconvénient en réduisant de moitié le nombre des inducteurs, qui sont alors au nombre de trente-deux sur

chaque face du plateau mobile. Ceux-ci sont actionnés au moyen d'une machine excitatrice séparée.

La remarque que nous venons de faire au sujet de l'induction des bobines les unes sur les autres nous conduit à parler de la machine Maquairc dans laquelle on a cherché précisément à utiliser ces actions pour augmenter l'intensité des courants produits. Les inducteurs mobiles sont ici fixés sur les plateaux extérieurs, comme dans la machine Chertemps, rinduit fixe étant au milieu. Celui-ci, qui diffère complètement des. précédents, comprend une série de bobines placées comme celles des machines Brush ou Victoria, mais conservant toutefois leurs noyaux distincts; de plus il y a deux anneaux semblables accolés. La fig, 38 permet de se rendre

Fig. 38.

compte de cette disposition; A et B représentant les inducteurs placés en regard l'un de l'autre, a et 6 sont les bobines appartenant à chacun des anneaux qui se trouvent dans le plan AB. Il est facile de concevoir alors que l'on puisse disposer l'enroulement des bobines a et 6 de manière que les actions produites, par exemple, dans la bobine h par les renversements du courant principal dans la bobine a, s'ajoutent à l'action de l'inducteur B sur la bobine b. Signalons en outre une disposition de détail dans la construction des bobines induites; nous verrons dans le Chapitre suivant, en étudiant le fonctionnement des machines à courants alter-

natifs, que, dans ces machines, les noyaux des bobines induites peuvent, à un moment donné, s'échauffer beaucoup plus que dans les machines à courants continus; pour éviter que cet échauffement ne compromette l'isolement des fils induits, on a, dans la machine Maquaire, éloigné ceux-ci du noyau de fer intér.ieur, au moyen d'un tube en cuivre que Ton voit sur la figure, de sorte que l'air peut circuler entre le fil isolé et le noyau. Enfin chaque bobine induite ayant un noyau distinct petft être déplacée suivant un rayon de l'anneau, de manière à être engagée plus ou moins entre les inducteurs A et B; cette disposition permet de régler la production dans les différents circuits, suivant les besoins de chacun d'eux, tout en conservant la même vitesse à la machine.

Nous avons dit plus haut que l'emploi du fer dans les bobines induites présente pour les machines à courants alternatifs des inconvénients assez sérieux, au point de vue de réchauffement de ces noyaux. D'autre part, la suppression du noyau de fer diminue le nombre des lignes de force coupées par le circuit induit. C'est en vue d'éviter à la fois ce double inconvénient que l'on a construit des machines dans lesquelles l'induit est constitué par des cadres de grandes dimensions, à l'intérieur desquels se meuvent, soit les inducteurs euxmêmes, soit leurs épanouissements. C'est ainsi que la machine JFtapieff comprend un système induit fixe, composé de cinq grandes bobines circulaires parallèles à l'intérieur desquelles se meut le système inducteur.

La machine Helmer, représentée^^. 89, est construite sur le même principe; les induits sont formés par huit cadres b disposés par quatre de chaque côté d'une couronne en bronze C, les inducteurs se composent d'élcctro-aimants en croix i, i, portant des prolongements en fer doux. Il y a trois inducteurs semblables; les deux extrêmes agissent à l'intérieur de chaque série de cadres, tandis que celui du milieu se meut dans la couronne C et agit à la fois sur les deux séries de cadres induits. La figure montre que les grands côtés des

cadres, au lieu d'être reclllignes, sont repliés suivant un angle obtus. Celte disposition a pour but de rapprocher de 90° la valeur de l'angle sous lequel les lignes de force rencontrent les circuits induits. Les inducteurs sont excités au moyen d'une machine séparée.

Fig. 39. — Machine Helmer (la Lumière électrique).

Signalons, pour terminer cette énumération, la machine KlimenkOy qui ne se rapproche d'aucune de celles dont nous venons de parler, car dans cette machine {fig- 4o) le circuit inducteur et le circuit induit sont fixes tous deux : c'est le noyau des inducteurs seul qui est mobile. Les modifications du champ magnétique sont donc produites, comme dans la machine de Page, par le déplacement de masses de fer dans

ce champ. L'inducteur de la machine Rlimenko est formé d'un gros électro-aimant ayant pour noyau Taxe même de la machine, qui à chaque extrémité se termine par un épanouis sèment en forme de croix. Les bobines induites fixes ont leurs axes parallèles à Taxe de rotation et sont rangées au-

Fig. 4^- — Machine Klimenko {]^ Lumière électrijue).

tour de l'inducteur. Lorsque le noyau est en mouvement, les pôles en croix viennent passer devant les extrémités de ces bobines et déterminent la production de courants. La machine excitatrice est séparée.

Nous terminerons là cette description des machines; ainsi que nous l'avons dit plus haut, elle est loin d'être complète et comprend seulement les machines les plus connues et les plus employées jusqu'à présent.