MACHINES GRAMME ET CONGÉNÈRES

Force électromotrice de la machine. — Machines Gramme. — Machines

de la maison Bréguet.

192. Force électromotrice de la machine . — Uinduit annulaire de ces machines tourne entre les deux pièces polaires d'un électroaimant.

Regardons comme uniforme le champ magnétique compris entre ces deux pièces polaires et dans lequel tourne Tinduit. Pour obtenir la force électromotrice de la machine, il faut calculer la force électromotrice maximum qui peut être induite dans

une moitié de Tanneau. Supprimons , d'abord , par la pensée, Fàme magnétique sur laquelle les spires sont enroulées; désignons par n le nombre total des spires sur Tanneau entier et par -r- K le flux de force qui traverse Faire d'une de ces spires lorsque son plan est normal à la direction du champ magnétique. Le demianneau contient y spires, et l'angle dièdre ç, formé par les plans

de deux spires consécutives, est égal à — ; il en résulte que la

valeur maximum de la somme des flux de force traversant les spires d'un demi-anneau est (n** 169)

n 27C . sin -. ,

sin — 2 sjn —

OU, en remplaçant le sinus du petit arc - par lare lui-même,

Si nous désignons par T la durée d'un tour de Tinduit, la force électromotrice maximum induite dans la moitié de l'anneau sera (n*» 167)

Nous savons que la force électromotrice induite résulte de la coupure du flux de force magnétique par le fil de Tinduit (n^98). Chacune des spires de Tanneau a la forme d'un rectangle dont les petits côtés ne coupent pas le flux ; la force électromotrice provient donc exclusivement des coupures faites par les grands côtés, coupures constamment égales pour chacun d'eux. Or, la présence du noyau de fèr dans l'induit a pour eflet d'annuler à peu près le champ magnétique dans la cavité intérieure de l'anneau et, par conséquent, de supprimer les coupures de flux que ferait le grand côté intérieur du rectangle dans notre hypothèse d'un induit sans fer.

La valeur ci-dessus obtenue pour la force électromotrice maximum ne diffère pas de celle de la force électromotrice eflective E de la machine. Si nous désignons par

le nombre de tours de l'induit par seconde, nous aurons E = nNK.

La valeur de Ë donnée par cette formule est rapportée à l'unité CGS électromagnétique de force électromotrice. Pour obtenir la valeur en volts, il faut multiplier le second membre de la formule par 10'' ; la force électromotrice de la machine, exprimée en volts, est donc

E = nNK X iO-*,

Le facteur K représente le flttx utile qui passe dans l'entrefer; de U le grand intérêt qn'olTre la connaissance de la courbe du magnétisme (n° 186) de la machine. La valeur du coeflicient v pour les machines à induit annulaire est généralement voisine de I,i0.

La présence du facteur N indique que la force électromotrice de la machine serait proportionnelle à la vitesse de rotation si le flux utile K restait constant, mais c'est là une condition qui n'est jamais remplie.

193. Machines Gramme. — L'àme de l'anneau Gramme est constituée (fig. 152) au moyen d'un fil de fer doux trempé dans du

Fig. 15!. Fig. 153.

bitume et enroulé de manière à produire un tore circulaire très aplati ; on garnit ce tore d'une matière isolante, et on le tourne e.\térieurement.

Il est divisé ensuite eo un nombre pair de sections égales entre

elles, doot chacune doit correspondre à une bobine partielle. A cet effet, chaque section est recouverte de plusieurs spires d'un fil de cuivre isolé ; ce bobinage se fait à la main, aussi régulièrement que possible.

L'extrémité de chaque bobine et le commencement de la suivante sont reliées à une même lame dn collecteur.

Ce collecteur, spécialement représenté par la %ure 1S3, se compose de lames de cuivre taillées en coin, séparées les unes des autres par des lamelles isolantes de carton ou de mica et assemblées de manière à former un cylindre creux , fretlé au moyen d'une bague isolée de lui, A chaque lame du collecteur est soudée une lamelle de cuivre terminée en crochet, sur laquelle on soude ensemble le bout entrant d'une bobine et le bout sortant de l'autre. Le collecteur a nécessairement autant de lames qu'il y a de bobines partielles sur l'auneau.

L'ensemble des bobines paitielles, ainsi reliées entre elles par

Fig. 15*.

les lames du collecteur, constitue une bobine sans (in qui s'ajuste sur un arbre en acier (fig. 15i), soit au moyen d'un tambour en bots secj emmanché à la presse hydraulique, soit au moyen d'un manchon à ailettes en bronze, claveté sur l'arbre. Des fils de laiton sont enroulés par place autour de la bobine, afin d'éviter que la force centrifuge n'écarte les fils de cuivre de leurs positions normales. .

Pour les machines à grand débit, les fils de l'induit sont remplacés par des barres de cuivre, comme l'indique la figure 155. Voici comment on construit ces grandes bobines : des barres de cuivre isolées, entourant le fil de fer (âme de l'induit), sont placées sur deux rondelles de cuivre, munies d'entailles et clavetées sur l'arbre ; les barres extérieures et les barres intérieures sont en nombre égal et réunies ensemble par des traverses rayonnafites,

TRAiTlt rRAiiQUi d'électricité. SS

de iDaoiire à flgarer un enroulemenl sans fin; les extrémités du

cylîodre intérieur formé par ce» barres dépassent l'àme de la

Fig. Ib5.

bobine et constituent elles-mêmes les lames ou touches du collecteur, dont la surface extérieure est tournée avec soin ; on dispose

t\g. 166. — Uftchiae Gramme (lype nonnal).

aiâsi de deux collecteurs (un à chaque bout), que l'on peut utiliser soit ensemble, soit séparément.

Dans toutes les machioes Gramme, chaque balai<frotteur est

MACHINES A COURANTS COSTOUS 3Î9

formé (l'un faisceau méplat de fîls de cuivre argentés, maintenus dans une gaine articulée à une pièce spéciale qui peut osciller autour de l'arbre de la machine; cette disposition permetde régler le calage des balais, de manière à réduire au minimum la production des étincelles.

La machine dite /y;>e normal on t^pe d'atelier {Bg. 436) est à pôles conséquents ; elle a été étudiée par M. Gramme en 1872 et

Fig. 157. — Machine Gramme (lype supérieur).

exécutée dès l'année suivante. Son inducteur comprend deux flasques verticales en fonte, servant de bâti à la machine et constituant en même temps les culasses des électro-aimants. Les noyaux de ces électro-aimants sont cylindriques, en fer doux ; chacun d'eux porte, sur ses deux moitiés, des enroulements en sens contraires, de manière à créer ua double pôle en son milieu, au droit d'une pièce polaire eofonte. Les surfaces des deux pièces poloiresosculent largement l'induit. Voici les dimensions de cette machine dont l'usage est très répandu : longueur 0",65, hauteur 0",6S, largeur QU'ISS. On emploie 28 kilogrammes de^fîl de cuivre pour l'induit

et 4 kilogrammes pour l'inducteur ; le poids total de la machine est de 180 kilogrammes. L'inducteur est excité tantôt en série {par le courant total), tantât en dérivation (par une partie seulement du courant). En régime normal, l'induit tourne à la vitesse de 900 tours par minute et l'on obtient un courant de 23 ampères sous 75 Tolts (débit de 1875 watts par seconde).

Fig. 158. — Machine fireguet {types Q el R).

La machine dite lypi supérieur, parce que son induit est placé en haut de l'appareil (fig. 157), est de création plus récente; elle ' est bipolaire à pôles simples. L'électro-aimant, terminé par deux puissantes pièces polaires enveloppant les trois quarts de l'induit, fait corps avec la plaque de fondation; il en est de même des deux supporta destinés k recevoir l'arbre de l'induit muni de sa poulie ; en un mot, la plaque de fondation, les deux supporta el l'électro-aimant forment une seule pièce de fonte ; M. Gramme a réduit ainsi au minimum la main-d'œuvre d'atelier.

en supprimant tous lea assemblages sauf ceux d'un seul des deux paliers sur son support. Lea balais sont montés sur une traverse oscillant à l'extrémité d'un des paliers, pour permettre

Fig. 169. — Hachine Breguel (types C et D).

de régler l'angle de calage. Ou a construit, d'après ce type, des machines dont les débits varient depuis 2S0 watts jusqu'à 66000 watts par seconde.

194. Machines de la maison Bregaet.— La maison Breguet, qui construit des machines Gramme depuis 1873, donne actuellement à ces machines lea formes suivantes : Les types Q, R, (Og. 156),

3i2 TRAITÉ PRATIQUE D'ÉLECTRICITÉ

rappellent, par leurs dispositions générales, le type normal ou type (f atelier décrit plus haut.

Les types C, D (flg. 159), d'une plus grande puissance, sont

Fig. 160. — MacUiae Itreguct (types K el C).

caractérisés par la grande longueur de leurs noyaux inducteurs, cylindriques et verticaux.

Les types E, G (fig. 160) difîèrent peu du type Manchester que MM. Malher et Plall construisent depuis longtemps en Angleten-e. Deux noyaux cylindriques en fer doux, disposés verticalement, constituent chacun un électro-aimant ; ils sont reliés par des pièces de lonle qui portent les épanouissements polaires.

Voici concernant ces diverses machines quelques renseignements utiles donnés par la maison Ureguet.