Machines magnéto-électriques. Machines de l’Alliance

Cette machine imaginée par Nollet et destinée d’abord à donner des courants redressés a été achetée par la société l’Alliance et après avoir subi diverses modifications de détails est utilisée maintenant à donner des courants alternatifs : ce changement a permis la suppression du commutateur ou redresseur qui fonctionnait mal en donnant des étincelles vives et nombreuses.

Cette machine n’est autre chose que l’application du principe même de la machine de Clarke disposée de manière à multiplier l’action. Elle se compose essentiellement d’un certain nombre de disques de bronze fixés perpendiculairement à un axe de rotation et également espacés ; ces disques portent à leur périphérie, et logées

Fig1. 361. — Principe de la machine de l’Alliance. (La Lumière électrique.)

dans des entailles convenablement disposées, des bobines E (fig. 361) au nombre de seize généralement et qui y sont invariablement maintenus parallèlement à l’axe de rotation.

Le bâti de la machine porte des aimants permanents enfer à cheval AB, ab disposés par tranches perpendiculaires h l’axe de rotation ; chaque tranche comprenant dix-huit aimants est placée entre deux disques mobiles de manière que les pôles de ces aimants se trouvent en face des noyaux dont ils sont très rapprochés. Ils sont tellement disposés que les distances de ces pôles dans chaque tranche soient précisément égales à la distance des bobines de telle sorte que, à un même instant, toutes les bobines sont exactement en face des

LES ACTIONS MÉCANIQUES ET LES COURANTS

pôles des aimants ou que, d’une manière plus générale, elles occupent toutes la même position relative par rapport au pôle voisin. Enfin, ajoutons que les aimants sont orientés de telle sorte que deux pôles voisins sont toujours de noms contraires.

Les plus grandes machines comportent six disques en bronze et

sept tranches d’aimants; on ne peut guère dépasser ces nombres sans être obligés de donner à l’axe de rotation des dimensions exagérées.

La rotation simultanée des disques entraînant le mouvement des

bobines fera naître dans celles-ci des courants qui seront nécessairement de sens contraire dans deux bobines voisines; mais il est aisé de concevoir que par des liaisons convenablement établies on réunira, en les ajoutant, tous ces courants partiels : à cet effet, les extrémités des fils viennent se fixer à des plateaux de bois portés

Fig. 3G3. — Machine magncto-électrique ( Méritais ).

parles disques de bronze où on peut à volonté les réunir en série ou en batterie; fun des pôles du courant total aboutit à l’arbre G l’autre à un manchon métallique D concentrique à l’arbre dont il est (fig. 361) séparé par un cylindre isolant : enfin deux frotteurs appuyant l’un R sur l’arbre, l’autre S sur ce manchon sont reliés aux

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bornes de la machine où l’on fixe les extrémités du circuit extérieur F.

Les aimants sont constitués par des fers à cheval formés de six lames d’acier superposées : chaque faisceau pèse 20 kilogrammes environ et peut en porter 60.

Afin d’éviter réchauffement qui se produit dans les noyaux quand ils sont pleins, échauffement dû à la production de courants énergiques qui prennent naissance dans ces noyaux (courants de Foucault), ceux-ci sont supprimés. La partie centrale de la bobine est constituée par un cylindre de fer creux et fendu le long d’une génératrice; deux disques annulaires de laiton fendus suivant un rayon sont fixés aux extrémités de ce cylindre; le fil isolé est enroulé sur le noyau ainsi constitué. Ce fil ne doit pas être trop fin ou bien on augmente la section en enroulant 4 ou 8 fils parallèlement.

La machine tourne à la vitesse d’environ 400 tours par minute; il y a 16 inversions par tour, soit 6400 par minute et plus de 100 par seconde.

Cette machine a été utilisée pour l’éclairage électrique et elle a été employée notamment pour l’éclairage des phares, à La Hève, etc.

486. Machines Méritens. — L’un des modèles construits par M. de Méritens présente des aimants en fer à cheval qui sont disposés sur un bâti comme ceux de la machine de l’Alliance; mais les bobines induites diffèrent de forme et de position: elles se déplacent circulairement dans le plan même des aimants qui agissent ainsi par bout et non latéralement ; ces aimants sont d’ailleurs terminés par des pièces polaires qui sont entaillées de manière à laisser entre elles et les bobines le moindre espace possible.

Le système induit est constitué par une roue qui tourne dans le plan des aimants et sur la jante de laquelle sont disposées des bobines en nombre égal à celui des pôles. Ces bobines sont aplaties et légèrement cintrées de manière à s’appliquer sur la jante en formant une surface circulaire continue; deux bobines successives sont séparées par une lame de cuivre, et comme à un même instant elles sont nécessairement parcourues par des courants inverses elles sont réunies en série de manière que chaque extrémité d’une bobine soit reliée à l’extrémité opposée de la bobine voisine; il résulte de cette disposition que les actions des diverses bobines ainsi reliées sont concourantes. Les bobines d’un même anneau constituent ainsi un circuit dont les extrémités communiquent à des anneaux isolés montés sur l’axe et sur lesquels des frotteurs appuient pour relier ce circuit au circuit extérieur.

En réalité, chaque tranche de la machine, comprenant 8 aimants

et la roue munie de 16 bobines, constitue une machine fonctionnant distinctement et produisant des courants alternatifs : les diverses tranches, généralement au nombre de 5 agissent isolément et on peut combiner diversement les courants qu’elles fournissent soit pour animer des circuits distincts, soit pour établir le courant dans un seul circuit, en réunissant à volonté ces tranches en série ou en batterie.

M. de Méritens a donné d’autres formes à cette machine qui est caractérisée spécialement par la disposition des bobines induites; c’est ainsi que dans certains modèles les aimants en fer à cheval au lieu d’avoir la disposition rayonnée sont placés parallèlement de manière que leurs branches rectilignes constituent les génératrices d’un cylindre creux, les pôles étant alternés nécessairement. Il n’y a qu’un seul anneau induit tournant en face de la région polaire qui, pour chaque pôle est munie d’une pièce polaire entaillée de manière à diminuer autant que possible la distance des parties aimantées aux bobines.

Dans une autre machine dite d 'atelier, la même disposition générale subsiste, mais les aimants en fer à cheval sont remplacés par des aimants rectilignes placés parallèlement de manière que les pôles soient alternés (fig. 364) ; les aimants sont constitués par des lames d’acier réunies en faisceaux. Les bobines induites tournent en face de la partie latérale des pôles.

Les fils des bobines sont reliés à des bornes constituant un commutateur qui permet de réunir à volonté les 16 bobines en série, ou de réunir en batterie 2 groupes de 8 bobines en série, ou 4 groupes de -4 bobines en série; cette disposition est désignée sous le nom de plateau permutateur.

487. - — Les machines magnéto-électriques peuvent donner des courants redressés ou des courants alternatifs suivant les dispositions adoptées pour recueillir les courants ; nous citerons seulement deux types de machines à courants redressés en plus de la machine Gramme déjà décrite (356) : la machine Méritens et la machine Siemens.

Dans la machine de Méritens le champ magnétique est obtenu par des barreaux aimantés rectilignes disposés de manière à constituer un cylindre annulaire et réunis en quatre groupes dont les pôles sont alternés; les lignes de commutation sont donc au nombre de quatre. Un anneau tourne à l’intérieur de ces aimants et en face des régions polaires; il est constitué par seize bobines réunies sur la jante d’une roue, chaque bobine étant formée de quatre hélices dis-

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Fig. 364. — Machine ifiagnétc-élecirique ( Méritais )

tinctes placées à la suite ; ces hélices sont réunies entre elles et aux soixante-quatre lames d’un collecteur de la même manière que les

connexions sont établies dans la machine Gramme. Le courant est recueilli également par des balais, mais ces frotteurs sont au

nombre de quatre puisqu’il y a quatre lignes de commutation : ces quatre frotteurs peuvent être reliés de manière à envoyer le courant dans deux circuits distincts ou dans un seul circuit.

488. Machine Siemens. — Ce qui caractérise la machine Siemens, c’est l’induit dont la forme est très différente de celles que l’on rencontredans les machines que nous avons décrites où l’élément induit était un circuit tournant autour d’un axe qui ne le rencontre pas; dans les machines Siemens cet élément est un circuit tournant autour d’un de ses diamètres, lequel est perpendiculaire aux lignes de force du champ magnétique.

La bobine des machines magnéto-électriques Siemens est constitué

Fig. 30G. — Machine magnélo-électrique Siemens.

par un cylindre E (fig. 865) dont l’âme est une pièce de fer doux dont la section a la forme d’un double T ; le fil est enroulé un certain nombre de fois parallèlement à la longueur dans les parties creusées de cette pièce, de manière à donner une section circulaire; les diverses spires sont maintenues par des ligatures. On reconnaît aisément que les actions qui se produisent dans le fil des deux côtés de la bobine sont concordantes; les extrémités du fil sont reliés à un redresseur analogue à. celui de la machine Clarke : le circuit extérieur qui se termine aux frotteurs de cet organe sera donc parcouru par un courant ayant constamment le même sens.

Cette bobine est placée entre les branches d’aimants en fer à cheval G munis ou non de pièces polaires creusées de manière à laisser exactement la place de la bobine; dans certains modèles la bobine présente une assez grande longueur et le champ magnétique est constitué par une série d’aimants, trente par exemple placés parallèlement.

Nous signalons sans insister un modèle destiné plus spécialement aux laboratoires dans lesquels les inducteurs sont des aimants en Y réunis deux à deux par leurs pôles de même nom (fig. 366). L’induit est une bobine Siemens-Alteneck que nous décrivons ci-après. Ce type ne paraît pas s’être beaucoup répandu.