MONTAGE ET COUPLAGE DES MACHINES A COURANT CONTINU

68. — Les inducteurs des machines sont (les électro-aimants dont le fil est parcouru par un courant emprunté à la machine ellemême.

Il y a plusieurs moyens d emprunter à la machine le courant d'excitation et chacun d'eux constitue un mode spécial de montage.

Dans quelques machines, on fait passer la totalité du courant produit autour des noyaux des inducteurs. Le circuit excitateur formé alors d'un gros conducteur faîsint un petit nombre de tours, est en série avec le circuit extérieur (fij. 69). C'est le montage en sene.

Fig. 69.

Fig. 70.

Fig. 71.

D'autres fois, le circuit excitateur est formé d'un fil long et fin, faisant un grand nombre de tours, et relié directement aux balais de la machine. C'est le montage en dérivation, ainsi nommé parce que le circuit inducteur est évidemment en dérivation sur le circuit extérieur. Il ne passe dans le fil fin qu'une faible partie du courant produit, et cette partie ne passe plus dans le circuit d'utilisation (fig. 70).

Enfin, on peut combiner sur une même machine les deux modes

d'excitation, et obtenir ce qu'on appelle le double enroulement ou excitation compound (fig. 71 et 72).

Chaque mode de montage possède naturellement ses propriétés spéciales.

69. Montage en série. — Le montage en série a été le premier employé dans les dynamos destinées à alimenter des lampes à arc voltaïque.

Il est facile de comprendre que la machine ne s'amorce pas, c'est-à-dire ne présente aucune différence de potentiels aux balais lorsque le circuit extérieur est ouvert. Il ne peut, en effet, passer aucun courant autour des inducteurs et il n'existe pas de champ magnétique autre que celui dû au magnétisme rémanent.

Lorsqu'on ferme le circuit, elle s'amorce, et d'autant plus fortement que la résistance extérieure est plus faible.

Ce mode de montage convient particulièrement aux applications qui ne demandent qu'un régime constant du courant, et parmi lesquelles nous signalerons en particulier l'éclairage par arcs voltaïques en série, et la transmission d'une force constante.

Toute augmentation de la résistance extérieure produit une diminution du courant en agissant sur les deux termes E et R. Le courant diminuant par augmentation de R, il s'ensuit un affaiblissement du champ magnétique et par conséquent de E. Pour une certaine variation, on arrive, ainsi que nous le verrons par la suite, à un point où la diminution devient tellement rapide que l'on a coutume de dire que la machine se désamorce. Ce terme signifie simplement que la force e. m. passe très rapidement d'une valeur assez grande à une valeur presque nulle et inutilisable.

70. Montage en dérivation. — Le montage en dérivation présente des propriétés différentes. Le circuit d'excitation ferme celui de l'induit, de telle sorte que, môme à circuit extérieur ouvert la machine peut s'amorcer. De plus, avec les machines modernes bien construites, la valeur de la différence de potentiel aux balais varie peu avec la résistance du circuit extérieur.

Aussi ces machines conviennent plus spécialement aux applica-

lions dans lesquelles le régime du courant peut être très variable, comme par exemple l'éclairage par lampes incandescentes.

Il existe cependant encore un point critique, analogue à celui des machines en série, pour lequel les machines se désamorcent peu à peu. A partir de ce point, lorsqu'on diminue la résistance extérieure, le courant n'augmente plus, mais diminue aussi et tend plus ou moins vite vers zéro. Toutefois, ce point est généralement situé hors de la région d'utilisation possible de la machine, et le courant maximum théoriquement possible est toujours supérieur à celui que la machine peut pratiquement produire sans échauffement anormal.

71. Montage en « compound ». — En vue de concilier les avantages des deux systèmes, on emploie beaucoup aujourd'hui une combinaison des deux enroulements. Le principal objectif visé est d'obtenir une différence de potentiels aux balais qui soit constante et indépendante du courant extérieur. Cette condition peut en effet être approximativement remplie.

On peut même faire en sorte que cette différence aux bornes augmente avec la charge ; de manière à obtenir qu'elle reste constante aux bornes de l'appareil d'utilisation. Nous verrons cependant qu'on n'obtient ainsi qu'une approximation et que des variations notables peuvent encore se produire.

72. Couplage de machines excitées en série. — On est souvent obligé dans les installations de quelque importance, de coupler entre elles plusieurs machines dynamo - électri ques. Pour les machines en série le cas se préentes rarement ; on préfère en général affecter un circuit spécial à chacune d'elles.

Fig. 73.

Le couplage en série ne présente pas de difficulté : il s'effectuera comme l'indique schématiquement la figure 73. Dans ce cas, on dispose d'une force e. m. double de celle d'une seule machine.

Il sera important de remarquer cependant que l'isolement entre

les fils et la masse de la machine devra être assez bien établi pour pouvoir résister à une différence de potentiels double de celle de la machine employée seule. Dans le cas de hautes tensions, il est prudent d'isoler les bâtis entre eux et aussi de la terre.

Le couplage en dérivation de deux machines excitées en série demande une précaution spéciale (fig. 74).

Un fil auxiliaire devra être installé de manière à relier directement entre eux les balais auxquels aboutit le fil inducteur.

Sans cette précaution, Tune des machines s'amorçant un peu plus vite que la seconde enverrait dans celte dernière un cou-

Fig. 7i.

rant de sens inverse à celui qui doit s'y établir, et renverserait le magnétisme des inducteurs.

Les machines se trouveraient alors eu court-circuit Tune sur Tautre. Dans cet état, elles absorberaient un travail énorme et il arrive généralement que les courroies tombent ou se cassent. Si ce fait ne peut pas se produire, les machines sont fatalement mise s hors de service :

Le fil auxiliaire pare à cet inconvénient, en forçant les balais à se maintenir au même potentiel, et en répartissant entre les deux machines Texcès de force e. m. qui peut exister dans Tune d'entre elles.

73. Couplage des machines excitées en dérivation. — Ce genre de machine peut se coupler en série à la condition de mettre en série les circuits d'excitation, et de les relier aux conducteurs extrêmes; sans leur laisser aucune liaison avec le fil court intermédiaire entre les deux machines (fig. 73).

Si, en effet, l'on se bornait a réunir en série les balais en laissant chaque machine créer son propre champ, il arriverait encore que la première amorcée exciterait l'autre en sens inverse ; de telle sorte que les machines se faisant mutuellement équilibre,

ÉTUDE DESCRIPTIVE DES MACIIIiNES

la force e. m. d'abord créée s'annulerait rapidement et qu'il n y aurait aucun courant produit.

Le couplage en dérivation ne présente aucune difficulté : il suffit de réunir entre elles les bornes semblables des deux machines. Il faut seulement avoir soin lorsqu'on met une seconde machine sur le circuit déjà en charge, de fermer d'abord le circuit d excitation ; et de ne fermer ensuite le courant principal qu'après s'être assuré que

le champ magnétique est bien créé et que la force e. m. est égale et même un peu supérieure à la différence de potentiels du circuit.

La force e. m. des machines excitées en dérivation se règle généralement par l'introduction de résistances dans le circuit

Fig. 76.

excitateur. Cet artifice permet de mettre une machine hors circuit ou en circuit sans lui faire subir de secousses. Pour la mise hors circuit, par exemple, on affaiblit la force e. m. jusqu'à ce que le courant qui traverse la machine soit à peu près annulé. Elle se décharge donc graduellement, et au moment où l'ampèremètre est à peu près au zéro, on peut couper le circuit principal et ensuite le circuit d'excitation.

Ce mode de faire est aujourd'hui pratiqué dans presque toutes

les usines centrales : il est plus simple que celui qui consistait à faire usage d'un tableau de charge que Ton mettait en service lors de la mise en marche ou de l'arrêt d'une dynamo, et dispense de ce tableau et des commutateurs qu'il nécessitait,

74. Couplage des machines compound. — Lorsqu'on doit accoupler plusieurs dynamos, on préfère en général employer des

machines en dérivation, de préférence aux compound. Ce cas se présente cependant assez souvent.

Les figures 76 et 77 indiquent suffisamment le Fig. 77. mode de connexion à

adopter pour cette application. Elles ne nécessitent aucune explication supplémentaire après celles que nous avons données au sujet des autres modes de montage.