CHAPITRE IX
75. — La première machine réellement industrielle fut celle que combina NoUet et qui est connue sous le nom de Machine de l'Alliance (fig. 78). Les inducteurs en sont formés par des faisceaux A d aimants permanents, montés par séries sur des entretoises qui réunissent deux flasques de fonte B formant bâti. L'arbre qui supporte Tinduit est porté par deux paliers rapportés sur ces flasques. Il supporte une série de plateaux de bronze C à la circonférence desquels est fixé un nombre de bobines égal au nombre de pôles d'une rangée circulaire d'aimants : soit 16 dans le cas de la figure. Ces bobines sont enroulées sur un noyau de fer creux, et fendu pour éviter la production des courants de Foucault dans sa masse. Un jeu de bobines se trouve donc entre deux rangées de pôles magnétiques : leur noyau ferme périodiquement le circuit magnétique, et la polarité y est renversée d6 fois par tour. Les connexions des différentes bobines entre elles sont établies de telle sorte que les courants s'ajoutent, et les derniers bouts, libres, aboutissent Tun à la masse de Tarbre et par conséquent au bâti, l'autre à un cylindre de bronze isolé, sur lequel un frotte ur recueille le courant.
La puissance de la machine dépend du nombre de rangs de bobines et du nombre de bobines par rangée circulaire.
Ces machines ont rendu d'excellents services notamment pour l'éclairage de phares (La Hève, Gris-Nez). Aujourd'hui, les types plus modernes leur ont été partout préférés. Leur prix en est beaucoup moindre et leur marche aussi sûre.
MACHINSS DYNAMO. 6
82 MACHINES DYNAMOÉLECTRIQUE S
Elles avaient été conçues en vue d'application exigeant du courant continu (électrolyse) : et on les avait munies en conséquence d'un commutateur redresseur, qui était siège de beaucoup d'étincelles, et donnait beaucoup d'ennuis.
Fig. 78.
C'est sur le conseil de Masson que l'on supprima cet organe et grâce à cette simplification que Ton put tirer de ces machines les services qu'elles ont rendus à l'éclairage électrique, et qui s'étendirent jusqu'aux premières installations de bougies Jablochkoff.
76. — La machine de Wilde (1867) représentée figure 79 est conçue sur une forme générale qui a depuis été fréquemment imitée.
Sur deux flasques entretoisées, formant bâti, sont montées deux séries de bobines formant inducteurs, pourvues de noyaux de fer massif.
L'induit est formé d'une couronne de bobines dont les axes sont parallèles à Tarbre, en nombre égal à celui des inducteurs, et montées à la circonférence d'un disque calé sur Tarbre.
Les pôles des inducteurs sont naturellement alternativement
Fi^. 79.
N S NS sur une même couronne, et sont de noms contraires pour les deux bobines qui se regardent, et comprennent entre elles une bobine induite.
On voit qu'il existe, à l'extrémité de Tarbre, un double collecteur. L'un est un commutateur redresseur, qui agit sur le courant de deux bobines seulement, et l'envoie autour des électros inducteurs. L'autre est un simple collecteur à bagues, permettant de recueillir le courant alternatif induit dans les autres bobines.
77. — De cette machine à celle de Siemens (fig. 80) il n*y a que des différences peu importantes au point de vue mécanique, mais très notables au point de vue de leur effet électrique.
Le système d'inducteurs ne diffère pas comme montage de celui
de Wilde. Seulement chaque noyau inducteur se termine, sur la face qui regarde l'induit par un épanouissement polaire formé d'une plaque de fer trapézoïdale.
L'induit est supporté sur l'arbre par deux plateaux de bronze entretoisés par un plateau de bois qui les dépasse tout autour. Sur
Fig. 80.
la tranche de ce plateau sont montées les bobines induites, formées de fil enroulé sur un mandrin de bois. Elles sont maintenues par des joues en tôle de maillechort ajourées et découpées de manière à y réduire le plus possible les courants de Foucault.
L'excitation est toujours empruntée à une machine auxiliaire.
L'absence de fer dans l'induit est la caractéristique de cette machine. L'avantage de cette suppression est d'économiser le travail que le renversement d'aimantation du fer y transforme en chaleur, ainsi que les courants de Foucault qui y prennent naissance lors-
qu'il est imparfaitement divisé. Cet avantage est incontestable : mais il ne va pas sans quelque inconvénient corrélatif.
Ainsi, l'entrefer de ces machines est énorme, par suite, il faut dépenser beaucoup à Texcitation, pour n'obtenir malgré tout qu'un flux de force assez faible à travers une bobine de Tinduit. Il faut donc, pour obtenir une force e. m. donnée, un plus grand nombre de tours de spire et, par suite, il faut donner plus de résistance intérieure à la machine que s'il y avait du fer dans Tinduit.
Rien ne prouve que ces dépenses supplémentaires de travail soit à l'excitation, soit dans le fil induit, ne compensent pas, et au delà, l'économie due à la suppression du fer.
Le courant est recueilli sur une série de bagues calées sur l'arbre, et en nombre égal à celui des circuits distincts que l'on peut prendre sur l'induit. Une bague commune, plus lai^e, sert de retour commun et reçoit tous les fils de retour de ces circuits.
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Fiff. 81.
Ces machines sont très répandues. M. Joubert en 'a fait l'objet d'une remarquable étude, et a pu établir que la forme du courant induit y est très sensiblement sinusoïdale.
78. — La machine de Ferranti-Thoimon (fig. 84) présente aussi
une grande analogie avec les précédentes. Toutefois pour les machines à basse et moyenne tension, Tinduit a reçu une disposition assez remarquable (fig. 82-83). Il est formé d'une bande de
iFig. 82.
cuivre plat, repliée sur elle-même de manière à former une sorte d'étoile, à 16 branches. Le pli inférieur est maintenu par des ner-
vures et des goujons venus de fonte avec deux plateaux de bronze qui servent à monter le tout sur Tarbre.
L'inducteur est identique comme principe à ceux de Wilde et de Siemens : on peut adopter le même mode de bobinage en étoile pour le conducteur qui entoure les noyaux de fer, mais ce mode de faire n'est pas général.
Le nombre de pôles inducteurs est double de celui des branches de Tétoile, et la figure indique la position relative des circuits : N S N' S' sont les pôles inducteurs et L L' L L' la lame repliée qui forme le circuit induit.
Si Ton considère la surface entourée par ce circuit complet, on reconnaît aisément que le flux qui la traverse est nul lorsque les pièces occupent la position relative de la figure. Mais après un soixante-quatrième de tour, le flux y sera maximum. On peut aussi pour Tétude des phénomènes, n'envisager qu'une seule boucle telle que abcd^ calculer la force e. m. entre a et rf, et sommer le résultat obtenu pour toutes les boucles analogues.
L'excitation est encore empruntée à une source auxiliaire.
Cette machine possède l'avantage d'avoir un induit léger, et parfaitement refroidi par ventilation, ce qui permet au cuivre de supporter une densité de courant plus élevé que dans d'autres types.
La disposition en étoile du conducteur induit présente cet inconvénient de mettre en contact, après un tour complet, deux parties de métal qui sont à des potentiels déjà très diflërents. Il pourrait donc arriver, avec de grandes machines, où le développement des étoiles serait très grand, qu'il en résultât un danger réel pour l'isolant interposé. Si l'on adopte au contraire un enroulement par bobines séparées, analogue à celui de la machine Siemens, la difi*érence des potentiels des deux parties qui viennent se recouvrir est huit fois moins élevée pour une étoile à huit branches.
C'est cette dernière disposition que l'inventeur a adoptée pour les machines à haute tension (2,400 volts) qu'il construit et exploite couramment ainsi que pour les machines en montage pour l'éclairage d'une partie de la ville de Londres.
79. — La machine Gramme diffère des précédentes par ses dispositions générales, et par l'emploi de fer dans l'induit. Elle se compose d'un anneau de fil de fer recouvert par le fil induit, tout à fait analogue à celui des machines à courant continu. Seulement cet anneau est ici fixe, monté entre deux flasques de fonte réunies par des entretoises, et reposant sur un bâti (fig. 84).
L'inducteur est une sorte de pignon formé par huit noyaux d'électro-aimant implantés radialement dans un tourteau de fonte qui lui-même est calé sur l'arbre, he fil inducteur est enroulé
Fip. 84.
autour des bras, et maintenu à Taide des plaques qui forment épanouissements polaires. Les pôles N S N S se succèdent alternativement comme toujours, et défilent successivement devant les bobines élémentaires induites a b c d (fig. 80).
Fig. 85.
Les bobines élémentaires peuvent être groupées de manière î\ ajouter les courants produits soit en quantité, soit en série : ce groupement est généralement effectué à l'avance suivant l'usage auquel est destiné la machine. Pour avoir par exemple quatre
circuits distincts possédant chacun le maximum de force e. m. on groupera en série les huit bobines telles que a qui formeront un circuit. Les huit bobines b en formeront un second, et ainsi de suite.
Il existe naturellement une différence de phase entre ces divers circuits.
Dans le but de simplifier Tinstallation de ces machines, Tinventeur les a combinées sur la môme carcasse avec leur machine excitatrice.
Fip. 86.
Celle-ci est placée au bout de Tautre. Elle comprend Tanneau, calé sur le môme arbre que le pignon, et quatre inducteurs rayonnants assemblés deux à deux sur une môme pièce polaire.
La machine double ainsi formée est dite auto-excitatrice, terme impropre, et qui devrait ôtre réservé aux machines qui s'excitent par le redressement d'une partie de leur propre courant. Au point de vue mécanique, Tensemble de cet appareil est bien compact et rinstallation en est on ne peut plus simple.
