Page images
PDF
EPUB

Dans tous les cas, on doit faire en sorte que les bobines de champ puissent être remplacées très rapidement sans qu'il soit nécessaire de démonter l'armature.

Pour faciliter le remplacement des organes détériorés, il est absolument nécessaire qu'ils soient tous construits par séries et parfaitement interchangeables; les bobines et les armatures doivent être approvisionnées en nombre suffisant pour parer à toute éventualité. Pour faciliter les changements d'arbre de l'in

A.

33.

duit, les bons constructeurs ont même soin de monter leurs armatures en tambour sur un arbre creux A (fig. 125)

Fig. 125. - Induit Walker à arbre creux.

qu'on enfile sur l'arbre plein B; une simple

bague O, qu'on visse sur une portée taraudée, permet de solidariser les deux arbres et de maintenir l'induit en place.

La rapidité des réparations étant une condition capitale pour la bonne utilisation du matériel, le meilleur moteur pour un exploitant est celui qui se prête le mieux à la visite de tous ses organes et dont le démontage est le plus rapide. Il en est de même pour les engrenages; leurs roues d'essieu doivent être en deux pièces pour permettre de les retirer facilement.

4° Solidité et résistance aux conditions d'emploi. Il va sans dire que la construction doit être particulièrement robuste. Les deux causes de détérioration qui sont le plus à craindre, à des points de vue divers, sont les efforts mécaniques et les trépidations (surtout dans les moteurs à suspension imparfaitement élastique).

On aura une bonne idée de ces efforts en remarquant qu'un fil de 1 m. soumis à un champ de 10 000 c. g. s. ou 1 maxwell par m2, (chiffre qu'on atteint dans la pratique des tramways) et parcouru par un courant de 1 amp, est soumis à une force de 0,12 kg. Les fils des moteurs de tramways supportent ainsi des efforts tangentiels de plusieurs kilogrammes en régime normal, et ces efforts sont encore exagérés au démarrage et au moment des à-coup qui se produisent à tous les changements de vitesse.

Pour résister à ces efforts mécaniques et aux trépidations, le moteur doit être construit avec des soins particuliers, l'induit bien claveté; les fils doivent être entraînés par des saillies des tôles de l'induit ou mieux logés dans des rainures et bien calés, de façon à ne pouvoir prendre de jeu; les induits dentés sont aujourd'hui adoptés presque partout et présentent seuls les conditions qu'on est en droit d'exiger. Leur emploi est motivé plus par cette considération mécanique que par le désir de réduire l'entrefer. Les soudures des fils aux barres du collecteur doivent être faites avec un soin particulier; quelquefois, on a préféré employer des fils de connexion souples plutôt que des lames de cuivre, pour éviter des ruptures par changement de structure du métal. Enfin les arbres et les paliers doivent être très robustes, et la lubrification de ceux-ci doit être parfaitement assurée.

5o Préservation de l'humidité. L'emploi d'enveloppes étanches n'est pas suffisant; pour être à l'épreuve de l'humidité, les bobinages doivent tous présenter un isolement supérieur, comme s'il s'agissait de machines à haute tension. Aussi les essaye-t-on dans les ateliers à l'aide de courants alternatifs à la tension de 2 000 à 5 000 volts, le fil de la bobine étant relié à l'un des pôles et le noyau de fer doux à l'autre ; il ne doit se produire aucune rupture d'isolant. Tous les enroulements inducteurs et induits doivent être soigneusement séchés à l'étuve après la fabrication, ainsi qu'après toute réparation.

[ocr errors]

Conditions qui influent sur les dispositions électriques. Ces conditions sont assez nombreuses et complexes, et quelques-unes sont particulièrement difficiles à remplir.

1° Faible poids et faible vitesse. Il n'est pas besoin de revenir sur l'utilité des faibles vitesses, ni d'insister sur la nécessité de réduire le poids au minimum, pour diminuer non seulement le poids mort, mais encore le prix d'achat; les frais d'installation et d'entretien de la voie sont aussi fonction du poids du moteur.

La difficulté est de concilier ces deux conditions, c'est-à-dire de construire un moteur à marche suffisamment lente, ayant une grande puissance spécifique. Pour se rapprocher autant que pos

sible du résultat cherché, on doit utiliser chaque partie, chaque organe au maximum.

a). Cela conduit tout d'abord à employer les meilleurs matériaux comme fer et comme cuivre. L'induit doit être en tôle la plus douce possible et bien recuite ', et les inducteurs en métal très perméable. L'acier doux présente à ce point de vue une véritable supériorité sur tous les autres matériaux aussi perméable que le fer forgé, il se coule facilement suivant les formes les plus compliquées.

:

2

Pour bien utiliser le métal des inducteurs, on le sature à pleine charge, tout en évitant les fuites magnétiques dans ce but, on doit employer des circuits magnétiques courts et peu résistants, et placer les bobines inductrices sur des pôles radiaux, à proximité immédiate de l'armature, en leur faisant même entourer celle-ci autant que possible. Enfin on peut donner à l'entrefer la valeur qu'on veut par l'emploi d'induits dentés; il y a avantage à ce qu'il soit faible, pour réduire les fuites, sans toutefois descendre au dessous de 3 mm, de peur que l'usure des coussinets n'amène l'armature au contact des pièces polaires.

b). Il faut en outre donner à l'induit la plus grande vitesse tangentielle compatible avec la vitesse angulaire donnée.

On sait, en effet, que, lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, la force électromotrice induite dont il est le siège, et par suite le travail qu'il produit, sont d'autant plus grands que la vitesse de déplacement est plus grande. Les fils utiles de l'armature étant tous sur la périphérie, on obtient donc, à nombre de fils égal, la plus grande puissance possible en réalisant la plus grande vitesse tangentielle possible, sans dépasser une certaine limite imposée par la résistance des matériaux et la solidité du frettage en présence de la force centrifuge.

On ne peut pas toujours atteindre cette limite pour les moteurs

1 Pour éviter la place perdue, on n'isole pas, en Amérique, les tôles par du papier, mais simplement par une mince couche d'oxyde obtenue en les passant au four.

Les fuites magnétiques présenteraient du reste un inconvénient grave, celui d'agir à l'extérieur et d'attirer de menus objets en fer tels que clous, aiguilles, plumes, jusque dans l'entrefer où leur présence amènerait des avaries. Les types cuirassés présentent à ce point de vue un grand avantage, car s'il y a des fuites, elles n'ont en tout cas aucune action à l'extérieur.

de tramways, car leur vitesse angulaire est fixée par les conditions de l'exploitation, tandis que le diamètre de l'armature est limité par l'emplacement dont on dispose. Pour les moteurs de tramways à simple réduction, qui tournent à 400 ou 500 tours et dont le diamètre d'induit ne dépasse pas d'ordinaire 0,40 m., la vitesse tangentielle n'est pas supérieure à 10 m. par seconde, tandis que la limite pour les induits dentés peut atteindre 25 m. (p. 139).

On peut donc recommander, en général, sauf sur les chemins de fer à grande vitesse, lorsqu'on n'y emploie pas des moteurs sans réduction, de donner aux armatures le plus grand diamètre possible.

c). Enfin on a pu réduire le poids du fer par l'emploi de types multipolaires.

Considérons un induit donné, dans les fils duquel passera normalement un courant I. Soit N le nombre total de ces fils, n le nombre de tours par seconde de l'induit supposé constant. Employons d'abord des inducteurs bipolaires et soit le flux admis dans l'armature; la force électromotrice induite dans l'armature a, comme on le sait, pour valeur

E = Nn P.

I étant le courant total de l'armature, la puissance que peut fournir le moteur est

[blocks in formation]

Remplaçons ce système inducteur par un système à 2 p pôles, émettant chacun un flux P'.

Le courant dans chaque fil restant le même que précédemment, la puissance a pour nouvelle valeur

P' = I× Npn Þ'.

Pour avoir la même puissance il suffit donc de prendre

[blocks in formation]

c'est-à-dire que dans la machine multipolaire le flux, et par suite la section du fer inducteur et celle du fer induit, peuvent être réduits dans le rapport. Le moteur se trouve ainsi considérablement allégé; mais, au lieu de deux bobines inductrices, il en faudra 2 p, ayant

[ocr errors]

même nombre de tours de fil que les premières. La difficulté de les loger et le nombre des touches au collecteur limitent le nombre de pôles; on ne peut guère en pratique dépasser 4 ou 6.

La forme multipolaire a en outre l'avantage de réduire la largeur de chaque pièce polaire et, par suite, la réaction d'induit, qui en est fonction.

Si elle a tardé à être adoptée, c'est que l'emploi du fer forgé pour les inducteurs permettait difficilement de la réaliser; c'est seulement l'introduction de l'acier doux fondu dans l'industrie de la dynamo qui a permis d'arriver aux types actuels, à inducteurs multipolaires et complètement fermés.

Le collecteur est l'organe

2o Conservation du collecteur. délicat des dynamos en général et des moteurs de tramways plus particulièrement. Lorsqu'un commutateur est dégradé par les étincelles, il faut enlever l'induit et donner un coup de tour au collecteur. Au bout d'un certain temps, celui-ci est usé et doit être remplacé, opération délicate et dispendieuse.

C'était donc une question vitale pour la traction électrique que de supprimer les étincelles, sans recourir au procédé ordinaire du décalage des balais, auquel les continuels changements de régime ne pouvaient permettre de songer.

Il fallait du reste renoncer au décalage pour pouvoir faire marcher à volonté les voitures dans un sens ou dans l'autre 1.

On y est arrivé par les moyens suivants :

On n'admet pas

a) Grand nombre de touches au collecteur. moins de 85 à 90 touches au collecteur pour un induit tétrapolaire à 500 volts, et on a avantage à dépasser ce chiffre. Les artifices de bobinage indiqués plus loin permettent de le faire sans trop multiplier les sections de l'induit.

b) Emploi de balais en charbon. — Edison avait employé dans ses moteurs de tramways un moyen ingénieux consistant à relier les

1 Dans le cas, fort rare heureusement, où l'on emploie encore pour la traction électrique le vieux type de voiture à un seul sens de marche, la même obligation ne s'impose pas. On peut alors donner aux balais un décalage moyen en avant dans le sens de la rotation (solution adoptée, par exemple, sur la ligne de Paris à Romainville). Mais lorsqu'on fait usage des moteurs comme freins, ce décalage donne lieu à des gerbes d'étincelles.

« PreviousContinue »