ÉLECTRICITÉ : Des diverses applications du Régulateur automatique à action rapide Brown-Boveri et des Méthodes de Branchement correspondantes.

(1)

7o R É G L A G E D E L A P U I S S A N C E D E S T U R B O - G É N É R A T R I C E S

Pour des alternateurs m a r c h a n t en parallèle, la réparti- tion de la charge entre les différents groupes d é p e n d de la mise au point des régulateurs centrifuges. Afin de réaliser un réglage stable d e la vitesse et, en m ê m e t e m p s , u n e juste répartition de la charge p o u r les différents régimes, les régulateurs sont ajustés d e m a n i è r e à ce q u e la vitesse de régime d i m i n u e légèrement avec la charge des groupes.

Lorsque les groupes d e la centrale sont actionnés en partie par des turbines à eau, e n partie par des turbines à vapeur, on est s o u v e n t conduit, p o u r des raisons d'éco- nomie, à faire m a r c h e r , à charge constante, les groupes hydro-électriques et à faire supporter a u x groupes ther- miques seuls, les variations d e charge. C o m m e il est sou- vent trop difficile et trop c o û t e u x d'effectuer u n pareil réglage à la m a i n , il y a a v a n t a g e à e m p l o y e r u n régula- teur a u t o m a t i q u e d e puissance à action rapide (régula- teur wattmétrique).

Le réglage à pression d'huile p o u r l'admissionr de vapeur, tel qu'il est e m p l o y é d a n s les turbines B r o w n - B o v e r i - Parsons, se prête très bien à cette application. Rappelons, ici, le principe d e ce réglage (¹). L'ouverture d e la soupape d'admission N est réglée p a r la pression d'huile qui agit sur le piston servo-moteur Y d e la s o u p a p e et c o m p r i m e , plus ou m o i n s , le ressort antagoniste tendant à la fermer (figure 39). Cette pression d'huile est réglée par l'arête de la douille E , solidaire d u m a n c h o n d u régulateur cen- trifuge G ; cette douille o u v r e o u obture u n orifice par lequel l'huile p e u t s'échapper librement, et règle, ainsi, sa pression.

A la m a r c h e à vide, l'orifice est g r a n d ouvert, la pression prend sa valeur m i n i m u m et la s o u p a p e d'admission est presque fermée. Si le g r o u p e est chargé, la vitesse diminue et la douille f e r m e u n p e u l'orifice d'échappement, ce qui a u g m e n t e la pression d'huile et, par suite, l'ouverture de la s o u p a p e N .

Pour le réglage a u t o m a t i q u e d e la puissance, o n prévoit une d e u x i è m e ouverture réglable D en parallèle avec E ; qui est soumise à l'influence d'un électro-aimant à torsion A ,

E n variant le courant d'excitation de cet a i m a n t à l'aide du rhéostat d u régulateur, à action rapide B , o n agit sur la pression de l'huile et, p a r suite, sur l'ouverture de la soupape d'admission.

L a disposition représentée p a r le s c h é m a d e la figure 39

W Voir Bévue B. B, C, n° 5, de 1915,

se rapporte a u cas o ù le turbo-groupe C alimente, paral- lèlement avec le réseau H , le réseau J à c o n s o m m a t i o n d'énergie très variable. S u p p o s o n s q u e , par égard a u tarif d e d é p a s s e m e n t , par e x e m p l e , o n désire maintenir constante Fénqrgie e m p r u n t é e au réseau I L

L e s y s t è m e actif d u régulateur B , alimenté par des transformateurs de tension et de courant, est construit d'après le principe d u wattmètre. L e couplé développé par le t a m - b o u r mobile est contrebalancé par u n ressort antagoniste ; il est directement proportionnel à la puissance e m p r u n t é e au réseau. A u m o y e n d e l'électro-aimant A et d e l'ouverture D , le rhéostat d u régulateur ouvrira o u fer- m e r a plus o u m o i n s la s o u p a p e d'admission de vapeur, de m a n i è r e q u e le turbo-groupe ne fournira q u e le surplus d'énergie d e m a n d é p a r le réseau d e c o n s o m m a t i o n J, tandis q u e le courant e m p r u n t é a u réseau H d e m e u r e r a constant.

Fig. 39. — Réglage automalique de la charge prise à un réseau dans la marche en parallèle d'un turho-groupe.

D e s essais faits a u x ateliers d e la Cîe Electro-Mécanique a u B o u r g e t et corre bores par les résultats o b t e n u s en pratique, ont d é m o n t r é q u e ce réglage fonctionne avec u n e rapidité et u n e sûreté remarquables.

L a quantité d'énergie m a i n t e n u e constante p e u t être variée à volonté p a r la m i s e a u point d u ressort antagoniste à l'aide d e la vis d u barillet r.

P o u r maintenir constante la puissance d e la génératrice m ê m e , il suffit d insérer le transformateur cîe courant d a n s le circuit propre de la génératrice.

L'électro-aimant

à

lorsion p e u t être

alimenté

p a r d u

courant continu ou alternatif

à

110 volts ou

à

220

volts,

É L E C T R I C I T É

Des diverses applications du Régulateur automatique à action rapide Brown-Boveri

et des Méthodes de Branchement correspondantes.

(SUITE)

Par V . S Y L V E S T R E , Ingénieur A . M . et L E. G.

Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1922022

(2)

90 L A H O U I L L E B L A N C H E

Les Machines de Survoltage et de T a m p o n n e m e n t

avec et sans emploi de Régulateurs à action rapide.

L e fait d'installer des batteries-tampons sur les réseaux à courant continu s o u m i s à d e fortes variations de charges, c o m m e cela est surtout le cas p o u r les réseaux d e traction, constitue u n b o n m o y e n d e soustraire les d y n a m o s principales a u x à-coups p r o v e n a n t d e ces variations d e charge.

Ces dernières sont alors sans effet sur les d y n a m o s , qui, d e m ê m e q u e les m a c h i n e s qui c o m m a n d e n t , sont entiè- r e m e n t utilisées et p e u v e n t , c o n s é q u e m m e n t , toujours travailler avec le meilleur r e n d e m e n t . Lorsqu'il n'existe qu'une simple mise en parallèle d e la batterie et de la dy- n a m o , et qu'une a u g m e n t a t i o n d e charge se produit sur le réseau, les d e u x circuits formés, l'un par la batterie et l'autre par la d y n a m o , supportent e n s e m b l e cette augmentation, d a n s u n e m e s u r e inversement proportionnelle a u x chutes d e tension. E n a d m e t t a n t , par e x e m p l e q u e la d y n a m o accuse u n e chute de tension égale à d e u x fois celle de la batterie, elle n e prendra sur elle q u ' u n tiers

Fig. 40. S c h é m a de montage de tamponnement.

Système PiranL

des à-coups d e courant, tandis q u e les d e u x autres tiers seront supportés par la batterie. Ainsi donc, u n e forte chute d e tension d e d y n a m o constitue u n avantage qui peut être facilement o b t e n u par contre-compoundage.

M a i s ce procédé n e garantit, toutefois, pas c o m p l è t e m e n t la d y n a m o des à-coups d e courant, car la batterie n'est appelée à fournir l'appoint d e puissance q u e lorsque la d y n a m o a s s u m e u n e partie d e la surcharge. Il n'est pas n o n plus possible d e maintenir constante la tension d u réseau lorsque la charge de celle-ci varie, étant d o n n é q u e la batterie est déjà sujette par elle-même à des chutes de tension assez grandes, et q u e c'est à dessein q u e la d y n a m o est p r é v u e p o u r u n e tension très variable a u x bornes, grâce a u c o n t r e - c o m p o u n d a g e .

Il n'y a q u ' u n m o y e n de réaliser u n t a m p o n n e m e n t v r a i m e n t b o n , savoir celui qui fait intervenir la batterie n o n pas d'après les variations d u courant et de la tension d e la d y n a m o principale, m a i s d'après les variations pro- v o q u é e s d a n s le circuit d e la batterie, i n d é p e n d a m m e n t des valeurs correspondantes d u courant et d e la tension d e la d y n a m o . A cet effet, o n peut e m p l o y e r u n groupe spécial de survoltage-dévoltage qui, connecté en série avec la batterie, occasionne, artificiellement, soit u n e chute, soit u n e a u g m e n t a t i o n d e tension et, par suite, astreigne la batterie à recevoir o u à d o n n e r d u courant. L a valeur

et le sens d e la tension d'une telle m a c h i n e survoltrice doivent, par u n procédé a u t o m a t i q u e , être rendus direc- t e m e n t indépendants d e la charge d u réseau. Si les conditions d e fonctionnement sont judicieusement choisies la charge d e la d y n a m o reste constante d a n s d'étroites limites. Il y a, alors, possibilité d e c o m p o u n d e r la, d y n a m o d e sorte q u e la tension d u réseau reste tout à fait constante, m ê m e lorsque les plus grands à-coups se produisent sur le réseau.

D e toutes les m a c h i n e s a u t o m a t i q u e s d e t a m p o n n e m e n t c o n n u e s à ce jour, les plus r é p a n d u e s sont celles d u sys- t è m e Pirani d o n t n o u s décrivons, ci-après, succinctement, le m o d e , le couplage et la façon d e fonctionner. D a n s la figure 4 0 , la d y n a m o principale est représentée par A, la batterie par B , la m a c h i n e survoltrice Pirani par C et son m o t e u r de c o m m a n d e par D . P a r l'intermédiaire de l'en- r o u l e m e n t e, la batterie assure u n e excitation constante de la m a c h i n e survoltrice qui possède en / u n second enrou- l e m e n t d e c h a m p ; celui-ci est relié a u x bornes d'une ré- sistance traversée par le courant d u réseau. Si l'on se heur- tait à des difficultés p o u r d o n n e r à cette résistance les

' '{jobO(r Fig. 41.

dimensions voulues et p o u r m u n i r d e d e u x enroulements d'excitation les m a c h i n e s survoltrices, lorsque celles-ci sont d e grandes puissances, il serait alors préférable d'en alimenter les bobines d e c h a m p e n p r é v o y a n t , à cet effet, u n e excitatrice spéciale. C'est alors à cette dernière que seraient reliés les d e u x enroulements d'excitation e et / (voir figure 4 1 ) . A ce propos, il convient d e mentionner encore, en passant, q u e d a n s la pratique, les survolteurs c o m p o r t e n t presque toujours d e u x collecteurs qui, mis en parallèle q u a n d la m a c h i n e t a m p o n n e , peuvent être couplés en série afin d e débiter la pleine tension nécessaire p o u r charger la batterie d e t e m p s e n ' t e m p s .

O n se rend aisément c o m p t e d u fonctionnement de tels survolteurs en consultant le s c h é m a des connexions.

Ainsi, la d e m a n d e d'énergie sur le réseau équivaut-elle, à u n m o m e n t d o n n é , a u courant fourni par la dynamo principale e n m a r c h e à pleine charge, la batterie est alors a u repos ; il n e se produit d o n c ni charge, ni décharge de celle-ci. A ce m o m e n t , - l a m a c h i n e survoltrice, n e doit pas être sous tension, c'est-à-dire qu'elle doit être n o n excitée, en d'autres termes, les ampères-tours des d e u x enroule- m e n t s d'excitation e et / doivent agir e n sens contraire et s'annuler m u t u e l l e m e n t . M a i s , lorsque la d e m a n d e d'éner- gie sur le réseau a u g m e n t e , l'effet produit par l'enroule- m e n t / surpasse celui d e l'enroulement e, d'où il s'ensuit

(3)

que la m a c h i n e survoltrice est excitée, il faut, toutefois, que cette excitation s'accomplisse d a n s u n e m e s u r e telle qu'il se produise u n e a u g m e n t a t i o n d e la tension totale régnant d a n s le circuit d e la batterie. D e cette façon, la batterie est m i s e à contribution et doit suppléer l'excé- dent de c o n s o m m a t i o n qui se produit d a n s le réseau. E n - visageons, m a i n t e n a n t , le cas contraire, en a d m e t t a n t q u e je courant d u réseau soit au-dessous de la valeur normale, dans u n e proportion égale à celle d a n s laquelle il s'était accru auparavant. L e courant d i m i n u e alors aussi clans l'enroulement /, les ampères-tours d e l'enroulement (e) pré- dominent et le survolteur est excité d e m a n i è r e qu'il d o n n e de n o u v e a u la m ê m e tension, m a i s en sens opposé. Ces divers effets ont p o u r résultat d'abaisser la tension totale dans le circuit d u courant de la batterie et de charger celle-ci.

Il y a d e u x m o d e s d e brancher sur les barres collectrices le moteur actionnant le survolteur : o u le raccord est établi entre la d y n a m o principale et la batterie o u il est entre le shunt qui alimente l'enroulement d u courant principal et le réseau. L e second d e ces m o d e s de connexion, sur lequel sont basés les s c h é m a s faisant l'objet des figures 4 0 et 41, p e r m e t d e réaliser u n meilleur t a m p o n n e m e n t . E n effet, le courant alimentant le m o t e u r , courant qu'il faut, clans ce cas, considérer c o m m e constituant, en quelque sorte, u n e charge p o u r le réseau, doit passer par le shunt et, partant, contribuer a u t a m p o n n e m e n t . D a n s le cas du premier m o d e , par contre, la s o m m e d'énergie-élec- trique, q u e le m o t e u r absorbe, doit être directement fournie par la d y n a m o principale. Cette s o m m e d'énergie relativement faible, il est vrai, m a i s variant c o n s t a m m e n t , augmente d o n c à c h a q u e instant le débit n o r m a l de la dynamo.

C o m m e o n le voit, l'opération d u t a m p o n n e m e n t s'ac- complit, s o m m e toute, très s i m p l e m e n t . M a i s , malgré cela, le système c o m p o r t e diverses imperfections q u e n o u s al- lons exposer brièvement. S u p p o s o n s qu'en dépit de toutes les fluctuations cle charge qui p e u v e n t se produire sur le réseau, la charge d e la d y n a m o principale doive rester constante : il faut, alors, q u e le courant de la batterie varie d'une façon e x a c t e m e n t proportionnelle à l'augmentation ou à la réduction d u courant d u réseau. A cet effet, il est aussi nécessaire q u e le principe cle la proportionnalité soit appliqué a u x fonctions d e tous les organes intermédiaires, ce qui revient à dire q u e l'excitation et la tension de la d y n a m o survoltrice doivent également varier dans u n e mesure directement proportionnelle, ce qui n e peut être obtenu q u e grâce à u n e très faible saturation m a g n é t i q u e de cette m a c h i n e . D'autre part, le fonctionnement d u survolteur, lors des à-coups m a x i m a , qui p e u v e n t m o m e n - tanément se produire, devrait être celui caractérisé par la partie droite d e la courbe d e magnétisation. O r , c o m m e cela exigerait des m a c h i n e s très grandes, restant incom- plètement utilisées, il v a u d r a généralement m i e u x se con- tenter d'une solution approchée, a u détriment d'un b o n t a m p o n n e m e n t .

U n autre inconvénient d e ce s y s t è m e provient de la Particularité inhérente à c h a q u e accumulateur q u e sa chute de tension est fonction, n o n seulement de l'inten- sité du courant, m a i s encore d u t e m p s durant lequel ce dernier est débité. E n d'autres termes, lors d'une*augmentation d u courant, la diminution d e la tension d e l'accu-

mulateur

ne descendra p a s subitement à u n e valeur constante, restant toujours la m ê m e p o u r u n courant d o n n é ;

m a i s la tension de l'accumulateur variera d'une m a n i è r e ininterrompue, m ê m e p o u r u n courant supposé constant.

Ces variations de tension sont particulièrement fortes d a n s les premières secondes, c o m m e il appert de la figure 4 2 , qui contient les courbes d e tension relevées sur u n élé- m e n t en fonction d u courant et d u temps.

D'après ce d i a g r a m m e , la tension a u repos est d e 2,08 V , les valeurs supérieures à ce n o m b r e se rapportant à la tension d e charge de la batterie et celles inférieures à la tension de décharge. L e s chiffres (0, 6 /) ( 1 / ) , etc., indi- diquent (0, 6) (1), etc., fois le courant de décharge horaire.

U n e constatation se dégage de ces données : c'est qu'en faisant, par e x e m p l e , débiter à la batterie, p e n d a n t cinq minutes, u n courant double de celui cle la décharge horaire, la chute de tension est la m ê m e q u e celle qui se produit q u a n d la batterie doit fournir, p e n d a n t 15 secondes, u n courant triple de celui d e la décharge horaire. Ces variations d e la chute de tension, en raison d u t e m p s , tirent b e a u - c o u p à conséquence et sont préjudiciables a u t a m p o n - n e m e n t .

Fig. 42. — Courbes de tension relevées sur un élément d'accumulateur en fonction du courant el du temps.

Afin d e les c o m p e n s e r , tout a u m o i n s d a n s u n e certaine m e s u r e , o n a c o u t u m e , d a n s les m a c h i n e s Pirani, d e con- necter l'enroulement e (voir figures 4 0 et 41), n o n pas a u réseau à tension constante, m a i s directement à la batterie.

L'influence d e cet e n r o u l e m e n t d é p e n d c o n s é q u e n t m e n t , d a n s u n e certaine m e s u r e , d e la tension m o m e n - tanée d e la batterie et se produit d e m a n i è r e à s'opposer à u n e modification de cette tension ; elle est, cependant, si petite, qu'on n e peut guère la considérer c o m m e u n e amélioration notable.

E n déterminant les dimensions q u ' u n e batterie doit comporter, il n e faut pas u n i q u e m e n t tenir c o m p t e de l'à-coup m a x i m u m d u courant d e décharge, m a i s encore, et cela, d a n s u n e très large m e s u r e , surfout lorsqu'il s'agit d e batteries à capacité relativement faible, — d e l'à-coup m a x i m u m d u courant d e charge. Car, ce dernier à-coup est celui qui peut causer le plus d e d o m m a g e , c o m m e aussi être le plus préjudiciable à la vie d e la batterie. D a n s les batteries d e t a m p o n n e m e n t , d o n t l'emploi s'est géné- ralisé presque partout, la grandeur admissible d e l'à- c o u p d u courant d e charge correspond à la moitié environ d u m a x i m u m admissible d u courant d e décharge. A d -

(4)

92 L A H O U I L L E B L A N C H E

Fig. 43. — S c h é m a des connexions pour installations à courant continu avec batterie tampon.

tions d e tension dues à la batterie elle-même, se font sentir d'une façon plus o u m o i n s g ê n a n t e d a n s le tampon- n e m e n t . L e régulateur à action rapide, par contre, influence le survolteur suivant le courant débité par les machines génératrices, d e telle m a n i è r e q u e celui-ci soit toujours m a i n t e n u à u n e valeur constante, sans égard aux variations qui p e u v e n t se* produire d a n s la charge du ré- seau o u d a n s la tension. N o u s a v o n s dit, précédemment, q u e la chute d e tension d e l à batterie est fonction d u temps d u r a n t lequel celle-ci fournit d u courant. M a i s , dans les conditions d e service créées par l'emploi d u régulateur, cette relation, c o m m e aussi l'état d e charge d e la batterie, n e p e u v e n t jouer a u c u n rôle néfaste, attendu que leur influence est aussitôt, a u t o m a t i q u e m e n t détruite par

l'entrée en action d u régulateur. Celui-ci p e r m e t , en outre, d e limiter, d a n s u n sens, le courant m a x i m u m qui passe par le survolteur, afin q u e la batterie soit complè- t e m e n t à l'abri des courants d e charge trop forts -et» par conséquent, nuisibles. 11 est possible d e régler, exactement, d a n s des proportions d e plus o u m o i n s 1 à 5 % l'intensité d u courant des d y n a m o s principales, quelles q u e soient les variations d e charge survenant d a n s le réseau, la tension des m a c h i n e s restant constante à + o ù — 1 % près.

U n autre a v a n t a g e d u régulateur d e tension réside dans le fait q u e le survolteur p e u t être s o u m i s a u m ê m e régime q u ' u n e m a c h i n e n o r m a l e à courant continu, jusqu'à sa c o m p l è t e saturation, et q u e les écarts q u e la courbe de tension p e u t présenter, par rapport à la ligne droite, sont sans influence nuisible, puisqu'ils sont automatiquement contrebalancés par le régulateur. Il conviendra, dans la plupart des cas, d e prévoir le survolteur à d e u x collée- m e t t o n s m a i n t e n a n t q u e l'intensité d u courant dans le

réseau accuse u n écart m a x i m u m et d e m ê m e durée, tant au-dessus qu'au-dessous d e la valeur m o y e n n e . Sous l'influence d e son e n r o u l e m e n t série, la m a c h i n e Pirani don- nera alors, d a n s les d e u x cas, u n e m ê m e tension m a x i m u m se manifestant d a n s l'un o u l'autre sens. L a valeur d u courant d e charge, q u ' u n e batterie absorbe p o u r u n e élévation d e tension déterminée, est h e u r e u s e m e n t plus petite q u e celle d u courant de décharge correspondant à u n e réduc- tion équivalente d e la tension. Toutefois, elle dépasse no- tablement la valeur d e 5 0 % environ m e n t i o n n é e plus h a u t c o m m e admissible. M a i s l'hypothèse d e l'équiva- lence entre les a u g m e n t a t i o n s et les diminutions d e l'in- tensité n'est pas toujours exacte, car il arrive, f r é q u e m m e n t , q u e les diminutions de charge d u réseau sont plus fortes q u e les surcharges.

E u égard à ces faits, la batterie devra, afin de pouvoir travailler sans danger, o u être p r é v u e b e a u c o u p plus grande q u e cela n'est nécessaire, en raison d e la puissance de t a m - p o n n e m e n t réellement exigée, — solution qui ne v a pas sans a u g m e n t e r considérablement le coût d e l'installation — ou être protégée, d'une façon ou d e l'autre, contre les courants nuisibles de charge. U n m o y e n cle réaliser u n e telle protection réside, par e x e m p l e , d a n s l'emploi d'un relai à m a x i m u m qui affaiblit le c h a m p d u survolteur, en faisant entrer en action u n rhéostat shunt. Cepen- dant, il est préférable, autant q u e faire se peut, d'éviter l'emploi d e tels relais, attendu qu'ils p e u v e n t facilement p r o v o q u e r des perturbations d a n s le service.

A part les variations d e tension d o n t il a été parlé plus h a u t et qui sont inhérentes a u x batteries, l'état d e charge d e celles-ci joue aussi u n rôle e n exerçant u n e certaine influence sur la tension. N é a n m o i n s , les variations qui sont la conséquence d e cette influence restent toujours dans des limites restreintes et n e se font q u e lentement sentir ; aussi, leur effet n'est-il pas trop fâcheux. Mais, quoi qu'il e n soit, il. est nécessaire d e procéder, de t e m p s à autre, à des réglages complémentaires faits à la m a i n .

P o u r solutionner, d'une façon simple et satisfaisante à tous égards, ce p r o b l è m e d e t a m p o n n e m e n t , il suffit d'employer u n régulateur à action rapide, d'une construction fort ingénieuse, c o m m e o n le sait. Plusieurs centaines de ces appareils fonctionnent d'une m a n i è r e parfaite et a b s o l u m e n t sûre, d a n s des installations stationnaires, tandis q u e des milliers d'autres, faisant partie intégrante de l'équipement p o u r l'éclairage électrique des trains sont installés d a n s des w a g o n s d e c h e m i n s d e fer. L a figure 4 3 m o n t r e c o m m e n t ce régulateur est connecté, q u a n d o n l'emploie d a n s u n e installation à courant continu m u n i e d e batteries d e t a m p o n n e m e n t .

C o m m e o n le voit, toute la disposition et le fonctionne- m e n t d e ce s y s t è m e présentent u n e grande analogie avec le couplage Pirani. C e s y s t è m e prévoit d o n c également u n survolteur m i s en série avec la batterie. Lorsqu'il s'agit d e grandes puissances, ce survolteur est p o u r v u d'une excitatrice spéciale. L e survolteur, o u l'excitatrice, sui- v a n t le cas, n e c o m p o r t e , toutefois, qu'un seul enroule- m e n t d'excitation d o n t le courant est a u t o m a t i q u e m e n t influencé par le régulateur à action rapide, de telle sorte, q u e le courant d e la m a c h i n e principale se maintienne à u n e valeur constante, quelle q u e soit la charge d u réseau.

E n c o m p a r a n t les figures 4 0 et 41 avec la figure 43, o n s'aperçoit q u e le shunt, auquel se trouve relié l'enroule- m e n t série d e la m a c h i n e Pirani, est parcouru par le cou-

rant d u réseau, alors q u e d a n s le s h u n t raccordé aux bobines d u régulateur à action rapide, passe le courant constant d e la m a c h i n e ; c'est là la différence d e principe des d e u x m é t h o d e s . L a m a c h i n e Pirani travaille d'après les variations d u débit d u réseau et cherche à influencer la batterie, de telle sorte q u e celle-ci fournisse le supplé- m e n t d'énergie réclamée par le réseau o u absorbe l'excé- dent d e puissance p r o v e n a n t d e la m a c h i n e . L e fonction- n e m e n t d e la m a c h i n e Pirani consiste d o n c à maintenir indirectement, constante l'intensité d u courant des machines génératrices, d'où il résulte q u e toutes les varia-

(5)

teurs, afin d e pouvoir, en m e t t a n t ceux-ci en série, obtenir ]a tension nécessaire à la charge complète de la batterie.

C o m m e p o u r la m a c h i n e Pirani, il n'y a a u c u n e difficulté à mettre la batterie en parallèle avec u n e o u plusieurs d y n a m o s principales.

Pour terminer, n o u s dirons encore quelques m o t s d'un autre genre d e survolteur ; il s'agit, en l'espèce, d u survolteur d e secteur. L'emploi s'en rencontre, n o t a m m e n t , sur les réseaux d e g r a n d e étendue o ù certains points de consommation se trouvent b e a u c o u p plus éloi-

gnés de la centrale [que les| autres. Si l'on voulait, d a n s d e tels cas, dimensionner tous les câbles d'alimentation p o u r la m ê m e chute d e tension, cela conduirait, surtout lorsqu'il s'agit de longues lignes, à l'adoption d e sections de cuivre d'un prix exagéré. C'est pourquoi, o n choisit ces sections sans s'occuper d e la chiite de tension. P o u r en c o m p e n s e r partiellement les effets, o n intercale des génératrices à courant continu e n série a v e c les lignes d'alimentation. C e type d e survolteur a p o u r rôle de débiter d u courant à u n e tension variable, qui augmente proportionnellement à l'intensité, ce qui est généralement réalisé à l'aidé de m a - chines à excitation série et à faible saturation, travaillant sur la partie a p p r o x i m a t i v e m e n t droite de leurs courbes d e tension.

L'emploi d u régulateur à action rapide est aussi a v a n t a g e u x ici, en ce sens qu'il p e r m e t l'utilisation d'une m a c h i n e survoltrice à saturation normale, d o n c meilleur m a r c h é . Il agit sur l'excitation d e telle sorte q u e la tension soit constante a u point d e c o n s o m m a t i o n .

L o r s q u e le bois se trouvant d a n s u n e caisse est tout à fait défibré, celle-ci doit être remplie à n o u v e a u . P e n d a n t ce t e m p s il se produit u n e décharge correspondante d u m o t e u r d e c o m m a n d e d e la défibreuse. C e p e n d a n t , les inégalités d a n s l'absorption d e la puissance d e la dé fibreuse p e u v e n t aussi être le résultat d e coincement d u bois d a n s les caisses, d u m a n q u e d'étanchéité des appareils hydrauliques de m a n œ u v r e et de l'état de la m e u l e à dé-

fibrer.

Fig. 44. — Défibreuse pour papeterie.

(Construction Neyret-Beylier cl Cie)

Réglage automatique des Défibreuses.

Les m a c h i n e s qui, d a n s u n e fabrique d e papier, absor- bent relativement le plus d e puissance, sont les défibreuses (figure 44) ; cette absorption est sujette, en outre, à de fortes variation résultant d u fonctionnement de ces m a - chines.

Lorsque les défibreuses sont c o m m a n d é e s par des m o - teurs électriques, ceux-ci subissent des variations d e charge correspondantes, d o n t les effets se font très désavanta- geusement sentir, surtout q u a n d il s'agit d e réseaux à petite puissance. M a i s , aussi, a u point d e v u e de production, il s e m b l e désirable d'organiser le service, de manière à ce qu'une puissance déterminée soit réservée a u x défi- breuses, ce qui, d'après les résultats obtenus dans la pratique, p e r m e t d'obtenir u n e certaine production de pâte de bois d a n s l'espace d'un certain t e m p s . Il n'est pas né- cessaire q u e cette puissance soit constante p e n d a n t le jour et p e n d a n t la nuit, par e x e m p l e , p e n d a n t la nuit, o ù une partie des m a c h i n e s d e la fabrique à papier n e sont pas en service, o n p e u t m e t t r e u n e plus grande énergie au service de la râperie. C'est ainsi q u e l'on peut, le m i e u x , adapter le service des défibreuses à la production désirée

et à l'énergie m o m e n t a n é m e n t disponible.

Pour les nouvelles défibreuses, le réglage de lfi puissance absorbée s'effectue e n modifiant la pression hydrau-

J lque dans les cylindres ; .c'est d a n s ces derniers q u e se meuvent les pistons qui, a u m o y e n d'éléments appropries, Fessent, contre la pierre à défibrer, le bois disposé dans

l es caisses d e la m a c h i n e .

Afin d'éliminer ces influences continuellement variables, qui s'exercent sur la puissance absorbée., et afin d'obtenir u n e charge constante d u m o t e u r actionnant la défibreuse, o n a recours a u réglage a u t o m a t i q u e des dé fibreuses.

L e dispositif d e réglage des défibreusês, tel qu'il est construit par la Ci e Electro-Mécanique, consiste en u n e s o u p a p e a y a n t p o u r b u t d e régler la pression hydraulique dans les cylindres et qui est actionnée par u n a i m a n t rotatif a u m o y e n d'un excentrique et d'un renvoi à tringles (voir fig. 45). Cet a i m a n t est c o m m a n d é par lé régulateur à action rapide, s y s t è m e B r o w n , qui, d a n s ce cas, est exécuté c o m m e w a t t m è t r e influencé par le courant et la tension d u m o t e u r . L e régulateur et l'aimant rotatif, sur lequel il agit, sont en équilibre aussi l o n g t e m p s q u e le m o t e u r absorbe u n e énergie déterminée, réglable. Si la puissance né- cessitée par la défibreuse varie et par cela la charge d u m o t e u r , le régulateur se m e t i m m é d i a t e m e n t e n action et avec lui l'aimant rotatif, et a u m o y e n d e la s o u p a p e la pression hydraulique est modifiée de telle façon q u e la puissance absorbée reste constante. L'ajustage d u régulateur à la puissance voulue est o b t e n u d a n s les limites d e 3 0 à 1 0 0 % , a u m o y e n d'une vis qui varie la torsion d'un ressort en spirale d a n s le régulateur.

L e s c h é m a d e la figure 4 6 représente u n e première v a - riante p o u r le réglage a u t o m a t i q u e d e la puissance absorbée par la défibreuse. L a variation de la pression hydraulique assurant le réglage est obtenue à l'aide d'une s o u p a p e V , intercalée d a n s la conduite d'eau sous pression et c o m m a n - dée par u n électro-aimant à torsion IV. L'équilibre, entre le couple d u t a m b o u r mobile et celui d u ressort antago-

(6)

94 L A H O U I L L E B L A N C H E

niste d u régulateur a u t o m a t i q u e , n e p e u t s'établir q u e p o u r u n e valeur déterminée de la puissance absorbée par le m o t e u r . Si celle-ci a u g m e n t e , la rotation d u t a m b o u r mobile p r o v o q u e u n d é p l a c e m e n t d u point d e contact des secteurs, roulants, d o n t l'effet est d'augmenter la résis- tance insérée et d e diminuer le courant d'excitation de l'aimant IV, cet a i m a n t agit sur l'ouverture de la soupape en d i m i n u a n t la pression hydraulique et, par suite, celle d u piston a p p u y a n t le bois contre la m e u l e . L a c o n s o m - m a t i o n d'énergie d u m o t e u r revient ainsi à sa valeur de régime. Si la charge diminue, le réglage agit en sens inverse.

E n général, l'électro-aimant et la s o u p a p e sont m o n t é s sur u n support c o m m u n (fig. 45), parfois aussi la soupape est adossée à la défibreuse.

Fig. 45. — V u e du Régulateur automatique à action rapide et de son aimant rotatif.

(Appareils installés aux Papeteries Berges à Lancey (Isère).

U n e autre variante est celle d u réglage t a m p o n semblable à celui décrit p r é c é d e m m e n t p o u r les turbo-génératrices.

Si le transformateur d e courant alimentant le système mobile est inséré d a n s la conduite d ' a m e n é e d'une installation c o m p o s é e d e -plusieurs m o t e u r s , la pression h y - draulique sera variée a u t o m a t i q u e m e n t , d e façon q u e la c o n s o m m a t i o n totale d'énergie d e m e u r e constante.

U n pareil réglage d'une défibreuse p e r m e t d'utiliser, de la façon la plus complète, la quantité, d'énergie disponible et d'atténuer les pointes d e charge qui sont surtout oné- reuses lorsque le courant est fourni sur la base d'un tarif d e dépassement. Afin d'éviter u n e surcharge d u m o t e u r de la défibreuse a u x périodes de faible charge, o u a u m o m e n t de l'arrêt des autres moteurs, o n a recours à u n régulateur- limiteur de puissance, destiné à contrôler le régulateur- t a m p o n .

INSTRUCTION D E M O N T A G E E T D E SERVICE D'UN RÉGULA- T E U R A A C T I O N RAPIDE S E R V A N T A R É G L E R LA PUISSANCE A B S O R B É E PAR U N E DÉFIBREUSE.

1° Généralités.

L e régulateur d e puissance sert à maintenir constante la puissance absorbée par le m o t e u r actionnant u n e défi- breuse.

L e réglage agit sur u n e s o u p a p e hydraulique qui com- m a n d e la pression d e l'eau d a n s les cylindres, et, par suite, fait a u g m e n t e r o u diminuer la pression d u bois sur les meules.

L e régulateur possède u n s y s t è m e électro-magnétique, actionnant u n rhéostat m o n t é enjsérie d a n s le circuit de l'aimant tournant, qui c o m m a n d e la s o u p a p e d e réglage,

L E G E N D E I Régulateur de puissance.

II Transformateur de tension Lavec coupe-circuits.

III Transformateur d'intensité.

IV Electro-aimant à torsion.

-V Soupape de'réglage.

VI Moteur triphasé.

VII Interrupteur.

VIII Réseau.

IX Résistance additionnelle.

Fig. 46. — S c h é m a de montage d'un régulateur automatique sur u n moteur c o m m a n d a n t une défibreuse

(Appareil installé par la Maison Neyret-Beylier et Cle aux Papeteries Berges à Lancey).

2° Montage.

a) L e régulateur d e tension doit être placé à l'abri de la poussière, d e l'humidité, d e v a p e u r et d e g a z susceptibles d'en détériorer les organes, si possible d a n s u n tableau de m a n œ u v r e . S a place devrait être choisie d e façon à ce que le f o n c t i o n n e m e n t puisse être observé par le personnel de surveillance. A la partie arrière d u régulateur, l'air doit pouvoir circuler librement, afin d'assurer u n refroidissement suffisant.

b) L e régulateur et les accessoires doivent être nettoyés soigneusement a v a n t le m o n t a g e définitif.

(7)

c) O n établira les connexions e x a c t e m e n t d'après le schéma d e la figure 4 6 , sans ajouter d'autres interrupteurs ou fusibles. Il est [spécialement r e c o m m a n d é d e prêter toute l'attention à ce q u e les transformateurs d e tension et de courant soient bien reliés a u x conducteurs R . S, T.

selon le s c h é m a . L e s bornes 6 et 17 n e doivent toutefois être reliées à la b o r n e « u » d u transformateur d e tension qu'au m o m e n t d e la m i s e e n service.

II est r e c o m m a n d é d e n e jamais interrompre le circuit secondaire d u transformateur de courant, lorsque celui-ci se trouve sous courant.

3° Mise en service :

Contrôle d u M é c a n i s m e (Figure 4 7 ) .

a) On détache d'abord d e la butée le s e g m e n t denté p,

&) E n m o u v a n t le t a m b o u r mobile (e), o n vérifie si les secteurs d e contact (s) roulent bien [régulièrement dans les rainures des plots d e contact 1.

c) S'il y a d e la poussière d a n s les contacts, elle doit être enlevée a u m o y e n d'un chiffon sec. P o u r cela, il faut d'abord enlever les secteurs d e contact en détachant la connexion flexible et en p o u s s a n t la pointe d u secteur vers le centre.

Par précaution, il est b o n d e souffler les résidus d u nettoyage.

Fig. 47. — Mécanisme du régulateur à action rapide.

d) P o u r vérifier le b o n fonctionnement d u s e g m e n t denté (p) et d u disque amortisseur (e), o n saisit l'aiguille (z) entre d e u x doigts et o n l'amène par saccades dans diffé-

rentes positions, p o u r constater si le s e g m e n t denté et le disque amortisseur suivent bien régulièrement et sans coincement les m o u v e m e n t s d e l'aiguille.

e) Il est nécessaire d e nettoyer et d e contrôler l'aimant tournant a v a n t la m i s e e n service. L'amortisseur doit être soigneusement nettoyé à la benzine o u a u pétrole, et ensuite rempli avec d e l'huile d e m a c h i n e assez liquide.

Contrôle électrique.

/) O n fixe l'aiguille Z a u curseur x a u m o y e n de la goupille isolante et o n déplace ce dernier d a n s la position d u milieu.

g) O n connecte les bornes 6 et 17 d u régulateur à la borne (u) d u transformateur d e tension.

h) O n règle le rhéostat d e mise a u point (r) b r a n c h é en série d a n s le conducteur reliant les bornes 10 et 14, d e façon à ce q u e l'électro-aimant tournant I V se t r o u v e * d a n s la position d u milieu et la s o u p a p e V à son point m o r t . Si l'installation n'a pas d e rhéostat d e m i s e a u p o i n t , o n peut obtenir la b o n n e position a u m o y e n d'un contre-poids.

S'assurer q u e le sens d e réglage est b o n , c'est-à-dire q u ' u n d é p l a c e m e n t d e l'aiguille (z) d u régulateur, d a n s le sens des aiguilles d'une m o n t r e , p r o v o q u e u n e diminution de la charge d u m o t e u r , tandis qu'un d é p l a c e m e n t en sens inverse doit produire u n e a u g m e n t a t i o n d e la charge.

/) Régler à la m a i n la pression de l'eau d a n s les cylindres de façon à ce q u e le m o t e u r travaille à sa pleine puissance.

k) Libérer l'aiguille (z) d u régulateur en retirant la g o u - pille isolante.

[) Régler, si c'est nécessaire, la tension d u ressort principal a u m o y e n d e la vis (r) ,de m a n i è r e à ce q u e le système mobile d u régulateur soit en équilibre à la puissance nor- m a l e d u m o t e u r .

m) A u m o m e n t o ù l'aiguille (z) d u régulateur se trouve à p e u près d a n s sa position d u milieu, fermer la s o u p a p e de réglage à m a i n et mettre en action celle du'réglage auto- m a t i q u e .

n) P o u r se rendre c o m p t e d u b o n fonctionnement de l'amortissement, o n pousse l'aiguille (z) d u régulateur, de m a n i è r e à produire u n e variation de la puissance d'environ 10 % . Si l'on retire ensuite subitement le doigt, le réglage doit s'accomplir par d e u x o u trois oscillations. Si l'amortissement est trop fort, o n reculera les aimants ( m ) vers le b o r d d u disque amortisseur c (resserrer les brides après le d é p l a c e m e n t des aimants).

L'amortissement d e l'aimant tournant doit être m i s a u point, d e façon à ce q u e ce dernier puisse suivre r a p i d e m e n t les oscillations d u régulateur, m a i s toutefois sans p e n d u - lations.

L a mise a u point d e l'amortissement à piston p e u t être réglée facilement en desserrant l'écrou fixé à la tige d u piston, et e n tournant la douille m u n i e d'une ouverture ovale.

L'amortissement est m a x i m u m lorsque la lettre Z est visible et m i n i m u m lorsque 0 apparaît.

o) Si des étincelles se produisent a u x plots de contact (/), 11 faudra, p o u r n e pas e n d o m m a g e r les plots, mettre i m m é - diatement le régulateur hors d e service. Ces étincelles sont causées par la présence de poussière o u par la surcharge des contacts. Si les étincelles subsistent après le nettoyage des contacts et des secteurs, il faut s'adresser a u construc- teur et lui d e m a n d e r u n spécialiste p o u r faire mettre a u point l'appareil.

(A suivre).