294 L A H O U I L L E B L A N C H E
faites, et l e u r p r é t e n t i o n de r e c o u r i r à l ' A d m i n i s t r a t i o n s u p é r i e u r e p o u r é c h a p p e r à l e u r s e n g a g e m e n t s n'est pas s o u t e n a b l e .
E n r é s u m é3 la C o m m i s s i o n est d'avis qu'il y a lieu d ' a p p l i q u e r les r è g l e s s u i v a n t e s p o u r l ' é t a b l i s s e m e n t et l'exploitation des c a n a l i s a t i o n s s o u t e r r a i n e s ou des c o n d u c t e u r s a é r i e n s sur les voies p u b l i q u e s .
A. — Les c a n a l i s a t i o n s ou c o n d u c t e u r s q u ' u n p a r t i c u l i e r d e m a n d e à établir p o u r le service d'un i m m e u b l e d o n t il est p r o p r i é t a i r e , u s u f r u i - tier ou locataire, sont i n s t a l l é s sous ou s u r l a voie p u b l i q u e , en v e r t u d ' u n e s i m p l e p e r m i s s i o n de voirie d é l i v r é e p a r le M a i r e p o u r la petite voirie, ou p a r le P r é f e t p o u r l a g r a n d e voirie et p o u r les c h e m i n s vici- n a u x de g r a n d e c o m m u n i c a t i o n ou d'intérêt c o m m u n .
B. — T o u t e e n t r e p r i s e de d i s t r i b u t i o n collective d!e a u ou de l u m i è r e s u r les voies p u b l i q u e s , doit faire l'objet d ' u n e concession m u n i c i p a l e . Le p r o j e t de concession est soumis p a r le m a i r e a u conseil m u n i c i - pal. C e projet doit i n d i q u e r . i° le tarif m a x i m u m des a b o n n e m e n t s , 2° les c o n d i t i o n s du service q u i sera offert a u p u b l i c , m o y e n n a n t ce tarif ; 3° toutes les a u t r e s c o n d i t i o n s d ' é t a b l i s s e m e n t ou d'exploitation de la distribution collective sur l ' e n s e m b l e des voies p u b l i q u e s du ter- ritoire de la c o m m u n e ; l e t o u t a r r ê t é d a n s u n c a h i e r des c h a r g e s , q u i , d ' u n e part, r è g l e les obligations de l ' e n t r e p r e n e u r e n v e r s la c o m m u n e et e n v e r s le p u b l i c , n o t a m m e n t en ce qui c o n c e r n e le service à f o u r n i r et le m a x i m u m des tarifs exigibles, et qui, d ' a u t r e p a r t , d é t e r m i n e les obligations de l a c o m m u n e e n v e r s l ' e n t r e p r e n e u r . L e dit cahier des c h a r g e s s o u m e t l ' e n t r e p r e n e u r au r è g l e m e n t d e voirie et a u t r e s faits ou à faire p a r l'autorité c o m p é t e n t e ; il s u b o r d o n n e r é t a b l i s s e m e n t des o u v r a g e s de la d i s t r i b u t i o n s u r les voies n a t i o n a l e s ou d é p a r t e m e n t a l e s et sur les c h e m i n s de g r a n d e c o m m u n i c a t i o n ou d'intérêt c o m m u n à des permissions de voirie qui seront é v e n t u e l l e m e n t d é l i v r é e s , s'il y a h e u , p a r le préfet s u r l a d e m a n d e du m a i r e .
Le projet, a p r è s avoir été voté p a r le conseil m u n i c i p a l , est soumis p a r le m a i r e à l ' a p p r o b a t i o n de l ' a u t o r i t é s u p é r i e u r e c o m p é t e n t e .
U n e fois cette a p p r o b a t i o n i n t e r v e n u e , s'il y a lieu, les p e r m i s s i o n s de voirie à d é l i v r e r p a r le P r é f e t font l'objet d'arrêtés p r é f e c t o r a u x ; elles sont d o n n é e s à l a c o m m u n e , r e p r é s e n t é e p a r le M a i r e , et n o n l ' e n t r e p r e n e u r du service de l a d i s t r i b u t i o n collective d'eau ou de l u m i è r e . E l l e s s o u m e t t e n t l ' é t a b l i s s e m e n t et l'exploitation des o u v r a g e s de la distribution sur la voie p u b l i q u e a u x c o n d i t i o n s j u g é e s néces- saires p o u r a s s u r e r la s é c u r i t é et la c o m m o d i t é de la circulation, et p o u r éviter t o u t d a n g e r et t o u t e g ê n e a u p u b l i c c o m m e a u x r i v e r a i n s ; elles r é s e r v e n t n o t a m m e n t l'application de tous r è g l e m e n t s faits ou à faire d a n s ce but.
A l a suite d'un p r e m i e r e x a m e n de ce r a p p o r t de l a C o m m i s s i o n , n o u s avons d e m a n d é l'avis d u Conseil d ' E t a t sur u n e question de d r o i t qu'il soulevait et d o n t l a solution, i n d é p e n d a m m e n t des motifs de b o n n e a d m i n i s t r a t i o n i n v o q u é s p a r le r a p p o r t , p r é s e n t a i t u n e sérieuse i m p o r t a n c e au p o i n t de v u e de l a décision q u e n o u s avions à p r e n d r e . Cette q u e s t i o n de droit est l a s u i v a n t e .
« Le corps m u n i c i p a l est-il e x c l u s i v e m e n t c o m p é t e n t pour accorder u n e concession de distribution d'eau ou de l u m i è r e , s u i v a n t les condi- tions d'un tarif et d'un cahier des c h a r g e s , p o u r toutes les voies p u b l i - q u e s d u territoire c o m m u n a l « m ê m e s p o u r celles de la g r a n d e voirie »3
é t a n t e n t e n d u q u e le c a h i e r des c h a r g e s s u b o r d o n n e l'exécution des t r a v a u x sur l a ' g r a n d e voirie à la permission d u P r é f e t ? »
Le Conseil d'Etat (sections r é u n i e s de l ' I n t é r i e u r et des T r a v a u x publics) a, clans u n avis du 27 j u i n 1893, résolu p a r l'affirmative la question de droit ainsi posée, en r é s e r v a n t , d ' a i l l e u r s , comme l'avait fait la Commission, le p o u v o i r q u ' a le P r é f e t de d o n n e r des permissions de voirie, sans l ' i n t e r v e n t i o n du corps m u n i c i p a l , lorsqu'il s'agit d'ins- t a l l a t i o n s q u i n e c o m p o r t e n t pas u n acte de concession.
A d o p t a n t cet avis des sections r é u n i e s d u Conseil d ' E t a t , n o u s a v o n s , p a r décision de c e jour, a p p r o u v é , c h a c u n en ce qui le c o n c e r n e , les conclusions ci-dessus é n o n c é e s du r a p p o r t de l a Commission.
V o u s voudrez bien, M o n s i e u r le Préfet, veiller à l'observation des r è g l e s ainsi a r r ê t é e s .
L e M i n i s t r e des T r a v a u x p u b l i c s adresse d i r e c t e m e n t a u x i n g é n i e u r s en chef a m p l i a t i o n de la p r é s e n t e circulaire, q u i a n n u l e l a circulaire m i n i s t é r i e l l e du 22 j u i n 1882.
Recevez,
Le Ministre des Travaux fublics, Le Président du Conseil, VIETTE. Ministre de VIntérieur,
CH. D u p u y .
Essai sur la théorie des alternomoteurs à réaction,
L'application des courants alternatifs simples à la trac- tion est u n e question à Tordre d u jour et de nombreux sys- tèmes ont été proposés ou m ê m e mis à Fessai en Italie et en A m é r i q u e . C o m m e on le sait, les inconvénients du courant triphasé p o u r la traction sont n o m b r e u x : trolley double constance à peu près rigoureuse de la vitesse, pour ne citer que les plus i m p o r t a n t s . De p l u s , M . Marius Latour a d é m o n t r é ( i ) que la p r é t e n d u e économie réalisée par le cou- rant triphasé s u r le poids de cuivre de la ligne n'existait pas. O n pourrait remédier au quasi-synchronisme des moteurs polyphasés o r d i n a i r e s en les transformant en m o t e u r s à collecteur, préconisés p a r M M . G œ r g e s , Heyland, L a t o u r et dont la théorie a été mise au p o i n t récemment par M, Blondel (2). Cette solution, très intéressante au point de vue t h é o r i q u e , Test m o i n s p r a t i q u e m e n t , à cause de sa com- plication et de la nécessité de t r a n s f o r m a t e u r s .
D'autre part, le procédé de couplage en cascade appliqué par la maison Ganz au réseau de la Valteline, est insuffisant car il ne d o n n e q u e deux vitesses et, de p l u s , il a le grave défaut, à notre sens, de mal utiliser le matériel en grande vitesse. Le courant alternatif simple s u p p r i m e le double trolley, mais l'adaptation de Talternomoteur simple à la traction offre encore plus de difficultés.
A ce sujet, il nous a p a r u intéressant de ramener l'atten- tion des électriciens sur les alternomoteurs à réaction qui»
convenablement d i m e n s i o n n é s et perfectionnés, peuvent être appelés à fournir u n e solution satisfaisante au pro- b l è m e .
Ce s y s t è m e , p r o p o s é vers i 8 8 9 , p a r Elihu Thomson,tomba d a n s l'oubli à l'apparition des courants polyphasés. Il a, cependant, des propriétés intéressantes q u e nous allons étudier ici, s u r t o u t en vue de ses applications à la traction.
Description. — U n m o t e u r à réaction (fig. 1) comprend un stator S de m o t e u r à c o u r a n t alternatif simple, que nous représentons enroulé en a n n e a u et q u e nous supposons bipolaire p o u r simplifier. Il est a l i m e n t é seul par le réseau.
Le rotor R est constitué par un i n d u i t à courant continu dont les balais,calés à 1 8 00s u i v a n t X Y , s o n t reliés encourt- circuit. Dans ces conditions, s i , Ton décale la ligne des balais XY par r a p p o r t à la ligne neutre A B , des courants induits p r e n n e n t naissance d a n s le circuit du rotor formé par l'enroulement, les lames d u collecteur, les balais et le conducteur de court-circuit. Ce circuit tend à se déplacer de manière à r e n d r e son coefficient d'induction mutuelle avec le stator m i n i m u m et le' m o t e u r t o u r n e en sens inverse du décalage des balais. C o m m e , d'ailleurs, le jeu des balais ramène à sa valeur initiale ce coefficient, le mouvement est c o n t i n u .
Equations générales. — Soit m le coefficient d'induction mutuelle du rotor et d u stator, il est nul quand l'angle 0 que
n° de 200.
(1) Bulletin de la Société Internationale des Electriciens, j u i n 1903 et VEclairage Electrique. T . 26 ( 1 6 février 1901), P
(2) V o i r l e s ^ n o m b r e u s e s et s a v a n t e s é t u d e s de l ' a u t e u r dans L Echu rage Electrique, 25 avril 1 9 0 3 et n°* s u i v a n t s .
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1903060
L A H O U I L L E B L A N C H E 295
faitpa ligne des balais X Y avec la ligne n e u t r e A B est n u l , et maximum p o u r 0 = — -
Ov p e ^ donc supposer, avec u n e approximation suffi-
sante : -.w = M s i n e ( i ) Appelons ~ la fréquence du courant, Q la vitesse angu-
laire du moteur, et I l'intensité d u courant d a n s le stator.
On voit facilement (note annexe I ) que la force contre- électromotricc induite p a r le rotor dans le stator est :
e = M sin 0 X ^ + M û cos 0 X I (2) Le signe (—) sera pris d a n s le cas d u moteur et le signe ( + ) dans le cas ou les balais sont calés dans le sens du mouvement.
Le moteur devient alors générateur et fournit du courant au réseau.
/ / Y
À
Désignons enfin par : / l'intensité dans le rotor ; / son coefficient de self-induction ; L celui du stator.
Dans les calculs suivants n o u s négligerons les résistances ohmiquescomme on le fait o r d i n a i r e m e n t , c e q u i , d ' a i l l e u r s , altère peu les résultats.
On a dès lors le système suivant :
E + M«*>%~L%t (3)
M sin 6 ~ + M Q C O S 0 - X 1 = 1 Jt ( 4 )
£ étant la différence de potentiel du réseau.
En multipliant ( 3 ) par /, ( 4 ) p a r M sin 6 et en ajoutant on obtient après simplification :
E = ± »— sin 6 cos 0 / H -jt (?) d'où l'on tire, en supposant E sinusoïdal :
M* sin 6 cos ôQV , (LI — M* sin«0„\ì\2 , (LI — M* sin*e V a
V + ( ? * >
Soit f Fangle de décalage de / sur E ; on a de m ê m e d'après (5) :
L / - i № s i n26 _ « M* sin 0 cos 0 X Q '
en p r e n a n t le signe ( + ) dans le cas d'un m o t e u r et le signe (—) dans le cas d'une génératrice.
Couple moteur 0. — D'après les hypothèses faites (pertes nulles) :
C Q = Etf /eff COS o Or
Donc
M
J?pff cos 9 = — eos 0 sin o X / •
M*
C = — sin 0 cos 6.
Expression analogue à celle d u couple d'un m o t e u r série.
C o m m e ne s'annule que p o u r i l — c o on voit que le moteur est asynchrone au sens le plus général. P o u r une intensité donnée le couple est-maximum p o u r 8 = 4 6 ° .
Ce sera donc le décalage le meilleur pour le d é m a r r a g e , /eff étant maintenu à la valeur maxima admissible p a r l'emploi d'un rhéostat, d'une bobine de self, ou d'un trans- formateur à r a p p o r t variable.
Facteur de puissance. — De l'expression de t g ? donnée plus haut, on tire :
M sin 0 cos 0 X 0 COS o
l/M* s i n2 0 cos* O Q * + (Ll — M2 s i n2 O)2 m*
On voit que lorsque les fuites magnétiques sont faibles et que le m o t e u r a atteint u n e certaine vitesse, le facteur de puissance peut prendre une valeur voisine de l'unité. Il est à p r é s u m e r qu'il p o u r r a être de l'ordre de celui des m o t e u r s polyphasés a s y n c h r o n e s ordinaires.
E n marche normale, on p o u r r a , pour une vitesse donnée, rechercher le calage des balais d o n n a n t le facteur de puis- sance m a x i m u m .
Il faut donc rendre tg <p m i n i m a , en fonction de l'angle 0.
O n s'assure facilement (note annexe I I ) q u e ce m i n i m u m a heu p o u r : cos 2 0 —
r 2 — u
— et — depuis
2 4 f
E n posant :
L'angle 0 sera donc compris entre démarrage jusqu'à la marche n o r m a l e .
Puissance Máxima. — P o u r un angle 0 donné, elle a évidemment lieu p o u r tg <p = 1, Q étant pris c o m m e v a - riable, d'où : 9 = 4 5 ° (note annexe I I I ) .
Applications à la traction. — Maintenant q u ' o n a vu les principales propriétés de ce m o t e u r , éludions s o m m a i r e - ment son application à la traction.
10 DÉMARRAGE. — Le couple est maximum au démarrage dans la m a r c h e à potentiel constant : c'est là une précieuse qualité p o u r la traction.
20 RÉGLAGE DE LA VITESSE. — Dans le cas, le plus fréquent, où il sera prévu deux moteurs au moins par t r a i n , on pourra faire varier la vitesse en couplant les m o t e u r s en série ou en parallèle comme pour le courant continu.
2 9 6 L A H O U I L L E B L A N C H E
C o m m e ce couplage ne portera q u e s u r les stators, il sera extrêmement facile à réaliser.
3° FREINAGE. — O n peut utiliser une propriété particu- lière de ce m o t e u r p o u r remplacer le freinage électrique réalisé avec le moteur-série à c o u r a n t continu.
Intercalons u n e résistance o h m i q u e r dans le rotor et faisons 0 — o dans les égalités (3) et (4) ; elles deviennent :
E ^ L
iL
dt (3')
dt d'où /e f f= f £ ! ( 5 ' )
Lo) *eff =
'EFF
X M Û
(4?) (5") Dans ce cas, le m o t e u r fait frein et le couple résistant F est donné évidemment par les égalités suivantes qui expri- ment que la puissance mécanique absorbée est employée à chauffer la résistanee r ; ri~t$ — r û , d'où, en remplaçant ïeff par sa valeur :
M*~E\, _ R
r X
R2 + / « , Q
expression analogue à celle qui d o n n e le couple résistant d'un moteur en dérivation dont l'excitation est alimentée par le réseau et dont l'induit est fermé s u r u n e résistance.
Toutefois, pour obtenir le m a x i m u m d'effet, il ne faut p a s , dans le cas présent, que la résistance r soit négligeable, maïs qu'elle satisfasse à la relation : r = w/.
P e n d a n t le freinage 7e f f reste constant et garde une faible valeur donnée par (5').
Le réseau ne fournit q u e la puissance dépensée en chaleur par le passage d u courant Je f f d a n s la résistance du stator.
P o u r exciter le stator, on p o u r r a i t aussi employer le courant fourni par u n e petite batterie d'accumulateurs ou une d y n a m o auxiliaire de faible puissance. Ce dernier p r o - cédé a l'avantage de garder son efficacité dans le cas d'une r u p t u r e de contact entre la voiture et la ligne.
Dans l'un et l'autre cas le courant peut servir à actionner des freins électromagnétiques. O n a ainsi u n frein sûr et facilement réglable.
40 EMPLOI DE HAUTES TENSIONS. — L e stator étant seul
alimenté par le réseau, il serait facile d'utiliser directement le courant à haute tension, sans transformateurs.
Conclusions. — Ces quelques considérations montrent donc que ce moteur aurait de sérieux avantages pour la traction en particulier, et qu'il mériterait u n e étude et des essais sérieux. Le point le plus délicat à étudier semble devoir être la commutation, mais nous croyons qu'on peut arriver à la réaliser dans des conditions suffisantes.
Joseph BETHENOD,
Ancien élève de VEcole Centrale Lyonnaise,
Note I.
O r , Donc :
N O T E S J L 3 S T I S R I E 3 S : E S
On a, d'après les lois générales de l'induction :
>e
at
m = M sin 6
e = Af s i n ô ^ r - * MI co$ 0 X ~ dt v ^ dt d(ml) dl , Tdm
d§ —
Il est évident q u e : = + Q suivant le sens de rota- tion p a r r a p p o r t au calage des balais.
On a bien finalement : e = M sin 0 + MQ cos 0 X jt
A I *
Note IL - Si on pose JJ = // < 1 tout revient à rendre
„ . i — u s i n2 0
l e x p r e s s i o n x = — : — — r m i n i m u m . O r , on a : s i n2 0 =
u s i n 0 c o s 0
I — c o s 2 1
2 — u -j- u cos 2 0
sin 0 cos 0 =
2 — U Ï Sin 2 {
Donc : x = . . .
+
Il S i n 2 G U S i n 2 0 t g 2(;
E n a n n u l a n t la dérivée de x p a r rapport à 2 0, on a :
• u cos 2 0 I , c o sJ 2 6 X — — r = o
U S i l i2 2 6 C O S2 2 0 S i n2 2 6 COS 2 I 2 — ? /
Note III. - O n a P = Een Jeff COS
„ . Ll — M* sin 0 W , IIEFF SID O = » W X ieff
d'où on tire : P = E%a X
( 0
X sin 9 cos e, (Ll—M* s i n2 e)
p o u r u n angle 6 donne et une fréquence déterminée E\iï X /
(LI — M% s i n2 6 ) constante = W%
P — W X sin f x cos ® = W X S i n 2 <p
Donc le m a x i m u m de P a bien lieu p o u r <p :
Vérification expérimentale. — H est facile de se rendre c o m p t e , au moins qualitativement^ d u fonctionnement de cet a l t e r n o m o t e u r . O n n ' a q u ' à p r e n d r e u n e dynamo à courant continu, à i n d u c t e u r feuilleté de préférence, et à lancer un courant alternatif dans l'inducteur, après avoir court-circuité les balais : l'induit se m e t à t o u r n e r suivant le sens du décalage des balais et, m ê m e dans cet essai r u d i m e n t a i r e , on constate que le couple moteur est maxi- m u m au d é m a r r a g e . J. B.
EMPLOI DES COURANTS TRIPHASÉS A HAUTE TENSION
pour la traction électrique sur les grandes lignes
APPLICATION A LA L I G N E D E LA VALTELINE J u s q u ' à ces dernières a n n é e s , l'emploi des courants conti- nus à 500-700 volts a été à peu près général dans les appli- cations de la traction électrique. C e choix était d'ailleurs indiqué p o u r les réseaux de t r a m w a y s u r b a i n s où la puis- sance des m o t e u r s varie de i 5 à 5o chevaux, où le poids des voitures est d'environ 10 tonnes et les distances par- courues de 10 à 20 kilomètres,avecdes démarrages fréquents et des vitesses faibles.
T o u t autres sont les conditions qui se présentent pour
