de l'éclair d a n s un récipient d'eau, passage de l'éclair le long d ' u n e chaîne d'isolateurs, éclairs e n t r e pointes écartées de plus de 4 m è t r e s ;
Les arcs réalisés représentaient la décharge en quelques mil
lionièmes de seconde, d ' u n e puissance de l'ordre de 10 millions de chevaux, soit plus de d e u x fois la puissance t o t a l e des usines génératrices françaises.
Les invités ont ensuite visité en détail t o u t e s les installations annexes du laboratoire, la s t a t i o n d'essais de durée où des isola
t e u r s sont installés depuis plusieurs années, dans des conditions de fatigue identiques à celles qu'ils t r o u v e n t en service, les machi
nes d'essais mécaniques à la t r a c t i o n , à la flexion, les cuves d'es
sais de t e m p é r a t u r e , enfin la salle d'exposition où sont rassem
blés t o u s les p r o d u i t s les plus r é c e n t s de la Compagnie Générale d'Electro-Céramique, depuis les petites poulies en porcelaine de quelques millimètres de d i a m è t r e , j u s q u ' a u x pièces de tra
versées de deux mètres de h a u t .
P . P .
Congrès International d'Electricité — Paris 1932
Il a semblé, à la Houille Blanche, utile pour ses lecteurs de leur donner ici les analyses de quelques rapports particulièrement intéressants, présentés à l'occasion du Congrès International d'Electricité de 1932.
On sait l'importance de cette manifestation, liée au Cinquantenaire du premier Congrès International d'Electricité de 1881, à Paris. Parallèlement à des œuvres de progression méthodique (comme celle de la Conférence Internationale des Grands Réseaux, qui se tient à Paris tous les deux ans, pour ne citer qu'elle), le Congrès International de 1932 s'était donné pourmission, dans ses treize sections, de produire des mises au point, et même des exposés complets de l'évolution, durant ces cinquante ans, de certaines des questions électrotechniques qui fouissent d'assez de recul pour motiver un tel retour en arrière. Pour d'autres plus jeunes, comme celle de la Physique Nucléaire, aux progrès si étonnamment rapides et aussi à la marche parfois si déconcertante, d'intéressants rapports constituent des monuments définitifs, autant qu'ils peuvent l'être en de si fluctuantes matières. Dans la première série de ces analyses, sont examinées, parmi les plus importantes, quelques-unes des communications du Congrès relatives à la traction électrique.
Evolution et développement de 1'electrification à courant continu dans les chemins de fer européens
par M. CARDON.
5e SECTION. RAPPORT № 3 (FRANGE)
Les installations envisagées dans ce r a p p o r t sont s u r t o u t les electrifications à 1500 et 3000 V. employées en E u r o p e depuis 1918, en F r a n c e (Compagnies du Midi, du P . O. du P.-L.-M.), au Maroc, en Espagne, en Algérie e t en Tchéco-Slovaquie.
L ' a u t e u r examine d'abord la p a r t i e m é c a n i q u e , e t ensuite l ' é q u i p e m e n t électrique.
Ces installations ont donné t o u t e satisfaction, grâce surtout à leur entretien t r è s réduit, en dépit de la d u r e t é d u service.
PREMIERE PARTIE
DISPOSITIONS GÉNÉRALES D E S LOCOMOTIVES
L ' a u t e u r a classé les locomotives en trois catégories : loco
motives à grande vitesse, mixtes à v o y a g e u r s e t marchandises et de manœuvre.
1. Locomotives à grande vitesse. — Ce sont celles d o n t la vitesse n o r m a l e dépasse 80 à 90 k m / h . La diversité des types de m a chines p e u t s'expliquer par le m a n q u e d'expérience qu'éprou
v a i e n t les constructeurs jusqu'ici dans ce genre de locomotives.
2. Disposition des caisses et des trains de roues. — Toutes ces machines p r é s e n t e n t d ' a b o r d u n caractère c o m m u n : la symétrie.
D ' h a b i t u d e , on a deux cabines : une à c h a q u e extrémité. On connaît des locomotives à une ou à deux caisses. Avec une seule caisse, on a deux solutions de la suspension : disposition à châssis rigide, ce qui limite, à cause des courbes, à q u a t r e le n o m b r e d'essieux, donc le poids adhérent, mais offre par con
tre u n e irréprochable tenue en ligne a u x grandes vitesses dépas
s a n t 130 à 140 km./h., et disposition de d e u x trucks attelés
ensemble, qui a permis de p o r t e r à six le n o m b r e d'essieux, a u g m e n t e r ainsi le poids a d h é r e n t , l'effort de traction, donc la puissance. Mais, la t e n u e en voie est moins b o n n e ; à p a r t i r de 110 km./h., on observe des m o u v e m e n t s de lacets. Les loco
m o t i v e s à d e u x caisses sont à r a p p r o c h e r à ce dernier t y p e et s u s c i t e n t les m ê m e s r e m a r q u e s . On p e u t en conclure q u e les dispositions rigides à caisse u n i q u e c o n v i e n d r o n t particuliè
r e m e n t bien a u x t r è s g r a n d e s vitesses.
3. Suspension des moteurs. — Sauf u n e exception, les loco
m o t i v e s Gearless, d a n s lesquelles les i n d u i t s sont calés directe
m e n t sur les essieux, n ' o n t p a s assuré encore u n parcours assez i m p o r t a n t , p o u r q u ' o n puisse juger leurs qualités. Toutes les locomotives à grandes vitesses o n t leurs m o t e u r s entière
m e n t s u s p e n d u s .
4. Liaison déformable entre moteurs suspendus et essieux. — L a nécessité d ' u n e telle liaison avec les m o t e u r s suspendus est é v i d e n t e . Elle se fait p a r bielles (système K a n d o , p a r exemple) ou p a r engrenages avec liaisons déformables.
Les roues d'engrenages p e u v e n t ê t r e à l'intérieur ou à l'exté
rieur des roues motrices. On a un ou d e u x t r a i n s d'engrenages.
L a transmission du m o u v e m e n t de l'engrenage à la r o u e se fait de différentes façons : à ressort, p a r biellettes articulées, par biellettes et secteurs dentés (système Bùchli de la B . B . C), p a r transmissions élastiques (Oerlikon). Les axes des moteurs sont le plus souvent horizontaux ; on les voit dans quelques cas exceptiqnnels verticaux, ce qui p e r m e t d'élever le centre de g r a v i t é , donc d'améliorer la stabilité, mais complique la cons
t r u c t i o n e t ne p e r m e t pas une g r a n d e puissance p a r essieu. La transmission par engrenages est b e a u c o u p plus employée que les bielles, grâce à leur facilité d'entretien. L ' a v a n t a g e des bielles est s u r t o u t une adhérence parfaite, mais ce qui leur fait pré
férer les engrenages, c'est leur entretien délicat et leur montage plus difficile.
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1933014
II. Locomotives mixtes ci voyageurs et marchandises. — Leur vitesse a t t e i n t 80 à 90 km./h., et leur utilisation pour un ser
vice double les r e n d très économiques.
Ces locomotives sont le plus s o u v e n t à a d h é r e n c e t o t a l e et à deux bogies m o t e u r s . Les m o t e u r s sont suspendus p a r le nez et la transmission p a r engrenages à réduction. S u i v a n t le poids adhérent à obtenir, on a d e u x ou trois essieux m o t e u r s p a r bogie.
La transmission p a r engrenages c o m p o r t e deux, ou un seul train d'engrenages. Les caractéristiques des m o t e u r s sont conçues pour qu'on ait une m a r c h e économique dans les d e u x cas d ' u n e vitesse réduite et grand effort de t r a c t i o n , et d ' u n e g r a n d e vitesse (jus
qu'à 90 km./h.) e t effort plus r é d u i t . A u x g r a n d e s vitesses, on constate des m o u v e m e n t s de lacet, plus ou moins prononcés.
Les deux solutions de bogies attelés ou i n d é p e n d a n t s parais
sent équivalentes. Toutefois, les bogies a t t e l é s paraissent plus stables a u x vitesses supérieures à 80 km./h.
Ces machines o n t d o n n é t o u t e satisfaction, car, o u t r e le dur service qu'elles sont capables d'accomplir, elles sont d ' u n e cons
truction simple, d ' u n e n t r e t i e n facile et elles o n t une grande souplesse d ' e x p l o i t a t i o n .
I I I . Locomotives de manœuvre. — S o u v e n t ce sont des loco
motives à m a r c h a n d i s e s , d o n t on a a u g m e n t é le r a p p o r t d'en
grenages. Elles p e r m e t t e n t de réaliser u n e économie i m p o r t a n t e par rapport à la t r a c t i o n de m a n œ u v r e à v a p e u r . L'expérience a montré que la réalisation d ' u n e solution particulière à cette
traction p a r a î t é c o n o m i q u e m e n t justifiée.
Elles p r é s e n t e r o n t u n e p a r t i c u l a r i t é , non pas dans leur partie mécanique qui sera semblable à celle des m a c h i n e s précédentes, mais dans leur p a r t i e électrique, qui devra ê t r e a d a p t é e a u x démarrages et a r r ê t s t r è s fréquents.
D E U X I È M E PARTIE
ÉQUIPEMENT ELECTRIQUE D E S LOCOMOTIVES
I. Moteurs de traction. — Ils s o n t s u s p e n d u s p a r le nez, sus
pendus i n d é p e n d a n t s , ou suspendus j u m e l é s .
On obtient u n e puissance p a r essieu d'environ 500 Ch. avec la première solution, j u s q u ' à 1100 Ch. avec la deuxième, tandis que la troisième p e r m e t d ' a t t e i n d r e 900 Ch. avec un encom
brement r é d u i t de la caisse.
Les moteurs s o n t à e x c i t a t i o n série, v e n t i l a t i o n forcée, ce qui procure un gain i m p o r t a n t de puissance spécifique. Ils ont une bonne c o m m u t a t i o n , grâce a u x pôles auxiliaires e t à l'isolement très soigné. Le réglage de la vitesse se fait p a r v a r i a t i o n du champ inducteur, p a r s h u n t a g e , ou v a r i a t i o n du n o m b r e des spires inductiices.
II. Equipements de contrôle. — Ils doivent établir les diffé
rents circuits en v u e de réaliser les différentes m a n œ u v r e s : dé
marrage, c h a n g e m e n t s de vitesse, inversion du sens de marche.
Les modes de c o m m a n d e sont au n o m b r e de trois :
1° Commande électromagnétique. — Assez peu employée, elle est lourde et d e m a n d e u n c o u r a n t de c o m m a n d e i m p o r t a n t .
2° Commande par arbre à cames. — Appliquée s u r t o u t sur les automotrices en raison de son e n c o m b r e m e n t r é d u i t et du petit nombre de fils de c o m m a n d e . Elle exige l'emploi d'un servo-moteur, d o n t les positions d ' a r r ê t doivent ê t r e rigoureu
sement réglées.
3° La commande électro-pneumatique, qui utilise l'air sous 5 kgs de pression et n'exige q u ' u n t r è s faible c o u r a n t de. commande, est la plus employée. Le fonctionnement est sûr, l'entretien fa
cile,
A u sujet des locomotives de m a n œ u v r e , l ' a u t e u r indique u n e solution satisfaisante expérimentée avec succès p a r la Com
pagnie d'Orléans. Les i n d u i t s des m o t e u r s connectés t o u s en série, sont alimentés à t r a v e r s une m a c h i n e spéciale appelée « m é t a - d y n e » : u n i n d u i t à collecteur avec q u a t r e lignes de balais, d o n t d e u x reliées à la ligne, e t d e u x au circuit des m o t e u r s . Ce rotor est e n t r a î n é par u n p e t i t m o t e u r en b o u t d'arbre à vitesse cons
t a n t e , dans une carcasse magnétique, d o n t on varie à volonté le c h a m p s u i v a n t les régimes désirés.
Les i n d u c t e u r s des m o t e u r s , en série, e u x aussi, sont alimen
tés p a r une excitatrice spéciale sur l'excitation de laquelle il suffit d'agir pour réaliser les différentes marches en t r a c t i o n ou en récupération.
Ce système p a r a î t très a v a n t a g e u x , p e r m e t t a n t avec un a p p a reillage très simple un fonctionnement très économique p e n d a n t les démarrages, qui ne nécessiteront q u ' u n e puissance relative
m e n t faible, e t p e n d a n t les a r r ê t s qui p e u v e n t se faire en récu
p é r a t i o n .
I I I . Dispositifs de protection. — Chaque locomotive compor
t e r a u n disjoncteur — p o u r protection contre les surintensités
— aussi p r è s que possible de l'arrivée du courant. Le déclen
c h e m e n t du relai p r o v o q u e le fonctionnement du disjoncteur, qui a v a n t de couper le circuit, insère des résistances pour limiter le c o u r a n t à couper.
Avec les équipements électro-pneumatiques, ce sont les con- t a c t e u r s individuels qui i n t e r r o m p e n t le circuit, en r e m e t t a n t a u p a r a v a n t les résistances de d é m a r r a g e en circuit.
Contre les surtensions, on a a d o p t é de n o m b r e u s e s protec
tions, mais certaines locomotives n'en possèdent aucune. Contre c h u t e ou baisse de tension, a u contraire, t o u t e locomotive est protégée p a r l'action de son disjoncteur.
IV. Appareils de prise de courant. — Sauf la Compagnie P.-L.-M.
q u i utilise les frotteurs de troisième rail, on emploie p o u r les loco
m o t i v e s en question, la ligne aérienne et le p a n t o g r a p h e c o m m e prise de c o u r a n t . Les p a n t o g r a p h e s au point de v u e c o m m a n d e , p e u v e n t être ou bien pressés sur la ligne de c o n t a c t à l'aide de l'air comprimé, e t abaissés par gravité, ou bien t e n d u s t o u j o m s p a r ressorts e t abaissés p a r air comprimé. L a pression sur la ligne de c o n t a c t est de 8 à 10 kgs. Les semelles de c o n t a c t s o n t avec ou sans cornes, doubles ou simples. L a semelle simple con
v i e n t particulièrement bien a u x grandes vitesses. On m a r c h e avec u n p a n t o g r a p h e a u x faibles vitesses, et avec d e u x a u x v i tesses dépassant 90 km./h.
V. Freinage électrique. — Il est r e c o m m a n d é p o u r les loco
m o t i v e s employées sur des profils très accidentés, c o m p o r t a n t de longues r a m p e s , ou q u a n d les a r r ê t s s o n t t r è s fréquents. Ce freinage se fait p a r r é c u p é r a t i o n ou s u r résistances.
Freinage par récupération. — Le f o n c t i o n n e m e n t des m o t e u r s en génératrices e s t r e n d u possible p a r différents procédés, qui c o m p o r t e n t l'excitation i n d é p e n d a n t e des m o t e u r s . L ' a u t e u r i n d i q u e d e u x m o n t a g e s qui a d a p t e n t a u t o m a t i q u e m e n t la t e n sion des génératrices à la tension du réseau, p o u r de faibles v a r i a t i o n s de celle ci. Ces m o n t a g e s t e n d e n t à d i m i n u e r le c h a m p des génératrices, q u a n d le c o u r a n t a u g m e n t e , e t inversement. E n outre, différents appareils de sécurité sont nécessaires, de telle sorte que ce mode de freinage exige un é q u i p e m e n t compliqué, avec des appareils de sécurité irréprochables.
Freinage rhéostatique. — Il est plus simple et plus sûr que le précédent, t o u t eh p e r m e t t a n t de réaliser une économie im
p o r t a n t e dans l ' u s u r e du matériel. Il sera nécessaire de prévoir des dispositifs pour stabiliser la m a r c h e en parallèle des m o t e u r s série fonctionnant en génératrices. Souvent, le croisement des
i n d u c t e u r s suffira. On a réalisé ainsi des efforts de freinage consi
dérables.
V I . Appareils auxiliaires. — Ce sont les v e n t i l a t e u r s e t les compresseurs. Ils sont commandés par des groupes spéciaux ali
m e n t é s directement à 1500 volts, dans les locomotives com
m a n d é e s é l e c t r o - p n e u m a t i q u e m e n t . Quand on a des équipe
m e n t s avec a r b r e à cames, c'est sur l ' a r b r e de ceux-ci q u ' o n m o n t e les ventilateurs, e t u n e génératrice qui alimente à basse tension les compresseurs.
TROISIÈME PARTIE
SOUS-STATIONS D E TRACTIONS E T LIGNES D E CONTACT
I. Sous-stations. —• Elles t r a n s f o r m e n t le t r i p h a s é h a u t e ten
sion en continu 1500 ou 3000 volts. Le t y p e le plus r é p a n d u de convertisseur est la c o m m u t a t r i c e à 750 volts continus, qu'on couple par deux u n i t é s en série. Ces groupes o n t une puissance de 1500 à 3000 kw. On a aussi réalisé des c o m m u t a t r i c e s don
n a n t directement 1500 volts. Le c o u r a n t c o n t i n u à 3000 volts est le plus s o u v e n t p r o d u i t p a r un m o t e u r s y n c h r o n e entraî
n a n t deux génératrices à 1500 volts.
Les redresseurs à v a p e u r de m e r c u r e à 1500 volts sont de plus en plus employés.
On a t e n d a n c e a u j o u r d ' h u i à rendre les sous-stations a u t o m a t i q u e s et à réduire ainsi n o t a b l e m e n t le personnel.
IL Lignes de contact. — Sectionnements. — Les postes de sec
t i o n n e m e n t ont une i m p o r t a n c e t r è s g r a n d e d a n s les lignes à fort trafic. Il faut que t o u t défaut soit éliminé le plus rapide
m e n t possible, avec la m o i n d r e répercussion sur les a u t r e s sec
tions. L ' a u t e u r décrit des installations p a r t i c u l i è r e m e n t com
plètes, réalisées p a r la Compagnie d'Orléans.
Le développement et l'état actuel du système à courant monophasé sur les chemins de fer européens
p a r le Dr W i ï h e l m W E C H M A N N 5e SECTION. RAPPORT № 4 (ALLEMAGNE)
I. Historique. — L ' a u t e u r fait un historique détaillé d u dé
v e l o p p e m e n t du système monophasé, a d o p t é p o u r la première fois en Suisse en 1905, pour devenir le système le plus employé d a n s de n o m b r e u x pays, comme en Allemagne, en Suisse, en Autriche, en Hongrie, en Norvège e t en Suède. L e système à 15000 volts et 16 2/3 p : s , e s t devenu classique et presque exclu
sivement employé.
IL L'état actuel de la technique. Génération et distribution du courant. — Au commencement, les réseaux de t r a c t i o n mono
phasés avaient leurs usines génératrices propres, monophasées.
Mais, après l a guerre, les conditions financières d e v e n a n t plus dures, on a songé à la collaboration avec les r é s e a u x de distri
bution triphasés industriels, s u r t o u t v u les grandes quantités d'énergie de n u i t consommées. On voit ainsi en Allemagne, en Suède, etc., des sous-stations de t r a c t i o n t r a n s f o r m a n t le cou
r a n t industriel à 50 p/s en c o u r a n t m o n o p h a s é à 16 2/3 p : s.
Ce qui limite l'emploi de c e t t e solution, c'est le r e n d e m e n t médiocre des convertisseurs de fréquence. Dès q u ' o n a u r a mis a u point les redresseurs à grilles polarisées, qui p e r m e t t r o n t c e t t e t r a n s f o r m a t i o n avec un r e n d e m e n t dépassant 95 % , on a u r a à sa disposition la solution la plus favorable.
Sous-stations. — A v a n t 1926, on ne les a guère éloignées de plus de 50 k m . Au contraire actuellement, on arrive à dépasser 100, m ê m e 130 k m . Ceci exclut la possibilité de l ' e n t r ' a i d e des sous-stations, mais la p r a t i q u e a m o n t r é que la confiance mise d a n s le bon fonctionnement des é q u i p e m e n t s modernes, est j u s tifiée. Cet é q u i p e m e n t est prévu pour u n service très dur, com
p o r t a n t des court-circuits francs, d e v a n t ê t r e éliminés très ra
p i d e m e n t e t sans répercussion sur le fonctionnement général.
Lignes aériennes de traction. — La construction' de ces lignes
a été normalisée p a r u n e « U n i o n I n t e r n a t i o n a l e » qualifiée. Le r e t o u r se fait par les rails mis à la t e r r e . P o u r compenser l'action des conducteurs d'aller e t de retour, s u r t o u t en v u e des lignes voisines à c o u r a n t faible, on emploie en Suède les « transfor
m a t e u r s suceurs ». L ' a u t e u r décrit des appareillages t r è s per
fectionnés a d o p t é s en Allemagne e t en Suisse, par lesquels on a r r i v e à éliminer une section e n d o m m a g é e avec la m o i n d r e ré
percussion sur l'ensemble du réseau. On a réalisé u n sérieux progrès d a n s la construction des caténaires, grâce d ' u n e part, à l ' a d o p t i o n de la ligne suspendue, a u lieu des t r a v e r s e s mas
sives, et, d ' a u t r e p a r t , a u x perfectionnements a p p o r t é s dans la fabrication des isolants, qui ont conduit a u j o u r d ' h u i à des iso
l a t e u r s à noyau plein, légers et simples.
Lignes téléphoniques. — Les dispositifs les plus connus adoptés p o u r éviter l ' a c t i o n de la ligne de t r a c t i o n sur les lignes télé
p h o n i q u e s sont : m o n t a g e s y m é t r i q u e de t o u s les appareils à c o u r a n t faible ; pose des lignes souterraines en câbles ; isolation p o u r la h a u t e tension des lignes d i r e c t e m e n t influençables par la ligne de t r a c t i o n , et leur s é p a r a t i o n à l'aide de transforma
t e u r s de t o u t circuit accessiole au personnel ; action exercée eâ v u e de r e n d r e la courbe de tension de la ligne de t r a c t i o n autant q u e possible sinusoïdale ; emploi de t r a n s f o r m a t e u r s suceurs.
Matériel roulant. — On est a r r i v é à v a i n c r e la plus grosse diffi
c u l t é : la c o m m u t a t i o n . Actuellement, on emploie uniquement les m o t e u r s série simples, qui a u p o i n t de v u e c o m m u t a t i o n et frais d ' e n t r e t i e n , v a l e n t les m o t e u r s à c o u r a n t c o n t i n u .
Entrainement — Il y a d i x ans, l ' e n t r a î n e m e n t à bielles était p r é d o m i n a n t . Mais, à m e s u r e q u e la fabrication d'engrenages pour g r a n d e s puissances a progressé, la transmission p a r engrenages a éliminé l ' e n t r a î n e m e n t p a r bielles, ce dernier d o n n a n t lieu à u n entretien délicat e t coûteux. D a n s 35 locomotives allemandes p o u r t r a i n s omnibus, d e u x paires de, m o t e u r s j u m e l é s comman
d e n t p a r engrenages d e u x paires de bielles qui e n t r a î n e n t deux essieux m o t e u r s , chacun par l'intermédiaire d ' u n f a u x essieu.
D ' a u t r e s exemples de c o m m a n d e s par engrenages e t bielles s o n t fréquents.
E n E u r o p e Centrale et en Suisse en particulier, on a tendance à, employer l'engrenage seul. L ' e n t r a î n e m e n t le plus employé est le s y s t è m e Bûchli, q u i t r a n s m e t le couple sans ressort à la roue m o t r i c e . D ' a u t r e s systèmes existent, c o m m e l ' a r b r e c r e u x avec ressorts à boudin, v e n u d ' A m é r i q u e sous le n o m de « quill drive » e t employé au Loetschberg, puis les s a b o t s disposés sur les six b r a s de l ' a r b r e creux, a t t a q u a n t la r o u e sur des p l a q u e t t e s mé
nagées à cet effet, des chemins de fer allemands.
P o u r des vitesses de l'ordre de 80 km./h., on v i e n t d'adopter en Allemagne, les m o t e u r s suspendus p a r le nez. Sur ces mêmes locomotives, on a p r é v u u n dispositif d'égalisation automatique
de la charge des essieux.
Il convient de m e n t i o n n e r enfin les 35 locomotives à 100 km./h.
d e s chemins de fer autrichiens, d a n s lesquelles d e u x moteurs v e r t i c a u x a t t a q u e n t par engrenages coniques un a r b r e creux, qui e n t o u r e l'essieu m o t e u r e t l ' a t t a q u e par un a c c o u p l e m e n t à arti
culation.
Dispositions générales de l'équipement électrique. Commande û éléments. — P e n d a n t q u ' o n a u g m e n t a i t le n o m b r e des moteurs, j u s q u ' à 12 quelquefois, on c o n t i n u a i t à a d o p t e r p a r t o u t , un seul t r a n s f o r m a t e u r . Celui-ci est à huile, refroidie artificiellement.
D ' h a b i t u d e , on règle la tension au secondaire qui comporte, à cet effet, u n g r a n d n o m b r e de prises. T o u t d e r n i è r e m e n t , on a a d o p t é le réglage sur la h a u t e tension sur d e u x locomotives suisses. L e t r a n s f o r m a t e u r , ainsi q u e t o u t l'appareillage élec
t r i q u e , est généralement disposé dans la p a r t i e centrale de la locomotive. L e s p a n t o g r a p h e s sont à u n e semelle, le courant à c a p t e r ne d é p a s s a n t guère 150 a m p è r e s . Les facteurs seront près des t r a n s f o r m a t e u r s pour réduire la long des connexions.
Les moteurs, ainsi que leurs appareillages auxiliaires, ventila
teurs, inverseurs d ' e x c i t a t i o n , s o n t divisés en d e u x groupes a v a n t et arrière. Les m o t e u r s auxiliaires p e u v e n t ê t r e d u t y p e série, à répulsion ou à i n d u c t i o n .
On emploie la c o m m a n d e p a r c o n t a c t e u r s , actionnés électro- pneumatiquement, é l e c t r o m a g n é t i q u e m e n t ou de préférence p a r arbres à cames, car c e t t e disposition évite u n e g r a n d e q u a n t i t é de circuits compliqués de sécurité e t de contrôle. Certaines loco
motives allemandes de v o y a g e u r s e t m a r c h a n d i s e s s e r o n t équi
pées avec « une c o m m a n d e p a r r é g u l a t e u r de précision » q u i per
met de passer d ' u n e position principale à u n e a u t r e d u régu
lateur de tension, sans variation b r u s q u e de l a tension. Dispo
sition très utile, s u r t o u t a u m o m e n t d ' u n p a t i n a g e , q u e celle par laquelle le mécanicien p e u t d i m i n u e r la tension a u m o y e n du régulateur de précision, alors q u e la limite d ' a d h é r e n c e serait dépassée.
Freinage électrique. — D a n s le freinage à résistances, les m o teurs sont excités en continu ou en m o n o p h a s é , et d é b i t e n t sur des résistances placées sur le t o i t d ' h a b i t u d e .
La récupération est é g a l e m e n t utilisée. E n Suisse, on a appliqué un système u t i l i s a n t l ' e x c i t a t i o n s h u n t des m o t e u r s de t r a c t i o n . Chauffage du train. — Toujours assuré é l e c t r i q u e m e n t , e t sui
vant une convention i n t e r n a t i o n a l e à 1000 volts.
Locomotives à convertisseurs. — T r a n s f o r m e n t le m o n o p h a s é en triphasé ou en continu, p a r des convertisseurs r o t a t i f s . Leur avantage est de p e r m e t t r e d'employer le c o u r a n t industriel à 50 p ; s, a u p r i x , il e s t vrai, d ' u n e sérieuse complication de la locomotive. On a a p p l i q u é c e t t e solution en H o n g r i e sous une tension de 15000 v o l t s .
Le f o n c t i o n n e m e n t p a r a î t t r è s satisfaisant, e t ce sera vrai
ment la solution de l'avenir, dès q u ' o n a u r a suffisamment per
fectionné le redresseur à v a p e u r de m e r c u r e à grilles polarisées.
On p e u t signaler 5 locomotives a l l e m a n d e s p o u v a n t m a r c h e r ' sur lignes non électrifiées p a r a c c u m u l a t e u r s , chargés à t r a v e r s des redresseurs à v a p e u r de m e r c u r e .
Les locomotives avec e n t r a î n e m e n t individuel des essieux, procurent u n e meilleure utilisation du poids et, en Allemagne comme en Suisse, c'est l ' u n i q u e solution envisagée pour l'avenir.
III. Conditions économiques. — D e u x e n q u ê t e s détaillées ont été faites à ce sujet en E u r o p e , pai la Suisse e t p a r la Suède. On est arrivé à la conclusion q u e le capital investi d a n s l'électrifi- cation est r é m u n é r é a u t a u x de 6,8 % en Suisse, e t de 4,9 en Suède. Cette différence est d u e a u x conditions économiques défa
vorablement influencées en Suède p a r l'emploi d u s y s t è m e t r i phasé avec t r a n s f o r m a t i o n d a n s c h a q u e sous-station et, d ' a u t i e part, par la faiblesse r e l a t i v e du trafic.
La traction électrique p e r m e t la r é d u c t i o n d u personnel. On tend de plus en plus à confier la c o n d u i t e des t r a i n s à u n seul homme, en cas de défaillance d u q u e l , le c o u r a n t est a u t o m a tiquement coupé e t le t r a i n freiné.
IV. Importance par rapport à d'autres systèmes de traction. — D'après les s t a t i s t i q u e s présentées, on p e u t affirmer que le sys
tème monophasé e s t le plus i m p o r t a n t p a r m i les a u t r e s sys
tèmes, à c o u r a n t c o n t i n u ou t r i p h a s é .
En ce qui concerne la longueur des voies électrifiées, il vient largement en t ê t e avec 9751 k m . en 1931. A u p o i n t de vue consommation, d e m ê m e , m a i s a b s t r a c t i o n faite des réseaux urbains qui de ce p o i n t de v u e s o n t les plus i m p o r t a n t s .
Moteurs de chemin de fer à courant alternatif
p a r M . P . M U I X E R .
52 SECTION. COMMUNICATION № 4 C (ALLEMAGNE)
Tout dernièrement, on a m o n t r é q u ' i l y a lieu de distinguer sous les balais d e u x f. e. m . : la « f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r » due au c h a m p p u l s a t o i r e e t l a « f. e. m. de c o m m u t a t i o n » ren
contrée aussi en c o u r a n t c o n t i n u , e t il y a lieu d ' e x a m i n e r c h a cune de celles-ci séparément : des essais stroboscopiques m o n t r e n t q u ' u n e flamme a u x balais est constituée n e t t e m e n t p a r d e u x p a r t i e s : l ' u n e p r o v e n a n t de la f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r , e t une a u t r e de la f. e. m . de c o m m u t a t i o n . C'est cette dernière qui p a r a î t la plus dangereuse.
Les m o t e u r s à c o u r a n t alternatif sont placés d a n s des condi
t i o n s plus dures de ce p o i n t de v u e : un entrefer réduit, g r a n d n o m b r e de pôles, g r a n d e fréquence, faible largeur de dents, etc.
On e s t c o n d u i t à des enroulements conçus en vue d ' u n e b o n n e c o m m u t a t i o n ; un n o m b r e modéré d'encoches e t peu de spires p a r encoche, bobinage d i a m é t r a l à pas échelonné, etc. P o u r éviter les h a r m o n i q u e s et les oscillations dues a u x encoches, on p e u t a d o p t e r u n e disposition oblique des encoches et un large entrefer. U n e b o n n e c o m m u t a t i o n exige de m ê m e u n e c o n s t r u c t i o n absolument [impeccable du collecteur et des porte-balais.
La f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r est i n d é p e n d a n t e de la vitesse, e t g ê n a n t e s u r t o u t au d é m a r r a g e . Elle p r o d u i t un c o u r a n t de court-circuit qui se ferme dans le balai et qui est limité p a r la résistance ohmique et i n d u c t i v e de la spire e t de la résistance o h m i q u e d u c o n t a c t et d u balais. Ce c o u r a n t est perpendicu
laire a u c h a m p et, en se superposant au c o u r a n t principal, p e u t décalei celui-ci p a r r a p p o r t au c h a m p e t rendre le couple pério
d i q u e m e n t négatif, provoquer des étincelles, des vibrations du balai e t réduction de l'adhérence.
D ' a p r è s l'expérience, u n e valeur m a x i m u m de 8 volts par s e g m e n t est encore admissible. Le dispositif le plus efficace p o u r d i m i n u e r les effets nuisibles de la f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r , est l ' a u g m e n t a t i o n de la iésistance i n d u c t i v e de la spire, donc sa dispersion, ce qui a u r a p o u r effet de diminuer le c o u r a n t de court-circuit en valeur, diminuer son déphasage. On a t t é n u e ainsi la v i b r a t i o n et l'on améliore le couple de d é m a r r a g e . L ' e m ploi d ' u n enroulement i n d u c t e u r fractionné offre aussi b e a u c o u p d ' a v a n t a g e s , p a r suite de la naissance d ' u n e courbe de c h a m p p l u s sinusoïdale. E n marche, les conditions se modifient favo
r a b l e m e n t et les étincelles de d é m a r r a g e s ' a t t é n u e n t f o r t e m e n t déjà, pour u n p e t i t n o m b r e de t o u r s . Poui éviter l'étincelle, il
~ v Li«
f a u t q u e l'énergie -g- s o i t suffisamment faible p o u r qu'elle puisse ê t r e captée p a r Tés balais. Il y a toujours i n t é r ê t à a u g m e n t e r L, car i est proportionnel à 1/L. L e balai recouvrant, plusieurs segments, un p h é n o m è n e i m p o r t a n t i n t e r v i e n t ; q u a n d u n e spire q u i t t e le balai, le c o u r a n t décroissant i n d u i t d a n s la spire s u i v a n t e u n e f. e. m . s u p p l é m e n t a i r e . Avec plusieurs spires d a n s une m ê m e encoche, le phénomène se répète, le c o u r a n t a t t e i n t sa valeur m a x i m u m d a n s la dernière spire. Ainsi le balai est surchargé sur le bord arrière du dernier segment, ce qui s'ac
c e n t u e encore plus q u a n d la c o m m u t a t i o n est insuffisante, e t q u i a p o u r effet la concentration sur le bord de sortie du b a l a i , d u c o u r a n t de t r a v a i l .
Les h a r m o n i q u e s supérieures, dans la tension du fil aérien, o n t aussi un effet nuisible, a t t é n u é toutefois p a r un suffisamment g r a n d entrefer. On compense plus ou moins p a r un c h a m p a u x i liaire déphasé la f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r , a u m o y e n d ' u n e résistance, mise en parallèle. Celle-ci a aussi p o u r effet d'amoi til
les oscillations d u c h a m p auxiliaire au passage des d e n t s de l ' i n d u i t .
L a f. e. m. de t r a n s f o r m a t e u r d e v i e n t une très sérieuse diffi
c u l t é seulement d a n s les m o t e u r s de 50 p : s. Elle rend la cons
t r u c t i o n de ces m o t e u r s t r è s délicate, e t les locomotives à con
vertisseurs d e v i e n n e n t plus économiques.
Toutes ces c o n s i d é r a t i o n s ' p e u v e n t servir à donner des direc
tives d a n s la construction des m o t e u r s . L a solution la plus éco
nomique serait obtenue si c h a q u e p a r t i e du m o t e u r a t t e i g n a i t juste les limites d'éehauffement permises.
Au démarrage, les conditions sont essentiellement différante»
des conditions de m a r c h e normale, ce q u e l ' a u t e u r illustre pal
les r é s u l t a t s d'un essai, c o m p o r t a n t une m a r c h e de 5 km.
T o u t ce qui précède constitue un très riche enseignement et un excellent guide pour un calcul rationnel des différentes parties du m o t e u r .
Signalons enfin que les m o t e u r s monophasés m o d e r n e s sem
blent utiliseï beaucoup mieux la matière que les m o t e u r s à cou
r a n t continu.
Les moteurs de traction à haute tension
par M. B i A N c. i u
5e SECTION. RAPPORT № 6 ( I T A L I E )
Ce r a p p o r t est consacré à l'exposé des p r i n c i p a u x problèmes qui se sont présentés dans la construction des m o t e u r s triphasés à 3400 volts 16,7 p/s, et dans celle des m o t e u r s à 3000 volts c o u r a n t continu, s u r t o u t par suite de l'élévation de la tension
d'alimentation.
Moteurs triphasés. — L e choix de ces m o t e u r s a é t é conditionné vers 1900 d'une p a r t , par la nécessité de diminuer le courant de contact, et parce que, d ' a u t r e p a r t , le s y s t è m e monophasé n ' é t a i t pas encore développé. L a fréquence é t a i t fixée p a r des considérations mécaniques ; on employait de préférence les sys
tèmes de transmission à bielles, ou avec i n d u i t calé sur l'arbre même. Le progrès réalisé dans la construction de ces moteurs à induction est dû, moins à la mise au point du calcul q u ' à l'expé
rience p r a t i q u e acquise.
I. Encombrement et schéma d'enroulement des moteurs asyn- chrones à haute tension. — Il y a lieu de r e m a r q u e r t o u t d ' a b o r d une i m p o r t a n t e réduction de poids p a r k i l o w a t t ùnihoraire, jus
q u ' à environ 13 kg. p a r kw.
P o u r faire varier la vitesse, on emploie t r o i s procédés : cou
plage en cascade, v a r i a t i o n du n o m b r e de pôles, v a r i a t i o n du n o m b r e de phases. Ce s o n t ces d e u x dernières m é t h o d e s qui se sont développées s u i t o u t . L ' a u t e u r donne u n t a b l e a u r a s s e m b l a n t les différentes possibilités de c h a n g e m e n t de pôles d ' u n m o t e u r asyn
chrone. L a m é t h o d e indiquée consistant dans le choix d ' u n enrou
lement, genre courant continu, ne p e r m e t d'avojr que d e u x vi
tesses. P o u r avoir plusieurs vitesses, il f a u t changer en même t e m p s le n o m b r e de phases, ce q u i exige alors un transforma
t e u r triphasé-polyphasé.
L ' a u t e u r indique un cas p a r t i c u l i e r p e r m e t t a n t d'obtenir trois vitesses, p a r un couplage spécial de d e u x m o t e u r s en série. La limitation du poids ne p e r m e t pas généralement l ' a d o p t i o n d'un t r a n s f o r m a t e u r pour l ' a l i m e n t a t i o n du stator, mais on peut, appliquer cette m é t h o d e a u rotor.
Mode d'isolement des moteurs asynchrones à haute tension. —•
Cette question constitua l'une des principales difficultés, pen
d a n t longtemps. D e t r è s nombreuses détériorations o n t compro
mis les isolements des premiers de ces m o t e u r s . U n examen sys
t é m a t i q u e a permis de reconnaître q u e le défaut n ' a p p a r a î t non pas dans l'isolement à la masse, mais d a n s l'isolement entre conducteurs. Les court-circuits e n t r e d e u x conducteurs voisins e n t r a î n e n t un échauffement local, e t ensuite la perforation de l'isolement à la masse. De m ê m e , on a reconnu q u ' u n isolement
trop épais p e u t nuire en t a n t que m a u v a i s calorifuge. Des amé
liorations notables ont été réalisées, s u r t o u t par l'emploi de plus en plus généralisé d u mica, de l ' a m i a n t e émaillée, etc. L ' a u t e u r décrit les différents isolements employés.
I I I . Conditions d'essais des isolants des moteurs de traction. — A v a n t e t a p r è s m o n t a g e , on fait subir a u x m o t e u r s , e t plus par
ticulièrement a u x enroulements, des essais d'isolement très sé
vères, fixés p a r les chemins de fer italiens.
Les qualités des m a t é r i a u x employés e t les soins d'exécution ont une énorme i m p o r t a n c e , car avec les m ê m e s épaisseurs d'iso
l a n t , on a t r o u v é des tensions de perforation différant de 30(1 %.
Le n o m b r e des avaries par d é t é r i o r a t i o n d'isolant dans les m o t e u r s isolés s u i v a n t les m é t h o d e s indiquées, et eu s'inspiranl de ces expériences, est, nul ou très p e t i t .
Moteurs à courant continu. — L'expérience acquise dans l a construction des m o t e u r s triphasés a g r a n d e m e n t facilité la réalisation des m o t e u r s à c o u r a n t continu à h a u t e tension, qui a sérieusement commencé en 1924. On a d o p t e des groupes de deux machines à 1500 volts en série.
I. — Conditions pratiques de fonctionnement. — On ne construit p a s de m o t e u r s à 3000 volts, non pas parce q u e ce serait irréa
lisable avec un seul collecteur (car on c o n s t r u i t de ces moteurs pour les services auxiliaires), mais on choisit les m o t e u r s à 1500 volts couplés d e u x à d e u x en série, car c e t t e solution convient m i e u x à la c o m m a n d e individuelle des essieux p a r engrenages, d o n t on est très satisfait. Il faul prévoir ces m o t e u r s p o u r fonc
t i o n n e r à des tensions bien supérieures à 1500 volts, p a r exemple, en cas de r é c u p é r a t i o n . E t s u r t o u t , q u a n d un essieu p a t i n e , la tension de son m o t e u r baisse et celui mis en série est survolté. La possibilité et la g r a n d e u r de la surtension croissent avec le nombre de m o t e u r s en série. D a n s certains schémas de récupération, il p e u t a p p a r a î t r e une surtension de 6 fois 1500 soit 9000 volts avec 6 m o t e u r s mis en série p o u r r é c u p é r e r e t surexciter p o u r une cause accidentelle quelconque.
I I . Moteurs à 1500 volts. — Ces m o t e u r s ne p r é s e n t e n t aucune difficulté d ' é t u d e . Ils remplissent des services t r è s différents, ce q u i p e r m e t d'entrevoir leur s t a n t a r d i s a t i o n .
I I I . Moteurs à 3000 volts. — L e u r c o n s t r u c t i o n est courante p o u r les services auxiliaires. Les difficultés de construction aug
m e n t e n t en général avec ces m o t e u r s , q u a n d la puissance diminue, L ' a u t e u r donne les caractéristiques de d e u x m o t e u r s de compres
seurs de 8 kw., q u i sont à peu près à la l i m i t e de construction normale.
D a n s ces m o t e u r s de t r a c t i o n , on p e u t affirmer que la limite d e la tension p e u t ê t r e d ' a u t a n t plus g r a n d e q u e la puissance est plus g r a n d e .
IV. Moteurs bipolaires. -- L a réduction du n o m b r e de pôles ( q u a t r e d a n s les exemples précédents) à d e u x p e r m e t t r a i t une nouvelle a u g m e n t a t i o n de la tension avec u n seul collecteur, m ê m e en l i m i t a n t la tension e n t r e lames à 25-30 volts. On a employé aussi les m o t e u r s bipolaires à deux collecteurs, dans lesquels la tension e n t r e lames se r é d u i t à 10-15 volts.
V. Mode d'isolement. — L ' a u t e u r étudie le m o d e d'isolement a d o p t é sur les grands m o t e u r s de traction à 1500 volts, qui m o n t r e n t beaucoup d'analogie avec l'isolement des moteurs de t r a c t i o n triphasés. D e m ê m e , il signale quelques particularités des m o t e u r s à 3000 volts et faible puissance (10 kw).
Modalité de construction pratique. — U n e b o n n e commutation e s t réalisée à l'aide des pôles de compensation. Les flashes an collecteur, la p r a t i q u e l'a m o n t r é , n e sont j a m a i s dus à un défaut de. c o m m u t a t i o n , mais à de fausses m a n œ u v r e s ou des surten
sions en ligne. P o u r éviter le flash,un bon dispositif consiste dans le r a p p r o c h e m e n t d u porte-balais à la masse, l'étincelle s'amor- ç a n t alors à cette dernière, au lieu de parcourir la surface du collecteur.
Parfois, pour faciliter l'inspection, on r é d u i t le n o m b r e des rangées de balais de q u a t r e à deux, bien que ceci a u g m e n t e du double le d i a m è t r e du collecteur.
(A suivre)
