Traction électrique

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- - rCcL.f«).
  - ENCYCLOPÉDIE INDUSTRIELLE ET COMMERCIALE
  - ÛCl' fûû
  - IRACTION
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  - Bkné MARTIN
  - Ingénieur des Arls et Manufaclures Ingénieur à la Compagnie française Thomson-IIouston Chargé de Conférences d'ÉIectricité Industrielle à l’Ecole Centrale des Arls et Manufactures Professeur du Cours de Traction Electrique à l'Ecole des Travaux Publics
  - Préface de E. i>e MARCHENA
  - Ingénieur des Arts et Manufactures Professeur du Cours d'ÉIectricité Industrielle à l’Ecole Centrale des Arts et Manufactures
  - Ouvrage illustré de 585 figures et de 57 planches hors-texle
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  - PARIS
  - LIBRAIRIE DE L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE
  - 3 Rue Thénard, 36is 1 920
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- - PRÉFACE
  - C’est pour moi un très vif plaisir que d'avoir à présenter au lecteur Fourrage de M. René Martin et de répondre ainsi au désir qu'a bien voulu me manifester un jeune collaborateur, dont j'ai pu apprécier aussi bien le talent que la modestie.
  - J'en suis d'autant plus heureux que cet ouvrage vient, au bon moment, remplir une place inoccupée dans la littérature technique. Il constitue, à ma connaissance, depuis le traité classique de MM. A. Blondel et P. Dubois, le premier ouvrage de cette importance qui ait été écrit en langue française ; il se distingue de tous ceux qui ont paru dans la littérature étrangère, par son ordonnance rationnelle, la manière à la fois générale et détaillée dont est traitée chaque partie du sujet et par sa documentation abondante, qui ne consiste pas, comme trop souvent, en une compilation de publications techniques variées, mais qui, au contraire, a sa source dans l’expérience propre du praticien. On sent de suite que celui qui tient la plume a longtemps vécu son sujet et, en effet, toute la carrière déjà bien remplie de M Martin a été consacrée à la traction électrique, soit pour les études, soit pour la construction, soit pour l’exploitation. Les séjours faits par lui aux États-Unis lui ont permis des comparaisons utiles et ont beaucoup augmenté son expérience personnelle; aussi, en composant un travail qui lui fait le plus grand honneur, n'a-t-il fait que condenser le résultat de ses propres études et de sa vie professionnelle.
  - Ce traité est consacré à la traction électrique en général, sans aucune division entre ses divers champs d'application. A l'heure actuelle, il a plus particulièrement son intérêt pour les questions qui concernent l'élec-Irificcition des grandes voies ferrées. Ce grand problème est maintenant, comme on le sait, tout à fait à l'ordre du jour ; il g a lieu de penser, qu'a-Près avoir fait si souvent l’objet d'études spéculatives, il va entrer dans la l’°fe des réalisations.
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  - Tout q pousse et, plus que tout autre chose, peut-être, Vintérêt primordial qu'il q a, maintenant, pour la France comme pour le reste du monde, à utiliser, de la manière la plus parfaite, ses ressources en combustibles, en forces motrices naturelles et aussi, ajouterons-nous, en main-d’œuvre. On peut-dire que la période d'éludes, d'expériences et de préparation est passée et que celle des grandes applications va commencer.
  - L'ouvrage de M. Martin résume, de manière complète et claire, tous les résultats fournis par cette première période, ainsi que les conclusions qui peuvent en être tirées.
  - Il ne témoigne d’aucun parti pris pour tel ou tel sgstème : son auteur a trop de compétence et d'expérience pratique pour ne pas reconnaître la futilité qu’il g a à professer des dogmes absolus et à prononcer des jugements sans appel. Le progrès marche du même pas pour toutes les branches de l’industrie électrique et amène des perfectionnements constants pour chacune des solutions envisagées. Aussi, la préférence se déterminera en pratique pour chaque pays, en faveur du système qui, au moment où la réalisation commencera, sur une grande échelle, bénéficiera du maximum d’expérience et, par le fait de circonstances d'ordres divers, aura pris de l'avance sur les autres. La solution adoptée ne sera probablement pas la même partout et, d’ores et déjà, on peut prévoir que chacun des trois grands systèmes préconisés aura ses pays d'application.
  - Un sujet aussi varié et aussi complexe demande beaucoup de méthode pour être convenablement traité ; la division adoptée par M. Martin est tout à fait simple et logique.
  - Après avoir commencé à exposer la raison d'être de la traction électrique et les caractéristiques de chacun des principaux systèmes de traction (à courant continu, à courant alternatif monophasé et à courants triphasés), il étudie successivement les points essentiels de toute installation de traction, en les classant cl'une manière judicieuse en chapitres qui constituent chacun un ensemble.
  - Parmi ces chapitres, plusieurs d'entre eux sont étudiés pour la première fois d'une manière’aussi complète ; par exemple, le chapitre consacré à la commande mécanique de l'essieu permet de bien comprendre les raisons de principe qui président à la variété si grande des différents types de locomotives électriques.
  - Cette variété peut paraître extrême, quand on la compare à l'unification-remarquable à laquelle on est arrivé pour les locomotives à vapeur / elle peut donner à celui qui n’a pas l'expérience de la question, l’impres-
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- - PRÉFACE
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  - sion de décousu et d’incertitude de la part des techniciens, alors quon doit g voir surtout la souplesse des solutions que permet l’emploi de l'électricité, pour donner au mieux satisfaction aux desiderata très variables de chaque application.
  - Il est très probable que le nombre des solutions différentes se réduira dans l’avenir, mais sans jamais donner lieu, toutefois, à Vunification complète à laquelle l’emploi de la vapeur conduit.
  - Un chapitre spécial est consacré au freinage et, dans ce chapitre, est traité, avec tout le détail que comporte ce sujet, le freinage électrique par récupération.
  - Ce système de freinage, qui offre peu d’intérêt dans les applications urbaines ou suburbaines de traction électrique, offre, au contraire, un intérêt capital pour la traction sur les grandes lignes et doit faire partie du programme qui sera imposé pour leur électrification. L’étude faite à ce sujet par M. Martin est entièrement nouvelle ; elle montre cette question sous son jour véritable et indique les solutions qui ont été expérimentées ou simplement proposées pour chacun des systèmes de traction.
  - Nul doute que ce chapitre n intéresse vivement le lecteur.
  - Le chapitre consacré à la commande par unités multiples est remarquablement traité et constitue, très certainement, l’étude d'ensemble la plus complète qui ait été faite de cette importante question.
  - Le perfectionnement des systèmes à unités multiples a eu l'influence la plus grande sur le développement de la traction électrique ; il en .a étendu les possibilités d’emploi à un degré qui eût été autrement impossible. Il a seul permis la constitution des groupes tracteurs extrêmement puissants qui peuvent maintenant être envisagés et, seul, il a rendu pratique l'emploi du courant continu haute tension.
  - Après la description des différents organes qui entrent dans la constitution des systèmes à unités multiples, et de leur rôle dans le fonctionnement de l’ensemble, l’auleur en donne des exemples d'application intéressants, qui permettent aisément d'apprécier la variété des combinaisons rendues possibles.
  - Je n insisterai pas davantage sur tout ce que contient d'intéressant et d'utile cet ouvrage, qui a dû nécessiter, pour sa mise au point, une énorme somme de travail.
  - Dans son ensemble, il ne constitue pas seulement un ouvrage de vulga-cisation destiné à permettre aux personnes non initiées de prendre une Connaissance approfondie du sujet traité, mais il sera utile même aux
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - professionnels par sa documentation abondante qui tient compte des derniers progrès réalisés.
  - Il est facile à lire, ne contient aucun développement inutile au sujet et, en ce qui concerne la partie théorique, se borne strictement aux exposés nécessaires à la compréhension des questions traitées ; en un mot, il se recommande par ses qualités si éminemment françaises : la clarté et la précision.
  - Il rendra grand service à l’industrie électrique et, sans aucun doute, rencontrera le succès que mérite la grande somme d'effort et le travail consciencieux dont il est le résultat.
  - Paris, le 25 mai 1920.
  - E. DE MARCHÉ NA.
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  - AVANT-PROPOS DE L AUTEUR
  - Parmi les applications industrielles de l’électricité, la traction électrique sur voies ferrées est probablement celle qui, à l’époque actuelle, est la plus à l’ordre du jour en ce qui concerne principalement son emploi sur les lignes d’intérêt général.
  - Dans tous les pays, les .grandes compagnies de chemins de fer étudient la possibilité d’électrification partielle ou totale de leurs réseaux. D’importantes installations ont d’ailleurs été réalisées durant ces dernières années ou sont encore en cours de réalisation : lignes du Midi, du Loetschberg, du Saint-Gothard, du Giovi, du Mont-Cenis, de Savone, etc., suivant celles de la Valteline, du Simplon etc., et aux Etats-Unis, le Chicago-Milwaukee-Saint-Paul, le Butte Anaconda Pacific, le Norfolk et Western, le Pennsylvania, suivant le Baltimore, le Great Northern, le New-York Central, le New-York New-Haven et Hartford, etc. 11 n’est pas exagéré de dire que dans cette dernière décade la traction électrique a fait de gigantesques progrès.
  - Aux Etats-Unis surtout, nous trouvons en pleine activité un magnifique champ d’applications aux grandes lignes et il n’est pas étonnant que les Américains nous aient devancés dans cet ordre d’idées : leur réseau ferré dépasse en effet formidablement tous les réseaux européens par son trafic total, par la capacité de ses grandes artères et par le tonnage de ses trains. Il les dépasse aussi par la puissance financière des compagnies concessionnaires sans limite de durée de réseaux énormes et par la puissance industrielle de sociétés de construction de matériel électrique telles que la General Electric de Schenectady et la Westinghouse de Pittsburgh.
  - Aux Etats-Unis, existe actuellement en exploitation régulière depuis le début de 1917 l’électrification la plus considérable du monde : celle d'une section continue de 710 kilomètres de ligne principale du réseau du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul qui s’étend de Chicago à la côte du Pacifique. La section électrifiée traverse la région des Montagnes
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  - Rocheuses, (1) et est alimenté par les usines hydro-électriques du Montana-Power Go, disposant d’une puissance de plus de 200.000 kws et d’une réserve d’eau de plus de 500 millions de mètres cubes. Les trains remorqués atteignent 850 tonnes pour les express transcontinentaux de voyageurs et 4.500 tonnes pour les trains de marchandises (2).
  - Après une telle entreprise, jointe à l’expérience acquise entre autres sur les lignes particulièrement accidentées des chemins de fer italiens du réseau du Giovi-Mont-Cenis-Savone, on conçoit qu’on puisse, au point de vue technique, envisager la possibilité de l’électrification de n’importe quel réseau.
  - Plusieurs systèmes de traction peuvent d’ailleurs être envisagés et l’on trouve des applications importantes de chacun d’eux. En courant continu haute tension: le Butte Anaconda Pacific à 2.400 volts, le Chicago-Mil-waukee et Saint-Paul à 3.000 volts etc. ; en courant monophasé : le New-York, New-Haven et Hartford à 11.000 vol!s, le Midi à 11.000 volts, le Loetschberg à 15.000 volts, etc.; en triphasé: le Simplon, la Valteline, le Giovi à 3.000 volts etc., en monotriphasé appelé par les Américains « Split phase » : le Norfolk et Western ,Ry, le Pennsylvania (ligne d’Altona à Johnstown) à 11.000 volts.
  - Chacun de ces systèmes a ses partisans et nous verrons dans le cours de cet ouvrage les propriétés caractéristiques avec les avantages et les inconvénients de chacun d’eux. Une conclusion quant à la préférence à donner a priori à tel ou tel système serait actuellement, pour le moins, prématurée, et nous nous bornerons à observer que le courant continu haute tension, arrivé chronologiquement le dernier, semble justifier de grandes espérances. Il répond en particulier pleinement à ces qualités
  - (1) Une première section de 181 kilomètres du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul de Deer-Lodge à Three-Forks a été inaugurée en décembre 1915, une seconde section à peu près égale de Three-Forks à Harlowton a été inaugurée en juillet 1916, enfin une troisième section de 845 kilomètres de Deer-Lodge à Avery a été inaugurée en février 1917 donnant une longueur totale continue de ligne principale de 710 kilomètres de Harlowton à Avery. En outre une nouvelle section continue de 350 kilomètres environ aboutissant au Pacifique et actuellement en construction, devra être ouverte à l’exploitation au début de 1920.
  - (2) Ces tonnages élevés peuvent surprendre par comparaison avec ceux de nos trains. Il n'est pas inutile de noter à ce propos que tandis que l'attelage américain a une résistance de 136 tonnes, l'attelage européen type ancien a une résistance de 30 tonnes et le nouveau, du type renforcé, 50 tonnes. Cette circonstance n’a pas été sans aider beaucoup la transformation des réseaux américains.
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  - essentielles dans un service de traction : élasticité, souplesse et fonctionnement en récupération dans des limites étendues de la vitesse — pratiquement dans toutes les conditions ordinaires de marche, — ainsi que l’a prouvé le « Chicago-Mil\vaukee-St-Paul », dont les résultats économiques se montrent en outre satisfaisants.
  - En ce qui concerne l’utilisation de l’énergie électrique, une objection qui est souvent formulée contre le courant continu est la nécessité d’avoir dessous-stations à transformateurs rotatifs. Or, il ne faut pas perdre de vue que les réseaux de distribution d’énergie comportent le plus généralement l’emploi de courants à 50 périodes impropres à la traction monophasée ou triphasée, ce qui exige par suite l'emploi de groupes transformateurs de fréquence qui tiennent lieu des groupes convertisseurs employés en courant continu. Si d’autre part il s’agit de centrales spéciales pour la traction monophasée ou triphasée, produisant par suite des courants de 15 ou 25 périodes au maximum, outre que de tels courants amènent d’assez sérieuses complications dans tous les services accessoires, ils ne sont pas susceptibles d’être fournis à un réseau général de distribution.
  - Dans la période troublée que nous traversons, il est impossible d’évaluer avec quelque certitude, les conséquences économiques d’une importante électrification. Néanmoins, en se plaçant uniquement au point de vue économie de combustible, il y a un intérêt national de premier ordre à l’électrification fout au moins partielle, mais dans une large proportion, de nos chemins de fer. Cet intérêt résidera dans l’utilisation rationnelle des chutes d’eau, dont notre pays est amplement pourvu, à la place de la houille pour la traction des trains (1).
  - La France avait avant la guerre une consommation annuelle de charbon d’environ 60 millions de tonnes, supérieure d’environ 20 millions à sa production, cet excédent constituait naturellement un tribut net sur la fortune nationale à payer à l’étranger. Or d’après les statistiques officielles, la consommation de charbon pour les grands réseaux français, y compris la grande et la petite ceinture a été, pendant l’année 1913, de 176 millions de francs. Un programme modéré d’électrification portant sur le quart du développement des réseaux, soit environ 10.000 kilomètres de voies fer-
  - (1) Sur la division des Montagnes Rocheuses de la section électrifiée du Chieago-Milwaukee-Saint-Paul, 39,4 kwh. produisent un travail équivalent à 125 kilogrammes de charbon.
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  - rées, judicieusement choisis, permettra aisément d’économiser le tiers de la dépense indiquée ci-dessus soit près de 60 millions au prix d’avant-guerre (1).
  - Aussi nos grands réseaux français, le Midi, le P.-L.-M., le P.-O. envisagent-ils l’électrification partielle de leurs lignes. Le P.-O. en particulier projette la réalisation dans un délai de 15 à 20 années d’un ensemble de près de 3.000 kilomètres de ses lignes, ce qui constitue environ 40 0/0 de son réseau total (2) et (3).
  - A côté de cette question d’électrification des grandes lignes, une autre également importante s’impose à l’attention générale : c’est celle de l’électrification des lignes de banlieue par application des systèmes à unités multiples qui constitue la seule solution possible pour « décongestionner » les gares de banlieue dont un type bien caractérisé est à Paris la gare Saint-Lazare, d’ailleurs en cours de transformation.
  - Il y a encore la question des chemins de fer d’intérêt local à trafic réduit actuellement exploités pour la plupart par des locomotives à vapeur où le rempiannment de ce mode de traction, onéreux et ne répondant plus aux besoins actuels de confort, de transport rapide, de fréquence d’horaire, serait avantageusement effectué soit par l’emploi d’automotrices indépendantes du type pélroléo-électrique si le trafic est faible, soif par l’emploi de trains purement électriques, si le trafic est suffisamment important pour justifier les dépenses de premier établissement de lignes électriques. D’ailleurs, la première solution étant d’abord adoptée, on pourra facilement passer ensuite à la seconde si le trafic augmente dans des proportions suffisantes, ce qui sera sans doute le cas général.
  - (1) Conférence de AI. Mauduit. Annales des P. T. T. de décembre 1918.
  - (2) Bulletin de novembre-décembre 1918 de la Société d'Encouragement à l’industrie Nationale. Conférence de M. Sabouret, Ingénieur-en chef des services techniques à la Compagnie du P.-O.
  - (3) Dans le même ordre d’idées : en Suisse, pays dépourvu de houille, le Comité d’Etudes pour l’Electrification des Chemins de fer Fédéraux, comité créé dès 1902, se prononçait définitivement, en 1913, pour l’électrification des chemins de fer, et en Italie, également tributaire de l’étranger pour la houille, la Direction des Chemins de fer de 1 Etat envisage actuellement un programme d’électrification futur portant sur environ 2.000 Km. — pour un développement du réseau d’Etat de 14.000 Km. — ce qui permettra d'économiser annuellement une quantité évaluée à environ 500.000 tonnes de combustible. Ce programme est prévu pour une réalisation en trois étapes de cinq années.
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  - Enfin, il y a le cas de l’exploitation de lignes à trafic local reliées à celles d’intérêt général, qui se rattache au précédent, et que l’emploi de la traction électrique améliorerait sensiblement.
  - Nous avons pensé qu’il ne serait pas inutile, étant donné l’intérêt général de la question, de présenter au public un nouvel ouvrage de traction électrique comme suite modeste à une partie du remarquable et classique traité de MM. Blondel et Dubois.
  - Le présent ouvrage est consacré à la technique de la traction électrique pour ce qui concerne le matériel roulant comprenant les moteurs et l’équipement électrique des automoteurs.
  - La division naturelle des applications réalisées nous a conduit à étudier séparément le matériel à courant continu, le matériel à courant monophasé et le matériel à courants triphasés correspondant aux trois systèmes de traction fondamentaux en présence, auxquels se rattachent les systèmes mixtes monophasé continu et monotriphasé.
  - Après avoir exposé des considérations générales sur les avantages que procure la traction électrique et sur les différents systèmes actuellement employés, nous avons, pour chacun des systèmes fondamentaux, étudié d’abord les moteurs puis les modes de régulation de la vitesse des véhicules automoteurs en donnant particulièrement une large place au moteur courant continu qui est de beaucoup le plus employé. Sans doute la théorie du fonctionnement de ce moteur est exposée dans tous les traités d’Eleetrolechnique, mais il nous a paru utile d’y donner, en nous plaçant au point de vue particulier de son adaptation à la traction, des développements que ne peut embrasser un cours général d’électricité et que des spécialistes ont cependant intérêt à connaître.
  - Après l’étude électrique des moteurs nous avons examiné les particularités qui caractérisènt leur construction.
  - Le chapitre suivant traite du mode de transmission de l’effort moteur à l’essieu et de la suspension du moteur, questions qui font actuellement l’objet d’intéressantes discussions et dont l’importance est fondamentale au point de vue de la construction d’une locomotive.
  - Puis nous avons examiné la question du freinage en nous attachant particulièrement à celle du freinage électrique, puis à celle de la récupération, et ce, pour les trois systèmes de traction fondamentaux.
  - Dans les chapitres suivants nous avons étudié les systèmes à unités multiples, le système dit de « traction symétrique », puis les équipements
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - à courant continu haute tension qui comportent en général l’application des principes des systèmes à unités multiples.
  - Viennent ensuite les questions accessoires de l’éclairage, du chauffage, du câblage des véhicules, puis la construction des trucks, bogies et caisses.
  - L’étude si importante des automotrices indépendantes fait l’objet d’un chapitre spécial.
  - En dernier lieu nous avons examiné les matériels spéciaux : crémaillères, monorails, traction dans les mines, etc...
  - Nous considérons que le seul moyen permettant de dégager les véritables leçons de l'expérience est de donner des exemples de réalisation pour illustrer ou appuyer chaque théorie ou principe : ce que nous nous sommes efforcés de faire en nous aidant de la pratique que nous avons pu acquérir dans les différentes fonctions que nous avons successivement occupées à la General Electric d’Amérique et au service de la traction à la Compagnie Française Thomson-Houston.
  - Pour la partie théorique nous avons fait divers emprunts au traité de MM. Blondel et Dubois et pour les applications, nous avons cité autant que possible nos sources de renseignements qui ont été les nombreuses publications techniques, communications à diverses sociétés d’ingénieurs outre ceux qui nous ont été fournis gracieusement par les Maisons de construction.
  - Notre but aura été atteint si nous avons pu, par cet ouvrage, ajouter à l’intérêt que présente la question de la traction électrique et aider le lecteur dans ses recherches pour se documenter sur tel ou tel point particulier, en le mettant en état de se tenir au courant des applications nouvelles et des progrès que chaque jour apporte à cette branche des applications de l’électricité.
  - Paris, 3 avril 1919.
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- - RÉSUMÉ ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - Chapitre premier. — Introduction. Développement histoHque. ... 1
  - Chapitre II. — Utilisation de Vénergie électrique. Systèmes de
  - traction. Généralités......................................... 21
  - Chapitre III. —> Moteurs à courant continu. Etude électrique. ..... 34
  - Chapitre IY. — Essais industriels et calcul des caractéristiques des
  - moteurs à courant continu............................ ........ 73
  - Chapitre V. — Courant continu. Régulation de la marche des voitures . • . . ..........:........................................... 90
  - Chapitre VI. — Moteurs à courant monophasé. Etude électrique. . 141
  - Chapitre VII. — Courant alternatif monophasé. Régulation de la marche des voitures. Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les lignes des P. T. T........................ 171
  - Chapitre VIII. — Moteurs à courants triphasés. Etude électrique. . 199
  - Chapitre IX. — Courants alternatifs triphasés. Régulation de la
  - marche des voitures. Système mono-triphasé.................... 212
  - Chapitre X.—. Construction des moteurs de traction................. 253
  - Chapitre XI. — Transmission de l’effort moteur à l’essieu et suspension des moteurs................................................ 288
  - Chapitre XII. — Freinage des voitures électriques. Récupération . . 364
  - Chapitre XIII. — Systèmes de traction à unités multiples. Traction double symétrique. Annexes: Equipements du Nord-Sud, de l’Ouest-Etat, S. T. A. R...........................................* 461
  - Chapitre XIV. — Traction par courant continu haute tension......... 558
  - Chapitre XV. — Accessoires de la, traction...............,......... 574
  - Chapitre XVI. — Trucks et caisses des voitures..................... 594
  - Chapitre XVII. — Traction par automotrices indépendantes........... 640
  - Chapitre XVIII. — Matériels spéciaux............................... 682
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- - TABLE DES SOMMAIRES DES CHAPITRES
  - CHAPITRE PREMIER
  - Introduction.............. ............ .............................
  - Développement historique de la traction électrique : Tramways et Chemins de Fer. — Courant d’alimentation. — Classification des lignes à traction électrique et causes de l’électrification de ces lignes. — Avantages de la traction électrique par rapport à la traction à vapeur. — Conclusion et critique. — Systèmes divers: Locomotives mixtes Heilmann; Locomotive à turbo-générateur de la North-British Locomotive Co; Automotrices thermo-électriques; Locomotives à accumulateurs.
  - CHAPITRE II
  - Utilisation de l’Énergie électrique. — Systèmes de traction.
  - Généralités......................... ...................
  - Production, transmission et utilisation de l’énergie électrique. — Tension et nature du courant d’alimentation. — Classification des systèmes de traction : Systèmes à courant continu ; à courant alternatif monophasé ; à courants alternatifs triphasés. Systèmes mixtes. — Applications diverses : Lignes à courant continu ; à courant alternatif monophasé ; à courants alternatifs triphasés. Lignes mixtes. —• Conditions d’emplois des divers systèmes de traction.
  - CHAPITRE III
  - Moteurs à courant continu. — Étude électrique..............
  - Généralités. — Types de moteurs. — Moteur série. — Fonctionnement ; Sens de rotation ; Force contre-électromotrice ; Courant
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- - XIV
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - absorbé ; Vitesse ; Puissances ; Couples ; Rendements ; Caractéristiques électro-mécaniques. — Influence d’une modification de la différence de potentiel aux bornes du moteur. — Influence d’une modification de l’enroulement induit. — Stabilité de marche. — Caractéristique mécanique. — Caractéristiques de la marche d’une voiture motrice. — Remarque sur les formules de conversion des caractéristiques. — Remarque sur l’effort théorique et sur l’effort réel de la jante. — Calage des balais. — Moteurs à pôles de commutation. — Puissance nominale d’un moteur de traction. — Régime uni-horaire. — Régime de 10 heures. —Application des définitions de la puissance d’un moteur à l’étude d’un projet de traction. — Puissance continue de même échauffement. —• Puissance uni-horaire d’un moteur et puissance absorbée au démarrage. — Poids moyens des moteurs de traction.
  - CHAPITRE IV
  - Essais industriels et calcul des caractéristiques des moteurs à courant continu........................................ ......
  - Essais en plateforme. —• Nature et but des essais. — Montage de deux moteurs sur banc d’essai : Montage mécanique ; montages électriques. — Vérifications diverses. — Mesure des résistances.
  - — Moteurs d'un type existant ; Essais courants. — Essai d’échauf-ïement d’une heure. — Caractéristique en charge. — Rendement avec engrenages. — Essai d’emballement. — Essai de surtension.
  - — Moteurs d’un type existant; Essais complets. — Caractéristiques à vide. — Rendement par les pertes séparées. — Essais d’échauffement. —• Caractéristiques thermiques. — Courbes du courant absorbé et de la puissance développée en chevaux pour un échauffement donné. — Courbe de refroidissement.
  - CHAPITRE V
  - Courant continu. — Régulation de la marche des voitures...
  - Objet de la régulation de la marche des voitures. — Principe des méthodes employées. — Etude du démarrage. — Calcul de l’effort à développer. — Poids d’inertie.
  - I- — Alimentation a potentiel constant Contrôle rhéostatique. — Théorie. — Détermination graphique des
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- - TABLE DES SOMMAIRES
  - résistances de démarrage: Cas d’un moteur; Cas de deux moteurs. — Contrôleurs. — Résistances employées.
  - Contrôle série-parallèle. — Détermination graphique des résistances de démarrage. — Equipements à 4 moteurs. — Contrôleurs. — Cas particulier de l’alimentation à haute tension.
  - Modification du bobinage de l’induit.
  - Variation du flux inducteur : Modification du nombre des spires inductrices ; Shuntage des enroulements inducteurs par des résistances ; Caractéristiques du moteur à inducteurs shuntés. — Contrôleur série-parallèle avec shuntage. — Résultats d’essais et applications. — Remarques générales sur les démarrages.
  - II. -— Alimentation a potentiel variable
  - Méthode des accumulateurs à groupements variables. — Méthode de la variation d’excitation de la génératrice: Ward-Léonard. Heilmann. — Méthodes diverses : Survolteur-dévolteur Ward-Léonard, Systèmes S. T. A. R.
  - CHAPITRE VI
  - Moteurs à courant monophasé. — Étude électrique. .........
  - introduction. — Différents types de moteurs. —• Moteurs type série (Eickmeyer, Oerlikon, Siemens-Schuckert, Westinghouse-Lam-me). — Moteurs type répulsion et dérivés (Elihu Thomson, Latour, Winter-Eichberg, Alexanderson, Thomson-Houston, Ateliers de Constructions Electriques du Nord et de l’Est). — Appendice : Théorie algébrique élémentaire des moteurs à collecteur série et répulsion. — Détermination du couple moteur.
  - CHAPITRE VII
  - Gourant alternatif monophasé. — Régulation de la marche des voitures. — Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les lignes des P. T. T.................
  - Procédés employés pour la régulation : Transformateur; Autotransformateur ; Régulateur d’induction. — Exemples de schémas d’équipements monophasés. — Systèmes monophasés mixtes: Systèmes monophasé-continu (Méthode Ward-Léonard). — Em-
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- - XVI
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ploi du courant redressé par le redresseur Auvert et Ferrand. — Emploi du redresseur de courant à vapeur de mercure (Système Westinghouse). —- Système monotriphasé Westinghouse et Pennsylvania. — Application du système monophasé. — Remarques générales sur le système monophasé. — Lignes à alimentation mixte : Courant continu et courant monophasé. — Lignes monophasées à haute et basse tension. — Fréquence du courant d’alimentation. — Forme du couple développé par les moteurs monophasés. — Poids et coût d’entretien du matériel monophasé. — Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les circuits téléphoniques et télégraphiques voisins. — Dispositif employé sur la ligne principale du New-York, New-Haven et Hartford. — Méthode Girousse. — Méthode des transformateurs-suceurs.
  - CHAPITRE VIII
  - Moteurs à courant triphasés. — Étude électrique.................... 199
  - Introduction. —• Rappel des propriétés fondamentales du moteur asynchrone triphasé : Glissement ; Vitesse ; Changement du sens de rotation. — Couple. — Puissances et rendements. — Caracté-
  - ristiques électro-mécaniques. — Caractéristique mécanique. — Stabilité de marche. — Réversibilité du moteur asynchrone. — Fonctionnement en récupération. — Résumé des propriétés principales du moteur asynchrone.
  - CHAPITRE IX
  - Courants alternatifs triphasés. — Régulation de la marche
  - des voitures. — Système mono-triphasé.................... 212
  - Différents modes de régulation : Couple ou vitesse. — Etude du démarrage.
  - Procédés de régulation du couple : Transformateur ; Survolteur à rapport de transformation variable ; Modification du groupement des enroulements inducteurs ; Etoile-triangle ; Série-parallèle.
  - Procédés de réglage de la vitesse : Contrôle rhéostatique ; Modification du nombre de pôles ; Groupement en cascade ou tandem ; Cascade triple Ganz ; Régulation de la vitesse par combinaison de la modification du nombre de pôles et du groupement en cascade ; Système mixte monotriphasé (split phase).
  - Remarques générales sur le système triphasé.
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- - TABLE DES SOMMAIRES
  - XVII
  - CHAPITRE X
  - PAGE
  - Construction des moteurs de traction............................. 253
  - Conditions mécaniques générales d’établissement d’un moteur de traction.
  - I. — Moteurs a courant continu
  - Conditions générales. — Détails de construction : Carcasse inductrice; Paliers d’induit; Paliers à billes; Armatures; Pôles inducteurs; Enroulement des inducteurs; Balais et porte-balais; Isolants ; Engrenages et carters. — Remarques sur les moteurs à courant continu haute tension.
  - II. — Mote URS A COURANTS ALTERNATIFS Moteurs monophasés. — Moteurs triphasés.
  - III. — Moteurs ventilés : courant continu ou alternatif
  - CHAPITRE XI
  - Transmission de l’effort moteur à l’essieu et suspension des moteurs.................................................
  - 288
  - I. — Moteurs a action directe
  - Moteurs non suspendus. — Moteurs à demi-suspendus. — Moteurs complètement suspendus : Emploi d’un arbre creux concentrique à l’essieu (Raffard).
  - II. — Moteurs a action indirecte
  - Moteurs à engrenages et entraînement rigide : Engrenages à double réduction; Engrenages à simple réduction. — Suspension des moteurs à engrenages : Suspension par le nez ; Suspension par barres latérales de la General Electric Co ; Suspension par joug de la General Electric Co ; Suspension Westinghouse ; Suspension Westinghouse « Gradle suspension » ; Suspension Walker. — Etude des effets du couple de réaction sur la suspension des moteurs. — Moteurs à engrenages élastiques. — Moteurs à engrenages élastiques et arbre creux. —- Transmissions par bielles et manivelles avec ou sans engrenages. — Locomotives à moteurs
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- - XVIII
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - page
  - très surélevés. — Remarques générales sur les transmissions par bielles et manivelles. — Influence de la position du moteur sur la position Au centre de gravité du véhicule, sur la stabilité de celui-ci et sur les efforts latéraux sur la voie. — Phénomènes d’oscillation des locomotives électriques. — Transmissions diverses :
  - Par vis sans fin ; Par engrenages coniques.
  - CHAPITRE XII
  - Freinage des voitures électriques. — Récupération.............. 364
  - Considérations générales. — Modes d’action des freins.
  - I. — Absorption de l’énergie par frottement A. — Étude théorique du freinage.
  - Parcours minima pour l’arrêt d’une automotrice seule, d’une voiture motrice attelée d’une remorque. — Pression totale sur les sabots pour un bon freinage dans les conditions ordinaires. — Sablières.
  - B. — Différents systèmes de freins utilisant les effets d3 irottement.
  - Freins exclusivement mécaniques.
  - Freins à air comprimé. — Production de l’air comprimé. —• Equipement de freins à air comprimé par groupe moteur compresseur électrique: Freins à air comprimé direct; Systèmes automatiques. —. Pressions ordinaires pour le fonctionnement des freins.
  - — Régulateurs électro-pneumatiques. — Détermination de la puissance d’un compresseur. — Consommation d’air pour le freinage.
  - Freins électromagnétiques. — Frein à plateau sur essieu de la General Electric. — Freins modernes à patins sur rail. — Excitation des freins. — Freins à patins sur rail pour voitures de remorque. — Application des freins électromagnétiques à patins sur rails. — Calcul de la distance parcourue jusqu’à l’arrêt par une voiture. — Avantages des freins électromagnétiques.
  - II. — Freinage électrique par les moteurs
  - A. — Courant continu.
  - Freinage par inversion de marche. — Freinage électrique par fonctionnement des moteurs en générateurs débitant sur résistances.
  - — Contrôleurs à freinage électrique. — Théorie du freinage élec-
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- - TABLE DES SOMMAIRES
  - XIX
  - trique par fonctionnement des moteurs en générateurs. — Résistances de freinage. — Caractéristiques du fonctionnement d’une voiture en freinage électrique sur une pente donnée. — Calcul des résistances de freinage, la vitesse devant rester dans des limites données. —• Freinage par mise des moteurs en court-circuit franc. — Freinage par récupération. — Fonctionnement en récupération des locomotives du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul.
  - B. — Courant alternatif monophasé.
  - Freinage par inversion de paarche. — Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs : sur résistances, par mise des moteurs en court-circuit ; par récupération. — Nouveau procédé de freinage par récupération (Oerlikon).
  - C. — Courants alternatifs triphasés.
  - Freinage par inversion de marche. — Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs asynchrones. — Diagramme du fonctionnement en récupération. — Caractéristiques du fonctionnement en freinage électrique sur une pente donnée. — Rendement de la récupération aux moteurs. — Applications du fonctionnement en récupération. —• Freinage par fonctionnement en générateur synchrone sur résistances. •
  - D. — Remarques générales sur le freinage électrique.
  - Nature du freinage par récupération. — Rendement de la récupération en fonction de la pente. — Avantage du freinage électrique par récupération ou sur résistances.
  - CHAPITRE XIII .
  - Systèmes de traction à unités multiples. — Traction double symétrique. — Annexes : Equipements des automotrices du Nord-Sud, de l’Ouest-Etat, Equipements S. T. A. R... 461
  - I. — Systèmes de traction a unités multiples
  - Introduction. —- Caractéristiques de ces systèmes. — Remarques sur les conditions économiques d’établissement.
  - A. — Systèmes à unités doubles.
  - 1er système (Ligne Invalides-Champ-de-Mars) ; 2e système (Siemens et Halske); 3e système (Métropolitain de Paris, Thomson-Houston). — Critique de ces systèmes.
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- - XX
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - B. — Systèmes à unités multiples.
  - Principe. — Systèmes divers :
  - 1° Systèmes à contrôleurs asservis. — Système pneumatique Auvert. — Système électro-magnétique Sprague. — Système électro-pneumatique Westinghouse (Mersey). — Système électropneumatique Siemens-Schuckert.
  - 2° Systèmes à contrôleurs relayés. — Système électro-magnétique General Electric ou Thomson-Houston. — Equipements modernes électro-magnétiques Sprague, General Electric ou Sprague-Thom-son-Houston. — Equipements non automatiques, semi-automatiques, à accélération automatique par le contrôleur, à accélération automatique par un relais. —. Détails des principaux appareils d’un équipement à relais automatique. — Système électromagnétique Dick Kerr. — Systèmes électro-pneumatiques modernes Westinghouse « Turret type» et «Unit Switch type».
  - C. — Applications des systèmes à unités multiples.
  - Equipements à unités multiples pour la traction à courant alternatif monophasé ou par la traction mixte courants monophasé et continu et pour la traction à courants triphasés.
  - Application des systèmes à unités multiples à des motrices isolées.
  - Extension des systèmes à unités multiples à la commande de machines fixes.
  - IL — Traction double symétrique III. — Annexes
  - Equipements des automotrices du chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris.
  - Equipements des automotrices de la Compagnie du chemin de fer de rOuest-Etat.
  - Systèmes de traction S. T. A. R. de la Compagnie du chemin de fer Métropolitain de Paris.
  - CHAPITRE XIV
  - Traction par courant continu haute tension. — Equipements des automotrices.........................................
  - Introduction. — Généralités. — Système General Electric ou Thomson-Houston. — Système Westinghouse. — Système Siemens-Schuckert. — Système Brown-Boveri.
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- - TABLE DES SOMMAIRES
  - XXI
  - CHAPITRE XV
  - Accessoires de la traction .........
  - PAGE
  - 574
  - I. — Eclairage
  - Eclairage des automotrices. — Eclairage des remorques. — Cas de l’alimentation en courant continu haute tension. — Cas de l’alimentation en courants alternatifs.
  - II. — Chauffage.
  - Divers modes de chauffage. — Comparaison entre les qualités de-chaleur dégagées par le courant électrique et par la houille. — Divers modes de chauffage électrique. — Conditions d’emploi des deux systèmes. —• Appareils employés. — Garanties de construction des chaufferettes. — Consommation d’énergie.
  - III. — Equipement électrique d’une automotrice
  - Dispositions générales. — Causes d’incendie et précautions à prendre pour la câblerie.
  - CHAPITRE XVI
  - Trucks et Caisses des Voitures................................. t>94
  - I — Trucks
  - Trucks rigides à deux essieux parallèles. — Trucks à grands empattements à deux essieux. — Trucks rigides à trois essieux parallèles. — Trucks rigides à quatre essieux parallèles ou davantage.
  - — Bogies-trucks. —• Bogies-trucks à traction maxima. — Truck à essieux radiaux. — Essieu monté et bandages.
  - II. — Caisse des voitures
  - Matériaux employés. —• Dispositions intérieures des voitures. —
  - Aspect extérieur de quelques automotrices types. — Chasse corps.
  - — Ramasse corps.,— Attelages.
  - CHAPITRE XVII
  - Traction par automotrices indépendantes............ . . 640
  - Re l’emploi des automotrices indépendantes en général.
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- - XXII
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 1. — Traction par accumulateurs A. — Tramways.
  - PAGE
  - Remarques générales sur remploi des accumulateurs. — Lignes à traction uniquement par accumulateurs. — Lignes à traction mixte par accumulateurs et trolley (ou caniveau). — Installation des éléments dans les voitures. — Régulation de la. vitesse des voitures. — Exemples de tramways urbains à accumulateurs.
  - P». — Automotrices sur voies ferrées.
  - Développement de la traction par accumulateurs en Allemagne.
  - II. — Automobiles thermo-électriques
  - A. — Emploi du moteur à explosion.
  - Dispositions générales employées. — Automotrices à transmission électrique. — Automotrices à transmission mixte et à récupération (Système Piéper). — Comparaison entre les deux systèmes.
  - — Consommation de combustible des automotrices pétroléo-élec-triques.
  - B. — Emploi du moteur à combustion interne.
  - Automotrices de l’Etat suédois. — Automotrices des Chemins de Fer saxons et prussiens.
  - C. — Remarques générales sur l’emploi des voitures thermo-électriques. — Applications.
  - CHAPITRE XVIII
  - Matériels spéciaux
  - 682
  - I. — Trottoir roulant
  - Principe et description.
  - II. — Automotrices monorails
  - Introduction. — Systèmes monorails divers. — Monorails à gyroscope Brennan.
  - III. — Systèmes funiculaire et a crémaillère
  - Introduction. — Traction funiculaire. — Systèmes de crémaillères. — Pièces d’entrée de crémaillère. — Poussée longitudinale dans
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- - TABLE DES SOMMAIRES
  - les systèmes à crémaillère. — Avantages de la traction électrique pour les systèmes à crémaillère. — Mécanismes de locomoteurs. __ Freinage des locomotives. —• Exemples de chemins de fer à crémaillère.
  - IV. — Traction électrique dans les mines
  - Divers modes de traction. — Locomotives à trolley. — Locomotives à tambour à câble prise de courant. — Locomotives à cabestan. — Locomotives à accumulateurs.
  - V. — Traction électrique sur les canaux Remorquage par bateaux automoteurs. — Touage. — Halage.
  - VI. — Traction électrique sans rails sur routes
  - xxiii
  - Généralités. — Systèmes principaux.
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- - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - SYSTÈMES DE TRACTION — MATÉRIEL ROULANT MOTEURS — ÉQUIPEMENTS
  - CHAPITRE PREMIER
  - INTRODUCTION
  - SOMMAIRE. — Développement historique de la traction électrique : Tramways et Chemins de fer. — Courant d’alimentation. — Classification des lignes à traction électrique et causes de l’électrification de ces lignes. — Avantages de la traction électrique par rapport à la traction à vapeur. — Conclusion et critique. Systèmes divers : Locomotives mixtes d’Heilmann. Locomotive à turbp-généra-teur de la North-British Locomotive Co. Automotrices thermo-électriques. Automotrices à accumulateurs.
  - 1. Développement historiqué de la traction électrique (1). — L’idée d’appliquer l’énergie électrique à la traction des véhicules a devancé 1 apparition de la dynamo moderne et la découverte du principe de sa réversibilité. C’est ainsi que la première voiture électrique paraît due a un simple ouvrier américain Thomas Davenport qui, dès 1834, réussit à construire une machine magnéto-motrice rudimentaire et à l’employer à la propulsion d’une voiture portant une batterie de piles. En 1838, Robert Davidson exécuta une locomotive électrique pesant 5 tonnes qui circula à la vitesse de 6 kilomètres à l’heure entre Edimbourg et Glascow.
  - (1) Extrait pour la plus grande partie de la « Traction électrique sur voies ferrées », fie MM. Bloxdel et Dubois, t. I.
  - 1
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - A la même époque, Jacobi faisait des essais de navigation électrique sur la Néva. Ce furent là les précurseurs réels de la traction électrique.
  - La première application de traction électrique à un cas vraiment pratique remonte à 1879, époque à laquelle une petite locomotive miniature Siemens et Halske futmise en service à l’Exposition universelle de Berlin. Cette locomotive (fîg. 1), captait le courant sur un rail spécial à l’aide d’un balai en fils de cuivre. Ce rail était placé dans l’axe de la voie. Le retour du courant avait lieu par les rails de roulement. Un train d’engrenages à plusieurs réductions transmettait aux essieux l’effort fourni par un
  - Fig. 1.
  - Locomotive Siemens avec son train à l'Exposition industrielle de Berlin (1879).
  - moteur ordinaire du type Siemens. Cette locomotive remorquait un petit train formé de trois véhicules et portant une vingtaine de personnes. Sa vitesse était d’environ 12 kilomètres à l’heure.
  - En 1880, MM. Bontemps et Marcel Depretz étudiaient à Paris des locomotives minuscules pour le transport des dépêches pneumatiques. Cette tentative toutefois ne réussit pas, l’Administration des Postes conservant son matériel existant.
  - En 1881, on met en circulation à Paris, sur la ligne Louvre-Vincennes la première locomotive électrique à accumulateurs, et la même année la maison Siemens et Halske installait à Paris, aux portes de l’Exposition
  - i
  - V '£
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- - INTRODUCTION
  - 3
  - d’Électricité, le petit tramway à prise de courant aérienne qui faisait la navette entre la place de la Concorde et le Palais de l’Industrie. Ce fut là la première installation à distribution aérienne. La ligne d’alimentation était double pour l’amenée et le retour du courant. Les deux conducteurs consistaient en deux tubes de laiton fendus suivant leur génératrice inférieure, et dans lesquels glissaient deux navettes remorquées par la voiture.
  - La première installation définitive et présentant un caractère industriel date également de 1881 et se rapporte à la ligne Gross-Lichterfeld,-près Berlin, réalisée par Siemens et Halske. Cette ligne, qui est d’ailleurs toujours en exploitation, esta voie de 1 mètre; elle avait à l’origine une longueur de 2 km. 500. L’arrivée du courant se faisait par des rails de roulement convenablement éclissés et isolés du sol par des traverses sur lesquelles ils étaient posés. La transmission du couple moteur aux essieux se faisait au moyen de câbles sans fin en fils d’acier. La vitesse atteinte était de 40 kilomètres à l’heure en palier. Le véhicule pesait 4 tonnes 800. En 1893, on installa une ligne aérienne d’alimentation pour remplacer l’arrivée du courant par les rails.
  - En 1884 eut lieu l’installation de la ligne de Francfort à Offenbach avec une tension d’alimentation de 500 volts et conducteur aérien tubulaire fendu avec navette de prise de courant.
  - Les lignes de Bressbrook-Newry, puis du « Giant’s Causeway », en Irlande, de Montreux-Yevey, en Suisse, suivirent bientôt.
  - Aux États-Unis d’Amérique, en 1883, Edison et Field exposèrentà Chicago une locomotive électrique remorquant une voiture sur voie de 0 m. 90 en utilisant un rail central pour amener le courant et les rails de roulement pour le retour. La même année, un ingénieur belge, Yan de Poele, réalise plusieurs installations sur le continent américain. L’une d’elles, à Toronto (Canada), comprit une conduite d’alimentation souterraine et retour du courant par les rails de roulement. La tension d’alimentation était 2.500 volts.
  - La Bentley Knight Co et M. Frank J. Sprague firent bientôt adopter la traction électrique sous forme de tramways urbains, suburbains et interurbains (Street Railways) dans les villes américaines et pour relier celles-ci entre elles. En 1884, à Cleveland (Ohio), apparaît le premier tramway électrique proprement dit ; il circule sur une distance de 3 kilométrés ; le conducteur d’amenée était souterrain et posé dans un caniveau Gabli au milieu de la voie. L’appareil prise de courant passait dans une
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - fente ménagée à cet effet à la partie supérieure du caniveau. Suivirent les lignes de Kansas City (1884, conducteur aérien sous la forme actuelle de trolley), puis Richmond (1888), Boston, Pittsburg, Scranton, etc...
  - En 1885, apparaît l’invention de M. Sprague consistant à faire reposer le moteur directement sur l’essieu par l’intermédiaire de deux paliers tandis que de l’autre côté de son arbre il est suspendu au châssis du véhicule par des ressorts qui laissent au moteur un certain jeu, tout en conservant le parallélisme et la distance de l’axe de l’essieu à l’axe de l'arbre du moteur.
  - On retrouve intégralement cette disposition de principe pour les moteurs modernes les plus employés avec les tramways, voitures automotrices de métropolitains, etc.
  - A partir de ce moment, de grandes compagnies se créent pour l’exploitation des lignes qui se multiplient avec une rapidité surprenante. Au commencement de 1892, on comptait aux Etats-Unis et Canada un développement de plus de 6.500 kilomètres avec près de 9.000 voitures en service; en 1895, 14.500 kilomètres et, en 1897, 23.000 kilomètres avec près de 40.000 véhicules. En 1907, plus de 900 sociétés exploitaient électriquement près de 55.000 kilomètres de lignes de tramways aux Etats-Unis seulement. Sur ces 55.000 kilomètres, environ 98 0/0 étaient exploités encourant continu et 2 0/0 seulement en courant monophasé.
  - L’essor était donné et partout les progrès furent rapides. Ils furent gigantesques aux Etats-Unis. Le développement si rapide de la traction électrique aux Etats-Unis tient surtout — et encore maintenant — à l'insuffisance des routes jointe aux grandes distances à parcourir entre villes, voire plus généralement entre agglomérations habitées, et à la tendance de l’habitant à résider dans la banlieue. Aux Etats-Unis, à l’inverse de ce qui se passe ailleurs, c’est la création d’une ligne de tramway, sans but apparent, a priori, qui décide de l’édification d’une ou de cités ouvrières. En beaucoup d’endroits, on circule en tramway sur des chemins à peine tracés, ou tout au moins à peine carrossables et non encore bordés de maisons. On crée une ligne, on érige des maisons, puis, par la suite, vient la construction de la route.
  - Pendant cette période de développement rapide aux Etats-Unis, les progrès étaient assez lents en Europe, quoique l’essor primaire y ait été donné. Les conditions en Europe n’étaient pas les mêmes ; de bonnes routes carrossables existaient, les distances à franchir entre agglomérations étaient peu considérables, des moyens de transport existaient, La
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- - INTRODUCTION
  - D
  - nécessité d’adopter rapidement un nouveau moyen de transport se faisait moins sentir.
  - En 1890 seulement, apparaît la première ligne en France, celle de Clermont-Ferrand, installée avec matériel suisse Thurg. On y employa encore la prise de courant par navette, quoique le système par trolley fut alors régulièrement usité aux Etats-Unis. Ensuite, vinrent les tramways de Marseille (1892), Bordeaux (1893), Lyon et le Havre (1894), etc....
  - Ce n’est toutefois, qu’à partir de 1895 que l’activité se manifeste réellement dans la construction des lignes à traction électrique.
  - En 1896, en Europe, on comptait près de 900 kilomètres de lignes à traction électrique de toute sorte avec près de 2.000 véhicules. En 1897, plus de 200 lignes avec 2.550 kilomètres et plus de 4.500 véhicules.
  - 2. La traction électrique sur les chemins de fer. — Après l’application de la traction électrique aux tramways, apparut celle aux chemins de fer de surface à voie normale, aux chemins de fer aériens ou « Elevated » ou « Overhead Railway », puis aux chemins de fer souterrains ou « Sub-ways » (New-York), ou « Underground Rys » ou «Tubes » (Londres).
  - La première locomotive électrique à voie normale en service commercial apparaît en 1883 dans l’Etat de New-York sur les lignes du « Mount Mac Gregor et Lake George Railroad ». C’est la locomotive Léo Daft à prise de courant par galets de roulement sur rail central.
  - En 1885, Daft met en service sur le chemin de fer aérien de la Neuvième Avenue à New-York une locomotive connue sous le nom de locomotive « Ben-Franklin » représentée sur la figure 2.. Cette locomotive ne fonctionna d’abord que quelques semaines. Elle fut ensuite reconstruite en 1888 pour remorquer un train de 4 voitures et fit le service pendant 8 mois.
  - Les « Elevated » ont leur origine dans les essais faits par Sprague à New-York en 1886-1887, mais c’est en 1893, aux Docks de Liverpool qu’apparaît réellement le premier chemin de fer aérien électrique en service régulier.
  - En 1890, s’ouvre le chemin de fer souterrain dit « Tube » de Londres : le « City et South London Ry ».
  - Le succès du Chemin de fer inlramuros de M. Baker, à l’exposition de Chicago en 1893 (World’s Fair) peut être considéré comme le point de (lépart réel de l’électrification en grand des chemins de fer aériens et purement urbains des États-Unis d’Amérique.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - L’étape suivante, importante et nouvelle, fut la mise en service, en 1895, des locomotives électriques de 90 tonnes (fig. 3), constituées par deux unités couplées de 45 tonnes, construites par la « General Electric Co » d’Amérique pour le « Baltimore et Ohio Ry » et destinées à remorquer des trains lourds de voyageurs et de marchandises, y compris leur locomotive à vapeur (trains de 1.700 tonnes, vitesse de 20 kilomètres à l’heure), sous tunnel à Baltimore.
  - En Suisse, en Italie, on installa les lignes de Florence, Frésole, Mur-ren, du Salève (1892), etc.
  - De 1893 à 1897, eurent lieu les essais méthodiques importants des Chemins de fer français du P.-L.-M. et de l’Ouest. Au P.-L.-M., avec la locomotive Auvert à accumulateurs (4 essieux dont 2 moteurs, poids total 46 tonnes), on obtint une vitesse de 100 kilomètres à l’heure. Avec une charge remorquée de 100 tonnes, on atteignit 75 kilomètres à l’heure. A l’Ouest on essaya la locomotive Heilmann, avec laquelle on atteignit 120 kilomètres à l’heure. On essaya également à cette époque le système TFarcl-Léonard entre Saint-Germain-Ouest et Saint-Germain-Grande-Ceinture (alimentation à potentiel variable).
  - On constate, vers cette époque, en Europe et en Amérique, Vextension de la traction électrique, aux mines, usines, chantiers, lignes d'intérêt local, embranchements particuliers, etc. En 1893, M. Hillairet fait une application à Y embranchement minier de Montmartre à la Béraudière, près Saint-Etienne, avec une locomotive de 15 tonnes.
  - 3. — Courant d’alimentation. — Le courant continu a été le premier employé en traction et est encore de beaucoup le plus utilisé. La tension a été longtemps limitée à 500/600 volts. Un tel système de traction n’est toutefois applicable économiquement qu’à de relativement courts tronçons. Le problème de l’électrification de longues lignes exigea la recherche d’autres systèmes.
  - Dès 1900, le gouvernement italien entrait résolument dans la voie de l’électrification des chemins de fer avec le réseau de la Valteline, en employant le système triphasé 3.000 volts avec du matériel Ganz, ce qui constituait une incontestable nouveauté, bien que venant après les premières applications des courants triphasés en traction réalisées par la Société Brown-Boveri (Lugano 1896, Burgdorf-Thoune 1899).
  - Dans le but principalement d’éviter l’emploi d’une ligne aérienne double nécessitée par le courant triphasé et de conserver un type de
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- - INTRODUCTION
  - Fig. 2.
  - Locomotive Ren-Franklin de Dafl (1855).
  - Fig. 3.
  - Locomotive du Baltimore et Ohio Rv, de la General Electric Co (1895).
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - moteur à caractéristiques série, on a étudié la possibilité d’utiliser le courant alternatif simple. Ce n’est toutefois qu’en 1903 que l’on posséda un moteur monophasé capable d’un service de traction. Avec ce nouveau système, on atteint facilement 15.000 volts à la ligne d’alimentation.
  - Enfin, les progrès réalisés dans la construction des moteurs à courant continu permirent l’emploi de tensions élevées allant jusque 1.500 volts par moteur dans les installations les plus récentes. Ce système paraît actuellement devoir beaucoup se développer. On a atteint 3.000 volts en exploitation régulière au Ghicago-Milwaukee-Saint-Paul en 1915.
  - 4. Classification des lignes à traction électrique et causes de l’électrification de ces lignes. — D’une façon générale, on peut classer les applications de la traction électrique comme suit :
  - Lignes principales. — a) Dans l’intérieur et au voisinage des villes : lignes de pénétration. Forces hydrauliques disponibles ou non.
  - b) Longues distances entre villes dans les pays où le combustible est abondant et bon marché.
  - c) Régions montagneuses où le combustible est cher et l’eau abondante.
  - Lignes urbaines : à la surface (tramways), en souterrain, tranchées ou sur structures élevées (métropolitains, chemins de fer aériens).
  - Lignes spéciales : embranchements d’usines, mines, etc.
  - A un autre point de vue, on peut distinguer les lignes où Y électricité a remplacé la vapeur et celles construites en vue de la traction électrique.
  - Si nous considérons les lignes en exploitation et en particulier la liste ci-dessous qui donne quelques-unes des principales :
  - NOM DE LA LIGNE ANNÉE DE MISE EN SERVICE
  - ‘Cityand South London Railway 1890
  - ‘Chemin de fer aérien ou « Overhead » de Liverpool 1893
  - * Baltimore and Ohio 1895
  - Burgdorf-Thoune 1899
  - « Elevated » de Chicago (côté Sud) 1899
  - * Central London 1900
  - ‘Métropolitain de Paris 1900
  - ‘Chemin de fer d’Orléans ((^uai d’Orsay, Paris' 1900
  - Chemins de fer de l’Ouest (Paris-Invalides-Versailles^ 1900
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- - INTRODUCTION
  - 9
  - NOM DE LA LIGNE ANNÉE DE MISE EÏV SERVICE
  - Milan-Gallarate et embranchements 1900
  - Valteline ; 1901
  - * Chemin de fer aérien de Berlin 1902
  - Elevated du Manhattan (New-York) 1902
  - Berlin-Lichterfeld 1903
  - Lancashire et Yorkshire 1904
  - North-Eastern.. 1904
  - Seebach-Wettingen 1904
  - Métropolitain District (Londres) 1905
  - Pennsylvania Atlantic City Brandi 1906
  - Tunnel du Simplon 1906
  - New-York Central 1906
  - New-York, New-Haven, Hartford 1907
  - ‘Hambourg-Blankenese-Altona 1907
  - London-Brigh'ton South-Coast 1909
  - Pennsylvania 1909
  - Great Northern Railway (Etat de Washington, Etats-Unis) . 1909
  - Wiesenthal (Etat badois) 1910
  - Giovi 1911
  - Chemin de fer du Midi (ligne expérimentale de Villefranche
  - à Iile-sur-Têt) 1911
  - Chemin de fer du Mord-Cenis de Modane à Bussoleno 1912
  - (La dernière section Modane-Bardonnèche comprenant te tun-
  - net du col de Fréjus a été mise en service en 1915.)
  - ‘Tunnel du Lœtschberg (Alpes Bernoises) 1913
  - Chicago-Mihvaukee-Saint-Paul 1915
  - etc...
  - * Les lignes marquées d'un astérisque ont été à traction électrique d ès l’origine.
  - Nous constatons qu’elles se divisent d’elles-mêmes en (1) :
  - 1° Lignes nouvellement construites et pour lesquelles la traction à vapeur ne pouvait pas être employée (tunnels, métropolitains, souterrains)',
  - ï° Lignes primitivement construites pour la traction à vapeur dont les résultats financiers furent mauvais (concurrence de tramways ou autres raisons) et qui adoptèrent la traction électrique comme amélioration (Chicago, Manhattan, Norlh-Eastern, etc.) ;
  - 3° Lignes à traction à vapeur essayant d’abord la traction électrique à titre expérimental, puis l’y maintenant (New-York, New-Haven et Hartford, Milan- Varèse, Berlin-Lichlerfeld, etc.).
  - (1) Electric Traction on Railways, par Dawson.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 4° Lignes où la traction électrique a remplacé la traction à vapeur à cause de la cherté du combustible et de l’abondance des forces hydrauliques utilisables ( Valteline, Burgdorf-Thoune, Mont-Cenis, Giovi, Chicago-Milwaukee-SaintrPanl, etc.);
  - 5° Lignes adoptant l’électricité, reconnaissant ses avantages d’une manière générale : amélioration du trafic, facilités aux terminus dans les villes, absence de fumée (Lancashire et Yorkshire, Paris-Orléans, Pennsglvania, London-Brighton South-Coast, etc.) ;
  - 6° Raisons politiques et diverses (Central-London, Metropolitan District (London), New-York-Central, etc.).
  - Dans le tableau ci-dessus la majorité des lignes sont urbaines ou suburbaines. L'électrification des grandes lignes (Lancashire-Yorkshire, New-York Central, New-York-New-Haven et Hartford, Midi, lignes Italiennes, lignes Suisses, etc.), ne date que de quelques années seulement.
  - Les conditions dans lesquelles se trouve la traction électrique en général dépendent essentiellement du pays. Par exemple, pour prendre des cas extrêmes, en Suisse, en Suède, dans certaines régions de l’Italie, etc., où le charbon doit être importé et où les forces hydrauliques utilisables sont abondantes, les conditions sont naturellement différentes de celles que l’on trouve en Angleterre, où le charbon est à pied d’opuvre et bon marché. En Suisse, une commission spéciale a été nommée parle gouvernement pour étudier la possibilité d’une électrification d’ensemble de tous les chemins de fer du pays et étant donné les ressources hydrauliques disponibles, on peut prévoir sa prochaine réalisation. Même si dans ces conditions, les dépenses étaient égales à celles qui correspondraient à la traction par la vapeur, on aurait encore l’avantage de ne pas dépendre de l’étranger pour le combustible (1).
  - Toute la question de l’électrification d’une ligne donnée est en dernière analyse une question financière dépendant du capital exigé, par l’électrification et des dépenses courantes de l’électrification achevée, tenant compte naturellement des bénéfices et avantages inhérents à l’emploi de l’électricité.
  - 5. Avantages de la traction électrique. — a) Absence de fumée. — Ceci est important pour les terminus et voies de pénétration dans les villes et tunnels et entraîne la suppression des effets de corrosion des
  - (1) Voir « Avant-Propos », pages III et IV.
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  - fumées sur les ouvrages métalliques et la faculté d’utiliser l’espace au-dessus des gares terminus pour des constructions, confortables et propres : bureaux, magasins, hôtels, etc... (Gare du quai d’Orsay, à Paris, première installation de ce genre, 1900 ; terminus du Pennsylvania R. R-, à New-York ; terminus du New-York Central, également à New-York, etc.)
  - Ce dernier terminus est remarquable par son importance : on y a réalisé une gare à deux étages de voies ; ce qui, rien que de ce fait, double la capacité du terminus pour une même surface de terrain en plan et la division des trains à leur arrivée. Cette gare comprend un total de 67 voies dont 25 à l’étage inférieur pour les lignes de banlieue et 42 à l’étage supérieur pour les trains de grandes lignes.
  - b) Augmentation de la capacité de trafic d’une gare terminus. — L’augmentation de la capacité de trafic d’une gare terminus équipée électriquement est encore accrue de ce fait que, d’une manière générale, une gare équipée électriquement comprend, pour un même trafic, un nombre de voies sensiblement moindre qu’une gare destinée uniquement aux trains à vapeur et par suite permet, pour un même nombre de voies, un accroissement sensible du trafic possible. Cela résulte de ce que l’emploi de la traction électrique réduit considérablement les manœuvres nécessaires à l’arrivée et au départ des trains. La locomotive à vapeur doit, en effet, tourner sur une plaque ou sur un pont pour aller ensuite reprendre la tête du train, elle doit encore refaire son plein d’eau et de charbon, ou enfin, si elle vient d’effectuer un long parcours, rentrer au dépôt. Cette dernière manœuvre nécessite même, aux abords des gares importantes, l’établissement de voies spéciales entre la gare et le dépôt pour éviter lœncombrement des voies principales.
  - La locomotive électrique est, au contraire, prête à repartir immédiatement, et, de plus, s’il s’agit d’un train à unités multiples, aucune manœuvre n’est nécessaire, celui-ci étant toujours pourvu d’au moins deux automotrices, c’est-à-dire d’une cabine de manœuvre à chaque extrémité si les automotrices sont aux deux extrémités du train.
  - Enfin, l’établissement d’un terminus en boucle permet encore d’accroître considérablement la rapidité du trafic sur les lignes de banlieue, fout en réduisant au minimum les chances de collision.
  - Du fait de la réduction des manœuvres aux terminus, il résulte une économie au point de vue de la dépense d’énergie, donc de combustible,
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  - par rapport aux locomotives à vapeur qui brûlent du charbon pendant les manœuvres et quand elles sont « immobiles sous pression » ou « en attente ». Cette dernière circonstance n’a évidemment pas lieu avec les locomotives électriques.
  - c) Accélération aux démarrages. — Quoique méritant d’être pri^ en considération, ces premiers avantages de la traction électrique ne sont pas les plus importants et il convient particulièrement de mentionner la facilité d’obtenir des démarrages rapides avec des trains électriques.
  - Avec les locomotives à vapeur, il est à peu près impossible d’obtenir autre chose au démarrage qu’une accélération très modérée. L’accélération maxima possible est très inférieure à celle obtenue normalement avec un tracteur électrique.
  - En traction électrique, la valeur de l’accélération n’est pas limitée au point de vue technique. L’avantage d’une accélération rapide est évidente : obtention rapide de la vitesse maxima de régime, ou pour une vitesse moyenne donnée entre deux arrêts consécutifs, réduction de la vitesse maxima nécessaire, d’où réduction de l’énergie qui devra être dissipée dans les freins au freinage, et, finalement, économie dans l’énergie totale absorbée par un train donné sur un parcours et dans un temps donnés.
  - Cette rapidité de démarrage des trains électriques est la conséquence du couple élevé que peuvent développer les moteurs par suite de leur grande capacité de surcharge momentanée par rapport à leur régime de fonctionnement continu, et aussi de l’augmentation possible du nombre des essieux moteurs, grâce surtout à l'emploi des équipements à unités multiples.
  - Des expériences faites avec des locomotives électriques par la General Electric Co. d’Amérique, ont montré «qu’il était pratiquement possible d’atteindre une vitesse de 48 kilomètres à l’heure en 10 secondes en partant du repos, ce qui correspond à une accélération moyenne de 1,33 m./sec./sec. environ.
  - Des essais faits pour obtenir une accélération rapide avec des locomotives à vapeur n’ont pas été satisfaisants. Les meilleurs ont donné comme accélération moyenne pendant toute la période de démarrage environ 0,15 m./sec./sec. En général, la valeur initiale de l’accélération pour une locomotive à vapeur d’express, varie de 0,30 à 0,35 m./sec./sec. ; elle s’abaisse rapidement à 0,20 et même 0,05 pendant la dernière période de la mise en vitesse.
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  - Comme terme de comparaison, sur le City South London Ry, pour une locomotive remorquant son train normal, la valeur moyenne de l’accélération en 'm./sec./sec. varie entre 0,40 et 0,50. Au Métropolitain de Paris, elle a été augmentée progressivement et est maintenant voisine de 0,75 m./sec./sec, au chemin de fer Nord-Sud de Paris, elle est de 0,57 m./sec./sec.
  - Aux Etats-Unis, la valeur de l’accélération à peu près uniformément adoptée pour les lignes urbaines électriques est de 1,5 mille par heure par seconde, soit environ 0,67 m./sec./sec. Dans certains cas spéciaux cependant où des démarrages rapides s’imposent, on va jusqu’à 0,90 m./sec./sec.
  - Celte question d’un démarrage rapide est de toute importance pour les services à arrêts fréquents (métropolitains, chemins de fer urbains, suburbains, tramways, etc...), mais il ne faut pas s’en exagérer la portée quant aux chemins de fer de grandes lignes, car en général les arrêts n’y sont pas tellements fréquents que de grandes accélérations soient nécessaires.
  - d) Augmentation de la capacité de trafic d'une voie. — Grâce à la rapidité des démarrages, la vitesse moyenne de marche des trains peut être plus élevée et les départs plus fréquents, d’où augmentation possible de la capacité de trafic d’une voie, tout en évitant son doublement.
  - D’autre part, sur une ligne électrifiée, il est possible d’adopter des méthodes rationnelles d’exploitation basées sur l’emploi de trains à unités multiples, ce qui est encore une cause d’augmentation possible du trafic de la ligne ainsi que l’a montré l’expérience. Sur la ligne Milan-Gallarate-Venise, le trafic a augmenté de 170p. 100 en trois années; dans la banlieue de Newcastle, il a augmenté rapidement de 47,5 p. 100 ; sur les voies du London-Brigton, l’accroissement en deux mois a été de 63 p. 100(1) etc...
  - e) Economie de combustible. — Les locomotives à vapeur transportent leur propre « station génératrice », c’est-à-dire : charbon, eau, appareils de transformation en vapeur, relativement peu économiques, d’où en outre un poids mort ajouté. En traction électrique, l’énergie est produite économiquement dans les stations centrales, d’où elle est transformée
  - (l) Bulletins de la Société d'Encouragement pour l’Industrie Nationale, mars et mai 1911. Conférence de M. de Valbreuze.
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  - avec une perte assez légère à des distances considérables. De plus, il est possible d’employer dans une centrale du charbon de moins bonne qualité et par suite meilleur marché que sur les locomotives à vapeur. Par exemple, pour emprunter des chiffres relevés sur une ligne en service, les locomotives du tunnel de la Mersey brûlaient du charbon à 19 fr. 50 la tonne, tandis que les chaudières de l’usine électrique ont utilisé du combustible à 10 fr. 50 la tonne. En outre la consommation a diminué de 4 p. 100 environ (1).
  - En outre, les machines fixes des centrales travaillant à condensation* leur consommation spécifique est naturellement moins élevée que celie des locomotives qui fonctionnent à échappement libre.
  - Il y a encore une autre cause importante et manifeste d’économie de combustible, celle qui résulte du fait qu’avec les locomotives, une quantité considérable de charbon est brûlée en dehors de celle nécessitée par leur fonctionnement effectif : on compte en moyenne environ 230 kilos de charbon pour mise en pression des petites machines, 360 kilos pour les moyennes, 550 à 700 et même 750 pour les grandes et 140 à 230 kilos pour tenir la pression pendant les arrêts. Ces causes de consommation de charbon n’existent évidemment pas pour les locomotives électriques.
  - Une autre cause d’économie de combustible pour les locomotives électriques est celle qui résulte, comme nous l’avons vu, de la diminution de l’importance et de la durée des manœuvres aux terminus.
  - .f) Diminution du poids par essieu moteur : Les trains électriques avec plusieurs automotrices, sur le principe des unités multiples, présentent l’avantage que le poids du trciin est mieux reparti sur la voie sur la longueur couverte par le train outre que sur chaque essieu moteur le poids est plus petit qu’il ne léserait avec une locomotive puisqu’il y a davantage d’essieux moteurs. Une locomotive à vapeur doit être assez lourde pour avoir un poids adhérent suffisant pour remorquer son train sous toutes conditions et à la plus grande vitesse donnée. Outre cela, ce poids adhérent n’est souvent qu’une faible fraction du poids total. Celte concentration du poids est nuisible à la voie et cet effet est encore augmenté du fait du mouvement alternatif des bielles qui produit un effet de pilon sur les rails.
  - (1) Bulletins de la Société d‘Encouragement pour l'Industrie Nationale, mars et mai 1911. Conférence de M. de Valbreuze.
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  - g) Couple moteur uniforme. — Pour un même poids adhérent, un moteur électrique exerce un effort de traction plus considérable qu'un engin ordinaire à vapeur.
  - Avec la locomotive à vapeur, l’effort de traction maximum 11e dépasse pas 20 0/0 du poids adhérent (coefficient d’adhérence) par suite clés variations du couple moteur pendant chaque tour; avec une locomotive électrique, surtout s’il s’agit d’une locomotive à courant continu ou à courants triphasés pour laquelle le couple développé par les moteurs est constant, il atteint 28 et même 30 0/0, toutes conditions de voie identiques. Avec les locomotives à moteurs monophasés développant un couple de nature pulsatoire, les conditions d’adhérence sont un peu moins bonnes; on peut néanmoins compter sur 22 à 25 0/0.
  - h) Poids moindre à égalité de puissance. — A l’époque des locomotives à courant continu type 1906, du New-York Central, qui pèsent 85 tonnes dont 60 de poids adhérent et sont d’une puissance de 2.200 chevaux (pouvant atteindre momentanément 3.000 chevaux), les locomotives les plus puissantes à vapeur étaient du type Mallet et développaient au maximum 2.000 chevaux pour un poids de 270 tonnes.
  - Les locomotives électriques précitées ont remplacé des locomotives à vapeur type Atlantic de 1.800 chevaux et dont le poids était de 145 tonnes dont 55 adhérentes.
  - Les locomotives à vapeur les plus puissantes existant actuellement en Amérique, type Pacific et Atlantic, sont de 2.600 chevaux (vitesse 120 kilomètres à l’heure), et pèsent 143 tonnes dont 90 tonnes adhérentes. Elles ont réalisé un progrès important sur les précédentes, mais nous citerons pour comparaison les locomotives récentes du Loetschberg a courant monophasé qui développent 2.500 chevaux, pour un poids de 107 tonnes dont 80 de poids adhérent, et celles du Giovi à courants triphasés de 2.000 chevaux, pour un poids de 60 tonnes et adhérence totale. Les dernières sont les plus remarquables au point de vue qui nous occupe.
  - Dans tous les cas, on voit que l’avantage appartient à la locomotive électrique.
  - L’effort de traction par tonne de poids total est également sensible-ment plus élevé pour les locomotives électriques que pour celles à vapeur. C est ainsi que si l’on compare deux types de locomotives à grande vitesse du New-York Central, l’une à vapeur du type « Atlantic », l’autre élec-
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  - trique du type déjà cité, on constate que la première ne développe, à la vitesse de 70 kilomètres à l’heure, qu’un effort de traction de 5.900 kilo? environ pour un poids de 145 tonnes, alors qu’à la même vitesse, l’effort fourni par la seconde atteint environ 6.800 kilos et ce, pour un poids de 85 tonnes seulement.
  - La valeur de l’effort de traction est d’ailleurs encore plus élevée pour les locomotives triphasées du Simplon : elle dépasse, en effet, 7.000 kilos pour un poids de 68 tonnes seulement.
  - Les tableaux comparatifs 1 et II ci-après donnent, d’après M. Wilgus, président du New-York Central RR., (1) deux exemples .qui mettent bien en évidence la diminution du poids résultant de l’emploi de la traction électrique pour les mêmes trains remorqués.
  - Dans le tableau I, on compare la locomotive électrique à la locomotive à vapeur et dans le tableau II la locomotive électrique à des automotrices à unités multiples.
  - Tableau 1
  - Poids, total, en tonnes, d'un train express :
  - Locomotive à vapeur « type Pacific »..... 154 t
  - 8 Pulmann-cars (train de luxe)............ 360
  - Total........... 514 514 tonnes.
  - Locomotive électrique du New-York Central 85 t.
  - 8 Pulmann-cars............................ 360
  - Total........... 445 445 tonnes.
  - Economie de poids en faveur de la traction électrique 69 tonnes.
  - soit 13,50 0/0 du poids total.
  - (1) Bulletins de la Société d’Encouragement pour l'Industrie Nationale, de mars et mai 1911, déjà cités.
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  - Tableau II.
  - Poids total, en tonnes, d'un train de banlieue :
  - Locomotive électrique.......................... 85 t.
  - 4 voitures en moyenne......................... 180
  - Total........ 265 265 tonnes.
  - Unités multiples,.......................... 216 tonnes.
  - 4 automotrices ) ,
  - D'où, économie en laveur du train à unités multiples.. 49 tonnes,
  - soit 18,5 0/0 du poids total.
  - i) Souplesse. — La traction électrique est beaucoup plus souple que la traction à vapeur. Les trains peuvent être facilement réunis (unités multiples), tout en restant sous la commande d’un même homme, ou divisés suivant les besoins du moment.
  - j) Sécurité. — Au point de vue sécurité de l’exploitation, nous noterons que pour les trains électriques, la méthode de contrôle est telle que si le wattman se trouve indisposé et abandonne l’organe du contrôle
  - contrôleur), le train s’arrête automatiquement.
  - k) Franchissement des fortes rampes. — Au point de vue particulier de la traction sur les fortes ramves, on peut signaler l’avantage suivant de la traction électrique :
  - Avec les chemins de fer à vapeur, on considère comme un maximum pratique une rampe de 2,5 0/0 et ce n’est qu’exceptionnellement en pays de montagne qu’on admet des déclivités dépassant 3 0/0. Au delà de 4 0/0, valeur réalisée à l’Uetliberg, près Zurich, et même souvent au-delà de 5,5 0/0, on a recours à la crémaillère.
  - Ces limites proviennent uniquement du défaut de puissance des locomotives. En effet, le coefficient de traction en palier étant très faible, soit de l’ordre de 5 kilos par tonne, la moindre rampe nécessite un accroissement relatif énorme de l’effort de traction; or, la chaudière d’une locomotive n’a qu’une puissance de vaporisation limitée et on arrive rapidement à celle limite.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - En traction électrique, on est seulement limité par l’adhérence. On a atteint jusque 14 0/0 en Amérique, à San-Francisco. On considère toutefois comme limite pratique 10 0/0; ce qui est déjà notablement supérieur à la limite indiquée ci-dessus pour les locomotives à vapeur.
  - I) Augmentation du coefficient d’utilisation des locomotives électriques par rapport à celles à vapeur. — La locomotive à vapeur exige de fréquentes visites, des nettoyages et des réparations qui l’immobilisent pendant un temps assez long dans des ateliers spacieux situés à proximité des gares. La locomotive électrique est immobilisée moins souvent et moins longtemps, elle exige par suite des locaux moins spacieux ; d’autre part, elle travaille pendant un plus grand nombre de jours par an, c’est-à-dire que son coefficient d’utilisation est plus élevé.
  - Le parcours quotidien effectué en moyenne par une locomotive à vapeur ne dépasse pas 160 km. (1). Le parcours quotidien moyen effectué par une locomotive électrique est sensiblement plus élevé ; il suffit donc d’un nombre moindre de machines pour assurer le même service. Ainsi comme résultats pratiques : sur le réseau du Giovi des chemins de fer de l'État italien, 7 locomotives électriques font le service de 10 locomotives à vapeur; sur la ligne du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul, en comparant les résultats d’exploitation des quatrièmes trimestres des années 1915 (vapeur) et 1916 (électricité) on trouve qu’une locomotive électrique a fait le service de deux locomotives à vapeur, en service voyageurs, et de trois, en service marchandises.
  - 6. Conclusion et critique. Systèmes divers. — Il ne faut pas toutefois conclure que l'électrification méthodique des grandes lignes de chemins de fer s’impose. La locomotive électrique et celle ci vapeur ont chacune leur rôle propre à remplir comme moyen de transport.
  - Il y a lieu de signaler que la locomotive à vapeur a fait dans ces derniers temps des progrès considérables par l’emploi de la surchauffe, par l’emploi de compoundage et l’accroissement de la pression, par l’augmentation de la puissance de la chaudière et du foyer, par suite de l’installation de celui-ci placé partiellement ou entièrement au-dessus des roues porteuses de petits diamètres. L’évolution récente de la locomotive à
  - (Y) Bulletins déjà cités delà Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale-mars et mai 1911.
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  - vapeur a fait changer les conditions de possibilité de son remplacement par la locomotive électrique et ce n’est guère qu’au point de vue de la puissance spécifique que la locomotive électrique devra se montrer supérieure à la locomotive à vapeur. Ceci en dehors de toute question d’économie de combustible.
  - Une grave critique faite à la traction électrique en général est, outre uncdépense considérable de premier établissement et par suite un capital énorme immobilisé, la non-indépendance des unités en fonctionnement. Un accident à la centrale ou à la ligne peut immobiliser le réseau, d’où un inconvénient très sérieux au point de vue stratégique par exemple et qui interdira vraisemblablement la généralisation de l’électrification. Un réseau électrifié immobilisé reste en outre accessible aux locomotives ennemies à vapeur.
  - On a cherché d’autre part, à appliquer la traction électrique en tant que mode de transmission de l’énergie aux roues motrices, pour profiter des avantages inhérents à ce mode de transmission, à des automotrices indépendantes. On a ainsi construit des machines mixtes dont le prolo-lype est la locomotive d'Heilmann (1893) où l’énergie produite sur la locomotive elle-même sous forme de vapeur est transformée en énergie électrique alimentant les électro-moteurs. L’électricité ne joue ici qu’un rôle intermédiaire de transmission. Ce type n’a pas paru se développer pendant ces dernières années. Les essais ne furent pas satisfaisants. Nous devons signaler toutefois, dans le même ordre d’idées, la locomotive expérimentait' d’express, construite en 1910 par la North-British Locomotive Co. dans laquelle il était fait emploi d’un turbo-générateur à courant continu qui envoie son courant sous tension réglable 200/600 V dans 4 électromoteurs-série ordinaires. La turbine était une turbine à action tournant à 3.000 t/m et était alimentée par de la vapeur surchauffée. C’est peut-être là, 1 origine d’une évolution nouvelle dans la traction électrique appliquée aux grandes lignes.
  - Lne autre variété de motrices mixtes indépendantes et qui semble de\oir se développer beaucoup pour un service particulier est Yautomo-b'ice thermo-électrique, dans laquelle il est fait emploi d’un moteur ther-mique (benzol, pétrole, huiles lourdes, etc...) actionnant une dynamo emoyant son courant aux moteurs électriques d’essieu. Les premières applications industrielles remontent à 1900 et ont été faites sur les Chemins cle fer hongrois d'Arad-Oscinad qui avaient en service, en 1913-1914, qùelque 40 automotrices Westinghouse de ce genre. Le champ d’appli-
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - cation de ce système semble toutefois devoir être restreint à des lignes! service peu chargé et pour des trains assez légers. Pour un tel genre de service il paraît tout à fait approprié. Nous étudierons plus loin (chapitre XVII) avec quelques détails cette classe particulière d'automotrices, Citons enfin pour terminer les locomotives à accumulateurs, en service sur les chemins de fer de l’Etat prussien. Ce système se développe beaucoup en Allemagne, où des marchés à forfait à raison de tant par tonne-kilomètre, sont passés avec les fabriques d’accumulateurs pour assurer le maintien et l’entretien des batteries en service. (Le système de traction par accumulateurs sera également étudié au chapitre XVII).
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- - CHAPITRE II
  - UTILISATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE SYSTÈMES DE TRACTION. — GÉNÉRALITÉS
  - ♦
  - SOMMAIRE. — Production, transmission et utilisation de l’énergie électrique. — Tension et nature du courant d’alimentation. — Classification des systèmes de traction : systèmes à courant continu, à courant alternatif monophasé, à courants alternatifs triphasés. Systèmes mixtes. — Applications diverses : lignes à courant continu, à courant alternatif monophasé, à courants alternatifs triphasés. Lignes mixtes. — Conditions d’emploi des divers systèmes de traction.
  - 7. Production, transmission et utilisation de l’énergie électrique. —
  - L'expérience a montré que dans les conditions ordinaires d’électrification, il était plus économique-de produire et de transporter l’énergie électrique sous forme de courants alternatifs, produits soit immédiatement à la tension même de la transmission, soit à une tension inférieure suivant sa valeur.
  - Jusqu’à une tension d’environ 10.000 ou 15.000 volts à la transmission, on peut produire directement le courant au voltage de la transmission. Au-dessus de cette valeur, il paraît préférable de produire le courant à une tension plus faible et d’élever celle-ci au moyen de transformateurs.
  - Pour l’utilisation de l’énergie à la traction, la tension et la nature du courant (ou la tension seule) sont modifiées ou ne le sont pas, ainsi que nous allons le voir.
  - Certaines lignes utilisent directement le courant produit à haute tension, c’est le cas de certaines lignes à courants alternatifs monophasés ou triphasés. Il n’y a alors aucune transformation intermédiaire entre la production à la centrale et l’utilisation à la ligne de
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - traction. Nous verrons plus tard qu’il y a toutefois une transformation par transformateurs statiques abaisseurs de tension sur les locomotive elles-mêmes, avant les moteurs, car ceux-ci ne sauraient être alimentés directement à la tension de la ligne.
  - Ce cas d’utilisation directe de l’énergie est encore celui d’un grand nombre de petites lignes de tramways, courant continu, 600 volts, où le courant est directement produit sous cette forme à la centrale.
  - Dans le cas général, on peut dire que l’énergie produite à l’état de courants alternatifs et transmise à haut voltage est transformée avant d’arriver à la ligne d’alimentation en courant à plus bas voltage, soit de même nature : courants alternatifs triphasés ou monophasé par l’emploi de transformateurs statiques (1), soit de nature différente', courant continu, par exemple, par emploi de transformateurs dynamiques ou rotatifs (commutatrices ou groupes moteurs générateurs), alimentés eux-mêmes le plus généralement par des transformateurs statiques abaisseurs de tension.
  - Les figures 4, 5, 6 et 7 ci-après (2), représentent schématiquement les dispositions-types d’une installation à courant continu avec sous-station, ce qui est le cas général, de deux installations à courant monophasé (l’une sans sous-station à transformateurs statiques, l’autre avec sous-station) el d’une installation à courants triphasés avec sous-station.
  - 8. Tension et nature du courant d’alimentation. — L’étude du service à réaliser conduit à la prédétermination des puissances moyenne et maxima demandées par les trains pour leur propulsion pendant un temps déterminé et à la puissance à leur fournir à chaque instant.
  - Pour un tramway, par exemple, en supposant la ligne d’alimentation à 600 volts, on trouvera qu’il faut au démarrage 100 à 150 ampères et qu’en moyenne, pour maintenir le véhicule en mouvement, il faut quelque chose comme 10 à 25 kw. A côté de cela, si on considère un service avec trains, on arrive rapidement à un courant de démarrage de 2.000 ampères et à une puissance moyenne de 400 à 500 kw. nécessaire pour maintenir le train en mouvement, soit environ 700 à 800 ampères sous 600 volts L’importance du courant à'capter est ainsi très variable suivant la nature des lignes et pour une ligne déterminée, elle varie suivant le profil en
  - (4) Abstraction faite du cas où les transformateurs de fréquence sont nécessaires (2) Empruntées au n° du 26 août 1911 de « La Lumière électrique ».
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- - UTILISATIONS DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
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  - à haute tension
  - fn<jne Se transxm^sion tnphi
  - Génératrice
  - Transformateurs
  - Transformateurs
  - Turbine
  - Génératrice à courant alternat' '
  - Fig. 4. — Installation à courant continu avec sous-station.
  - Usine Génératrice
  - Turbine
  - Génératrice d courant alternatif
  - Fig. 5. — Installation à courant monophasé sans, sous-station. (Usine à proximité de la ligne.)
  - ligne de transmission monophasée & haute • tension
  - Usine Génératrice
  - Transformateurs
  - Turbine
  - Génératrice à courant alternatif
  - Simple
  - tralep
  - Fig. (’>. — Installation à courant monophasé avec sous-station.
  - ligne de transznlssian\ triphasé*.
  - à haute tension
  - Trenfarmateurs
  - Turbine
  - Génératrice à courant alternatif
  - Fig. 7. — Installation à courants triphasés avec sous-station.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - long et suivant que le train est en période de démarrage ou de pleine marche;
  - Outre l’importance du courant à transmettre, il y a encore lieu de considérer la chute de tension en ligne ou chute ohmique entre le point d’alimentation de la ligne depuis la station centrale ou la sous-station suivant le cas, et le point d’utilisation, c’est-à-dire la prise de courant de l’automotrice ou de la locomotive, chute de tension qui est de forme r IL, où r est la résistance ohmique kilométrique du circuit complet aller el retour, I l’intensité du courant nécessaire à la propulsion du véhicule et L la distance en kilomètres entre les deux points ci-dessus spécifiés. Cetle chute ohmique ne doit pas dépasser une certaine fraction de la tension à la sortie de la centrale (ou de la sous-station), soit, pour fixer les idées 20 0/0. Or, on arrive rapidement à des valeurs inadmissibles pour des réseaux un peu étendus, si la distance entre sous-stations est trop grande.
  - Ce qui précède est suffisant pour bien faire comprendre que lorsqu’il s’agi t d’un service un peu intensif et d’un réseau un peu étendu, si l’on ne veuf pas par trop multiplier le nombre des sous-stations ou faire un emploi exagéré de survolteurs ou de feeders trop importants, l’on soit rapidement amené à élever la tension d’alimentation. Ceci a en effet pour résultat de diminuer proportionnellement l’intensité du courant à transmettre pour un meme nombre de kilowatts à fournir et le poids de cuivre immobilisé dans les conducteurs ffeeders, fils aériens), et aussi d’augmenter le rayon d’action de la centrale et d’une sous-station, suivant le carré de la tension.
  - La question se pose alors de savoir si le courant haute tension de la ligne de traction devra être du courant continu ou du courant alternatif, monophasé ou triphasé. Le courant continu présente certainement des limitations quant à l’emploi de tensions très élevées et actuellement 3.000 volts est le maximum réalisé en exploitation. En courant alternatif soit monophasé, soit triphasé, mais surtout monaphasé, on peut adopter des tensions plus élevées (il y a plusieurs lignes monophasées 15.000 volts), par suite de la facilité d’abaisser ensuite la tension sur les locomotives ou automotrices elles-mêmes pour alimenter les moteurs à une tension convenable. On a même la possibilité de changer sur la locomotive elle-même la nature du courant, comme dans les systèmes mixtes : monophasé-continu ou monotriphasé que nous étudierons par la suite.
  - Enfin, il ne doit pas être perdu de vue que cette étude des chutes de
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- - UTILISATION DE l’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
  - 2ï>
  - tension admissibles, de la tension et de la nature du courant à adopter, doit être poursuivie parallèlement à l’étude économique du problème (loi de lord Kelvin) au point de vue de la comparaison du coût des pertes en ligne par effet Joule proportionnelles à r /2, par rapport aux frais de premier établissement.
  - 9. Classification des systèmes de traction. — En passant en revue les différents systèmes dont la pratique a sanctionné l’usage, on peut établir la classification suivante d’après la'nature du moteur :
  - a) Système de traction à courant continu. — Ce mode de traction est le plus ancien en même temps que le plus répandu. On peut en diviser les applications d’après la valeur de la tension d’alimentation comme suit, le moteur employé étant uniformément le moteur série :
  - 1° Jusque 600 volts (cas général : 500 à 600 volts) ;
  - 2° De 600 à 1.000 volts ;
  - 3° Au-dessus de 1.000 volts (1200-1500-2400-3000-5000 volts).
  - I
  - b) Systèmes de traction à courant alternatif monophasé, dont on peut diviser les applications suivant le type de moteur employé. On distingue à ce point de vue :
  - 1° Le moteur série simple (Westinghouse-Lamme) ;
  - 2° Le moteur série compensé (Siemens-Schuckert) ;
  - 3° Le moteur type répulsion : répulsion compensé, série répulsion. Latour, Winter - Eichberg, Alexanderson, répulsion - série-répulsion Thom son-Houston).
  - Nous rattacherons à cette catégorie, les lignes à alimentation mixte dans lesquelles on trouve des sections à haute tension courant monophasé et des sections à tension ordinaire 600 volts courant continu : le moteur monophasé à collecteur permettant cette double alimentation. Les premières se rapportent à des parcours interurbains où la haute tension est possible tandis que les secondes ne se rapportent qu’à des parcours urbains.
  - c) Systèmes à courants alternatifs triphasés, dont on peut diviser les applications d’après le mode de régulation de la vitesse, le moteur employé étant uniformément le moteur asynchrone qui peut être à rotor bobiné ou à cage d'écureuil. On distingue ainsi :
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 1° Le système triphasé normal avec régulation de la vitesse par insertion de résistances dans le circuit du rotor (Brown-Boveri : Burgdorf-Thoune ; General Electric : Great Northern).
  - 2° Le système triphasé avec régulation de la vitesse par le montage des moteurs en cascade (Ganz : Valteline; Westinghouse : Giovi).
  - 3° Le système triphasé avec régulation de la vitesse par variation du nombre de pôles (Brown-Boveri : Simplon).
  - 4° Enfin récemment on a réalisé une combinaison des méthodes 2e et 3e (Brown-Boveri et Westinghouse : Etat italien).
  - d) Systèmes de traction mixtes, dans lesquels le courant à la ligne d’alimentation est monophasé haute tension et les moteurs d’essieu des moteurs à courant continu ou asynchrones - triphasés, pour profiter de l’avantage que présente le courant monophasé de pouvoir être facilement employé à haute tension (10.000, 15.000 ou 20.000 volts) tout en ne demandant qu’une seule ligne, et des avantages caractéristiques que présentent sur les moteurs monophasés, soit les moteurs série courant continu, soit les moteurs asynchrones triphasés. Le courant d’alimentation est ainsi transformé sur la locomotive même :
  - 1° Soit par des groupes convertisseurs rotatifs (Ward-Léonard, Auvert et Ferrand) ou par un redresseur de courant à vapeur de mercure pour l’emploi de moteurs d’essieu courant continu ;
  - 2° Soit par un transformateur de phases pour l’emploi de moteurs d’essieu asynchrones triphasés.
  - Toutefois, ces systèmes mixtes conduisent à des équipements assez complexes qui font que les applications réalisées appartiennent encore plus ou moins au domaine expérimental.
  - L’organe fondamental pour un système quelconque de traction électrique est le moteur.
  - Nous étudierons successivement les différents moteurs employés, moteurs précédemment énumérés, et en les envisageant au point de vue de leur emploi à la traction qui est le seul dont nous ayons à nous occuper ici. Nous étudierons plus particulièrement, en détail, le moteur à courant continu eu égard à son importance : c’est en effet, de beaucoup, le plus employé.
  - 10. Applications diverses. — a) Lignes à courant continu. — 1°) Jusqu'à 600 volts, c’est ainsi que nous l’avons déjà dit, le cas général des tramways
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- - utilisation de l’énergie électrique
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  - urbains et métropolitains. Les règlements administratifs limitent en effet à un maximum de 600 volts la tension d’alimentation de ces lignes, ce qui donne en moyenne 550 volts aux bornes des moteurs en tenant compte de la chute de tension moyenne en ligne.
  - Quelques lignes de pénétration fonctionnent sous deux tensions telles que 600et 1.200 volts; 600 volts dans les sections urbaines et 1.200 volts dans les sections interurbaines. Plusieurs lignes de ce genre sont en exploitation aux Etats-Unis.
  - A mentionner ici le cas particulier de l’alimentation à 3 fils dont le fil neutre est constitué par les rails c’est-à-dire est à la terre, les deux autres fils à A 600 volts, l’ensemble formant ainsi deux ponts à 600 volts avec 1.200 volts entre fils extrêmes. C’est le cas du chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris que nous étudierons plus tard avec quelques détails, et aussi la ligne de Grenoble à Ohapareillon. Pour ces lignes, les moteurs des automotrices sont divisés en deux groupes : un groupe est sur un pont, l’autre est sur l’autre pont ; chaque groupe fonctionne sous un voltage maximum qui est celui d’un pont.
  - 2°) De 600 à 1.000 volts. — Comme exemples de lignes suburbaines ou interurbaines, rentrant dans cette catégorie, nous citerons celles de Grenoble à Yillars de Lan s,, sous 750 volts, de Villefranche à Bourg-Madame, sous 800 volts, de Lucca-Monsummano, sous 850 volts, de Cologne-Bonn, de Bonn-Siegburg-Konigswinler, de Neustadl-Landau, du chemin de fer de banlieue de Frankfurt-sur-Mein, sous 1.000 volts, certaines sections du réseau des tramways de Budapest, également sous 1.000 volts,- de même encore certaines lignes des chemins de fer de la banlieue de Lugano, etc.
  - Les équipements des voitures alimentées sous ces tensions ne diffèrent, dans leur ensemble, de ceux de la catégorie précédente 500/600 volts •ju’en ce que l’isolement des différentes parties est renforcé.
  - Les exemples de lignes de cette classe sont toutefois relativement peu nombreux, et on quitte généralement le 600 volts pour aborder la haute tension à partir de 1.200 volts.
  - 3°) 1.200 volts et au-dessus. — L’emploi de telles tensions est relativement récent, mais en revanche, se développe très rapidement surtout en Amérique. •
  - Aux Etats-Unis et au Canada un grand nombre de lignes fonctionnent sous 1.200 volts. Ce système a pris là un développement considérable
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - durant ces dernières années. La première ligne à 1.200 volts date de 1907 et fin 1912 on y comptait déjà un total d’environ 2.700 kilomètres de lignes installées à 600/1.200 volts ou 1.200 volts comprenant 17 réseaux et fin 1916 on comptait 3.600 kilomètres avec 38 réseaux.
  - Plusieurs lignes sont à 1.500 volts telles que le Lake Erie et Northern Ry (Ontario), le Sait Lake et Utah Ry (Utah), le Southern Pacific à Portland (Orégon), etc.
  - Plusieurs autres à 2.400 volts telles que le Rutte, Anaconda et Pacific Ry (Montana), le Michigan Ry, le Canadian Northern Ry à Montréal (Canada), etc.
  - Un réseau est, depuis 1915, en fonctionnement régulier à 3.000 volts,, c’est celui du Chicago-Milwaukee et Saint-Paul Ry, qui constitue l’électrification la.plus considérable qui ait été encore effectuée, à la fois pour le développement du réseau et pour le tonnage des trains. A la fin de 1917, il y avait environ 700 kilomètres de lignes de ce réseau électrifiées et en exploitation, et on commençait l’électrification d’une nouvelle section de 300 kilomètres. Outre que cette tension de 3.000 volts est actuellement la tension maximum utilisée en traction par courant continu pour un réseau en exploitation régulière, cette ligne présente encore d’autres particularités sur lesquelles nous reviendrons et spécialement à propos de la « récupération ».
  - Cette dernière ligne et la très grande majorité des lignes ci-dessus ont été installées par la General Electric Co.
  - Nous mentionnerons enfin l’essai de traction à 5.000 volts réalisé en 1915 par la société Westinghouse sur la ligne de Jackson à Grasse Lake et Wolfe Lake (Michigan) sur une longueur de 19 kilomètres. Ces essais ont montré qu’une telle tension était techniquement possible, mais il reste à établir par la pratique s’il est économiquement avantageux de porter la tension jusqu’à 5.000 volts, étant donnés les résultats satisfaisants acquis à 3.000 volts sur la ligne très importante du Milwaukee où les conditions du trafic sont extrêmement sévères.
  - En dehors de certains dispositifs spéciaux résultant de l’emploi d’une haute tension, dans la plupart des cas ci-dessus — exception faite pour quelques lignes à 1.200 volts où les moteurs sont alimentés directement sous cette tension — les moteurs des automotrices ou locomotives Sont en permanence, couplés par deux en série, afin de n’avoir aux bornes de chacun d’eux qu’une tension moitié de la tension totale.
  - En France, nous citerons la ligne de Saint-Georges Commiers à la
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  - Mm'e qui es^ ^ ^ fils avec fil neutre à la terre et 2.400 volts entre fils extrêmes, soit, par suite, deux ponts à 1.200 volts, installée dès 1903 par M. Thury et dont le prolongement vers Gap est en exécution avec 2.400 volts directs entre le fil trolley et la terre.
  - Nous citerons encore certaines lignes du réseau des tramways des Basses-Pyrénées à 1.350 volts avec des sections à 600 volts. Enfin la ligne du chemin de fer industriel de Maizières-Sainte-Marie-aux-Ghênes en Lorraine à 2.000 volts.
  - En Italie, plusieurs lignes comprennent également l’emploi du courant continu 1.200 volts au trolley, ce sont par exemple celles de Briescia-Toscolano et Brescia-Stocehetta, de Monza-Canto, de Turin-Rivoli, de Pisa-Marina, de Verona-San-Bonifacio, de Pompéi-Salerno, etc.
  - En Autriche-Hongrie, celles de Zartlesdorf-Lippnetschwebe, sous 1.200 volts, de Poprad-Scorbasee sous 1.650 volts.
  - En Suisse, celle de Biasqua-Acquarosa, de Tavannes-Tramelan-Noirmont à 1.200 volts, de Coire-Arosa, de Nyon-la-Cure à 2.000 volts.
  - En Hollande, le réseau des tramways de Harlem à 1.200 volts.
  - Classification des lignes à courant continu. — Pour résumer ce qui précède, et en considérant la nature des lignes en exploitation, on peut établir la classification suivante :
  - Lignes à 600 volts : Tramways services urbains;
  - Lignes à 1.200 volts : Lignes-suburbaines et interurbaines se reliant aux lignes précédentes urbaines.
  - Lignes à 1.500 volts : Lignes moyennes de chemins de fer voyageurs et marchandises.
  - Lignes à 2.400 volts et au-dessus : gros trafic, grandes lignes.
  - b) Lignes à courant alternatif monophasé. — Aux Etats-Unis, il y avait à la fin de 1909(1), près de 30 grandes lignes présentant un développement total d’environ 1.600 kilomètres utilisant le courant monophasé à 3.300, 6.600 ou 11.000 volts. Ces lignes ont été installées pour la majorité .par la Compagnie Westinghouse de Pittsburg. Depuis cette époque les lignes de cette nature se sont relativement peu développées. La faveur semblant se reporter sur le courant continu à haute tension.
  - La plupart de ces lignes fonctionnent sous une alimentation mixte :
  - (l) Revue électrique du 15 mai 1909. « Étude sur la traction monophasée aux Etats-Unis» par l’Auteur.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - cours monophasé haute tension pour les parcours interurbains, et courant continu 500/600 volts pour les parcours urbains.
  - Nous ne mentionnerons ici que la plus importante parmi les lignes monophasées américaines, celles du New-York, New-Haven et Hartford (1907; (1), construite par la Société Westinghouse et qui est remarquable à bien des points de vue, outre qu’elle est la première grande ligne d’une réelle importance ainsi électrifiée. Cette ligne sera souvent citée dans cet ouvrage.
  - En France, nous citerons la ligne mixte de Lyon-Miribel-Jons, à 6.600 volts, monophasé, 15 périodes, pour la section interurbaine et 600 volts continu pour la section urbaine., le réseau des chemins de fer départementaux de la Haute-Vienne à 10.000 volts, monophasé, 25 périodes, avec 600 volts également monophasé pour la traversée de Limoges, la ligne d’Arles-sur-Tech à Prats de Mollo et à Saint-Laurent de Cerdans à 6.000 volts, 25 périodes, la ligne de Saint-André de Cubzac à Libourne et à Puisseguin à 6.600 volts 16 2/3 périodes, le réseau du chemin de fer du Sud-France à 6.600 volts, 25 périodes, enfin, la ligne plus importante de Bayonne-Toulouse à 12.000 volts 16 2/3 périodes en cours d’exécution pour une portion tout au moins, de la Compagnie des chemins de fer du Midi (sections exploitées : Lourdes-Pierrefitte, Tarbes-Bagnères de Bigorre, Lannemezan-Arreau, Perpignan-Villefranche, d’un développement total d’environ 116 kms).
  - En Angleterre, nous citerons les lignes du Middland, à 6.600 volts, 25 périodes, du London-Brighton et South-Coast à 6.600 volts, 25 périodes.
  - En Suisse et en Allemagne, la traction monophasée semble recevoir un nouvel essor. En Suisse il existe un projet d’électrification d’ensemble des chemins de fer fédéraux, et la commission d’études a conclu en 1913 à l’adoption générale du courant monophasé 15.000 volts, 15 périodes pour les grandes lignes. Les études et essais faits par les chemins de fer dès Etats prussien, bavarois, autrichien et suédois ont abouti à la même conclusion.
  - En Suisse, une première application consécutive aux essais faits en 1905-1909surlaligneSeebach-Wettingen des chemins de fer fédéraux, est
  - A
  - (1) Cette ligne, au début à 11.000 volts avec ligne unique d’alimentation, est maintenant transformée en ligné à 3 fils avec 22.000 volts entre fils extrêmes et un seul pont à 11.000 volts utilisé pour la ligne de traction ainsi que nous le verrons en détail ultérieurement. (Chapitre IV).
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- - UTILISATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
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  - relie datant du milieu de l’année 1913 réalisée par le chemin de fer des \lpes bernoises au tunnel du Loetschberg sur la ligne de Berne auSimplon à 15.000 volts, 15 périodes. L’électrification dans les mêmes conditions du Saint-Gothard (ligne de Lucerne à Milan), est en cours et sera d’abord réalisée sur la portion d’Erstfeld-Bellinzona (110 kilomètres).
  - En Allemagne, la ligne de Dessau-Bitterfeld (chemins de fer de l’Etat prussien) à 10.000 volts, 15 périodes, la ligne de la Wiesenthal (chemins de fer badois) à 10.000'volts 15 périodes, la ligne suburbaine Hambourg-Allona-Blankenese et Ohlsdorf (Etat prussien) à 6.000 volts, 25 périodes. Pour les lignes dans le voisinage de Berlin (Stadt-Ring et Vorortbahnen), ou a choisi 10.000 volts, 15 périodes.
  - En Suède, les lignes de Nottoden-Tinoset à 10.000 volts, 15 périodes, de Kiruna-Riksgrânsen à 15.000 volts, 15 périodes.
  - En Italie, les lignes de Rome à Civita-Castella, à 6.600 volts et 600 volts (6.600 volts sur la section interurbaine et 600 volts sur la section urbaine), de la Valle-Brembana à 6.000 volts. Les tramways de Salerne, 56.600 volts, de Padoue-Fusina à 6.600 et 600 volts, etc. Toutes ces lignes sont à la fréquence de 25 périodes
  - c) Lignes à courants triphasés. — Ce système a reçu ses premières applications aux tramways avec les tramways de Lugano (1896) à 400 volts, 40 périodes, aux chemins de fer avec la ligne de Burgdorf-Thoune (1899) à 750 volts, 40 périodes, installées par la maison Brown-Boveri. Mais il a reçu ses principales applications sur les lignes de chemins de fer de grosse traction en Suisse et en Italie, avec les lignes du Simplon, de la Nalteline, du Giovi, de Savone, du Mont-Cenis, toutes à 3.000 volts, 16 périodes.
  - Nous mentionnerons encore la ligne importante Great-Northern aux htats-Unis (tunnel de Cascade), à 6.000 volts, 25 périodes.
  - d) Lignes mixtes. — Nous citerons la ligne expérimentale de New-Canaan du réseau du New-York, New-Haven et Hartford où le courant d’alimentation est monophasé 11.000 volts et le courant d’alimentation des moteurs est continu, et celles du Norfolk et Western et Pennsylvania °ù le courant de la ligne est également monophasé 11.000 volts, mais le courant d’alimentation des moteurs est triphasé.
  - IL Conditions d’emploi des divers systèmes de traction. — En dehors de cas simples comme par exemple celui d’un réseau de tramways urbains
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - où le courant continu 500/600 volts est naturellement tout indiqué, le -choix du système de traction à adopter pour l’électrification d’une ligne déterminée (ligne suburbaine, interurbaine ou grande ligne), constitue un problème extrêmement complexe et les discussions auxquelles se livrent les partisans des différents systèmes le prouvent. En particulier, la controverse ouverte à propos des systèmes à courant continu haute tension et à courant alternatif monophasé, systèmes que l’on oppose le plus fréquemment l’un à l’autre, est toujours aussi vive.
  - Aux Etats-Unis, on peut constater dans ces dernières années, que plusieurs lignes à courant monophasé ont été transformées en lignes à courant continu haute tension, sans qu’il y ait aucun exemple de l’inverse, que dans la création de nouvelles lignes, c’est le courant continu haute tension qui a prévalu (1), telles les lignes des réseaux importants du Butte-Anaconda et Pacific Railway à 2.400 volts et du Chicago-Milwaukee et, Saint-Paul Railway à 3.000 volts dont les résultats économiques satisfaisants obtenus justifient le choix qui a été fait.
  - A côté de cela, les chemins de fer suisses, bavarois, prussiens, suédois après de laborieuses et méticuleuses études appuyées sur de nombreux essais de traction en grand, ont conclu à l’adoption exclusive du courant monophasé pour de grands réseaux.
  - Enfin le système triphasé est très en faveur en Italie pour les grandes lignes.
  - Nous ne pouvons ici que préciser quelques points de vue généraux bien acquis. (2)
  - a) Pour un service suburbain à trafic intense, la préférence va au système à courant continu et ce, d’autant plus que l’accroissement du trafic est plus grand. Le système monophasé conduit à des équipements trop lourds pour le matériel roulant (3) et de plus ce système est peu favorable à des accélérations élevées et à desdémarragesfréquents (faible valeur du facteur de puissance au démarrage). Quant au système triphasé il ne se prête pas aux variations de vitesse nécessaires dans un tel service.
  - (1: En dehors des deux lignes récentes du Norfolk et Western et du Pennsylvania en mono-triphasé.
  - (2) Communication de M. Valbreuze à la SociétAd’Encouragement pour l’Industrie nationale! Bulletins de Mars et Mai 1911.
  - (3) Un équipement courant continu pèse en moyenne pour des moteurs de 100 à 200 chevaux, environ 20 kilos par cheval, alors qu’un équipement courant monophasé pèse près de 40 à 45 kilos par cheval dont près de la moitié pour le moteur seul-
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- - UTILISATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
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  - bj Pour un service interurbain à trafic limité, le système monophasé d’abord en faveur a presque entièrement été supplanté par le courant conlinu haute tension avec lequel le rendement est meilleur. Le poids et ]e prix de l’équipement du matériel roulant sont beaucoup moindres et surtout les dépenses d’entretien notablement plus faibles. /I
  - c) Sur certaines sections spéciales de lignes de grande communication telles que la traversée d’un tunnel par exemple, l’un des trois systèmes pourra être reconnu le plus avantageux suivant la longueur de la section et les conditions locales. La préférence sera souvent donnée au triphasé : la grande puissance unitaire et l’exceptionnelle robustesse des moteurs triphasés, dépourvus de tout organe délicat, permettent en effet d’établir des locomotives puissantes, capables de travailler dans des conditions extrêmement dures. Il présente toutefois l’inconvénient de la complication d’une double ligne aérienne d’alimentation, ce qui peut d’ailleurs être prohibitif.
  - d) Sur les lignes de grandes communications elles-mêmes, le problème est plus complexe. Si le trafic est suffisamment intense, le système à courant continu haute tension pourra donner les meilleurs résultats quelle que soit la longueur de la ligne. Sinon on aura recours au triphasé ou au monophasé. Le premier sera préféré s’il n’est pas nécessaire d’avoir une tension très élevée et si la présence de deux fils aériens ne constitue pas une complication trop gênante, le second sera choisi si une tension très élevée est nécessaire et si l’on a surtout en vue la simplicité des installations fixes.
  - e) Pour terminer ces considérations, nous dirons encore que les systèmes monophasé et triphasé demandent des faibles fréquences la à 25 périodes maximum), ce qui est une circonstance défavorable au point de vue utilisation de lignes générales existantes de transport fle force qui sont généralement à des fréquences plus élevées 50-60 périodes. Lemploi de ces sytèmes conduit ainsi pratiquement les compagnies de .h'action à avoir leur propre centrale. Cet inconvénient n’existe pas avec ta système à courant continu.
  - f) Enfin à signaler pour les lignes à courants alternatifs l’influence perturbatrice par induction électromagnétique et induction électrostatique. sur les lignes télégraphiques et téléphoniques voisines et qui donne lieu à de grandes difficultés auxquelles il n’a pas encore été obvié
  - Une manière complète par des moyens pratiques.
  - /
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- - CHAPITRE VIU
  - \
  - ____ , \
  - MOTEURS A COURANT CONTINU ÉTUDE ÉLECTRIQUE
  - SOMMAIRE. — Généralités. Types de moteurs. — Moteurs-série. Fonctionnement: sens de rotation. Force contre-électromotrice, courant absorbé, vitesse, puissances, couples, rendements. — Caractéristiques électro-mécaniques. - Influence d’une modification de la différence de potentiel aux bornes du moteur. — Influence d’une modification de l’enroulement induit. — Stabilité de marche. Caractéristique mécanique. — Caractéristiques de la marche d’une voiture motrice. — Remarque sur les formules de conversion des caractéristiques. — Remarque sur l’effort théorique et sur l’effort réel à la jante. — Calage des balais. Moteurs à pôles de commutation. —Puissance nominale d’un moteur de traction. Régime uni-horaire. Régime de 10 heures. — Application des définitions de la puissance d’un moteur à l’étude d'un projet de traction. — Puissance continue de même échauffement. — Puissance uni-horaire d’un moteur et puissance absorbée au démarrage. — Poids moyens des moteurs de traction.
  - ^ 12. Généralités. Types de moteurs. — Les phénomènes dont un moteur à courant continu est le siège peuvent se ramener à quatre principaux : création d'un champ magnétique, production d'un effort moteur, production d'une force contre-électro-motrice et cl'une réaction d'induit.
  - Comme moteurs à courant continu pouvant s’appliquera la traction des véhicules électriques de toute sorte, on peut envisager le moteur-série et le moteur-shunt.
  - En traction électrique, en raison de la charge très variable résultant du nombre variable des voyageims sur une même ligne, des déclivités H des courbes du parcours et surtout des arrêts et démarrages nombreux.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 35
  - l’effoi't demandé au moteur est très variable, la consommation de courant varie notablement et dans des temps relativement courts. Comme au démarrage, le couple moteur doit être fréquemment le triple et même le quadruple (dépendant de la valeur admise pour l’accélération) du couple normal, il s’ensuit qu’un moteur de véhicule électrique doit être en état pendant un court espace de temps de développer un couple bien plus grand que celui qui correspond à sa puissance normale.
  - Le moteur-série à courant continu répond le mieux à ces conditions. Ce moteur règle sa vitesse d’après la charge, de sorte que sur une rampe, la vitesse sera réduite, mais l’effort développé sera grand. En palier, au contraire, la vitesse sera élevée et l’effort moindre. En somme, les propriétés de ce moteur sont telles, qu’automatiquement, à une diminution de la vitesse correspond une augmentation du couple et, inversement, à une diminution de la vitesse correspond une augmentation, du couple. En particulier au démarrage où la vitesse part de zéro, il développe un couple élevé. 11 est enfin susceptible de fortes surcharges momentanées. Il présente toutefois un désavantage sur le moteur shunt, il ne permet pas, sans artifices spéciaux, de récupérer du courant pour le renvoyer au réseau.
  - Le moteur-série étant le seul employé en traction à courant continu, éest lui seul que nous considérons ici. De plus, le seul mode d'alimentation en usage sur les lignes existantes est Y alimentation à potentiel instant. C’est dans ce cas que nous nous placerons dans la suite, sauf indication spéciale.
  - 13. Moteur -série. Fonctionnement. — La théorie générale du fonc-••onnement du moteur à courant continu est développéedanstousleseours 'i électrotechnique générale ; aussi nous ne rappellerons ici, pour les dis-' "ter en vue de l’application que nous avons en vue, que les résultats et k* formules dont nous avons besoin.
  - a) Sens de rotation. — On sait que pour inverser le sens de rotation dun moteur-série, il suffit d’inverser le sens du courant dans les induc-leilvs °u dans l'induit ;
  - . b> électr
  - celle
  - Force contre-électromotrice. Courant absorbé. — La force contre-oniotrice du moteur, c’est-à-dire la force électromotrice opposée à du réseau, qu’il développe en tournant à une vitesse angulaire
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- - 36
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - w = 2~n, n étant le nombre de tours de son induit par secrnde, est, pour un moteur multipolaire à 2 p. pôles et à toute charge :
  - E = - n N «ïq 10~8 volts,
  - Pi
  - quel que soit le mode de bobinage de son induit.
  - Dans cette formule :
  - N est le nombre total des conducteurs périphériques de l’induit ou armature.
  - <î>x le flux magnétique en unités CGS ou Maxwells par circuit magnétique correspondant à deux pôles conjugués ou encore flux émané d’un pôle.
  - 2pi le nombre des circuits de l’enroulement induit réunis en parallèle. Si on appelle <ï> la somme des flux issus des pôles inducteurs de même signe ou simplement flux inducteur total, on a évidemment :
  - ^ = p <ï>j .
  - Si, de plus, on observe que l’enroulement induit est, dans le cas nous occupe, le plus généralement un bobinage série, on a :
  - pi = 1
  - et la formule précédente prend la forme simple (1) E = n N <ï> 10-8 volts,
  - qui est celle que nous emploierons le plus ordinairement. Il est essentiel de bien remarquer que cette formule est générale et s’applique à un moteur à induit bobiné en série, que ce moteur soit bipolaire ou multipolaire.
  - Pour bien faire comprendre la signification du nombre N, nous prendrons deux exemples :
  - Soit un induit à 25 encoches périphériques à 5 bobines à 3 tours chacune. Il y a en tout 25 X 5 = 125 bobines ou sections électriques (correspondant à 125 lames au collecteur) à 3 tours et comme chaque tour forme un cadre élémentaire lequel a forcément deux génératrices, on voit que
  - N = 125 X 3 X 2 = 750.
  - Soit encore un induit à 33 encoches à 7 bobines à un tour. On a :
  - N = 33 X 7.x 2 = 462 avec 33 X ' = 231 lames au collecteur.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 37
  - Ceci posé, pour un enroulement inducteur donné, le jlux est seulement fonction du courant inducteur, lequel est égal ail courant total absorbé, le moteur étant un moteur-série. On /exprime souvent le flux <ï> en fonction du nombre d’ampères-tours inducteurs À, produit du nombre de spires inductrices M par le courant inducteur en ampères I. Nous poserons donc : \
  - 'l> = f (A), avec A = MI.
  - Soit <t>0 la valeur qu’aurait le flux inducteur sans la réaction magnétique de l’induit qui produit une force électro-motrice correctrice e volts. On a, à toutes charges et en toute rigueur :
  - (2) E = nN<ï>. 10”8 = 10-'8 — e.
  - A un régime quelconque :
  - I étant l’intensité du courant absorbé ;
  - u la tension entre balais ;
  - U la différence de potentiel entre les bornes extrêmes (le circuit comprenant les inducteurs) ;
  - la résistance totale intérieure du moteur, c’est-à-dire la somme de la résistance ra de l’induit y compris celle des balais et des contacts) et de celle r.t des inducteurs eu série avec lui de sorte que
  - R = ra -f rL
  - On a :
  - u = u 4- ri i
  - u = E ra I,
  - E — U — (ra -f- r i) I (4) E = U — RI.
  - Nous emploierons indifféremment l’une ou l’autre des formules (1) ou
  - pour le calcul de la f. c. e. m. E.
  - La f. c. e. m. E inleruienl^tfane façon essentielle dans le fonctionne-
  - (3)
  - doù, en éliminant u : ^finalement :
  - Fig. 8.
- p.37 - vue 64/870
- - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ment du moteur, c'est d'elle, en particulier, que dépend l'intensité du courant qui traverse le moteur. Ce courant a, en effet, pour valeur :
  - Au lieu de cela, un récepteur ordinaire (une lampe par exemple) de même résistance R, alimenté sous une même tension U ne donnerait naissance à aucune f. c. e. m. et serait par suite parcouru par un courant
  - d’après la loi d’Ohm pure et simple.
  - La formule (5) montre qu’au démarrage, puisque n = o, E = o, I est maximum, de là, la nécessité de résistances de démarrage.
  - La force contre-électromotrice E allant en croissant avec la vitesse, le courant absorbé par le moteur partant du repos, diminue à mesure que la vitesse augmente. E atteint facilement 90 0/0 de U. On voit donc que le courant absorbé par le moteur à un moment quelconque dépend bien de E et à chaque instant.
  - Il est essentiel de bien se pénétrer de la signification de E et de son importance.
  - c) Vitesse. — D’après les équations (2) et (4), on a :
  - (6)
  - N*
  - • 108
  - U —RI N<ï>
  - • 108
  - et aussi :
  - (6')
  - n
  - E -\-e j\A>0
  - • 108 =
  - U — R I 4- e
  - N 4>0
  - • 108.
  - On emploiera plus généralement les équations (6) qui sont d’une application immédiate.
  - Des équations précédentes on déduit cette loi :
  - A flux inducteur et courant égaux, la vitesse d'un moteur ne dépend que de la différence de potentiel aux bornes.
  - Considérons les équations (6'). Pratiquement (pour avoir un bon rendement), la chute ohmique totale RI ne dépasse pas, même au régime
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 39
  - maximum, une très petite fraction de la tension U ; d’autre part, la force électromotrice e, due à la réaction d’induit est de signe contraire à RI, elle est en outre également très petite parce que les balais sont toujours calés sur la ligne neutre. On écrit alors, avec une approximation pratique suffisante, approximation qui sera d'ailleurs d’autant plus grande que la charge sera plus faible, la relation simple :
  - N*0
  - 108,
  - Ou même, avec une approximation moindre mais en général suffisante :
  - _L
  - N<i>
  - 108,
  - en négligeant purement et simplement RI dans la formule (6)-d’où cette règle :
  - La vitesse est sensiblement proportionnelle à la différence de potentiel aux bornes et inversement proportionnelle au flux magnétique inducteur.
  - d) Puissances. — 1° Puissance absorbée. — La puissance absorbée par le moteur et mesurée à ses bornes est en watts :
  - V P = U1
  - l étant supposé constant, cette équation représente une droite passant par l’origine et de coefficient angulaire U .
  - 2° Puissance électromagnétique de l’induit. — Nous admettrons que le moteur absorbant la puissance P — UI tourne effectivement. Dans ces conditions il développe nécessairement sur son arbre une certaine puissance, correspondant d’ailleurs à un certain couple. Cette puissance appelée puissance électromagnétique de l’induit Pe est égale au produit fie la f. c. e. m(. du moteur par le courant qui le traverse. Elle a par suite pour expression en watts :
  - Pe = El
  - °u en remplaçant* E par sa valeur E = U — RI :
  - ou :
  - (B)
  - Pe = (U-RI) I
  - pe = ui—Rp a
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- - 40
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - c’est-à-dire qu’elle est encore égale à la puissance absorbée diminuée de la perte par effet Joule.
  - 3° Puissance utile. — Enfin, la puissance mécanique recueillie sur l’arbre ou puissance utile P„est égale à Pe diminuée de la puissance absorbée pour compenser les pertes par frottements mécaniques, ventilation, hystérésis et courants de Foucault. Si p est l’ensemble de ces pertes en watts, on a :
  - P« = P e—p
  - ou (9) PM = El —p
  - ou encore PÎ(=UI — RP—p
  - p étant donné par une formule empirique de la forme ,
  - p — An -j- B't’1-6/! -f-D4,2n2 A, B, D étant des coefficients appropriés.
  - Dans cette formule :
  - Le premier terme représente les pertes par frottements dans l’air et par frottements mécaniques (proportionnelles à la première puissance de la vitesse) ; le second terme, les pertes par hystérésis (également proportionnelles à la première puissance de la vitesse); et le troisième terme, les pertes par courants de Foucault (proportionnelles à la deuxième puissance de la vitesse).
  - La formule (9) peut se mettre sous une autre forme qu’il est utile de. connaître : en désignant par J, le courant variable consommé pour compenser les pertes d’énergie p, ce qui revient à poser p = EJ, on a :
  - * (10) Ptt = E(I-J).
  - En chevaux de 75 kgms/sec. on aura :
  - 11) D UI — RI2 — p “ 736
  - ou (11') P E (I-J) u 736
  - ou encore (11") p., = nN*^-J)-10- /36
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 41
  - e) Couples. — 1° Couple électromagnétique. — Le couple électromagnétique Ce développé par l’induit est lié à la puissance électromagnétique de l’induit Pe par l’équation :
  - d’où :
  - P„ = 2 TZtlCe
  - P ET
  - <12> c-=âs=ss=-âr-,°-
  - En kilogrammètres on aurait :
  - 1 Nùd
  - :i2o
  - C —____~ ~ ~ 10-*
  - U 9.81 2tt
  - watts-secondes ou joules.
  - I étant maximum au démarrage ainsi que nous l’avons vu Ce l’est éga-ment.
  - On voit de plus que Cc est proportionnel à et à I.
  - 2° Couple utile. — Le couple utile Cu réellement utilisable est lié à la puissance utile par une expression analogue à celle qui lie Pe et Ceet
  - l’on a : d’où :
  - ou :
  - P» = 2™C,
  - El — p
  - 2 ni
  - watts-secondes ou joules
  - 1 El—p 9.81 2im
  - kgms.
  - En remplaçant dans cette formule p et E par leurs valeurs : p = An -f- Bù>1/6n -f- Dù>2/z2 «t E = nNù>. 10”8,
  - on obtient l'expression complète du couple :
  - = N*ï>1.10~8— (A-f- B^1,6) — Dù>2n. .
  - y.81 2tt l J
  - En y introduisant le courant de compensation des pertes J, défini par la relation p = EJ, on obtient :
  - (13)
  - = E (1-J)
  - 2 Trn
  - joules
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- - 42 TRACTION ÉLECTRIQUE
  - (14) N 4» joules
  - ou G,,-— (I-J)IO-»
  - 1 N4> kgms.
  - et ' (14') C“ = 9T8T27(I-J^8
  - On remarquera que ces expressions 11e diffèrent de celles (12) et (12')' du couple électromagnétique Ce que par le remplacement de I par I — J.
  - L’équation (13) peut s’écrire : '
  - El EJ
  - 11 2-nâ 2tzh '
  - El . , EJ ,
  - -—est le couple électromagnétique, quant a -— il représente egalement
  - Zr.n
  - un couple, d’ailleurs variable, qui n’est autre que le couple perdu par les
  - EJ
  - effets parasites soit Cf
  - a
  - et l’on a C„ — Ce — Cp
  - La valeur explicitée de Cp étant d’ailleurs
  - p __ P
  - ^P — 7\
  - 2-n
  - - (A +- B*1-6 -f D<t>2/z).
  - Reprenons les équations 13 ou 14 et soit I0 la valeur particulière de J pour la marche à vide du moteur. I0 est dit courant de marche à vide du moteur, il correspond à l’énergie minima nécessaire pour entretenir la rotation du moteur sans production d’effetutile. Pour cette valeurdel on a. donc CM = o, et par suite I = I0. Il en résulte que I0 est l’abscisse à l’origine de la courbe du couple utile dont nous étudierons d’ailleurs plusj loin la forme. Celte courbe 11e passe donc pas par l'origine, contraire-:! ment à une faute souvent commise. Ce résultat est à retenir. |
  - De même la puissance utile est nulle pour J = I0 et. l’on a I = I0 quff est encore l’abscisse à l’origine de la courbe qui en représente les varia tions.
  - f) Rendements. — On distingue plusieurs rendements :
  - 1° Rendement organique du moteur. — Le rendement* organique rt du J
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 43
  - moteur est par définition le rapport de la puissance utile à la puissance absorbée c’est-à-dire
  - Pu P ’
  - t, est le véritable rendement industriel du moteur.
  - En développant les deux termes du rapport, il vient : UI —RP — p
  - (15)
  - UI
  - Cette expression montre qu’en évaluant les pertes par effet Joule en pour cent de la puissance absorbée, on peut les représenter par les or-
  - R
  - données d’une droite de coefficient ordinaire 100.
  - ir
  - Si donc on trace la droite AR (fig. 9) parallèle à OX et telle que
  - R
  - OA = 100, puis la droite AC de coefficient angulaire
  - 100
  - ü
  - /— R
  - Imn = 100 -!
  - enfin, si on porte en dessous de cette droite les ordonnées
  - np
  - 1/ ,J!
  - 100 ~ , le lieu du point
  - p" est la courbe DE du renflement organique rt du moteur exprimé en °/0-
  - Cette courbe passe évidemment par le point d’ab-cisse U .
  - Il est important de noter pour ce qui va suivre que ce rendement ?t tient compte de toutes les pertes dans le mo-
  - Construction de la courbe du rendement.
  - teur, ce qui n’a pas lieu pour les deux rendements suivants qui n’ont 4'ailleurs qu’un intérêt théorique,
  - 9° Rendement organique de l'induit. — Le rendement organique de
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- - 44
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - l’induit ri0 est défini par le rapport de la puissance utile à la puissance électromagnétique de l’induit, c’est-à-dire que l’on a :
  - Au rapport des puissances, on peut évidemment substituer celui des •couples correspondants et écrire :
  - Dans la première de ces deux formules remplaçons Pu et Pe par leur valeur, on aura :
  - E (I—J) I — J
  - ei ~ ~~r~
  - 3° Rendement électrique du moteur. — On distingue encore quelquefois un autre rendement : le rendement électrique du moteur 0 qui est défini par le rapport de la puissance électromagnétique à la puissance absorbée, soit :
  - _ El _ E
  - “ Ü1~Ü
  - Ce rendement peut aussi s’exprimer par le rapport des deux rendements précédents. En effet, on a successivement :
  - El
  - U1
  - Pc P« P. P P x pu
  - •ou finalement
  - ri
  - Pe
  - 4° Rendement cl la jante des roues. — Les rendements précédents rn ri0 et 0se rapportent au moteur seul. En pratique de traction, on fait intervenir un autre rendement correspondant à la puissance ou, ce qui revient au même, à l’effort développé aux jantes des roues motrices. Il faut alors, en plus des pertes/? = EJ qui entrent dans le calcul de la-puissance utile Plt — U1 —RP—p tenir compte des pertes dues aux frottements dans les organes de transmission de l’effort moteur de l’arbre du
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 45
  - moteur à l’essieu moleur, transmission qui est constituée dans le cas le plus général, par un train d’engrenages : un pignon calé sur l’arbre du moteur et une roue dentée calée sur l’essieu moteur. Ce nouveau rendement que nous désignons par p est le rendement à la jante des roues. C’est en somme celui que l’on considère le plus souvent en pratique de traction.
  - 5° Nous remarquerons encore qu’au point de vue exploitation, on considère encore le rendement global de Vautomotrice ou de la locomotive défini parle rapport entre la puissance développée aux jantes des roues motrices et la puissance absorbée mesurée au point de contactde l’organe de prise de courant avec le conducteur d’amenée. Ce rendement est naturellement fonction du rendement p précédent, mais il dépend en outre du mode de couplage des moteurs, du mode de régulation de la vitesse, des organes mêmes de régulation, etc. Il y a enfin à considérer le rendement total depuis les barres omnibus de la centrale ou de la sous-station à la jante des roues motrices.
  - g) Autres expressions du couple utile, et remarques sur quelques-unes des formules précédentes. — 1° La notion des rendements va nous permettre de donner une autre expression du couple utile qui est d’un emploi fréquent et d’une application plus immédiate dans le calcul des caractéristiques électromécaniques du moteur que nous étudierons en détail plus loin.
  - \>n
  - Nous avons CM= ^ •
  - 2 tzii
  - Or, d’après la définition du rendement organique r, du moteur, on a :
  - par suite
  - (16)
  - Pu = rlP = rlUl
  - c
  - U
  - UI T| 2m
  - joules.
  - expression que l’on peut d’ailleurs écrire à priori. Elle n’est en effet autre que l'équation d'équivalence entre la puissance utile produite 2m Cuet la puissance absorbée UI, celle-ci étant affectée du coefficient de rendement t,. Cette équivalence donne en effet immédiatement :
  - t2TmCtt = -»sUI
  - d’où, la valeur de G„.
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- - 46
  - TRACTION ÉLECTRIOUE
  - En kgms. on aurait :
  - 1 U i
  - C“ = 9^T’T:2^'
  - Si enfin on introduit, ce qui est la pratique habituelle, la vitesse en tours par minute n' :
  - j i' =60u.
  - On a :
  - c“ = âii60 kgms-
  - soit très sensiblement, toutes réductions faites :
  - UI
  - (17)
  - C„ = T,
  - ;g’ins.
  - ce qui est la formule pratique d’un emploi très simple. Cette formule est très importante.
  - 2° Nous avons d’autre part entre les couples utile et électromagnétique la relation :
  - CU ho 1 V ,
  - c’est-à-dire en remplaçant C.e par sa valeur (12) ou (12').
  - r EI C« = ho A 2~n joules
  - ou C!{ NNE>1 — -r 2 . in-8 ~ )0 2 TC 1U joules
  - ou encore Gu — 1 N«ï>I 9^81 ‘ T,u ‘ ~2^ ' 10 ' kgms.
  - expression qui est de forme. CM = K. rl0 * I •
  - K étant une constante du moteur. Si donc on néglige les variations de rin aux différents régimes dans les limites ordinaires de fonctionnement du moteur on peut dire que :
  - Dans les conditions ordinaires de fonctionnement du moteur, le couple moteur utile est sensiblement proportionnel au courant et au flux inducteur.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 47
  - Comme d’ailleurs, le flux inducteur, pour un inducteur donne ne dépend que du courant qui le traverse, il s’ensuit que :
  - Pour un moteur donné, le couple nlile ne dépend que du courant
  - absorbé.
  - D’autre part, suivant une remarque déjà faite à propos du couple électromagnétique, I étant maximum au démarrage, il en est de même du couple utile, ee qui constitue une propriété fondamentale au point de vue de l’emploi du moteur-série en traction. Théoriquement, le courant je démarrage, et par suite le couple, peut être aussi grand que l’on veut. Pratiquement, il faut prendre des précautions pour limiter ce courant à une valeur acceptable non dangereuse, ce sera par exemple au moyen de résistances intercalées dans le circuit du moteur et en série avec lui ainsi que nous le verrons ultérieurement.
  - 3° Nous avons trouvé pour expressions du couple CMles formules :
  - Cu ==
  - El
  - 2 im
  - et
  - UI
  - 2xn
  - Ces expressions sont nécessairement identiques par suite ;
  - rio E = TjU
  - r, E
  - Ce rapport est ce que nous avons appelé le rendement électrique 0 du moteur. On peut d’ailleurs arriver aussi à cette dernière expression par le calcul direct de r, et rio et en prenant leur rapport.
  - 4° Enfin, nous remarquerons que l’expression
  - permet de calculer le rendement r< si on mesure directement le couple CM au frein de Prony par exemple.
  - 14. Caractéristiques électro-mécaniques. — Les équations ci-dessus déterminant la vitesse de rotation du moteur, son couple moteur et son rendement définissent complètement les conditions de fonctionnement d un moteur-série quelconque.
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- - 48
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On nomme caractéristiques électromécaniques, ou simplement caractéristiques d’un moteur, les courbes représentant les variations des trois grandeurs suivantes : vitesse ri, couple utile CMet rendement r; en fonction de l’intensité du courant absorbé. Ces courbes ont l’allure générale de celles représentées ci-après (fîg. 10). On les complète souvent par les
  - courbes accessoires des puissances absorbée et utile, lesquelles ont également été tracées sur la figure.
  - - Nous allons étudier avec quelques
  - détails les propriétés des trois caractéristiques principales.
  - Jjtesse
  - ~
  - h Jo
  - Intensité du courant
  - Fig. 10.
  - Caractéristiques d’un moteur excité en série en fonction du courant. Allure théorique générale.
  - 1° Courbe du couple utile. — Nous avons vu que pour un enroulement inducteur donné, le flux étant fonction seulement de l’intensité du courant, le couple ne dépend que de la valeur du courant; mais sa loi de variation en fonction du courant dépend dans une large mesure de la construction de la machine et de l’état de saturation plus ou moins grand des inducteurs.
  - Lorsque les inducteurs ne sont pas saturés, le flux varie à peu près proportionnellement au courant, et par suite, le couple à peu près comme le carré du courant.
  - En effet, nous avons vu que le couple Cu était de forme
  - L,t — Iv /„ $ I,
  - K étant une constante du moteur (K =
  - 1 N
  - 10~8). Si donc 4» est sup-
  - posé proportionnel à I, G„ variera proportionnellement à I2.
  - Ce résultat suppose toutefois encore que rl0 est constant. En réalité rl0 est fonction du courant J variable de compensation des pertes puisque
  - I —J
  - rio —
  - 1
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 49
  - et la loi de variation du couple utile CM est plus complexe : elle est de forme parabolique. Pour s’en rendre compte on remplacera r(0 par sa valeur dans l’expression de Cu , d’où
  - Cu = K (I—J) 4>
  - et on calculera en fonction de <t> le courant J au moyen de la formule de définition
  - /> = E J
  - dans laquelle on expliciterap et E au moyen des formules connues.
  - On obtiendra ainsi l’expression complète développée de CM qui démontrera la proposition énoncée.
  - Nous nous bornons toutefois à indiquer le calcul, qui pratiquement, ne présente pas d’intérêt : la loi de variation du couple CM suivant le carré du courant étant suffisamment approchée dans les limites où cette variation est à considérer.
  - Lorsque les inducteurs sont saturés, l’augmentation des fuites magnétiques avec le courant fait que l’accroissement de celui-ci ne modifie pas sensiblement le flux utile 4» et le couple tend alors à varier à peu près porportionnellement au courant.
  - En effet, en reprenant l’expression du couple
  - CM = K r(0 4* I,
  - on voit que si on suppose 4> = Cte, Cu varie proportionnellement b 1 dans le même degré d’approximation que ci-dessus.
  - On voit ainsi par ce qui précède que la courbe du couple se confond rapidement, et ce, à partir du commencement de la saturation, avec une droite inclinée sur l’axe des I. L’abscisse à l’origine J0 (fig. 10) de cette droite représente le courant consommé par les pertes dues aux frottements et effets parasites, qui devient sensiblement constant à partir du commencement de la saturation.
  - En définitive, dans la formule générale (14) du couple utile
  - N4>
  - C«= 2^-(I-J).10-8
  - le courant variable J des pertes varie de I0 à Jg quand le courant absorbé 1 croit depuis sa valeur minima qui est I0 pour qu’il y ait mouvement. Il fend, lorsque le moteur tourne à vide, vers la valeur I0, courant de marche
  - 4
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- - 50
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - à vide et abscisse à l’origine de la courbe du couple et dont nous avons déjà vu la signification, et il tend, lorsque le moteur tourne en charge, au-dessus de la saturation, vers la valeur J0, abscisse à l’origine de la droite qui représente à partir de ce moment le couple utile CM.. De sorte qu au-dessus de la saturation on peut écrire :
  - N<ï>
  - e«= 2^ (b-Jo). iO-8,
  - tandis q\ï au-dessous de la saturation on conservera la forme
  - J variant de I0 à J0.
  - 2° Courbe de la vitesse ou caractéristique en charge. — La vitesse décroît quand l’intensité augmente. La courbe des vitesses a, en effet, la forme d’un arc d’hyberbole dont le coude plus ou moins accentué est dirigé vers l’origine. L’allure de cette courbe varie considérablement même pour des modifications qui semblent peu importantes des éléments de construction. En principe, la vitesse diminuera d’autant plus, quand l’intensité du courant augmentera, que le moteur sera moins vite saturé. Un moteur ayant peu de spires inductrices présente peu de stabilité d’allure et tend à s’emballer aux faibles charges. L’augmentation de la vitesse quand le courant tend vers sa valeur minima I0 de marche à vide (I0 n’est jamais nul) est très rapide. Pour réaliser une marche plus stable et réduire les variations d’allure, il est souvent bon de saturer les inducteurs pour une faible valeur du courant en mettant un grand nombre de spires dans l’enroulement. Toutefois, la section du fil peut devenir insuffisante aux fortes charges.
  - On a admis pendant longtemps qu’il fallait pour augmenter la stabilité de marche (1), saturer très rapidement les inducteurs et les faire travailler, par conséquent, autant que possible, au-dessus du coude de la caractéristique. Aujourd’hui, les constructeurs estiment, au contraire, qu’il faut n’atteindre la saturation qu’aux fortes charges, de façon à permettre, à variation égale du courant, un plus grand accroissement du couple moteur sur les rampes et aux démarrages.
  - (1) La question de la stabilité de marche sera examinée plus loin, § 17.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 51
  - 3° Courbe du rendement r\. — Le rendement augmente très rapidement quand le courant absorbé passe de 0 au 1/4 ou au 1/3 de l’intensité normale, puis décroît ensuite lentement tout en restant compris entre 80 et 9Qpour 100 dans les limites ordinaires d’emploi.
  - Fig. 11.
  - Caractéristiques sous 500 volts du moteur de tramway Thomson-Houston TH-2 de 40 chx.
  - Exemple. — Nous donnons à titre d’exemple (fîg. 11), les caractéris-dques principales sous 500 volts d’un moteur de tramway très répandu *}peTH-2 Thomson-Houston de 40 chevaux correspondant à un courant absorbé de 70 ampères. Nous avons en outre tracé sur cette figure la
  - ^•oite AC de coefficient angulaire ^—100—^, représentant les pertes
  - Pai effet Joule ainsi qu’il a été expliqué antérieurement (§ 13-/*). Pour ce moteur particulier R = 0,82 ohm.
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- - 52
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 15. Influence d’une modification de la différence de potentiel aux bornes du moteur. — Nous avons vu que la f. c. e. m. d’un moteur avait pour expression :
  - E = /iN <ï>. 10-8 = U — RI.
  - Par suite, si la tension d’alimentation devient U', telle que :
  - n E U—RI n' ~ E' ~U' —RI ’
  - la vitesse deviendra ii
  - le courant et par suite le flux inducteur ne changeant pas; ou approximativement, en négligeant la chute ohmique RI :
  - n _JJ
  - ^“Ü7’
  - expression qui traduit une règle déjà énoncée déduite de la formule approximative connue :
  - n
  - _ü_
  - m
  - • 108.
  - De la formule (18), on déduit :
  - (18')
  - ri = n.
  - U'—RI U — RI
  - qui est la formule exacte.
  - Le couple moteur ne varie pas en vertu de l’égalité
  - Ce
  - El
  - 2nn
  - — N4»I. 10-
  - Z TT
  - Quant au rendement nous observerons d’une part que le couple étant constant, sous un courant I, la puissance mécanique recueillie varie dans
  - le même rapport que la vitesse, c’est-à-dire dans le rapport-^- et que,
  - d’autre part, la puissance dépensée étant UI dans le premier cas, U'I
  - U *
  - dans le deuxième, elle varie dans le rapport —; les rendements sont donc dans le rapport :
  - n
  - •n _ n _n U' U — RI U'
  - £~w'xü = üczrï x U7
  - U'
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
  - 53
  - ou
  - enfin :
  - (19).
  - c’est-à-dire qu’ils décroissent avec U' et d’autant plus vite que la charge est plus forte.
  - Ainsi, pour passer d'une tension d’alimentation U à une tension d’alimentation U', il suffit de multiplier les ordonnées de la courbe des vitesses
  - correspondant à
  - U par le rapport
  - U' —RI ü — RI
  - et celles de la courbe de rende-
  - ment par le rapport :
  - 1 —
  - RI
  - U
  - Remarquons que dans le degré d’approximation de la formule
  - n _ U_ n! ~ U'
  - on a nécessairement : V = t\.
  - Nous avons appliqué les formules exactes précédentes 18'et 19 au calcul des courbes de la vitesse et du rendement sous 250 volts (fîg. 12) du moteur des caractéristiques tracées sous 500 volts de la figure 11. Nous avons d’ailleurs reproduit ici ces dernières pour comparaison.
  - On voit par l’examen de ces courbes quel serait le degré d’approximation que l’on obtiendrait si on négligeait la chute ohmique RI en employant les formules approximatives.
  - Il est essentiel de remarquer que les vitesses et les rendements sont d autant plus modifiés que la charge et que la résistance, intérieure du moteur sont plus grandes. L’emploi des formules simplifiées n’est donc '“eellement légitime qu’aux faibles charges.
  - Les propriétés précédentes reçoivent une application importante dans ta couplage série-parallèle de deux moteurs que nous étudierons plus
  - tain. Dans ce cas, en effet, si l’on aU = 500 volts, on a U' = = 250 volts.
  - Chaque moteur est sous U' = 250 volts lorsque les deux moteurs sont en Serie et sous L = 500volts lorsqu’ils sont en parallèle. Dans une première
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- - 54
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - approximation, si on néglige les termes soustractifs RI, on a alors comme rapport des vitesses celui des tensions qui est 2.
  - Dans ces conditions, nous voyons que pour un équipement à deux moteurs par exemple, lorsqu’on passe du couplage série au couplage parallèle, la vitesse passe approximativement du simple au double. Ce résultat est à retenir.
  - Fig. 12.
  - Courbe des vitesses et des rendements sous 500 et 250 v. du moteur Thomson-Houston de 40 chx de la figure 11.
  - 16. Influence d’une modification de l’enroulement induit. — Nous venons de voir l’effet d’une modification du circuit magnétique inducteur sur la vitesse et le couple d’un moteur. On peut modifier considérablement les propriétés du moteur en agissant sur le nombre de spires de l’enroulement induit, c’est ce que montre la formule connue :
  - U — RI-fe
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  - 55
  - Supposons que l’on remplace un bobinage d’induit à N génératrices périphériques de résistance totale r par un bobinage à N'‘ génératrices
  - N'
  - de résistance totale r' (en supposant N'> N, en général r' >- —. r) ; la
  - résistance des inducteurs étant la même dans les deux cas, soit i\ les résistances totales intérieures du moteur seront respectivement
  - R — et R' = r1rt
  - et la vitssse sera, pour l’induit à N' génératrices et pour la même valeur du courant absorbé :
  - - R'I + e'
  - • 10s.
  - en supposant une disposition invariable du circuit inducteur de telle sorte que $0 est le même. On a donc, en toute rigueur :
  - n _ N' U — RI + e n' “ N ‘ Ü — R'I -fë'
  - ou sensiblement, en négligeant les termes RI et e qui sont suffisamment petits et en outre de signes contraires,, et de même R'I et e' :
  - ce qui montre que : la vitesse varie sensiblement en raison inverse du nombre des spires.
  - t TX f
  - En toute rigueur, — ^ — et d’autant plus qu’il s’agit de plus fortes charges.
  - Quant au couple, utile Cu sur l’arbre, il varie en raison directe du nombre des spires, pour une même valeur du courant.
  - En effet, nous avons vu que :
  - r El -p *• r,,,, .. •’Sjf *ihtJûTHEgtj£d
  - 1 “ 2un •
  - Or, E = nN<ï>010—8 — e. -w
  - Donc : C„= -(n*oI.10-8 —-I — 2tî \ n n/
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - e T p N«M.10-8 —- I —-n n
  - et par suite :
  - d’où approximativement, en négligeant les tenues soustractifs :
  - (20)
  - C. Q. F. D.
  - On a par suite dans les mêmes conditions :
  - Enfin, le rendement r, ne varie pas dans les conditions d’approximation où nous sommes placés.
  - En effet, la puissance utile
  - I\t — 2-/i C!{
  - ne change pas puisque le rapport „
  - n C »
  - n'Cu
  - qui représenterait ses variations est égal à l'unité. Or il en est de même (rigoureusement) de la puissance absorbée UI. Les rendements étant dans le rapport des variations de ces puissances sont donc égaux.
  - En réalité, à cause des pertes par effet Joule, qui sont plus importantes dans l’enroulement à N' spires (N'>N), le rendement diminue quand le nombre de spires augmente et il s’en suit que le couple utile C'west plus petit que ne l’indique l’équation (20) précédente; c’est-à-dire
  - Nous ajouterons qu’en réalité le rendement baisse plus rapidement aux fortes charges, toutes choses égales d’ailleurs, pour un moteur à vitesse modérée, c’est-à-dire à plus grand nombre de spires par sectiou de l’induit.
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  - 57.
  - ]7. Stabilité de marche. Caractéristique mécanique. — Pour que la marche d’un moteur soit stable (1), il faut, suivant les conditions ordinaires de l’équilibre, que tout écart de régime fasse naître une action opposée à celle qui l’a produite ; il faut donc, si l’on suppose l’effort de traction indépendant de la vitesse, que le couple moteur aille en diminuant quand la vitesse augmente, et inversement. Plus la variation de couple produite par une variation de vitesse donnée sera plus grande’ plus le régime sera stable.
  - Pour interpréter graphiquement ce qui précède, construisons la caractéristique mécanique du moteur, qui est la courbe représentant direc-
  - Fig. 13.
  - Caractéristique mécanique.
  - lementles couples en fonction des vitesses. Analytiquement, cette courbe est définie par exemple parles deux équations connues (§. 13. c et g) :
  - n
  - U —RI N«t>
  - . 108
  - Gm==T|0' 27’L 10_8
  - entre lesquelles on élimine I. On obtient une courbe ayant la forme 'le celle représentée sur la figure 13.
  - (1) Blondel et Dubois, la Traction électrique sur voies ferrées, t. II, p. 75.
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- - 58
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - La règle ci-dessus se traduit par la condition que la courbe précédente présente une chute rapide dans le sens des vitesses croissantes. Or, la
  - de
  - stabilité est définie par le rapport — et l’on a sur la figure
  - de 1 _ Mm du tgo>. m T’
  - ce qui montre que la stabilité de marche est plus grande en M' qu en M.
  - Nous avons vu d’autre part (§ 14-2e) quelle était l’influence de la saturation des inducteurs sur la stabilité de marche : nous n’y reviendrons pas autrement.
  - Pratiquement, on peut dire que le moteur est stable dans des limites assez étendues de la vitesse. Nous verrons plus tard que, dans cet ordre d’idées, le moteur asynchrone triphasé ne présente une marche stable que dans des limites de vitesse assez étroites.
  - 18. Caractéristiques de la marche d’une voiture motrice. — Les caractéristiques électro-mécaniques d’un moteur qui traduisent les variations de la vitesse n' du couple utile CM et du rendement rt sont plus généralement tracées, en vue de l’application du moteur à la traction, pour donner immédiatement les variations de la vitesse en km/h. V du véhicule, de Pefïort en kgs, F développé aux jantes des roues motrices et du rendement du moteur p évalué aux jantes de ces roues. Sous cette forme, les courbes définissent directement les conditions de la marche du véhicule.
  - Ces dernières courbes, appelées par extension caractéristiques du moteur, se déduisent des premières de la façon suivante.
  - Nous supposerons le cas général d’un moteur entraînant l’essieu au moyen d’un train d’engrenages.
  - Soient alors :
  - — le coefficient de réduction, c’est-à-dire rapport du nombre de dents
  - du pignon à celui de la roue d’engrenages ; d, le diamètre en mètres, des roues motrices.
  - 1° Courbe des vitesses en Km/h. V. — Pour construire cette courbe il suffit d’appliquer la formule évidente de conversion :
  - /ci y 60 nW d
  - (21) V = rond- = °*1885 ~ri
  - 1000m m
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  - dans laquelle les valeurs de n' sont données par la caractéristique en charge du moteur, n' est la vitesse du moteur en t/m.
  - 2° Courbe du rendement à la jante p. — Pour obtenir la courbe du rendement o avec engrenages, on portera (fîg. 14) au-dessous de la courbe CD supposée connue du rendement les pertes mécaniques dues aux engrenages et exprimées en 0/0 de la puissance absorbée. La courbe obtenue EK est évidemment la courbe du rendement avec engrenages p.
  - 3° Courbe des efforts à la jante, en kgs F. — On calculera ensuite la courbe des efforts à la jante des roues motrices en appliquant une règle déjà donnée, savoir : écrire l’équation d’équivalence entre la puissance absorbée au bornes du moteur et celle développée à la jante :
  - 1
  - F — = 3,6 1
  - UI
  - 9.81
  - <i ou
  - (22)
  - TT UI 3’6 AQ^O U1
  - F = o — = 0,3672 p —•
  - Y 9,81
  - dans laquelle V et p résultent des calculs ci-dessus. Quant à U, il est constant. On peut donc calculer F pour chaque valeur de I.
  - ^ous avons appliqué les formules précédentes au calcul des caracté-5'stiques de la figure 15 déduites des courbes de la figure 11 du moteur
  - Thomson-Houston TH. 2 de 40 chevaux.
  - Remarques sur les formules de conversion des caractéristiques. — eurune variation de la tension aux bornes du moteur, on a évidemment c°nime précédemment :
  - V n U — RI
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  - et
  - o
  - P
  - T,
  - T,
  - l’effort F ne changeant pas.
  - En outre, pour une modification du rapport de réduction —on aura :
  - 1
  - Y m m'
  - Ÿ=T-m
  - m'
  - F m F' m'
  - et
  - de sorte que le produit FV qui exprime la puissance développée aux jantes ne change pas, ce qui est bien évident.
  - Quant à l’influence d’une modification du bobinage de l’induit, les conclusions vues précédemment (§ 16) s’appliquent évidemment ici et nous ne faisons que les rappeler pour mémoire.
  - 20. Remarque sur l’effort théorique et l’effort réel à la jante. — Etant donnée la valeur du couplé utile CM développé sur l’arbre, s’il n’y avait pas de pertes dans les engrenages ou plus généralement dans les organes de la transmission de l’effort, ou aurait évidemment d’après le théorème des moments :
  - Fj étant Y effort théorique développé à la jante des roues de diamètre d-On en déduit :
  - (23)
  - Si l’on voulait calculer l’effort réel d’après cette méthode, il faudrait faire intervenir un petit couple variable C0 qui correspondrait précisément aux pertes dans les engrenages et qui ne serait autre que la valeur du couple à développer pour vaincre ces perles.
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  - 61
  - C0 correspond, en somme, à la différence des rendements p et rt et l’on
  - -aurait
  - F =
  - 2 ni (Cu — C0)
  - d
  - Cette formule ne se prête pas bien au calcul étant donné l’indétermi-
  - Fig. 15.
  - Caractéristiques de la marche d’une voiture équipée avec un moteur de 40 chevaux, type Thomson-Houston TH-2, 500 volts.
  - nation de C0 aussi'il est préférable d’employer pour calculer Fia formule (22).
  - Ainsi il faut bien comprendre que l’équation (23) ne donne la valeur 1 effort à la jante que pour une transmission sans pertes : ce serait, par exemple, le cas d’un moteur à attaque directe.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 21. Calage des balais. Moteurs à pôles de commutation.— La formule
  - U = E + RI
  - n’est rigoureusement vraie que si les balais sont calés sur la ligne neutre, ce qui a lieu en pratique, car un moteur de traction doit pouvoir tourner dans les deux sens sans que l’on soit obligé de modifier le calage des balais, manœuvre qui serait d’ailleurs impossible. Or, afin d’éviter des crachements, cause de détérioration du collecteur, il est nécessaire d’avoir un champ résultant constant (induit et inducteur), ce qui conduit pratiquement à adopter un .grand entrefer, outre que ceci est encore nécessité par des considérations d’ordre mécanique ainsi que nous le verrons ultérieurement. On a pu ainsi arriver à construire des moteurs très satisfaisants comme marche, jusqu’à des tensions de 600 à 800 volts. Mais, lorsqu’on a voulu employer des tensions plus élevées, l’entretien des collecteurs est rapidement devenu fort onéreux et le fonctionnement du moteur n’a plus été satisfaisant.
  - On sait que théoriquement, pour une dynamo fonctionnant en génératrice les balais doivent être décalés d’un certain angle xg en avant du plan neutre, c’est-à-dire dans le sens du mouvement et que pour la même machine fonctionnant en moteur les balais doivent être décalés d’un certain angle am en arrière àu plan neutre, c’est-à-dire en sens inverse du mouvement. Les angles ag et am augmentent d’ailleurs avec le débit.
  - L’angle am (moteur) n’est pas symétrique par rapport au plan neutre de l’angle aff (génératrice') am<^cxg_ L’explication est assez complexe. Pour nous rendre compte du phénomène, nous n’envisagerons ici que l’influence de l’hystérésis. Par suite de ce phénomène, l’induction dans le noyau de tôles de l’induit n’est pas parallèle à la ligne des pôles qui y sont produits, mais inclinée dans le sens du mouvement de rotation. Tout se passe comme si le champ inducteur entier avait tourné d’un angle s dans le sens du mouvement. Cet angle s correspond en somme au retard d’aimentation du noyau. Les angles s et ag ou am peuvent d’ailleurs être du même ordre de grandeur.
  - Lorsque la dynamo fonctionne comme génératrice, les balais étant calés en avant, le calage apparent des balais est augmenté du fait seul de l’hystérésis, tandis que dans le moteur où les balais sont calés en arrière le calage apparent est diminué. On a donc bien *g > aOT. On conçoit alors qu’en donnant à l’induction dans le noyau une valeui
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  - suffisamment élevée (jointe à un grand entrefer) on puisse arriver pour jeg moteurs à presque annuler le décalage apparent. Effectivement, cette condition a pu être réalisée mais au détriment du rendement.
  - Ce qui précède montre, en passant, que pour une même machine, la marche sans étincelles est plus facile à obtenir lorsqu'elle fonctionne comme moteur que lorsqu’elle fonctionne comme génératrice.
  - En tenant compte du décalage des balais, la formule (24) prend la,
  - forme (1) E —U = R I -j- Kÿ a.g I
  - pour la génératrice et
  - U — E = RI -j- Km am I
  - pour le moteur, Kÿ et Km étant dans les deux cas des quantités dépendant des données de la machine : réluctance du circuit magnétique, vitesse de rotation et nombre de conducteurs périphériques.
  - Les différences constituant les premiers membres de ces équations représentent dans chaque cas la réaction totale d’induit.
  - Les angles aff et am augmentent ainsi qu’il a été dit avec le débit.
  - C’est donc seulement dans lecas d’undéealagenulquel’onaréellement pour le cas qui nous occupe (moteurs) :
  - U — E = RI
  - ou U = E -f- RI
  - On peut, par différents moyens,. arriver à réaliser ce résultat : a„, = o (décalage nul).
  - L’emploi des pôles supplémentaires ou pôles de commutation, proposé dès 1889 par M. Picou pour certains moteurs et appliqué par MM. Sautter et Harlé, donne une solution complète du problème.
  - La méthode consiste à intercaler entre les inducteurs principaux sur les lignes neutres, des inducteurs auxiliaires excités en série avec le courant total et ayant le signe des pôles qui les suivent dans le sens du mouvement. Ces pôles émettront un flux dirigé en sens inverse de celui du courant de l’induit et il se développera au moment de la commutation daiis chaque section mise en court circuit par un balai, une force électromotrice dite de renversement croissant d’ailleurs avec le courant total,
  - (1) Leçons d’Électrotechnique générale, par P. Janet, tome I, deuxième édition, Page 273.
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  - et qui, si le nombre de spires est convenablement choisi, annulera la f.é.m. de self-induction dans la section ci-dessus et donnera le même résultat qu’un décalage des balais qui produit précisément cette/, é. m. de renversement nécessaire. Les balais pourront alors être invariablement calés dans le plan neutre, et ce, à toute charge.
  - En résumé, les pôles de commutation permettent de laisser les balais #calés rigoureusement dans le plan neutre à tout régime.
  - L’emploi, en traction, des pôles de commutation s’impose pour des tensions élevées et se généralise pour des tensions ordinaires pour des moteurs à partir de 40 à 50 chevaux environ.
  - 22. Puissance nominale d’un moteur de traction. Régime uni-horaire. Régime de 10 heures. — Les moteurs de traction (courant continu ou Courants alternatifs) entrent dans la catégorie des machines à service intermittent (Congrès de Milan 1906) et comme tels, il est logique de définir la puissance d’un tel moteur par la puissance intermittente pour laquelle il a été étudié électriquement et mécaniquement.
  - On a adopté universellement, en principe, comme définition de la puissance d’un moteur de traction, la définition américaine basée sur un essai au régime d'une heure sous la tension normale de service, d’où le nom de puissance au régime d’une heure ou puissance unihoraire ou encore simplement mais moins correctement puissance horaire.
  - On convient d’appeler puissance d’un moteur de traction ou plus exactement puissance unihoraire, la puissance que ce moteur est capable de développer au banc d'essai pendant un essai ininterrompu d’une heure sous la tension normale de service, sans que réchauffement, c'est-à-dire l’élévation de température, d'une quelconque de ses parties dépasse une certaine valeur, généralement 75°, la température ambiante étant au plus égale à 25°, le moteur étant à l’origine à la température ambiante.
  - La puissance unihoraire ainsi définie est la puissance normale ou encore nominale du moteur.
  - On envisage aussi quelquefois une autre sorte de puissance : lfl puissance permanente ou continue qui estla puissance que peut développe1' le moteur dans les conditions ci-dessus, sauf que la durée de l’essai est de 10 heures consécutives. On peut, en général, admettre qu’après un tel essai le moteur a atteint sa température de régime, mais ceci est loin d’être absolu.
  - Il est encore une clause qu’il est bon de spécifier à propos de la faÇ°n
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  - suivant laquelle l’un ou l’autre des essais de définition ci-dessus doit être conduit ; clause précisant si pendant la durée de l’essai le moteur doit être ouvert ou complètement clos. Cette clause est, à tort, souventomise, car ces deux manières d’effectuer les essais conduisent à des résultats qui peuvent très sensiblement différer, ce que l’on comprend bien puisque la conséquence d’avoir les portes ouvertes est de créer une certaine ventilation dans le moteur diminuant son échauffement pour un régime déterminé et conduisant, par suite, pour un même échauffement, à une valeur plus grande pour sa puissance, toutes les autres conditions de l’essai restant d’ailleurs égales.
  - Il serait évidemment à souhaiter que l’on adoptât une seule manière de voir pour les comparaisons, quelle qu'elle soit, d’ailleurs, puisqu’il ne s’agit là que d’une définition.
  - En Amérique, d’où vient la conception de la puissance au régime horaire, on fait, d’après la General Electric Go, les essais, portes de visite ouvertes (covers off.).
  - La valeur numérique delà puissance horaire d’un moteur est, en général, comprise entre 2,5 fois et 3 fois celle de sa puissance continue pour la même tension de service, les deux essais étant naturellement conduits de la même façon et basés sur le même échauffement soit 75°.
  - 23. Application des définitions de la puissance d’un moteur à l’étude d’un projet de traction. — Ayant, dans un avant-projet de traction, déterminé par le calcul le travail moyen à produire aux jantes des roues motrices d’après l’évaluation des résistances à vaincre (paliers et alignements, rampes, courbes, démarrages) selon le profil de la ligne pour laire effectuer à un train donné, à pleine charge, un trajet complet aller et retour, on en déduit, étant donné la vitesse commerciale à réaliser sur ledit parcours complet, la puissance totale moyenne continue en chevaux a demander aux moteurs et on multiplie le nombre trouvé par un coeffi-eient qui pourra, en général, être pris entre 2, 5 et 3. Il y a là une question d appréciation suivant que le service est plus ou moins chargé et suivant le genre de moteur envisagé, pour avoir la puissance totale unihoraire des m°teurs de la ou des automotrices du train. En divisant cette puissance Pai le nombre des moteurs que l’on se propose d’employer, on en déduit
  - Puissance unihoraire ou nominale individuelle des moteurs,
  - Pour bien faire comprendre ce qui précède, supposons par exemple duele trajet aller et retour d’un développement total de 150 Kms sur un
  - 5
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  - profil déterminé d’un tracé donné, exige de produire un travail total de 3.840.000 kilogrammètres rapporté à la tonne et évalué aux jantes. Ce travail étant, pour fixer les idées, réparti ainsi :
  - Portions en palier...................... 1.224.000 kgms.
  - Déclivités et courbes..................... 2.376.000 —
  - Démarrages.................................. 240.000 —
  - Total................... 3.840.000 kgms.
  - Le total ci-dessus donne 25.600 kgms par tonne-kilomètre.
  - Si la vitesse commerciale pour le trajet aller et retour considérée est 20 km/h, la puissance moyenne continue par tonne à développer aux jantes est de
  - doo X 25.600 X = 142 kgms. sec.
  - 142
  - 75
  - 1,9 cheval.
  - Les trains étant supposés de 40 tonnes à pleine charge, cela conduit à une puissance continue totale moyenne nécessaire de
  - 1,9 X 40 = 76 chevaux.
  - En supposant que les conditions du service et le type de moteurs envisagé justifient l’emploi du coefficient inférieur 2, 5, on conclut que la puissance totale unihoraire des moteurs devra être de :
  - 76 X 2,5 = 190 chevaux.
  - En admettant que les trains soient formés d’une automotrice à bogies et de remorques, nous arrivons au résultat suivant dans l’hypothèse où l’on veut que tous les essieux soient moteurs.
  - 190
  - Il faudra des automotrices à quatre moteurs de —= 47, 5 chevaux
  - chaque. On prendra finalement des moteurs.de 50 chevaux environ.
  - Il sera ensuite nécessaire de vérifier, d’après les caractéristiques des moteurs choisis que les efforts maxima à produire aux démarrages et aux points les plus durs du parcours sont compatibles avec les moteurs en question. De même, pour les différentes vitesses maxima en rampe et en palier.
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  - 67
  - Il est bien entendu toutefois que le calcul précédent qui conduit en pratique à des conclusions suffisamment exactes dans beaucoup de cas : réseau de tramways, par exemple, où les conditions de marche, horaire, etc.... sont assez imprécises (c’est d’ailleurs la seule méthode possible pour un réseau un peu étendu), doit être complété par une étude plus exacte (1), calcul ou procédé graphique, s’il s’agit d’un chemin de fer métropolitain, par exemple, où les conditions de fonctionnement sont bien connues et déterminées, ou s’il s’agit, pour un cas quelconque, d’une section du parcours que l’on veuille étudier en détail. Ce calcul plus exact conduit, comme on sait, à la prédétermination du courant moyen d’échauffement
  - I* = /12 dt
  - du moteur. C’est, en effet, réchauffement du moteur qui limite la puissance vraie qu’il peut développer dans un temps donné.
  - Il est bon de noter ici que réchauffement du moteur est en réalité fonction non seulement du courant moyen :
  - lm = Jl2dt
  - ou plus exactement fonction de la puissance :
  - W4 = / RI2 dt (en watts) mais aussi des pertes mécaniques de forme :
  - W2 = f An dt
  - et des pertes dans le noyau de forme :
  - W3 = / (Bn 3»1,6 -j- Dn2 <t>2) dt
  - de sorte que le calcul complet comporte en réalité la prédétermination des pertes totales en watts,
  - w = Wj + W2 -f ws
  - lorsque le moteur est établi, pour se rendre compte s’il peut assurer le )ervice envisagé, sa puissance continue réelle ou effective dépendant de
  - la
  - quantité de chaleur, c’est-à-dire du nombre de watts qu’il peut dissiper
  - ^6) Revue Electrique, 15 septembre 1909 et 30 décembre 1909. “ Etude du Uvement d'un train ”, par l’Auteur.
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  - par radiation, conductibilité et convection pour un échauffement donné en degrés. A ce propos, il faut observer que l’échauffement de 75° pris comme base pour la définition de la puissance horaire d’un moteur, puissance déterminée en plate-forme serait certainement exagérée en service réel pour un service continu. L’échauffement considéré ci-dessus et qui correspond à un service réel, sera, par suite, pris plus petit que 75°.
  - Cette question de la puissance des moteurs est intimement liée à celle des essais que nous étudierons plus loin, et il importe de bien se pénétrer de sa nature pour comprendre la signification et le but pratique des essais tels qu’il sont à peu près universellement conduits.
  - Il est utile de faire remarquer qu’en dehors de la question d’échaufîe-ment d’un moteur, d’autres circonstances peuvent influer sur la valeur vraie de sa puissance et la faire majorer ou diminuer suivant le cas. Il y a principalement la question de la commutation qui est très importante. On pourra demander une puissance plus grande à un moteur commutant bien qu’à un moteur commutant mal. La recherche d’une bonne commutation prime même celle d’un bon rendement. Le rendement d’un moteur de traction est d’ailleurs relativement peu élevé, soit entre 0,85 et 0,88en général, engrenages non compris.
  - 24. Puissance continue de même échauffement (1) . — Etant donné le régime réel de fonctionnement d’un moteur donné et qui est un régime intermittent, on peut se rendre compte simplement de la manière suivante de ce qu’est la puissance continue, équivalente, au point de vue de l’échauffement du moteur, à la puissance vraie intermittente qu’il doit développer. La puissance intermittente qu’un moteur de traction doit développer en service réel peut se chiffrer de la manière suivante, à titre d’exemple :
  - 50 chevaux pendant 10 secondes accélération
  - 40 — — 2 — —
  - 30 — — 6. — —
  - 20 — 20 — —
  - 15 — — 60 — ' —
  - 0 —' — 20 — freinage
  - 0 — — 10 — arrêt
  - soit un cycle complet en 128 secondes.
  - (1) Revue Électrique, 14 juillet 1911. “ Puissance nominale d’un moteur <le traction’', par l'Auteur.
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  - L’énergie à développer est ainsi :
  - 50 X 10 = 500 chevaux secondes 40 x 2 = 80 — —
  - 30 x 6 = 180 — —
  - 20 X 20 = 400 — —
  - 15 x 60 = 900 — —
  - Soit un total de 2.060 chevaux secondes et par suite une
  - puissance moyenne de
  - 2060
  - 128
  - = 16,1 chevaux pour un cycle entier.
  - Cette puissance n’est pas celle qu’il faut considérer si l’on veut étudier les conditions d’échauffement du moteur. En effet, le courant constant Im de même échauffement, c’est-à-dire celui qui produit les mêmes pertes par effets Joule RI2 est égal à la racine carrée de la somme des carrés des courants absorbés à chaque instant, soit :
  - l
  - Jvdt T ’
  - T, étant la durée d’un cycle, arrêts compris.
  - Les puissances étant proportionnelles aux intensités (alimentation sous tension constante), nous considérons les puissances au lieu des intensités et formons les quantités suivantes :
  - Le total est L est de la forme :
  - 502 X 10 = 25.000 402 X 2 = 3.200 302 X 6 = 5.400 202 X 20 = 8.000 152 X 60 = 15.500
  - 57.100
  - s (HP? dt) ;
  - 011 en déduit (HP)ra correspondant à Im
  - (HP),
  - C
  - HP. dt = 21,1 chevaux. T
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  - Observant que le moteur a été sous courant pendant 98 secondes sur les 128, durée du cycle, c’est-à-dire pendant 76 % environ de la durée de ce cycle, on peut en conclure approximativement que la capacité continue du moteur sera un couvant qui correspond à 21,1 chevaux mesurés au voltage normal de service et une tension appliquée quiest76°/0 environ du voltage normal. Ceci est seulement approximatif, mais montre bien que l’on peut déterminer un courant et un voltage qui, appliqués continuellement, produisent les mêmes pertes et échauffements que ceux qui se produisent le moteur étant en service réel.
  - L’étude électrique et mécanique d’un moteur doit être faite en considérant le service intermittent réel du moteur, tenant compte de la puissance maxima à développeretéventuellementdelapuissancemoyenne continue, s’il y en a une.
  - Remarquons que les pertes dans le cuivre croissent comme le carré du courant absorbé par le moteur, tandis que les pertes dans le fer restent pratiquement constantes. Si alors, un moteur prévu pour un service continu est mis en fonctionnement sous un régime intermittent, les pertes dans le cuivre deviennent très élevées et un moteur meilleur s’échauffant moins aurait pu être obtenu pour les mêmes poids et prix s’il avait été étudié en vue du service intermittent.
  - Un moteur étudié en vue d’un régime continu a ordinairement et comparativement une proportion assez faible de fer et un assez grand nombre de spires de cuivre. Un moteur, pour un service intermittent, aura beaucoup plus de fer et un petit nombre de spires de cuivre d’assez grosse section.
  - 25. Puissance unihoraire d’un moteur et puissance absorbée au démarrage. — La puissance maxima demandée à un moteur pendant la période de démarrage est en principe égale à sa puissance unihoraire ou tout au moins voisine de celle-ci. A cette valeur de la puissance correspondent un certain courant, un certain effort et une certaine vitesse, quantités qui définissent complètement le fonctionnement du moteur au régime considéré.
  - 26. Poids moyen des moteurs de traction. — Les tableaux suivante donnent, à titre d’indication, les poids moyens et vitesses approximatif® des moteurs de traction les plus employés :
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
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  - I. — Moteurs pour voies étroites (inférieures à 1 mètre).
  - PUISSANCE HORAIRE VITESSE EN T/M POIDS DU MOTEUR SEUL EN KGS.
  - 5-7 chevaux 700 200
  - 10-15 — 500-450 400
  - 20 — 400 600
  - 35 — 500 900
  - II. — Moteurs pour voie de un mètre.
  - PUISSANCE HORAIRE VITESSE EN T/M POIDS DD MOTEUR SEUL EN KGS.
  - Tramways urbains 35-40 400-500 750
  - 50 550 950
  - Tramways urbains lourds 60 500 1.050
  - et interurbains. 80 450 1.600
  - III. — Moteurs pour voie normale.
  - PUISSANCE VITESSE POIDS DD MOTEUR SEUL
  - HORAIRE EN T/M EN KGS.
  - Tramways urbains ! 05 m O O 600 500 1.100 1.200
  - tramways urbains lourds( 75 500 1.450
  - et interurbains 100 500 1.600
  - Métropolitains. jChemin de fer interurbain 130-150 150-200 550 500 2.200 2.700
  - (banlieue)
  - Locomotives 250-300 350 4.500
  - 350-400 400 . 4,800
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- - 72
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Il est important de bien remarquer à ce propos qu’un même moteur, au point de vue mécanique, peut donner des puissances très différentes pour un même échauffement, soit au régime horaire pour préciser, suivant la façon dont sont réalisés les bobinages de son induit et de ses inducteurs.
  - Ainsi, à titre d’exemple, le moteur Thomson-Houston, type tramway, dont nous avons antérieurement donné les caractéristiques, donne 40 chevaux avec un induit à 99 sections à 4 tours et inducteurs à 144 spires et il est également construit avec un induit à 99 sections à 3 tours et inducteurs à 108 spires. Sous cette forme le moteur donne environ 50 chevaux au régime unihoraire. Le courant correspondant qui était de 70 ampères est passé à 90 et la vitesse de 370 t/m à 550 t/m. Le poids du moteur n’a d’ailleurs pas sensiblement changé. Ceci montre en passant que les indications des tableaux ci-dessus ne peuvent, de toute manière être considérées que comme des moyennes approximatives.
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- - CHAPITRE IV
  - MOTEURS A GOURANT CONTINU
  - ESSAIS INDUSTRIELS ET CALCUL DES CARACTÉRISTIQUES
  - SOMMAIRE. — Essais en plate-forme. Nature et but des essais. — Montage de deux moteurs sur banc d’essai : montage hiécanique, montages électriques. — Vérifications diverses. Mesure des résistances. — Moteurs d’un type existant. Essais courants. Essai d’échaufïement d’une heure. Caractéristique en charge. Rendement avec engrenages. Essai d’emballement. Essai de surtension. — Moteurs d’un type nouveau. Essais complets. Caractéristique à vide. Rendement par les pertes séparées. Essais d’échaufïement. Caractéristiques thermiques. Courbes du courant absorbé et de la puissance développée en chevaux pour un échaufïement donné. Courbe de refroidissement.
  - 27. Essais en plate-forme. Nature et but des essais. — Nous étudierons en détail seulement les essais des moteurs série courant continu, comme formant de beaucoup la catégorie la plus importante des moteurs utilisés en traction, mais il faut bien remarquer que les principes généraux de ces essais, le but poursuivi en les faisant, ainsi que le mode de traduction finale des résultats auxquels ils conduisent, s’appliquent à toutes les catégories de moteurs de traction, le détail de la conduite des essais varie seulement pour adapter ceux-ci à la nature particulière du moteur envisagé.
  - H’une manière générale et comme pour toute catégorie de machines électriques, il y a deux séries d’essais, les uns sont effectués à l’atelier durant la construction du moteur et les autres sont effectués enplate-forme uprès sa construction.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Nous n’examinerons ici que la seconde catégorie d’essais qui sont particuliers au moteur de traction.
  - Ces essais ont pour but de se rendre compte des conditions de fonctionnement sur un banc d’essai d’un moteur venant d’être construit et d’en déterminer la puissance à différents régimes.
  - Les essais industriels en plate-forme sont de deux sortes suivant qu’il s’agit d’un moteur d’un type nouveau ou d’un moteur d’un type déjà établi.
  - Dans le premier cas, Ja machine vient d’être exécutée d’après des calculs et des dessins, et les essais doivent être très complets en vue de vérifier les prévisions et de se rendre compte exactement des conditions
  - de fonctionnement du moteur et de ses propriétés. De cette étude, il résultera évidemment des indications précieuses pour des études de moteurs qui pourront, par la suite, être dérivés de celui en question.
  - Dans le second cas, on conçoit que l’on puisse abréger les essais puisqu’il s’agit de nouveaux exemplaires d’un même moteur. Il est seulement nécessaire de vérifier par des essais judicieusement choisis, les caractéristiques générales du moteur.
  - Les essais à faire dans le premier cas comprennent les essais à faire dans le second, ou essais courants, plus des essais spéciaux.
  - Dans tous les cas on essaie le plus généralement les moteurs en charge par groupe de deux que l’on accouple de manière que l’un fonctionne en moteur et l'autre en générateur, le système devant d’ailleurs être réversible.
  - Le montage de deux moteurs dans ces conditions est réalisé de la façon suivante :
  - 28. Montage de deux moteurs sur banc d’essai. — a) Montage mécanique. — Les deux moteurs sont accouplés mécaniquement au moyen* d’un train d’engrenages pour se rapprocher de leurs conditions d’emploi réel. A cet effet (fîg. 16) une roue dentée analogue à celle utilisée sur les tramways est montée sur un arbre supporté par deux paliers et faisant office d’essieu. Les deux moteurs supposés identiques, s’appuient par
  - Moteur
  - rjxpi i—i r~j~~n n—i
  - Générateur
  - Fig. 16.
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- - hhh ”
  - Fig. 17.
  - Montage de deux moteurs sur banc d'essai.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
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  - leurs paliers sur cet arbre et sont montés de chaque côté de lui ; ils sont en outre suspendus du côté opposé à l’arbre d’une manière analogue à celle suivant laquelle ils sont suspendus aux trucks des voitures.
  - La photographie en planche hors-texte, figure 17, représente un ensemble de deux moteurs de 50 chevaux montés sur banc d’essai.
  - b) Montages électriques : 1° Méthode en opposition avec snrvolteur. — Ce montage peut varier dans le détail de sa réalisation, mais le principe est toujours le même et nous le rappellerons brièvement.
  - Ligne Ui
  - Moteur
  - Fig. 18.
  - Montage électrique en opposition avec survolteur de deux moteurs sur banc d’essai.
  - Une machine marche en moteur, l’autre en dynamo. On s’arrange d’ailleurs pour pouvoir inverser les sens de rotation et les rôles. Les excitations des deux machines sont en série de manière à être parcourues par un courant de même intensité et ils sont directement en série avec 1 induit de la machine moteur.
  - Pour suppléer aux pertes, on a recours à une source électrique exté-rieure d’énergie, par exemple la distribution dans l’usine et, en outre, nfin de parer à une baisse de tension aux bornes d’alimentation, on nionte souvent en série avec la machine fonctionnement en dynamo, un survolteur à excitation indépendante qui, étant en parallèle avec la %ne, alimentera le motëur.
  - Le schéma de montage est représenté (fîg. 18).
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - En se reportant aux indications de ce schéma, on voit que la puissance fournie au moteur est Um Im, que celle fournie à l’ensemble par le survolteur est Us ld et celle fournie par la ligne Uz E .
  - On a d’ailleurs :
  - Ijn E + U-
  - Les pertes totales sont :
  - U.E + lhE
  - et la puissance utile recueillie :
  - Um Im — (U. L-f- L/ E )•
  - Le rendement global, produit des rendements des deux machines esl:
  - Um Im U. Irf L; E
  - U m Im
  - En admettant que les deux machines aient le même rendement, on a pour rendement moyen du moteur avec engrenages :
  - avec :
  - p
  - — Us h — Um 1 m
  - U, E
  - If/ — E
  - E.
  - 2° Méthode directe. — On réalise quelquefois, au lieu du montage précédent, le montage électrique direct suivant le schéma de la figure 19.
  - Ici, la machine fonctionnant en moteur entraîne l’autre fontion-nant en générateur à excitation indépendante, cette excitation indépendante étant d’ailleurs en série avec l’excitation série du moteur, ce qui donne
  - ainsi aux deux machines la même excitation. Enfin, la machine fonctionnant en générateur, débite dans un rhéostat à eau dont la résistance
  - Bhèostzt à eau
  - Montage électrique direct de deux moteurs sur banc d’essai.
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
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  - t réglée par l’enfoncement plus ou moins grand des électrodes dans l’eau, suivant la charge que l’on se propose d’obtenir au moteur.
  - Dans ces conditions, et maintenant la tension d’alimentation constante, égale à la tension normale, soit 600 volts, on mesure pour chaque charge, c’est-à-dire pour chaque débit du moteur fonctionnant en dynamo, le courant absorbé par le moteur, le courant débité par la dynamo, la vitesse de rotation du groupe et la tension aux balais de la dynamo. On en déduit facilement le rendement pour chaque charge.
  - Cette méthode à l’inconvénient d’absorber beaucoup de puissance.
  - 29. Vérifications diverses. Mesure des résistances. — Ceci posé, et quel que soit le mode exact de couplage électrique des deux moteurs pour leur mise en charge, on commence par procéder aux vérifications suivantes :
  - On vérifie le calage des balais (les balais doivent être calés dans le plan neutre électrique) par la méthode du voltmètre ou en comptant le nombre de lames au collecteur entre balais. Le calage des balais est ici déterminé par la construction même du moteur et n’est pas réglable à la main comme dans le cas des moteurs ou dynamos ordinaires. Il s’agit donc là d’une mesure de vérification.
  - Ensuite, on mesure les résistances des divers circuits : inducteurs principaux, bobines de commutation, si elles existent, induit avec balais et sans balais.
  - La méthode employée est celle de la “ chute de potentiel ”, c’est-à-dire qu’on mesure simultanément la différence de potentiel aux bornes du circuit à étudier et l’intensité du courant qui le traverse. On fait plusieurs mesures et prend la moyenne. On note toujours les températures auxquelles les mesures sont faites et on ramène celles-ci à la température de 75° par la formule connue (1) :
  - R75= Rt [(1+0,004 (75- +]
  - 1) Cette formule permet également de calculer la température d’un enroulement, + résistances R0 à zéro degré et FU à t degrés étant mesurés directement. Il y a à observer à ce propos que la température mesurée électriquement dans le cas enroulement fixes est plus exacte et plus élevée que celle mesurée au thermomètre et la différence peut atteindre 20 à 30 %• Pour les circuits mobiles, .suivant ^ cas, l’une ou l'autre méthode peut donner une valeur supérieure et l’on trouve -eneralement des différences peu importantes entre les deux déterminations.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On fait enfin fonctionner les moteurs dans les deux sens de manière à former les charbons et les coussinets d’induit.
  - Ceci étant, on procède aux essais de fonctionnement proprement dits.
  - Nous examinerons d’abord les essais-courants puisqu’ils se retrouvent intégralement dans tous les cas ; ensuite nous étudierons les essais spéciaux qui s’ajoutent aux précédents pour former la série des essais complets pour un nouveau type de moteur.
  - 30. Moteurs d’un type existant. Essais courants. — a) Essai d'échauf-fement d'une heure. (Régime unihoraire). — Cet essai a pour but de mesurer réchauffement des diverses parties du moteur en fin d’essai et de vérifier qu’il est acceptable.
  - On fait fonctionner, au régime indiqué par lebureaud’études, chacun des deux moteurs successivement dans les deux sens de rotation et en moteur. Des thermomètres en nombre suffisant sont placés en contact intime (emploi de papier d’étain, ouate, mastic....) avec les différentes parties des machines : carcasse, bobines inductrices, paliers d’essieu et dans l’air pour avoir la température ambiante moyenne. A la fin de l’essai on prendra aussi les températures de l’induit et du collecteur. On mesurera aussi les résistances à chaud par la méthode de la chute de tension. Cette mesure permet de calculer les températures des enroulements.
  - b) Caractéristique en charge. Rendement avec engrenages. — La tension aux bornes du moteur étant maintenue égale à la valeur normale en agissant sur l’excitation du survolteur, dans le cas du montage avec survolteur (fig. 18), on fait varier la charge en agissant sur le rhéostat de démarrage du moteur. On relève en fonction de la charge, les vitesses correspondant au moins à ‘/s, Va» V4, 1, 1,25 et 1,50 de la charge normale (régime unihoraire) et ce, pour chaque machine fonctionnant en moteur et successivement dans les deux sens de rotation. -
  - On note les valeurs du courant dans le moteur, sur la ligne et les volts de la ligne, aux bornes du moteur et du survolteur. On déduira, comme il a été indiqué plus haut (§ 28) le rendement moyen pour chaque valeur de la charge.
  - On note encore les températures moyennes, par la mesure des résistances, au commencement et à la fin de l’essai et on fait les corrections pour ramener les valeurs à la température choisie, soit 75°.
  - On construit les courbes de la vitesse en t/m et du rendement p avec engrenages en fonction du courant absorbé.
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  - On en déduit (§ 18) les courbes de vitesse V en Km/h et des efforts à la jante F en Kgs pour un véhicule monté sur roues de diamètre d en
  - mètres et pour un rapport d’engrenages
  - 7) Essai d'emballement. — Cet essai a pour but de vérifier la résistance des cerclages ou frettes de l’induit et le bon équilibrage de l’ensemble de la partie tournante.
  - Il est effectué sur chaque moteur séparément. Le moteur est excité en série avec charge décroissante de manière à lui faire prendre une vitesse croissante jusqu’à une limite fixée, soit double, triple ou même davantage de sa vitesse normale, c’est-à-dire de celle correspondant à son régime horaire.
  - d) Essai de surtension. — On fait tourner le moteur pendant un temps donné, soit 5 minutes, sous un voltage supérieur, soit de 25 °/0 par exemple, au voltage normal et à la charge normale en changeant alternativement le sens de marche.
  - 31. Moteurs d’un type nouveau. Essais complets. — Ces essais comprennent, en général, en plus des essais précédents, les suivants :
  - a) Caractéristique à vide. — On fait tourner le moteur à excitation séparée sous diverses valeurs de l’excitation, la tension aux bornes étant maintenue constante. On note les diverses valeurs de la vitesse et ce, pour les deux sens de rotation, puis on construit la courbe de la vitesse ri en tjm en fonction du courant d’excitation ou des ampères tours inducteurs.
  - b) Rendement par les pertes séparées. — Cette étude se fait par aPplication de la méthode générale bien connue des pertes séparées.
  - On sait que les pertes totales pour un moteur se composent :
  - (1°) des perdes électriques ou pertes par effet Joule, c’est-à-dire en R I2.
  - (2°) des pertes mécaniques par frottement des balais sur le collecteur, Par frottements dans les paliers et dans l’air par ventilation (pertes proportionnelles à la première puissance de la vitesse).
  - (3°) des pertes électromagnétiques ou pertes dans le noyau et dues à 1 hystérésis (proportionnelles à la première puissance delà vitesse) et aux c°urants de Foucault (proportionnelles à la seconde puissance de la vitesse).
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  - Les pertes à vide du moteur sont la somme des pertes (2°) et (3°) ci-dessus et nous avons vu qu’elles peuvent se traduire par une formule de forme :
  - p = An + B <S> 16 n + D2 «t>2 n\
  - On mesure, en général, les pertes à vide au moyen d’un moteur taré, employé pour entraîner le moteur à essayer. En faisant l’essai, le moteur étudié étant excité, on obtient les pertes à vide totales. On renouvelle l’essai pour diverses valeurs de l’excitation qui donnent autant de vitesses différentes.
  - En faisant l’essai du moteur non excité, on obtient par différence avec les résultats précédents les pertes dans le noyau pour différentes excitation (ou vitesses).
  - Des résultats obtenus, on peut déduire les courbes des pertes à vide et des pertes dans le noyau aux différents régimes du moteur, au moyen de la caractéristique en charge du moteur.
  - En faisant l’essai au moteur taré, les balais en place, puis les balais enlevés, on sépare les pertes par ventilation et frottements dans les paliers, des pertes par frottement des balais sur le collecteur.
  - A titre d’exemple, et pour montrer l’allure générale de ces courbes et leur emploi, nous avons considéré un moteur de 50 chevaux au régime uni-horaire sous 600 volts dont la vitesse à cette puissance est 600 t/m et le courant absorbé 75 amp., et dont la résistance totale intérieure à 75° est de 0,753 ohm.
  - La fig. 20 donne les pertes mécaniques séparées et sur la fig. 21, les courbes (I) sont celles des pertes dans le noyau en fonction du courant absorbé et pour différentes vitesses. On déduit de ces courbes, en s’aidant de la caractéristique en charge (III) que l’on trace par rapport aux mêmes axes, la courbe (II) donnant les pertes dans le noyau à une vitesse quelconque ou pour un courant quelconque.
  - Déterminons un point de cette courbe, celui correspondant à la vitesse de 800 t/m par exemple.
  - Du point (1) correspondant à cette vitesse sur l’axe des ordonnées en t/m, on déduit (2) sur la courbe des vitesses (III), puis (3) sur la courbe (I) des pertes à 800 t/m. Ce point (3) est le point cherché de la courbe (II) et on voit qu’il correspond à un courant de 44 ampères. On cherche de même d’autres points.
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  - On a donc bien ainsi la courbe des pertes dans le noyau à un régime quelconque. (On ferait de même pour les courbes des pertes à vide.)
  - Vuesse en
  - Fig. 20.
  - Moteur de 50 chevaux.
  - Ou exprime généralement, les diverses pertes représentées par les °Ufbes des fig. 20 et 21 en °/0 de la puissance absorbée. On exprime u- si de la même manière les pertes par effet Joule.
  - 6
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - à. aiÆé.rentes vitinsses
  - J l'srt
  - TITzrtes dïTis ']eTt,i
  - tfryaxLa.JpxTeq±'nei\
  - sans 6qovclis
  - Fig. 21.
  - Moteur de 50 chevaux.
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  - Tous-ces pourcentages s’ajoutent et on traduit les résultats obtenus comme l’indique la fig. 22.
  - La dernière courbe obtenue rt représente évidemment la courbe du rendement organique du moteur, c’est-à-dire sans engrenages. En en retranchant les pertes dans les engrenages exprimées de la même manière, c’est-à-dire en °/0 de la puissance absorbée on obtient la courbe du rendement p avec engrenages.
  - °/opertes en.fil*
  - Fig. 22.
  - Séparation des pertes. — Rendements.
  - Ayant la courbe du rendement ?\ on construit la caractéristique en charge comme aux “ Essais courants ” et de ces deux courbes on déduit la courbe du couple utile Cu sur l’arbre au moyen de la formule connue :
  - G
  - n
  - On obtient ainsi les caractéristiques tracées sur la fig. 23.
  - D autre part, ayant la courbe du rendement p et la courbe des vitesses déduite de la caractéristique en charge précédente par la formule
  - connue :
  - fi'd
  - Y = 0,1885 —,
  - m
  - n en déduit la courbe des efforts à la jante :
  - F = 0,3672 p
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On obtient ainsi les caractéristiques tracées sur la fîg. 24, sur laquelle nous avons en outre tracé ces mêmes caractéristiques sous tension
  - U
  - 2
  - 300 volts et les courbes secondaires des puissances développée;
  - sous 600 et 300 volts.
  - Ampères sous 6oovolt?
  - Fig. 23.
  - Moteurs de 50 chevaux. — Caractéristique en charge. — Rendement. — Couple utile-
  - c) Essais d'échauffe ment. Caractéristiques thermiques. — Ces^saI: consistent en une série d’essais en charge à voltage normal constant et * charge variable d’un essai à l’autre mais constante pour chaque essai-la durée de celui-ci étant suffisante pour obtenir au moteur un échaufle ment au-dessus de la température ambiante d’au moins 75°. Lesvalei11"
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  - ,je la charge pour ces différents essais sont généralement comprises entre ^0 et 150 °/'0 de la charge normale (unihoraire).
  - Après chaque essai d’une durée donnée, le moteur étant arrêté, on mesure aussitôt les résistances et les températures.
  - Vltess^ -llender.ier.t
  - ao ; se ; ioo
  - Fig. 24.
  - Moteur de tramway 50 chevaux sous 600 volts.
  - On traduit les résultats par des courbes dites “ caractéristiques 'Cliques ” ayant comme ordonnées les excès de température d’une !*arhe du moteur sur la température ambiante et comme abscisses les Ps- On trace généralement ces courbes pour le collecteur, pour
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - l’induit et pour les inducteurs principaux et éventuellement pour ceux de commutation. On obtient ainsi plusieurs familles de courbes analogues,
  - Caractérisa
  - Echauffemert de
  - dt marche
  - eûtes
  - Fig. 25.
  - Moteur de 50 chevaux
  - La fig. 25 représente les caractéristiques thermiques de l’induit Ju môme moteur que précédemment.
  - Pour chacune de ces familles de caractéristiques thermiques, les poid d’intersection de la ligne d’ordonnée 75 avec les courbes correspond11*
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- - MOTEURS A COURANT CONTINU
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  - aux diverses charges donnent les durées de fonctionnement au bout desquelles réchauffement atteint 75° avec les charges particulières*envi-sagées et pour l’organe (induit, inducteurs, etc...) auquel la famille de courbes considérée se rapporte.
  - Moteur de 50 chevaux. — Courant et puissance pour un échauffement de
  - De chaque famille de courbes, on déduit, en fonction du temps, la courbe du courant absorbé, d’où celle de la puissance développée en chevaux pour un échauffement donné :
  - Puissance en chevaux
  - ül
  - ? 736"
  - Ces deux courbes (fîg. 26), sont tracées en général seulement pour
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  - réchauffement de 75°. On obtient ainsi la valeur de la puissance que peU( développer le moteur considéré pour un échauffement de 75° et une durée de fonctionnement quelconque depuis, par exemple, une 1/2 heure jusqu’au régime continu.
  - d) Courbe de refroidissement. —On complète quelquefois lés essais précédents par le suivant :
  - Fig. 27.
  - Courbe de refroidissement de l’induit.
  - On fait fonctionner le moteur à pleine charge pendant une hein'6' après quoi on l’arrête et on coupe complètement le courant.
  - Le moteur se refroidit naturellement et on note les températures ses diverses parties à intervalles de temps réguliers, soit, par exempt tous les 1/4 d heure pendant la première heure et ensuite toute5 les 1/2 heure.
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  - On trace ensuite la courbe de refroidissement en prenant comme ordonnées les excès de température sur la température ambiante et comme abscisses les temps.
  - On trace généralement des courbes pour l’induit, les inducteurs, le collecteur, le bâti et l’air dans le moteur.
  - La figure 27 représente la courbe de refroidissement de l’induit du même moteur que précédemment.
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- - CHAPITRE V
  - COURANT CONTINU
  - RÉGULATION DE LA MARCHE DES VOITURES
  - SOMMAIRE. — Objet de la régulation de la marche des voitures. — Principe des méthodes employées. — Etude du démarrage. — Calcul de l’effort à développer. — Poids d’inertie.
  - I. Alimentation à potentiel constant
  - Contrôle rhéostatique. — Théorie. — Détermination graphique des résistances de démarrage : cas d’un moteur, cas de deux moteurs. — Contrôleurs. — Résistances employées.
  - Contrôle série-parallèle. — Détermination graphique des résistances de démarrage. — Equipements à 4 moteurs. — Contrôleurs. — Cas particulier de l’alimentation à haute tension.
  - Modification du bobinage de l’induit.
  - Variation du flux inducteur : modification du nombre - des spires inductrices: shuntage des enroulements inducteurs par des résistances. Caractéristiques du moteur à inducteurs shuntés. — Contrôleur série-parallèle avec shuntage. -Résultats d’essais et applications. — Remarque générale sur les démarrages.
  - II. Alimentation à potentiel variable
  - Méthode des accumulateurs à groupements variables. — Méthode de la variation d’excitation de la génératrice : Ward-Léonard, Ileilmann. — Méthodes diverses-Survolteur-dévolteur Ward-Léonard. Système S. T. A. R.
  - 32. Objet de la régulation de la marche des voitures. — Le but de tout système de régulation est de permettre de réaliser à vôlontépour chaque valeur de l’effort demandé, déterminé par les résistances à vaincre un régime voulu de vitesse compatible avec le genre d'exploitation dont d s’agit et la puissance des moteurs.
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- - COURANT CONTINU
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  - Ainsi que nous l’avons vu (§ 18), les conditions de fonctionnement d'une voiture actionnée par un moteur électrique se traduisent par des caractéristiques exprimant les variations de la vitesse V du véhicule en Km/h., de l’effort F en Kgrs développé aux jantes et du rendement p du moteur à la jante des roues.
  - Le problème dont il s’agit constitue une application immédiate des propriétés des moteurs.
  - 33. Principe des méthodes employées. — (I). En supposant, ce qui est le cas général, que la ligne soit alimentée à potentiel constant, on a les méthodes suivantes :
  - 1° Contrôle rhéostatique qui consiste en l’insertion de résistances dans le circuit du moteur.
  - 2° Contrôle série-parallèle pour un équipement à deux moteurs au moins et où il est également fait emploi de résistances pour la réalisation du démarrage et au besoin de vitesses intermédiaires par rapport aux 2 vitesses de régime que cette méthode permet d’obtenir dans le cas de 2 moteurs ou de deux’groupes de moteurs. Cette méthode est d’un emploi très général.
  - 3° Modification du bobinage de Varmature ou méthode du double induit. — Cette méthode n’a encore qu’un intérêt théorique.
  - 4° Variation du flux inducteur réalisée par exemple par shuntage de 1 enroulement inducteur.
  - (II). En supposant le cas où la ligne peut être alimentée h potentiel variable, on réalise la régulation de la vitesse par variation de ce potentiel.
  - Toutes ces méthodes résultent immédiatement de l’examen de la formule approchée bien connue (§ 13 c) :
  - M. V=^. W.
  - Dans les deux premières méthodes ainsi que dans la dernière, on fait 611 définitive varier la tension appliquée aux bornes du moteur; dans la hoisièmeon fait varier N (on peut d’ailleurs aussi interpréter cette dernière ^olhode en la considérant comme variante delà deuxième); enfin, dans la Quatrième méthode, on fait varier $.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Avant d’examiner en détail ces diverses méthodes de régulation de la marche des voitures, il nous paraît nécessaire de préciser les conditions de démarrage d’une voiture motrice, cette question étant distincte des autres et d’une importance primordiale.
  - 34. Etude du démarrage. Calcul de l’effort à développer. ' Poids d’inertie. — 11 s’agit d’obtenir au démarrage un grand couple sans que le courant absorbé soit exagéré.
  - Dans la plupart des cas la méthode employée pour réaliser le démarrage consiste à insérer dans le circuit du moteur et en série avec lui, des
  - résistances que l’on diminue progressivement ainsi que nous allons le voir en détail.
  - Il faut commencer par déterminer ou se fixer a priori l'intensité moyenne ou celle maxima du courant au démarrage, tsmp* Cette intensité doit être choisie la plus grande possible compatible avec la puissance des moteurs, avec l’accélération maxima admissible pour le confort des voyageurs, avec le genre d’exploitation que l’on a en vue et avec la condition que les roues ne patinent pas. On sait que cette dernière condition est réalisée tant que l’effort produit F est inférieur à l’effort adhérent maximum utilisable, produit du poids adhérent du véhicule moteur par le coefficient d’adhérence sur la voie.
  - Traçons d’autre part, pour la période de mise en vitesse, la courbe des vitesses de la voiture en fonction du temps. Cette courbe (fig. 28) commence par une portion rectiligne OA correspondant à toute la période d’accélération sur le “ contrôleur” (accélération à valeur moyenne constante) durant laquelle on élimine progressivement au moyen du dit contrôleur les résistances de démarrages, puis d’une portion courbe AB dépendant de, et déterminée par les caractéristiques du moteur.
  - La puissance maxima demandée au moteur pendant la période de démarrage et qui est en principe égale, ainsi que nous l’avons déjà noté, à sa puissance uni-horaire, correspond au point A où le moteur est alimenté à pleine tension. L’intensité du courant est maintenue constante pendant toute la période OA ainsi que nous le verrons plus loin. Cette intensité est en général celle du régime uni-horaire du moteur. Au delà
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- - COURANT CONTINU
  - 93
  - Ju point A, l’intensité du courant décroît jusqu’à sa valeur de régime et la vitesse croît suivant la caractéristique des vitesses du moteur.
  - Soit, maintenant, à calculer l’effort à développer au démarrage pour réaliser une accélération moyenne constante A (correspondant au coefficient angulaire de la droite OA de la figure précédente).
  - Pour simplifier nous considérerons seulement dans le calcul suivant une automotrice isolée mais en observant que la méthode de calcul est applicable aux remorques et plus généralement à un train formé d’automotrices et de remorques.
  - Soient :
  - A La valeur moyenne de l’accélération en m./sec./sec. ;
  - P Le poids de l’automotrice en tonnes ;
  - /• La résistance totale au roulement en Kgs par tonne de poids total en palier et alignement droit (r est en toute rigueur fonction de la vitesse du véhicule);
  - i La valeur de la rampe en m/m. par mètre (i est positif pour une rampe et négatif pour une pente) ;
  - c La résistance en Kgs. par tonne due à un passage en courbe de rayon donné.
  - L’effort moteur à appliquer à l’essieu se compose de deux parties : une première correspondant à la marche normale et indépendante de l’accélération et qui a pour expression :
  - Ft = P (r-f/+c)
  - et une seconde partie qui dépend de la valeur de l’accélération et qui correspond à l’augmentation de force vive communiquée, du fait de 1 accélération, à la masse de l’automotrice. C’est l’effort accélérateur Proprement dit dont l’expression est
  - F2 = 1000. -. A 9
  - 9 étant l’accélération due à la pesanteur.
  - Cette valeur suppose toutefois qu’il ne s’agit que de déplacements rectilignes, mais il faut ici tenir compte de l’effet d’inertie des parties tournantes : essieux, roues et induits des moteurs, qui s’ajoute- à l’effort t'a ci-dessus et retarde la mise en vitesse. Remarquons en passant que Cet effet intervient aussi pendant les périodes de freinage, mais en sens c°utraire, en prolongeant le mouvement.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Pour analyser l’effet d’inertie des parties tournantes au démarrage, soit v en m./sec. la vitesse de l’automolrice à un instant quelconque de la mise en vitesse; sa puissance vive serait à ce moment, s’il ne s’agissait que de déplacements rectilignes : \
  - Or, appelons :
  - 1 P
  - 1000. - v*
  - 2 g
  - k Le moment d’inertie en Kg.-masse X P2 d’un essieu monté et de la roue d’engrenage calée sur cet essieu, ce qui constitue le mode d’entraînement le plus général ;
  - w La vitesse angulaire de cet ensemble ;
  - n Le nombre des essieux supposés tous moteurs pour simplifier, n est alors également le nombre des moteurs.
  - k' Le moment d’inertie en kg.-masse X P2 de l’induit d’un moteur muni de son pignon ;
  - m Le rapport du nombre de dents d’une roue dentée à celui du pignon.
  - La puissance vive totale réelle de l'automotrice est évidemment :
  - 1 1000 P 1 1 2 ,
  - x X --------• • v2 ~ n k w2 -f- - n k m2 w2
  - ou :
  - 1000 2g LP 1090 v „
  - ^ ^ — ) (n k -(- n k' m2)J
  - ou encore
  - en posant
  - KXXL-tP+n)
  - H
  - g
  - 1000 v2
  - (.n k-f- n k' m2).
  - On voit ainsi que l’effet des parties tournantes sur la puissance vive totale de l’automotrice est le même que si le poids P du train était augmenté d’une certaine quantité que nous appelons ici H, autrement dit, on peut faire abstraction des parties tournantes en attribuant au train un poids fictif P' plus grand que P,
  - tel que : P' = P _|_ H.
  - Ce poids P' est dit poids d'inertie de l’automotrice. C’est en définit^ le poids d’une mobile se déplaçant d’un mouvement purement linéaire
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  - avec la vitesse v et ayant même puissance vive que le véhicule considéré.
  - C'est donc ce poids P' qu’il faut considérer pour étudier les périodes je démarrage et de freinage.
  - Or, pour un véhicule donné, la quantité H est une constante que l’on peut facilement calculer. En reportant sa valeur à la tonne de poids total on peut finalement poser :
  - P'=P + H = P^l+Sj,
  - soit P' = X P,
  - , , , H
  - en faisant a=1-)- —.
  - Ce coefficient X est dit coefficient d'inertie. An véhicule.
  - D’après M. A-H. Armstrong "'h" a comme valeur moyenne :
  - (1°) Pour les automotrices de trains de banlieue, métropolitains ; vitesses dans le voisinage de 45 km/h : 1,10 ; •
  - (2°) Pour les tramways lourds de surface, vitesses moyennes : 1,12 à 1,14; (3°) Pour les petites automotrices : jusqu’à 1,25 et même 1,30.
  - On voit par ces valeurs de X que les effets d’inertie qui nous occupent sont loins d’être négligeables surtout pour les petits véhicules et qu’il y a bien lieu d’en tenir compte dans les questions de démarrage et aussi dans celles de freinage ainsi que nous le verrons ultérieurement.
  - De ce qui précède, il résulte que l'effort accélérateur réel, est, au lieu
  - de F2 = 1000. A
  - 9
  - , P' (0
  - F, = 1000. —. A 9
  - 1) Cette formule montre que si on néglige d’employer le poids d’inertie pour le
  - calcul de l’effort accélérateur, ce qui revient à employer l’expression F2 = 1000 - A,
  - * effort accélérateur par tonne est sensiblement représenté par le nombre qui exprime
  - *a 'aleur de l’accélération en cm. sec. On a en effet ^ = ^52 A = 100 A approxi-
  - P g
  - Nativement.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Par suite, l’effort total Fm à développer aux jantes des roues poUr produire l’accélération donnée est :
  - — F, -f- F2,
  - c’est-à-dire :
  - P(r + i + C+îy?.^. A)
  - P'
  - ou enfin sensiblement en prenant g = 9,81 et remplaçant —par X :
  - Fm = P(r + / + c-f- 102X;A).
  - Cette formule montre que pour obtenir un démarrage à accélération constante, il faut développer un effort constant en négligeant les variations de r, ce qui, en général, peut être admis (nous supposons naturellement que le profil de la voie reste constant tout au moins pendant la période qui nous occupe).
  - Or, à un effort constant correspond un courant constant déterminé par la caractéristique des efforts du moteur. Il faudra, par suite, pour obtenir un tel démarrage, maintenir le courant à une valeur constante. Ce résultat sera obtenu par l’insertion dans le circuit du moteur et en série avec lui, d’une résistance réglable ainsi que nous le verrons à l’étude du contrôle rhéostatique.
  - Dans un cas normal et en principe, les moteurs dont est équipée une voiture motrice seront tels que, fonctionnant à leur régime horaire, l’effort total développé aux jantes des roues motrices à ce régime, soit précisément égal à Fm.
  - On voit ainsi comment on est guidé pour choisir l’intensité moyenne du démarrage.
  - Naturellement, ce qui précède est loin d'èlre absolu et toujours observe car il y a d’autres circonstances qui interviennent dans le choix d’un moteur et il peut être impossible de concilier la condition que l’on obtienne une accélération moyenne A donnée à l’avance, avec la condition que l’effort correspondant à développer F,n soit égal à l’effort total développé par l’ensemble des moteurs d’une motrice, fonclionnant à leu* ' régime horaire, et avec d’autres conditions dépendant de chaque ca? particulier. Ainsi, les conditions d’échauffement du moteur et surtout celles de sa commutation et de sa surcharge momentanée admissible interviennent d’une manière fondamentale. On peut être ainsi conduit8
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  - 97
  - admettre à priori, pour clés raisons particulières, que la valeur naaximade l'intensité du courant au démarrage (nous verrons plus loin que le courant au démarrage oscille en réalité entre deux valeurs) soit celle du courant du régime horaire ou que l’on effectue un démarrage à un courant moyen à tant pour cent au-dessus du courant du régime horaire, ou dans d'autres cas au-dessous de ce courant.
  - Ceci posé, nous allons maintenant étudier en détail les méthodes de régulation de la vitesse des voitures dont la première, celle du contrôle rhéostatique résout en particulier le problème de démarrage.
  - I. — Alimentation à potentiel constant
  - 35. Contrôle rhéostatique. Théorie. — Cette méthode est la plus simple de Imites ; elle consiste seulement à intercaler en série dans le cir-
  - Licpxe d ' siliTn entàiixm.
  - ' Fig. 29.
  - Terre
  - Cuit du moteur une résistance variable capable de pouvoir supporter un échauffement momentané assez élevé et surtout le courant normal sans échauffement dangereux.
  - Soient (fïg. 29) :
  - ^ le courant total absorbé ;
  - la résistance totale intérieure du moteur égale à la somme de celle 1 induit ra (y compris celle des balais) et de celle des inducteurs i\
  - ^ ^ r<l 4~ ri ) ;
  - R*, celle du rhéostat réglable en série avec le moteur ;
  - 7
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - U, le voltage du réseau (généralement c’est la différence de potentiel entre le conducteur d’alimentation et la terre, puisque le retour se fait par les rails) ;
  - u, la différence de potentiel aux balais;
  - E, la f. c. e. m. du moteur.
  - On a
  - a:
  - U — + ) I,
  - ce qui montre que la mise en circuit de la résistance PO a en somme pour effet direct de réduire la différence de potentiel u aux balais dans le rapport
  - ü — (R. + z'i) I
  - l - r, I '
  - En faisant varier Rx on peut donc régler la valeur de u dans des limites très étendues et comme conséquence la vitesse du moteur. Si en effet nt est celte vitesse en t/m on sait que :
  - a — E -j- ra l
  - E — nx N<ï\ 10—8
  - ainsi qu’il a été établi au début du chapitre III. En éliminant E, on déduit:
  - 10-8-j-raI u —r„ 1
  - N<t>
  - 108
  - ce qui démontre la proposition énoncée.
  - Transformons cette expression en remplaçant u par sa valeur (1), on
  - obtient : et finalement :
  - U
  - ,R.r + pa + /’;)!
  - (2)
  - N*
  - U—(R*+R)I N<t>
  - - 108
  - 108.
  - Cette expression montre directement l’influence des variations de P sur nx pour chaque valeur de I.
  - On voit que la vitesse nx est d’autant plus réduite que la résistance B-est plus grande et elle est d’autant plus grande que Rx est plus petit. EÜe est maximum pour Rx = o : c’est la vitesse de pleine marche ou de régi°ie
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- - COURANT CONTINU
  - '9%
  - du moteur et par suite du véhicule, correspondant à la marche sans
  - résistance.
  - La valeur maxima possible de R^est évidemment celle pour laquelle o ce qui donne d’après l’équation (2) :
  - 11./'. max “ -j R •
  - • Par suite, en donnant à RÆ des valeurs successivement décroissantes depuis cette valeur maxima, on aura pour une même valeur de I des valeurs successivement croissantes de la vitesse à partir de zéro jusqu’à sa valeur de régime.
  - On aura ainsi toute une série de insistances de démarrage. Plus grand sera leur nombre, plus progressif sera le démarrage. Au contraire, plus il sera réduit, plus le démarrage sera brusque.
  - On remarquera que pour différentes valeurs de Ra, le courant et le flux inducteur restant les mêmes, la puissance utile se trouve réduite dans le même rapport que la vitesse. Il en est de même, d’ailleurs, du rendement du système puisque la dépense d’énergie, proportionnelle àUI, est la même.
  - On remarquera encore que cette méthode permet de réduire la vitesse à partir de sa valeur de régime ou de pleine marche, mais non de l’augmenter, car on ne peut évidemment pas admettre une résistance restant constamment en circuit en pleine marche, le fait d’une résistance RÆ en circuit se traduisant par une perte d’énergie supplémentaire proportionnelle à Rx I2 par effet Joule absolument improductive. En outre, le rhéostat est lui-même assez encombrant et souvent difficile à loger.
  - Pour ces raisons, le système rhéostatique n’est plus guère employé ,0us cette forme simple que dans le cas où le véhicule n’est actionné que par un seul moteur et dans certains cas spéciaux (ligne du Fayet à Cha-m°mx). En revanche, il est très employé combiné avec d’autres moyens
  - nous le retrouverons en particulier combiné avec la méthode du c°ntrôle série-parallèle. Ainsi employé, il constitue le procédé le plus éméralement utilisé pour assurer le démarrage.
  - La formule (2) permet de déterminer analytiquement les résistances 'k démarrage. On procédera ainsi :
  - La vitesse de pleine marche étant
  - U — RI
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  - pour obtenir une vitesse quelconque nx
  - nx
  - U—(R-fR,)I108 N*î»
  - on éliminera 4» entre ces deux équations, ce qui donne :
  - n U — RI
  - nx U—(R-^Rx)!
  - Ayant par suite tracé la caractéristique des vitesses n, cette formule permettra pour chaque valeur de nx donnée, de déterminer la résistance correspondante Ræ à mettre en circuit.
  - Il est toutefois plus pratique d’employer une méthode graphique telle que la suivante :
  - 36. Détermination graphique des résistances de démarrage R*.— 1 °Cas d’iui moteur :
  - Rappelons que pour obtenir un démarrage à accélération constante donnée, il faut maintenir constante l’intensité du courant absorbé, dont la valeur est d’ailleurs déterminée par la courbe des efforts. Soit I0, celte intensité et <ï>() le flux inducteur correspondant.
  - Ceci posé, l’équation (2) peut s’écrire en y introduisant en outre celle valeur 10 de l’intensité :
  - (3) (R, + R) Io = U - nxN<*v 10-».
  - Nous appellerons cette équation, l'équation du démarrage.
  - Les seules variables sont R* et nx et la loi de leurs variations esl linéaire : à une seule valeur de Rx correspond une valeur et une seule ^ nx et réciproquement. Par suite, en faisant décroître progressivement résistance RÆ jusqu’à zéro à partir de sa valeur maxima :
  - (-1)
  - R
  - maXs
  - O
  - obtenue en faisant nx
  - — O dans l’équation du démarrage, la vite550
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  - croîtra linéairement de zéro à sa valeur maxima "n" qui sera la vitesse de pleine marche ou de régime égale à :
  - (5)
  - valeur obtenue en faisant RÆ = O dans l’équation du démarrage.
  - Traduisons graphiquement l’équation (3) qui, par rapport aux variables et nx, représente une droite.
  - 0, 0 I(
  - Fi(j. 30.
  - Pour tenir compte de R sur l’épure elle-même, portons en abscisses lig. 30) surOæ' à partir de O, les résistances totales en circuit, c’est-à-dire les sommes (R-J-R^), puis prenons OOj = R. Les résistances Raseront alors portées vers la gauche à partir de CL. Autrement dit, l’origine des abscisses pour les résistances Rxc’est-à-dire pour la graduation du rhéostat de démarrage sera le point CL Importons maintenant :
  - cecfui revient à prendre avec la nouvelle origine Ch :
  - 04 A = OA — OOi = — R
  - .,. . bans le cas simple actuel d'un seul moteur on peut se dispenser d’avoir deux ‘‘"mes O et Oi et n’avoir que Oi mais cette façon de procéder trouvera sa justifi-^ n dans l’application de la méthode à la détermination des résistances de marrage dans le contrôle série-parallèle. Elle est donc plus générale. C'estpour-lt01 n»us l’adoptons ici.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - c’est-à-dire en vertu de l’équation (4)
  - OlA — R^. max.
  - puis sur l’ordonnée de Oi portons
  - O,B = Dl. = n = U7Lf1’’'. 10.
  - N<t*„
  - valeur donnée par l’équation (5).
  - Joignons AB. La droite obtenue est évidemment la traduction de l'équation (3J du démarrage.
  - Traçons en outre en (C) la caractéristique des vitesses de pleine marche en fonction du courant. Projetons B en D sur (C). Le point D correspond à la pleine marche et son abscisse est par suite précisément I0.
  - Soit Rune valeur quelconque de la résistance de démarrage, on en déduit le point M sur AB dont l’ordonnée est
  - (6) Rj M = 0,P = n,= ’j— (jy=AÉ1<? 10»
  - d’après l’équation du démarrage qui est celle de la droite AB.
  - En projetant le point P sur l’ordonnée I0D on obtient le point Q qui est sur la courbe des vitesses du moteur avec la résistance R* en circuit. En effet, l’équation de la caractéristique de pleine marche (C) étant :
  - (7)
  - n
  - U —RI N<ï>
  - • 108
  - celle définissant la vitesse avec la résistance R^en série est :
  - (8)
  - n.
  - U-(R + R*)I N*
  - • 108
  - et on voit immédiatement que si l’on fait ici I = lu, <b0, on obtient précisément pour n la valeur donnée par l’expression (6).
  - En se reportant à la figure précédente on voit qu’en faisant varier K par valeurs décroissantes du point A à Ch, le point M se déplace de A à b et le point-vitesse Q de I0 à D en étant à chaque instant sur une courbe-vitesse correspondant à une valeur particulière de Rx.
  - Les. deux équations (7) et (8) permettent, étant donnée la courbe (Q’ d’en déduire nx sans faire intervenir le flux <t>0.
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  - 103
  - En effet, en les divisant membre à membre, on obtient :
  - nx U — (R -f- Ræ ) I
  - ~n~ U —RI ?
  - d’où la valeur cherchée de nx en faisant I = I0
  - (9)
  - nx=n
  - f
  - U-(R-f R,)I0 U - RR
  - Pour avoir un point tel que Q il suffira donc de réduire l’ordonnée I D dans le rapport :
  - U — (R+R*)l .
  - U — RI0
  - En donnant à R^ toutes les valeurs que l’on veut entre les limites connues R*. max. et zéro, on aura pour chacune d’elle une valeur de nx. La graduation du rhéostat de démarrage est ainsi absolument arbitraire.
  - Fig. 31.
  - En pratique, la loi théorique linéaire des variations simultanées de ff et nx représentée par la droite AB n’est pas réalisable et on ne peut que diviser la résistance Oj A, c’est-à-dire RÆ. max., en un nombre fini et ®ême en un petit nombre de valeurs pour ne pas avoir un « contrôleur « tlop compliqué. On se donne alors deux limites entre lesquelles on lais-^eia osciller la valeur du courant de démarrage I0. Soit Ij et I2 ces ïniites ; à b correspond (fïg. 31) une résistance :
  - OiA^Ï —R
  - li
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - et un point-vitesse Di à I2 correspond une résistance :
  - o,a2 = ^-r
  - ta
  - et un point-vitesse D2.
  - Projetons ces deux points Dj et D2 en Bt et B2. Joignons Ai Bi et A, B2. Ces deux droites remplacent la droite AB théorique de la figure précédente. A2 B2 correspond à 12 D2 et At Bt à R D4.
  - Dans ces conditions, le courant de démarrage oscillant entre I, et h (B > I2), les phénomènes seront les suivants :
  - La résistance Oi Ai qui constitue la première résistance de démarrage, soit Ri, étant en. circuit, le courant est R, le moteurdémarre et accélère avec une accélération correspondant à un effort Fj déterminé lui-même par le courant R d’après la courbe des efforts. Le moteur accélérant, il s’ensuit que sa f. c. e. m. croît, et que, par suite, l’intensité du courant absorbé diminue. On laisse alors décroître R jusqu’à sa valeur minimal, la résistance Rj restant en circuit pendant tout ce temps, ce que l’on traduit sur la figure en élevant la perpendiculaire Ai I à l’axe des abscisses.
  - Quand la valeur I2 à laquelle correspond la droite A2 B2 est atteinte on se trouve au point (I) sur A2 B2 qui se projette en (1) sur l’ordonnée du point I2, et la variation de la vitesse du moteur pendant que R décroît jusque I2 est représentée parla ligne (R 1) qui est d’après ce que nous avons vu, un élément de la courbe des vitesses du moteur pour la résistance Ri = CR Ai = ^ — R en série avec lui.
  - R
  - Il faut alors maintenant mettre hors circuit une certaine fraction de lu résistance Ri pour faire remonter l’intensité du courant absorbé de b « sa valeur primitive R ce qui se traduit sur la figure en traçant l’horizontale I-II jusqu’à son intersection II avec la droite Aj Bi correspondant « R, en même temps le point vitesse (1) passe en (2) sur l’ordonnée R Dr
  - La fraction de la résistance qui doit être ainsi mise hors circuit est I — II = Ai G, et la résistante restante CRG constitue la seconde résistance de démarrage soit R2 laquelle reste en circuit jusqu’à ce que Intensité soit redescendue à I2 et on arrive alors d'une part au point IIIe* d’autre part au point 3, puis les mêmes phénomènes se reproduiront*
  - En résumé, pendant le démarrage : l’intensité du courant passe allel nativement de R à I2 et de I2 à R, la vitesse varie suivant les éléments^
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  - courbe (R — 1), (2 — 3), (4 —5), et les résistances successives de démarrage sont : Ri = Oi Ai R2 = Ot G R3 = CRH, puis on arrive finalement aux points Bj et D, pour lesquels toutes les résistances de démarrage ont été éliminées.
  - Remarquons que comme conséquence des variations du courant, l’effort produit et par suite l’accélération en résultant, varient par échelons comme l’intensité. Ces échelons seront évidemment d’autant moins sensibles et leur nombre d’autant plus grand que la différence R — 12 sera plus faible, et par suite, que l’on aura un plus grand nombre de résistances partielles IR , et, finalement, un plus grand nombre de crans au contrôleur car chaque valeur partielle obtenue pour les résistances de démarrage correspond à un cran au contrôleur. Nous arrivons ainsi dans le cas ,le l’épure théorique' précédente à un contrôleur ayant trois crans avec résistances plus un.cran de pleine marche, c’est-à-dire sans résistance, «oit donc, en définitive, à un contrôleur à quatre crans.
  - En ce qui concerne l’accélération, on considère seulement en pratique sa valeur moyenne, c’est-à-dire celle qui correspond au courant moyen
  - 1, = ^ F0 est l’effort correspondant à ce courant, on prend pour
  - valeur constante moyenne de l’accélération :
  - A„ =
  - 102.X P
  - d aprè une formule déjà vue (voir § 34).
  - Observons ici qu’en général I0 n’est autre que le courant du régime lioraire du moteur.
  - L’ordonnée de I0 rencontre les éléments de courbe (R — 1), (2 — 3), 4-5), (Dt —Ds) en des points dont les ordonnées sont les vitesses Moyennes obtenues à chaque cran du contrôleur pendant le démarrage, 'desses que l’on peut d’ailleurs calculer directement par application de formule (9) que l’on écrira en faisant figurer lés vitesses en km/h :
  - V _v u-(R* + R)io
  - U —RR
  - c|(lans laquelle on donnera à Rx successivement les diverses valeurs
  - ^tenues.
  - I brisée At I II III IV Vdoit aboutir au point Bj pour qu’après
  - ^se hors circuit de toutes les résistances on soit ramené à l’intensité
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - maxirfia admise I,. Ce n’est d’ailleurs que par tâtonnements que l’onarrj. vera à réaliser cette condition et par suite à obtenir un régime conve. nable de démarrage.
  - Le problème tel que nous venons de le traiter a donc eu pour résultat de déterminer en plus des résistances de démarrage le nombre de crans du contrôleur, mais il se pose souvent sous une forme un peu différente: on a un contrôleur que l’on veut utiliser; dans ce cas, le nombre de crans est déterminé et par suite le nombre des résistances partielles. Il s’agit alors de déterminer la valeur de chacune de ces résistances. L’épure est exactement la même et c’est par tâtonnements que l’on arrivera à déterminer les valeurs de b et I2 compatibles avec la condition donnée.
  - \£9.0*\ ‘
  - 5 10 15 1810 25 30 35 U0 k5 50
  - 28 26 2k 22 20 19 17 1513 il 9 7 5 3 1 0
  - Fig. 32.
  - Détermination des résistances de démarrage.
  - Application (fig. 32):
  - Nous avons à titre d’exemple appliqué le tracé précédent au cas d’tm équipement à un moteur de résistance R=r lw avec I0 = 21a,5. h = 25a. h v:: et soit : U = 500 volts.
  - 500
  - Nous avons : OA4 = -rp- = 20 ohms,
  - 2o
  - par suite la première résistance de démarrage est :
  - lAi =Ri = OAi — R = 20 — 1 = 19 ohms
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  - 107
  - L'épure conduit aux résultats suiva îts :
  - Ri = 19“ R2 = 12“7 R3 = 7w6 R4=t3w5.
  - Laligne brisée Au 1 II III IV .... VII aboutissant au point Ri, on en
  - Clut que les valeurs R et h ont été judicieusement choisies.
  - Le contrôleur devra dans ce cas, comporter 4 crans avec résistance plus
  - cran de pleine marche, soit au total 5 crans.
  - 2° Cas de plusieurs moteurs :
  - Soit, par exemple, deux moteurs supposés identiques. La méthode est exactement la même, il faut seulement faire attention de donner à R une valeur appropriée.
  - Si les deux moteurs sont en série, R étant comme toujours la résistance totale d’un moteur, devra être remplacé sur l’épure par 2 R et le segment OCR de la figure 31 sera égal à 2 R.
  - Si les deux moteurs sont en parallèle, R devra être remplacé sur
  - R , - , , . , R
  - lepure par — et le segment OCR sera égal a -.
  - 37. Contrôleurs. — La mise en circuit et hors circuit des résistances de démarrage est réalisée au moyen d’un contrôleur du mot anglais •‘contrôler ”. A cet appareil est en outre combiné un inverseur pour permettre d’inverser le sens du courant dans les inducteurs ou dans 1 induit de façon à renverser le sens de rotation du moteur. En général, onrenversera le courant dans l’induit qui présente une self-induction moindre que celle de l’inducteur (1).
  - L’appareil complet, qui est ainsi en réalité un contrôleur-inverseur, fd à axe vertical et comprend deux tambours manœuvrés par deux
  - R Ce procédé est le plus généralement suivi, toutefois, dans certains contrôleurs modernes pour équipements à contracteurs (que nous étudierons ultérieurement à !'r°pos des u unités multiples on inverse les connexions des inducteurs ; cette aiethode a son origine dans l’emploi du moteur à pôles de commutation et a été I ? ee atm de maintenir une tension réduite sur l'enroulement de ces pôles mjours reliés à l'induit du côté terre. Elle offre en outre l’avantage de réduire les misions de l’inverseur puisque la tension entre doigts de contact dans cet unç Fei n'est Plus que de l’ordre de la f. c. e. m. de l'induit et elle atteint seulement pâleur très réduite, égale à la chute ohmique à travers l’enroulement inducteur, de n°^er en outre que l’inversion du champ est exclue des contrôleurs à freinage voit"eC°UrS pour éviter tout danger de désamorçage, si petit soit-il, car si une tlt. - e '^descendait sans courant, après avoir gravi une rampe, le freinage électrique serait Plus possible.
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- - 108
  - TRACTION Él.ECTRIOUE
  - manettes indépendantes : l’une pour la marche et a autant de position; qu’il y a de crans de démarrage, l’autre pour l’inverseur qui fonctionne comme un commutateur à deux directions. Les deux manettes sont d’ailleurs enclenchées de telle sorte qu’on ne puisse manœuvrer le tambour inverseur tant que le tambour démarreur n est pas au zéro. L’enclenchement est en outre généralement réciproque, c’est-à-dire que
  - Contrôleur N? 2
  - vAA
  - AA, A
  - =±t=
  - AA
  - T
  - Contrôleur N° i
  - Fio. 33.
  - Schéma d'un contrôleur rhéostatique Thomson-Houston, lype R, pour un moteur.
  - l’on ne peut démarrer le tambour démarreur que lorsque le tarnbom inverseur est sur une des positions AV ou AR.
  - Le tambour de marche est muni de touches ou plots ayant la fonnf de bagues sectionnées qui frottent contre des balais fixes reliés aux différentes bornes de connexion. Le tambour de l’inverseur est analogue mais plus petit. Les différentes touches sont soigneusement isolées Ie unes des autres ainsi que de l’arbre du cylindre sur lequel elles son fixées. Chaque fois que l’on déplace un cylindre au moyen de sa manehe'
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- - COU B AM T CONTINU
  - 109
  - I se forme des étincelles de rupture dont on supprime les effets destructifs en multipliant les points de rupture (subdivision du courant) et en ifléctuant un soufflage magnétique sur ces points. Ce soufflage peut être réalise au moyen d’une seule bobine parcourue par le courant total ou au moyen d'autant de bobines qu’il y a d’arcs à souffler réalisant ainsi un soufflage individuel beaucoup plus efficace. Dans ce dernier cas,
  - Fig. 34.
  - Conne.\ions et développement d'un contrôleur rhéostatique Thomson-Houston, type R. pour deux moteurs.
  - '-haque bobine est parcourue par le courant qu’elle a à souffler et chaque °uffleur est complet, c’est-à-dire qu'il comprend un circuit magnétique, Une bobine de soufflage et deux déflecteurs d’arcs.
  - Enfin, le petit tambour est agencé pour permettre dans le cas d’équi-Pemenls à deux moteurs par exemple, de mettre un moteur hors circuit encas d avarie et de rie marcher qu’avec un seul moteur.
  - Les schémas des figures 33 et 34 sont ceux de contrôleurs rhéostatiques ln'eiseurs simples à un seul moteur (fig. 33) et à deux moteurs (fig. 34).
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- - 110
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La photographie fig. 35 montre l’aspect d’un des contrôleurs précé dents de construction Thomson-Houston. On voit nettement sur rettt photographie les deux tambours, la bobine de soufflage unique e| l’ensemble des cloisons isolantes ou séparateurs d’arcs.
  - Fig. 35.
  - Pour réaliser le démarrage, le waltman doit rester un certain lemp
  - sur chaque touche. La façon dont est obtenu'un démarrage esta111' entièrement subordonnée à la manière suivant laquelle est manceu'1^ contrôleur.
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- - COURANT CONTINU
  - llï
  - 38. Résistances employées. — Elles sont généralement constituées par des éléments identiques juxtaposés (fig. 36), en fonte, dits “ grilles”, montés dans des cadres.
  - Chacune des résistances R*, calculées ,orame nous l’avons vu, comprend un groupe d'éléments ; ce groupe est isolé et relié au moteur.
  - Les éléments d’un groupe forment une résistance continue ; des rondelles isolantes en mica alternent avec les contacts pour deux éléments consécutifs. L’ensemble forme une boîte de résistances. Elles sont a«sez lourdes, encombrantes et cassantes, mais les éléments sont facilement rempla-
  - , Rondelles isohnies
  - Fig. 36.
  - .ables.
  - On emploie aussi du ruban de maillechort (fig. 37), en spirale ou en zigzag isolé à la micanite. Ce ruban a environ 25 X 0,5 mm.2 de section.
  - L’ensemble de ces résistances, quel qu’en soit le type, doit former un :out compact résistant bien aux vibrations et à une grande élévation de température.
  - •19. Contrôle série-parallèle. —Cette méthode est la plus généralement mployée. Elle a été appliquée la première fois par la General Electric Co
  - Fig. 37.
  - en 1893.
  - En général, un véhicule électrique est mû par plusieurs moteurs semblables, le plus souvent 2 ou 4. Nous examinerons d’abord le cas de deux moteurs.
  - La méthode du contrôle série-parallèle est basée sur une remarque faite précédemment à propos de l’influence d’une modification de la différence de
  - ! dfntiel aux bornes d’un moteur. L’application de cette méthode nde au moins deux moteurs que l’on peut coupler de deux façons
  - regime permanent (fig. 38), en série (schéma A), et en parallèle ''-'Dénia B).
  - obtient donc deux vitesses de régime, l’une étant approximati-
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- - 112
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - veulent la moitié de l’autre. Cette méthode permet de réduire consi. dérablement les perles au démarrage. Les moteurs sont d’abord mi; en série, puis ensuite en parallèle lorsque leur f. c. e. m. a atteint une certaine valeur.
  - Au démarrage, les deux moteurs étant en série produisent le mêin? couple total avec un courant moitié de celui qu’ils absorberaient s’ils étaient en parallèle. En outre, il suffit, pour limiter le courant à une même valeur maxima par moteur, et pour des moteurs donnés, d’une résistance notablement moindre. On introduit encore des résistances dans le circuit
  - Trolley
  - pour empêcher le courant de démarrage d’atteindre une valeur trop élevée.
  - On enlève ensuite progressivement ces résistances en les court-circuitant comme on a vu dans la méthode du contrôle rhéostatique. puis on couple les moteurs en parallèle en réintroduisant d’abord lf; résistances dans le circuit, résistances que l’on enlève ensuite progrès^-vement pour avoir finalement un groupement en parallèle sans résistance ce qui correspond à la vitesse maxima.
  - On a donc bien deux vitesses de régime sans résistance et on '01* qu’il y a application de la méthode rhéostatique pour la période & mise en vitesse et plus généralement pour l’obtention de toute vite^ intermédiaire.
  - Les différentes connexions sont réalisées au moyen d’un conh^eU “ série-parallèle ”, construit sur les mêmes principes qu’un confié^ rhéostatique dont il est un perfectionnement et une amplification-
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- - COURANT CONTINU
  - 113
  - Les schémas ci-contre (fîg. 39), montrent les connexions successives ^deux moteurs avec trois résistances de démarrage Rt - R2 - R3.
  - On voit que pour passer de la marche série à la marche parallèle, il t nécessaire de modifier les connexions des moteurs avec la ligne d’alimentation . Au début, on coupait le courant, d’où le double inconvénient
  - ïrise de
  - Fig. 39.
  - (jç.
  - ^opprimer l’effort de traction pendant un certain temps et de produire Uxa-coups : l’un h la suppression, l’autre au rétablissement du courant. ^ ^premier perfectionnement a été de maintenir le courant dans un Moteurs en court-circuitant l’autre moteur, puis le supprimant, après °is avoir ajouté à nouveau des résistances pour limiter l’intensité a eur c°nvenable pendant l’opération, mais il subsiste encore dans Rangement des variations de couple, réduites toutefois par rapport
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- - 114
  - TR ACT ION KL ECT RIOUE
  - au cas précédent. Les schémas de la figure 40 donnent la succession d5! connexions réalisées. Les connexions A B G se rapportent à la péri^ de transition. Les vitesses de régime sont obtenues aux crans 4 et 8. ]\0l| donnons en planche hors-texte tig. 41, comme application de ce procédé
  - b R* Z3 ns M M n r-Ajifuifu ifïï\i--<D- +o Ay —^K/’nA- G
  - diAjuWiriî ov\a —OW- G
  - r-J JL^AfWlT^—Cwaa— —Ova G
  - —Ckaa G
  - T- lrAtU LR/lilr—o-w*— —Ovv- G
  - b rJ JljWlMnr-------CkaaI--OvJ g
  - C rJ JljWlJlfLPj—cw^A-i G
  - —O-i/'A G -0-\AA- G
  - 6| 1 fJ jiAiiÀRArij—o-vv^g wc
  - 7 ! T-l tflAjlAilfVni O-^S-G G
  - 1 8 r-T tnArnWlill—"CKAC- G
  - Fig. 10.
  - Passage de série à parallèle par court-circuit, d’un moteur.
  - _ Rs lit ^ M _ B 6
  - 5 ilApdlrk^^R/lP^: * rJ Lmafbk^^Erû^
  - c ^ pJiA.fVirkg^HnnrCfC
  - 6 ^
  - 7
  - JflnAÀRj
  - lr°-
  - -Ov
  - Fig. 42.
  - Passage de série à parallèle par la n du poul-
  - ie schéma développé d’un équipement avec contrôleurs The018011 Houston K-30-Z dont sont munies certaines automotrices de la ^ol11 pagnie Générale des Omnibus de Paris.
  - Ce contrôleur permet en outre le freinage de secours (1) par mlS^
  - VJ1).
  - (1) L’étude du freinage électrique sera traitée ultérieurement (chapitre A
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- - ftlSt dt COUTAZJt pour le trolley
  - Développement des cammxions
  - transition entre série et parallèle
  - Démarrage en parallèle
  - T* t
  - Démarrage 'avec moteur l hors circuit
  - r
  - Tr «triage <Ls secours
  - 2i zm-Ototeor est zms hors ozcmi oavarf yue.au c anufibezart 2e freinage de seccrars,s<m. circuit 01
  - Fig. 41.
  - équipement à 2 moteurs avec contrôleurs Thomson-Houston K-36-Z à frein de secours (Compagnie Générale des Omnibus de Paris),.
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- - COURANT CONTINU
  - 115
  - nîoteurs en court-circuit. (L équipement de ces voitures comporte en jus un appareil spécial dit commutateur Trolley-Caniveau ” fonctionnant sur le principe des commutateurs à deux directions et qui permet d'alimenter les moteurs soit par le trolley, soit par le caniveau. Cet appareil est représenté schématiquement sur la figure précédente.)
  - Un dernier perfectionnement a été l’adoption de la connexion à “pont” au moyen de laquelle le courant de pleine charge est maintenu à travers tous les moteurs pendant la période de transition de série à parallèle. On obtient ainsi une accélération uniforme et on réduit en même temps les chocs sur les moteurs et les engrenages ainsi que sur les attelages en cas de service avec remorque, auxquels donnent lieu les procédés précédents. Il faut remarquer toutefois que cette méthode du pont conduit à des dimensions plus grandes pour le contrôleur. Son intérêt est surtout marqué pour les équipements puissants mais on peut parfaitement s’en passer pour les petits et moyens équipements ce qui est, par exemple, le cas du contrôleur de la figure précédente (fig. 41), qui correspond à l’emploi de deux moteurs de 60 chevaux.
  - Les schémas de la figure 42 donne la succession des connexions réalisées dans cette méthode “à pont”. A comparer ces schémas avec ceux de la figure 40. . .
  - Comme application de la connexion à pont, nous donnons en planche hors texte le schéma (fig. 43) d’un contrôleur Thomson-Houston type K-34 pour équipements à 4 moteurs de 75 chevaux ou 2 moteurs de 150 chevaux. Ce contrôleur n’est pas prévu pour freinage de secours.
  - 40. Détermination graphique des résistances de démarrage d’un contrôle série-parallèle, — On procède de la même manière que dans le cas delà méthode du contrôle rhéostatique. 11 y a toutefois à taire cette détermination pour le couplage série et pour le couplage parallèle autrement dit le graphique étudié précédemment est à faire deux fois. Il faut observer à ce sujet que si on se fixe comme intensité maxima pour un moteur, I1} ce sera ce courant qui passera par les résistances pendant le montage série et le double de cette valeur, soit 2 L pour le montage en parallèle. Les résistances totales correspondantes en circuit seront
  - donc respectivement ~ et En outre, pour avoir les résistances
  - b 2 h
  - partielles Rx du rhéostat, il faut retrancher des valeurs obtenues, les
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- - ti|-S) fc>|~ fej O h in. h 2.1m
  - 116
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - résistances intérieures combinées des deux moteurs, donc 2 R s’ils sol
  - R
  - en série et — s’ils sont en parallèle.
  - On commencera par construire les courbe de vitesses maxima, c’est-à-dire sans résü tances intercalées, pour les deux couplage? couplage série et couplage parallèle. Pour un-même valeur du courant par moteur, les vi tesses satisfont à l’équation bien connue :
  - U
  - Y' 2 V =
  - Fig. 44.
  - RI
  - vitesses
  - U — RI
  - Y' correspondant à la marche en série sai résistances et V à la marche en parallèle éga lement sans résri tance L’épure du déma fage est alors selon I figure 44: V et lacara téris tique en charg-sous U et Y’' la caracté
  - . . ‘ U _
  - nstique sous Lesv
  - riations de la vitesse e
  - (hicourant totalabsork
  - sont représentées park ligne brisée 0-1-2-3-L pour la marche nltV teurs en série pul' 6-7-8-9-10-11 pour I» marche moteurs en P* rallèle et les résistant partielles sont Ri ^ ^ pour le démarrage 0)1 teurs en série et Ri R'2 pour le démarra* moteurs en pa^alb^' Comme précédemment, les courbes 0-1, 2-3, 6-7, 8-9 sont les cour^
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- - COURANT CONTINU
  - 117
  - je5 vitesses avec résistances en série et leurs points d’intersection avec les ordonnées du courant moyen \m et 2 \m donnent les vitesses moyennes eorrespondant aux différents crans du contrôleur, vitesses que l’on peut bailleurs calculer directement. L’épure précédente correspond à 3 crans série et 3 crans parallèle.
  - Les troisièmes crans dans chaque cas correspondent à la marche sans
  - 4 Moteurs en. séné
  - (21.
  - \
  - 4 Moteurs 2a 2 en série
  - résistances.
  - Pratiquement, pour faire une économie de matière et de poids, on cherche à utiliser le plus possible comme résistances en régime parallèle celles du régime série. Certaines résistances seront alors communes aux deux couplages. On ne peut donc pas parler en toute rigueur d'un calcul exact de résistances. En outre,
  - •I dépend essentiellement de l’habileté du "attman (exception faite pour les équipements à accélération automatique que nous Radierons plus tard à Popos des “ unités multiples ”) que la variation de l’intensité soit telle lue lon ait une accélération moyenne constante puisqu’il faut évidemment passer d’une résistance à l’autre au moment convenable.
  - 4 Moteurs en parallèle Fig. 45.
  - Equipements à quatre moteurs,— Lorsque l’équipement d’une future comporte quatre moteurs, on peut effectuer les montages symé-|lUessuivants (fig. 45) : (1) est la combinaison à faible vitesse; (2) est e a moyenne vitesse et (3) celle à grande vitesse.
  - p v J °
  - . . ^es trois couplages distincts fournissent des f. c. e. m. croissantes 'UlVant la proportion 1, 2, 4.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - En pratique, au lieu d’employer ces trois combinaisons possibles^ régime, on se contente généralement de diviser les quatre moteurs § deux groupes de deux moteurs en parallèle. Chaque groupe tient alorslj,.; d’un seul moteur du cas d’un équipement à deux moteurs. Les deu\ combinaisons de régime sont alors celles des schémas de la figure 46.
  - (parallèle /
  - L’influence du mode de couplage sur l’adhérence utilisable peut u* reste faire préférer cette méthode sur les lignes à fortes rampes ou « démarrages fréquents. Le couplage des quatre moteurs en série présent? en effet, un inconvénient qui est le suivant :
  - S’il arrive qu’un des essieux ait moins d’adhérence que les autres m moment du démarrage, il peut arriver que les roues de cet essieu patmfl: et que le moteur qui l’actionne s'emballe. Cet inconvénient est pr marqué avec les équipements à deux moteurs dans lesquels l'adhérent est facilement répartie d’une manière à peu près égale entre les essi^ moteurs, soit que le véhicule soit à deux essieux ou à bogies à tractn* maxima, soit qu’il soit à bogies à roues égales, auquel cas il est bon11 placer les deux moteurs sur le même bogie.
  - Dans les voitures à bogies, il peut arriver, par exemple en courbe, fl1 l’adhérence d’un des bogies soit beaucoup plus grande que celle de l’all*r
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- - GOURANT CONTINU
  - 119
  - C'est pourquoi la disposition de quatre moteurs en série pourrait, dans Ce cas, causer des difficultés au démarrage. Lorsque Von couple les moteurs par groupes de deux en parallèle, il faut placer sur un même bogie deux moteurs appartenant à deux groupes différents.
  - Par exemple, pour le couplage des moteurs de la figure précédente, les moteurs doivent être groupés comme le représente la figure 47.
  - Fig. 47.
  - 42. Contrôleurs. — Les contrôleurs ne diffèrent en général pas des contrôleurs série-parallèle précédents pour une même puissance totale des moteurs à contrôler puisque les quatre moteurs sont groupés par couples. C’est en particulier le cas du contrôleur de la figure 43 qui convient pour une puissance totale de 300 chevaux répartie en deux ou en quatre moteurs.
  - 43. Cas particulier .de l’alimentation à haute tension. — Quand la tension à la ligne d’alimentation dépasse 1.000 ou 1.200 volts, on divise •‘il général les moteurs en groupes de deux connectés en permanence en ^érie sous la tension totale afin de n’avoir aux bornes de chacun d’eux 4ue la moitié de la tension totale. Dans ces conditions, un groupe de ' moteurs se comporte au point de vue du contrôle comme un seul moteur et comme le groupe de 2 moteurs en parallèle du cas précédent de la figure 46.
  - ^ous verrons plus loin deux exemples réalisés au Chicago-Milwaukee-àamt-Paul, où on a même adopté respectivement des groupes de trois et de quatre moteurs en permanence en série pour la pleine marche sous
  - 3.000 volts.
  - dL Modification du bobinage de l’induit. — On peut considérer que Ce0e méthode est une variante de la méthode précédente série-parallèle.
  - Au lieu de coupler deux moteurs séparés, tantôt en série, tantôt en
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- - 120
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - parallèle, rien n’empêche d’appliquer le même principe à un seul moteur isolé : on peut, en effet, disposer sur un même noyau d’armature deux bobinages semblables aboutissant chacun à un collecteur et constituant deux circuits absolument indépendants, qu’on couplera à volonté en série ou en parallèle. Cette solution équivaut, au point de vue du résultat, à •doubler ou dédoubler le nombre des spires de l’induit et c’est la seule qui apparaît pratiquement pour obtenir une modification de ce nombre. MM. Sautter-Harlé ont construit des moteurs de ce genre, notamment
  - pour la commande de grues, tourelles cuirassées, etc......... dans le but
  - d’obtenir simplement le réglage de la vitesse, mais ces moteurs n’ont pas encore été appliqués en traction électrique.
  - Ce procédé n’en est pas moins intéressant au point de vue technique et de sa possibilité d’application.
  - 45. Variation du flux inducteur. — Cette variation peut s’obtenir :
  - Par modification du nombre des spires inductrices (Van de Poële-Sprague);
  - Par shuntage des spires inductrices par des résistances.
  - Dans ces deux procédés, on fait en définitive varier le nombre des ampère-tours inducteurs effectifs et cette variation tend, ainsi que nous
  - le verrons, à modifier à la fois le flux inducteur et la résistance des inducteurs. Ces modifications tendent toutes deux à faire varier dans le même sens la vitesse de rotation. Le réglage est par conséquent possible par cette méthode.
  - 1° Modification du nombre des spir?s inductrices. — Ce procédé ou méthoà de la boucle (schéma fig. 48) de Van de Poêle consistait à supprimer progrès sivement des spires. Il a été abandons parce qu’il utilisait mal le cuivre de rein-roulement inducteur aux fortes chargé A cette méthode a succédé celle io>a' ginée par Reckenzaun et appliquée en Amérique sur une grande échelle par Sprague jusqu’en 1890. Dans cette méthode, l’enroulement inductenr est divisé en galettes indépendantes que l’on supprime ou combine nn
  - - Tarxe
  - Fig. 48.
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- - COURANT CONTINU
  - 121
  - différents groupements. Elle est souvent désignée sous le nom de méthode par commutation des bobines de champ.
  - Fig. 49.
  - CL b o
  - (Jj AMMW'1 -iMV/yV 3t
  - cl b
  - (2) ' iAAAAAM' "*\AÀAAAAA- — 1
  - a.
  - yWkAAAAA.
  - ^5/ ——/ 5 y------*v\AA/WVv—---
  - Xaammm/
  - CL
  - Les figures 49 et 50 représentent la disposition schématique d’un enroulement à 3 galettes identiques a. b. c. pour un moteur bipolaire Sprague et les divers modes de groupement qu’on peut, à l’aide d’un commutateur spécial, donner à ces trois galettes sur le circuit principal allant à l’armature. On remarquera qu’au fur et à mesure que l’on modifie comme il est indiqué les combinaisons des galettes, on diminue le nombre des ampères-tours inducteurs. Pour une même intensité I, si "m" est le nombre de spires et "r" la résistance de chacune des galettes, on peut former le tableau suivant :
  - Fig. 50.
  - COMBINAISONS AMPÈRES-TOURS INDUCTEURS RÉSISTANCE DE L’ENROULEMENT
  - 1 3 m I 3 '
  - 2 2 m I 2 r
  - 3 2 m I L
  - 2
  - 4 m 1 r
  - 2
  - r -
  - 5 m 1
  - 3
  - dé
  - ^ est, en général, nécessaire d’emplo)rer en outre une résistance de barrage. C’est ce qui a été réalisé dans la plupart des applications
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- - 122
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - parmi lesquelles nous citerons les tramways du Mans, d’Angers, de Rennes, d’Avignon, etc. Il y a lieu cependant de remarquer qu’on peut, en mettant suffisamment de cuivre sur les inducteurs, arriver à supprimer les résistances de démarrage. Il paraît toutefois plus simple de conserver celles-ci.
  - D’autre part, pour éviter les étincelles de rupture lorsque le courant est important, il est opportun de fermer d’abord chaque galette a, b ouc sur elle-même afin d’éteindre le courant avant de la mettre hors-circuit.
  - Nous donnons en planche hors-texte, figure 51, le schéma (1) des connexions développées d’un équipement Sprague à 2 moteurs combiné avec le freinage électrique par les moteurs réalisé parla Société de Fives-Lille. La figure 51 bis sur la même planche montre les diverses combinaisons réalisées avec un seul moteur pour simplifier. Pour le freinage qui s’obtient par deux combinaisons graduées, le moteur avec ses trois bobines en série est d’abord fermé en court-circuit sur le rhéostat de démarrage, puis celui-ci est mis lui-même en court-circuit. La marche arrière ne se fait qu’à la vitesse minima.
  - 1° en. séné
  - 2° en. séries 3°en série --psraMèle
  - 4° en paraEèle
  - -jsraMe partià-O----ÎR5ÏÏS--WVW 'MW/
  - l/WW'------WAW
  - ÇWT
  - Fig. 52.
  - vwvvwv
  - W\A/Wt
  - vwww
  - wwvw
  - Application au cas de moteurs tétrapolaires. — Dans le cas où le> moteurs sont à quatre pôles, ce qui est le cas général, on peut envisager de coupler les bobines elles-même des pôles sans partager leurs enroulements en sections.
  - Soit, par exemple, un équipement à 2 moteurs tétrapolaires; on peut combiner les 4 bobines inductrices principales successivement comme suit (fig. 52), les bobines des pôles, de commutation, si ceux-ci existent, restant évidemment en dehors de ces combinaisons.
  - (1) Emprunté à Blondel et Dubois. — La Traction électrique sur voies ferreo-t. II, page 227.
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- - 'X
  - ; = i' .
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- - %3'f TRACTION ÉLECTRIQUE PAR COURANT CONTINU
  - EQUIPEMENT SPRAGUE A DEUX MOIEURS DE LA SOCIETE DE FIVES-LILLE CONTROLE PAR eo^M y jaTIQN des BOBINESds CHAMP
  - Schéma des connexions
  - —O--
  - CONTROLEUR N*
  - CONTROLEUR tfZ
  - Avcuiis'
  - i 2 3 4- 5 6 7 8
  - MOTEUR
  - MOTEUR N -1
  - I_________________________________
  - ScJvenicu des combtfuusorus vea.hsees
  - a.7?j?sCs -vii
  - t t,L niol/e.
  - T-ç-^j. L-t t-o——W—*T5W^~
  - -O jy-Q-*}
  - -o A-o-f Lq-o——sfàV*—'TfBy--o o—o-o ch —mA—
  - —o—Q-o—c-l_j-o—tfnfiï sue*—wp-
  - —o-O-o—Lô-T—^0'*—<rOW—
  - -o-0~°—A-o-T——ffff^—•'Yf$y-
  - —,>~o~o—L-czj-i—</ififPa—Lryiry Lfyyy~
  - -^>-CH>U-t=><L-^ino» hrgyy -K>-CH>-Td>T-v2frpr jÿÿrf
  - —2 Arriêrr «JL RjoIL
  - — Vriiuis
  - — tre^jL' î
  - — Arrêt
  - — PosUvou.
- p.n.n. - vue 154/870
- - COURANT CONTINU
  - 123
  - Dans ces schémas, nous n’avons représenté qu’un seul moteur avec ses pôles de commutation (S : et ses quatre pôles principaux (P) (un Pô*e ‘ ) Le circuit de l’autre moteur se présente de
  - la même manière dans chaque cas. On obtient ainsi quatre chamns inducteurs différents pour P
  - chaque courant d’armature donné. En combinant ces 7’_'7T'~
  - groupements avec le couplag e série-parallèle des moteurs, on voit que l’on obtient avec un équipement à deux moteurs tétrapolaires, 8 vitesses économiques de marche ou vitesses de régime.
  - Fig. 53.
  - Terre
  - 2° Shuntage des enroule-
  - ments inducteurs par des résistances.— Ce procédé est plus général. Il consiste à intercaler en dérivation entre les bornes des inducteurs un shunt variable et réglable à travers lequel passe une fraction plus ou moins importante du courant total d’armature I. Ce procédé permet comme le précédent de modifier le nombre d’ampères-tours inducteurs. II permet toutefois d’obtenir un nombre plus grand de vitesses de régime que par l’emploi de galettes et son extrême simplicité le rend préférable au système Sprague.
  - Soient (fig. 53) :
  - M le nombre de spires inductrices.
  - s la résistance réglable du shunt.
  - Ci la résistance totale des bobines inductrices.
  - I le courant tolal.
  - b le courant inducteur.
  - La résistance combinée p des inducteurs et du shunt, c’est-à-dire entre A et B, est telle que :
  - d’où : Ci s
  - P =
  - n + a
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- - 124
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - On a d’ailleurs :
  - (1)
  - d’où
  - l'i I; = 0 I
  - Pj S Pi “h S
  - h =
  - I s
  - Pi “j- s
  - Les ampères-tours inducteurs sont alors (M I; ) tel que :
  - (3) (M L ) — (M I). —7—
  - * i ~r 6
  - au lieu de (M 1).
  - s
  - Leur rapport est ainsi égal a —,----
  - Pi -h s
  - Voyons maintenant ce que devient la résistance intérieure du moteur. Or, soit r la somme des résistances intérieures autres que rit c’est-à-dire la somme des résistances de l’induit, des balais et de leur résistance de contact, et des pôles supplémentaires s’ils existent, r a évidemment la même valeur pour le moteur normal que pour le moteur à inducteurs shuulés.
  - R étant la résistance totale intérieure du moteur normal et R* celle du même moteur, mais avec inducteurs shuntés, on aura évidemment :
  - R = r + /à
  - R*.= p + p,
  - en outre, d’après (1) et (2) on a :
  - et ;
  - h
  - T
  - Pi S Pi +S
  - ïi =
  - I
  - On voit ainsi que, au fur et à mesure que l’on diminue s, le courant L diminue dans les inducteurs et en même temps la résistance globale? du système A R va également en décroissant. La réalisation de ce procède
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- - COURANT CONTINU
  - 125
  - eXjg-e seulement que dans aucun cas le courant maximum fourni à l’excitation ne produise plus qu’un commencement de saturation.
  - Ce procédé peut être avantageusement combiné avec la méthode série-parallèle auquel cas il permet d’obtenir plusieurs vitesses économiques t|e régime au lieu de deux seulement.
  - 46. Caractéristiques du moteur à inducteurs shuntés par une résistance. — Soit G la courbe du flux inducteur <t> pour le moteur normal fonctionnant à plein champ (fig. 53 bis), M I étant les ampères-tours inducteurs.
  - On a : * — /* (M l).
  - Au courant total de ligne I, qui est en même temps le courant inducteur, correspond un nombre d’ampère-tours inducteurs (MI) = OP et un flux inducteur 4» = P H.
  - Pour la marche en moteur à inducteurs shuntés et pour un courant de ligne I, on a un nombre d’ampère-tours inducteurs utiles :
  - (M h ) = (M I)
  - ]*. ...L. £
  - OQ
  - et, par suite, un flux inducteur :
  - QK.
  - <ï>
  - On peut alors, en utilisant la courbe du flux en fonction du courant total ou de ligne, calculer les caractéristiques en moteur à inducteurs shuntés en procédant de la même manière que s’il s’agissait d’un moteur ordinaire de
  - Fig. 53 6/s.
  - résistance totale intérieure Rs.
  - Au lieu de procéder ainsi directement, on peut se proposer de déduire les caractéristiques du moteur fonctionnant avec inducteurs shuntés de celles du même moteur fonctionnant à plein champ. C’est ainsi que se Présente le plus souvent le problème et il se pose comme suit :
  - Soit à calculer les caractéristiques correspondant à un shuntage de& lQducteurs de [3 °/0. ((3 sera, par exemple, égal à 25, 30 ou 50) ce qui veut ^ire que le courant passant dans le shunt devra être tS °/0 du courant
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- - 126
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - total I, c’est-à-dire que le courant Is passant dans le shunt étan évidem ment I, — I — h on devra avoir :
  - ce que nous écrirons :
  - I. = I — Ii =
  - ÎÔÔ
  - 1
  - L — I — h = a I
  - en posant
  - ' 100
  - pour simplifier l’écriture.
  - On en déduit h = (1 — a) I et par suite d’après l’équation (2)
  - 1 — a
  - s
  - n + s
  - d’où
  - s
  - 1 — a
  - ------O .
  - a
  - En outre, comme p = —l-—,
  - on a
  - (1 — oc) rL .
  - Ceci posé, voyons ce que deviennéntles vitesses, rendements et couples.
  - 1° Vitesses. — Pour un même flux inducteur total utile <t>, correspondant à un même nombre d’ampères-tours inducteurs utiles (M I; ) oim ; pour le moteur normal à plein champ :
  - E = U-RIi = nNt>. 10-8
  - et pour le moteur à inducteurs shuntés dont la vitesse deviendra ns (n. >nf E,= U-— RSI =n,N4>. 10-8 car dans ce dernier cas les ampères-tours inducteurs sont :
  - M (1 — a) I
  - c’est-à-dire précisément (M I, ). Le flux inducteur «i> est donc bien Ie même dans les deux cas.
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- - COURANT CONTINU
  - 127
  - Onren déduit :
  - d'où :
  - n, _ Vs _ U — Rs I n V U —RIi
  - Vs = Y
  - U - Rs I U—RI,-
  - avec
  - Rs^r-fo=r + (l- a) n
  - R = r -f n
  - I,. = (l_a)I et
  - ?
  - Too
  - d’où la règle :
  - On déduit la vitesse en moteur à inducteurs shuntés de (3 °/0 pour un courant total ou de ligne I de celle en moteur normal correspondant à ün
  - courant de ligne I*
  - h =
  - (l-a)I=(l-
  - JL'
  - 100,
  - en multipliant celle-
  - ci par le rapport
  - U — Rs I
  - U —RI; '
  - La résistance du shunt est d’ailleurs donnée par la relation :
  - 1 — 2
  - s = --------.
  - a
  - 2° Rendement. — Pour un même courant de ligne I, on a évidemment, la puissance fournie et mesurée aux bornes étant la même :
  - 1 __ P_
  - _ U__________UI
  - f\s _ , R» I Ps
  - U ÜI
  - d’indice s se rapportant au moteur à inducteurs shuntés) ; ou en négligeant les seconds termes soustractifs :
  - 1
  - 1
  - RI
  - T"
  - R*J
  - U
  - d’où
  - ri,-
  - = ri
  - U — Rs I U — R I
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- - 128 •
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On voit ainsi que, à partir du moment où la saturation est suffisante pour justifier la suppression des seconds termes soustractifs, rls>Y puisque Rs <C R.
  - Pratiquement, cette formule suffira pour un fonctionnement en régime ordinaire et on l’appliquera aussi bien aux rendements à la jante ps eto.
  - 3° Couples. — On sait que, pour un moteur normal, le couple utile est en Kgms :
  - On a donc évidemment pour un même courant de ligne I, la puissance absorbée U I étant la même :
  - 0 u ^ v/ ^ s
  - ^ us Os ' ^
  - d’où :
  - C,
  - —r X — C,
  - n s y)
  - On aurait d’ailleurs de même pour les efforts à la jante
  - V
  - v,
  - ci
  - p
  - F.
  - Nous avons tracé sur la figure 54 les caractéristiques d’un moteur de 40 chevaux fonctionnant à plein champ (traits pleins) et fonctionnant avec shuntage de [3 = 33°/0 (traits mixtes), (a = 0,33 et b = (1 —0,33) I = 0,67 I). La résistance intérieure totale de ce moteur est R = 0,6 ohm.
  - On voit, ce qui résulte d’ailleurs de l’examen des formules, que les vitesses sont augmentées, les efforts diminués et les rendements légèrement améliorés à partir d’une certaine charge.
  - 47. Remarques sur l’emploi du shuntage. — L’application du shunt demande quelques précautions.
  - En shuntant sans précaution, on risque que le moteur ne tende a s’emballer et on peut le “ griller” (brûler le bobinage par suite d’un trop fort appel de courant). Tout au moins, il peut en résulter une commutation défectueuse. Le fait peut se produire particulièrement dans l’ascen-
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- - COURANT CONTINU
  - 129
  - ^ion des rampes ou aux démarrages lorsque le wattman shunte trop rapidement ou trop prématurément en rétablissant brusquement le courant après une interruption, car alors tout le courant tend à passer par le shunt, d’où un flux inducteur <h faible et un fort appel de courant. C’est ce qui fait que cette méthode, très employée il y a plusieurs années aux Etats-Unis, l’a été beaucoup moins par la suite.
  - Volts aux bornes du moteur : 500.
  - Roues : diamètre 0ra840.
  - Rapport d'engrenages 5,5.
  - ( ---- moteur à plein champ.
  - Courbes. ]
  - I inducteurs I moteur
  - = 0,67.
  - 2000
  - >O iO S O 60 70 do 90 100 110 120 130 M
  - Ampères sous $00 volts
  - Fig. 54.
  - Moteur de 40 chevaux à plein champ.
  - foutefois l’introduction des pôles supplémentaires ou de commu-,ud°n qui maintient un flux de commutation indépendant de la condition champ inducteur principal, mais proportionnel au courant d’armature ^it songer à nouveau à l’emploi du shuntage pour l’obtention des f'andes vitesses et actuellement cette méthode est en faveur et est 0bjet de nombreuses applications tant en Europe qu’en Amérique.
  - 9
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- - 130
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 48. Contrôleur série-parallèle avec shuntage. — Les figures 55-56 donnent le schéma du développement des connexions d’un tel contrôleur pourUû équipement à 2 moteurs et celui des combinaisons obtenues aux différents crans.
  - I Trolley
  - 2 3 4 5 6 7 8 9 <0
  - Terre
  - Ûérrelopt chz cyhnare
  - Fig. 55.
  - Contrôleur série parallèle avec shuntage.
  - 49. Résultats d’essais et applications. — (1) Nous signalerons le-essais intéressants faits par la Société Siemens, fin 1909, avec des moleui-à inducteurs shuntés et à pôles supplémentaires employés en contrôla série-parallèle.
  - MM. Siemens obtiennent cinq vitesses économiques qui sont :
  - 1) . Moteurs en série, plein champ.
  - 2) . — — champ réduit de 50 0/o'.
  - 3) . Moteurs en parallèle, plein champ.
  - 4) . — — champ réduit de 25 0/o.
  - 5) . — — champ réduit de 50 0/o.
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- - COURANT CONTINU
  - 131
  - H en résulte une grande économie dans la consommation d’énergie. Des essais faits avec un tramway de 10 tonnes équipé avec deux moteurs à pôles supplémentaires de 38 chevaux donnant une vitesse maxima d’environ 26 Km/h, ont conduit à une consommation de 0,74 Kw-h par voiture-kilomètre avec la méthode ordinaire série-parallèle et de 0 60 Kw-h par voiture-kilomètre avec les shuntages ci-dessus, soit donc une économie de près de 19 0/o.
  - Série
  - Transition
  - sra22è2e
  - I IrcJley
  - w——terre
  - vww—1nnrôip-— ---—•
  - ---—•
  - w LnnnnnrvJ w
  - ---------innr—*
  - ---------*(V)*_/TYP---
  - Rz
  - -wvv\c
  - Rz
  - -A/VWV-
  - wi^-T^-W—-----------
  - I------—•
  - ----^0-^innp——----
  - ^ 4ïïy-nsr'—
  - to
  - Fig. 56.
  - Schéma des connexions aux différents crans du contrôleur de la figure 51.
  - (2) La Compagnie générale des Omnibus de Paris a adopté pour un ceitain nombre de ses automotrices qui sont à 2 moteurs de 50 ou de ^ chevaux la régulation par contrôle série-parallèle avec shuntage des lnducteurs. Pour la marche moteurs en série il y a deux shuntages successifs de 33 et de 50 °/0 et pour la marche moteurs en parallèle il y a Un shuntage de 33 %• On obtient ainsi trois vitesses de marche écono-rQlt^Ue en plus des deux vitesses correspondant aux couplages normaux,
  - m°leurs en série et moteurs en parallèle auxquelles elles sont d’ailleurs ^^PCCliv *
  - luement supérieures pour un même couplage des moteurs d’après e ^ue nous avons vu.
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- - 132
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Des essais effectués par la Compagnie générale des Omnibus lUj permis de conclure à une économie dans la consommation d’énergie <j 15 à 20 °/0 ce qui est un résultat appréciable.
  - Les contrôleurs utilisés sont du type Thomson-Houston K — 501-^ permettant en outre le freinage d’urgence par mise des moteurs en court circuit. Leur schéma développé est donné en planche hors-texte (fig ^ et les deux photographies (fig. 58-59) montrent, l’une le contrôleur ^ question avec son séparateur d’arc ouvert, et l’autre le détail du souff^, magnétique qui réalise le soufflage individuel des contacts.
  - Les combinaisons réalisées par ces contrôleurs sont les suivantes •
  - 3 crans de démarrage sur résistances, moteurs en série.
  - 1 cran de marche sans résistance, moteurs en série et plein champ.
  - 2 crans de marche sans résistance, moteurs en série avec inducteurs shuntés
  - successivement de 33 et de 50%. (b = 0,67 I et b = 0, 50 I)
  - 1 cran d’accélération sur résistances et moteurs en parallèle.
  - 1 cran sans résistance, moteurs en parallèle et plein champ.
  - 1 cran sans résistance, moteurs en parallèle et inducteurs shuntés de 33»
  - - (b = 0,67 1)
  - ce qui donne 5 vitesses de régime, dont 3 en utilisant le shuntage.
  - (3) Nous mentionnerons encore une dernière application importante el récente du contrôle série-parallèle avec shuntage, celle réalisée sur les locomotives du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul, construites parla General-Electric Co. (1). Les locomotives sont de deux types : le type 1915à 8 moteurs de 430 chevaux et le type 1918 à 12 moteurs de 270 chevaux. Elles sont alimentées sous 3.000 volts courant continu.
  - Dans les locomotives du premier type, les moteurs sont groupés par deux en permanence en série. Chacun d’eux est alors sous 1.500 volts. Le contrôleur comporte :
  - 16 crans de marche en série sur résistances.
  - 1 cran de marche en série sans résistance et à plein champ.
  - 11 crans de marche en parallèle (4 groupes en parallèle de 2 moteurs en série) sur résistances.
  - 1 cran de marche en parallèle sans résistance.
  - 1 cran de marche en parallèle sans résistance avec shuntage de 50°/„.
  - Soit donc en tout 30 crans dont 3 correspondent à des vitesses de régime.
  - (1) “ General Electric Review ” de novembre 1916 et mai 1918.
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- - Pn.se de contint peuz tzidley
  - Contrôleur K 501X Hélice principale
  - Contrôleur K 501X 1112.
  - Développement des connexions
  - Hélice
  - Crans de marcha
  - 1_______________i
  - Tranjiüon entre s si
  - i J I
  - moteur t hors circuit
  - Shunt Moteur!
  - moteur 2 hors circuit
  - utiliserai le &cma<pe de secours.
  - Commutateur trolley-caniveau
  - Fig. 57.
  - Equipement à 2 moteurs et 2 contrôleurs Thomson-Houston K-501-X avec shuntage et frein de secours (Compagnie générale des Omnibus de Paris).
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- - COL HAAT COyT1N U
  - 133
  - Fig. 58.
  - Contrôleur K-501-X Thomson-Houston avec le séparateur d’arc ouvert. (Compagnie générale des Omnibus de Paris).
  - Fig. 59.
  - Soufflage magnétique individuel des contacts. Détails du souffleur, du doigt principal et des serre-fils.
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- - 134
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans les locomotives du second type les moteurs sont groupés pa, trois en permanence en série, chacun d’eux étant alors sous 1.000 volt$ Le contrôle série-parallèle avec shuntage est appliqué aux quatre groupe; de trois moteurs et les combinaisons suivantes sont réalisées :
  - 1° 12 moteurs en série, c’est-à-dire les 4 groupes de 3 moteurs en série vitesse environ 24 km/h.
  - 2° 6 moteurs en série avec les deux groupements de 6 moteurs en parallèle, vitesse environ 47 km/h.
  - 3° 4 moteurs en série avec les 3 groupements de 4 moteurs en parallèle, vitesse environ 65 km/h.
  - 4° 3 moteurs en série avec les 4 groupes de 3 moteurs en parallèle, vitesse environ 80 km/h.
  - Dans toutes ces combinaisons les moteurs fonctionnent à plein champ.
  - 5° Une cinquième combinaison est obtenue par shuntage de 50% des inducteurs de la quatrième combinaison, donnant une vitesse de 100 knrh environ.
  - On réalise ainsi 5 vitesses économiques de marche.
  - Nous ajoutons que le contrôle comporte dans chaque type de locomotive l’emploi de contacteurs sur le principe des équipements à “ unité; multiples Sprague General Electric ” que nous étudierons plus loin (chapitre XIII).
  - La société Westinghouse a également construit des locomotive; courant continu 3.000 volts pour le même réseau du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul (1). Elles sont à 6 essieux moteurs et 12 moteurs de 300 chevaux, chaque essieu moteur étant actionné par deux moteurs jumelé; dont nous verrons ultérieurement (chapitre XI) la construction. Ce; moteurs sont couplés électriquement en pleine marche par groupes det en série, chacun ayant alors seulement 750 volts à ses bornes. Les locomotives ont neuf vitesses économiques dont six correspondent à des cran; de shuntage au contrôleur.
  - Les combinaisons réalisées sont les suivantes :
  - Douze moteurs en série, marche sans résistance et marche avec de«5 crans de shuntage.
  - (1) Après la mise en service des locomotives de la General Electric 1er type<* G. M. et S1 P. Ry a commandé, pour achever l'électrification de son réseau, ut série de locomotives à la Société Westinghouse suivant le même programme gel,f' ral. Ces.locomotives étaient en constniction en 1918.
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- - GOURANT CONTINU
  - 135
  - Six moteurs en série, marche sans résistance et marche avec deux crans de shuntage.
  - Quatre moteurs en série, marche sans résistance et marche avec déux crans de shuntage.
  - Avec un train de 600 tonnes sur une rampe de 8 mjm par mètre, les vitesses de régime sont les suivantes :
  - 17,7 19,7 22 34,5 39 45 54 60 et 67,5 km/4.
  - L’équipement de ces locomotives est du type électro-pneumatique à unités multiples que nous étudierons plus loin (chapitre XIII).
  - Ces locomotives du C. M. S‘ P. sont remarquables à maints points de vue et nous aurons l’occasion d’y revenir à plusieurs reprises, en particulier à propos du mode de transmission de l’effort moteur (chapitre XI) et delà récupération (chapitre XII). Elles figurent parmi les plus puissantes en service et le réseau sur lequel elles fonctionnent constitue l’électri-Sication la plus considérable au monde, actuellement, ainsi que nous avons eu l’occasion de le mentionner à l'avant-propos de cet ouvrage.
  - 50. Remarque générale sur les démarrages. — 11 est bon de remarquer en passant que dans toutes les méthodes précédentes, l’énergie absorbée aux démarrages est relativement considérable. Cela peut occasionner, en cas de démarrages simultanés de forts à-coups à l’usine. Si on a de 1 éclairage branché sur le réseau de traction, les sautes de voltage sont manifestes. Ce phénomène est d’ailleurs souvent facile à observer quand on se trouve dans un train électrique dont l’éclairage est sur la ligne d alimentation.
  - Les procédés en question sont toutefois suffisamment simples et pratiques pour que leur emploi soit parfaitement justifié.
  - Dans la méthode que nous allons maintenant étudier, il n’est pas fait emploi de résistances de démarrage.
  - ^ — Alimentation à potentiel variable ou variation de la tension de la source : démarrages sans emploi de résistances
  - °L — La ligne d’alimentation venant de l’usine génératrice est l°uJours à potentiel constant (et à fréquence constante pour le cas de c°urant alternatif). Cette règle ne pourrait trouver d’exception que si
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- - 136
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - l’on avait à considérer une ligne toute spéciale, comprenant par exempt un seul véhicule ou un seul train sur tout son parcours. On comprend, ei) effet, qu’on pourrait bien dans ce cas régler la vitesse du train en agisse sur les organes mêmes de production de l’énergie à l’usine centrale. C’eç| le seul cas où la variation de la tension à la centrale est admissible. oü trouve un exemple tout à fait typique de ce mode de transmission de l’énergie à potentiel variable dans le trolloir roulant de l’Exposition unj. verselle de Paris en 1900, comme nous le verrons plus loin au chapitre. “ Matériels spéciaux ”.
  - Nous supposons donc implicitement que la ligne d’alimentation (fil aérien ou 3me rail) est à potentiel constant. Dans ces conditions, la méthode en question s’applique seulement aux véhicules portant avec eux une source d’électricité sous forme d’accumulateurs ou de dynamo? génératrices fournissant directement le courant nécessaire aux moteurs d’essieu et on cherche à obtenir une différence de potentiel variable aux bornes des moteurs.
  - La caractéristique des procédés employés est que, dans aucun d’eux,il n’est fait emploi de résistances de démarrage en série avec les moteurs.
  - Ces procédés sont les suivants :
  - 52. Méthode des accumulateurs à groupements variables. — On conçoit que l’on puisse facilement faire varier le nombre des bacs en série et par suite la tension, d’où la vitesse. Comme il n’y a pas de résistances mises en circuit, il n’y a pas de perle d’énergie lors de la marche à vitesse réduite. Il faut toutefois veiller à faire débiter d’une manière à peu près égale les différents bacs en changeant périodiquement ceux qui servent à la mise en vitesse.
  - Cette méthode est appliquée sur les tramways et automobiles à accumulateurs dont il existe un assez grand nombre d’applications un peu partout.
  - Nous étudierons plus loin en un chapitre spécial quelques applications du système de traction par accumulateurs.
  - 53. Méthode de la variation d’excitation de la génératrice. — (Ward-Léonard, Heilmann).
  - Cette méthode, préconisée en 1892 aux Etats-Unis par M. Ward-Léonard qui en a fait un grand nombre d’applications à des moteur? fixes, surtout pour des ascenseurs a été appliquée en France pal
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- - Ligne d 'alimenta tirm
  - 2
  - i
  - <E>
  - l
  - Ycde
  - Fig. 60.
  - Traction à potentiel variable, système Ward-Léonard. Connexions d une voiture motrice
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- - W-
  - 7/'j ••-- •• ••.•;• .:y v:/-, 7 7
  - 1
  - V
  - *è
- p.n.n. - vue 171/870
- - COURANT CONTINU
  - 137
  - )j Heilmann successivement à des locomotives indépendantes et à des machines à alimentation extérieure.
  - Le mode de réglage Ward-Léonard consiste à alimenter directement le, moteurs par une dynamo génératrice dont on fait varier l’excitation au moyen d’un rhéostat, d’où il résulte une variation correspondante de la tension aux bornes des moteurs : d'où, enfin, régulation de la vitesse. \udémarrage, il est seulement nécessaire de donner à la génératrice l'excitation juste suffisante pour produire le courant requis. Aussitôt la voiture en mouvement, on augmente l’excitation de façon à accélérer 1 allure jusqu’au régime normal. La régulation de la marche est obtenue tn', iacdement.
  - lin pratique, cette méthode présente cet inconvénient : en général, on ne produit pas le courant sur le véhicule même, mais à la station où l'on ne peut pas habituellement faire varier le voltage ainsi qu’il a été dit.
  - Fig. 61.
  - dans l’application de la méthode à la traction, il faut donc placer #UI ehaque voiture automotrice, un groupe moteur-générateur dont le ""denr est à vitesse constante. Remarquons que chacune de ces deux "aehines doit avoir, en raison des pertes et du rendement, une puissance ^Us §railde que la puissance de l’ensemble des moteurs de traction, ^•csl la un inconvénient au point de vue emcombrement, poids et prix.
  - outre, l’entretien et le graissage du transformateur rotatif, constituent llie'éri(able sujétion.
  - ‘ 0us donnons en planche hors-texte (fîg. 60) le schéma des conne-rt;ap^ Un ®clulPement Ward-Léonard. La méthode Ward-Léonard a été &ee SUr les locomotives Heilmann comme suit :
  - *ùlé ^0con7°hVe Heilmann indépendante (fig. 61). — Dans la locomotive Pendante Heilmann, les moteurs M des essieux bobinés en série et
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- - 138
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - connectés en dérivation sur leur circuit commun d’alimentation recevaj le courant d’un groupe électrogène principal constitué par une macj] à vapeur A accouplée à une génératrice G à courant continu placée le châssis de la locomotive. La génératrice était à excitation indépenda et le courant d’excitation était fourni par un petit groupe électro», spécial à vapeur A', G'.
  - Le groupe électrogène principal était à couple moteur constant, 4 à-dire que la machine à vapeur était à diagramme constant, par suite l’absence de régulateur, la détente étant fixe.
  - Dans ces conditions, comme le couple résistant de la générale
  - N $ I
  - (C=—------- 10' 8) augmente avecl’excitation, la machine à vapeur rat
  - 2 TC
  - tit elle-même sa marche, puisque son travail par tour est constant; ni; d’autre part, la tension aux bornes de la génératrice tend à diminuer, par suite le débit I dans les moteurs. La vitesse du groupe tend d(® prendre une nouvelle valeur qui correspond à une nouvelle positionii quilibre. Il suffit donc d’augmenter l’excitation pour réduire la vitesse groupe électrogène, son travail, l’énergie qu’il fournit au moteur et;
  - jante des roues.
  - L’idée de la locoraol automotrice Heilmam. été reprise par la « No British Locomotive 0 avec la locomotive à tur:
  - générateur dont nousav
  - parlé au début de cet1 vrage.
  - b) Locomotive HeilM à alimentation extériw — Un autre modeler lisation de la méthode représenté par le sch de la figure 62, dans lequel est représenté un moteur shunt à co«r‘ continu A, alimenté par la ligne trolley. Le moteur étant à ch>-constant, est à vitesse sensiblement constante. L’excitation de la cf ratrice G qu’il entraîne, est prise aux bornes de la distribution princlP* On règle la tension du courant produit en agissant sur cette excitat1'
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- - COURANT CONTINU
  - 139
  - Qe dispositif ,a été appliqué sur la locomotive Heilmann à alimentation extérieure essayée à Saint-Germain. On voit que la puissance demandée à l'usine, croît à mesure que la vitesse augmente et il n’y a aucune perte d’énergie dans des résistances au démarrage. En effet, si à ce moment la différence de potentiel à la génératrice est de 50 volts et le .courant débité 1.000 ampères, on auraoOKws, ce qui constitue déjà un effort important malgré le faible voltage; puis la vitesse augmente en même temps que le voltage et les ampères diminuent en évitant les à-coups à l’usine.
  - On peut représenter comme ci-contre (fig. 63) les puissances à fournir aux bornes de deux véhicules
  - comprenant l’emploi : l’un du contrôle série-parallèle et l’autre du contrôle Ward-Léonard. Nous mentionnerons en passant que la méthode a été appliquée avec succès dans des postes fixes e t en particulier à des ascenseurs.
  - Enfin observons que cette méthode est aussi bien applicable
  - au courant alternatif simple (Oerlikon) ; il suffit en effet que le moteur du groupe moteur-générateur soit du type monophasé à collecteur.
  - Fig. 63.
  - Puissances au démarrage.
  - Fig. 64.
  - Survolteur-dévolteur Ward-Léonard.
  - 54. Méthodes diverses. — 1 ° Méthode du survolteur-dévolteur Ward-Léonard. — Le même inventeur a préconisé une autre méthode dont le principe consiste à insérer entre le réseau et les moteurs
  - force électro-motrice variable et réversible et qu’il a réalisée en j.111 Plaçant le groupe moteur générateur précédent par un survolteur-'alleur S constamment en série avec les moteurs d’essieu M du train,
  - tranchés
  - en dérivation sur leur circuit d’alimentation, (fig. 64).
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- - 140
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Ce survolteur-dévolteur qui est à excitation indépendante, est enhal
  - par un moteur shunt A à vitesse constante, il produit une force ele
  - motrice progressivement variable et réversible, de sorte que la difleie^e
  - de potentiel aux bornes des moteurs varie depuis zéro jusqu’au d°u
  - de la tension du réseau. Dans ce cas, la puissance du groupe est na^1
  - lement moitié moindre que dans le système précédent. j,
  - La variation et le renversement de la force électromotrice du sul
  - , ie go1'
  - Leur-dévolteur est produit à la main par réglage et renversement'1 excitation. , , ^
  - Ce dispositif a été essayé vers 1895, par la Compagnie des Ghenb11 fer de l’Ouest.
  - dé**.
  - Observons pour comparaison avec le système suivant qu’ici, le rage n’est pas automatique, que la récupération n’est pratiquera-^ ^
  - en*
  - possible et qu’en outre, le système ne se prête pas à la comnia11' trains à unités multiples. Enfin, ce mode de régulation n’est app qu’au courant continu.
  - de
  - dica13
  - 2° Méthode nouvelle: Système de traction auto-regulateur à
  - récüpe
  - tion dit système S. T. A. R. des Ateliers de Constructions électnq
  - iitf
  - Nord et de l’Est. — Ce système basé sur l’emploi d’un survolteui' * ^ leur automatique à intensité constante, est à démarrage autornaM ^. à récupération soit au freinage soit sur les pentes, et s’applique au* j,-à unités multiples. Telles sont ses propriétés caractéristiques. ^ e plus, applicable au courant monophasé. ^ |;>
  - La première application réalisée a été spécialement étudiée P |;i Compagnie du Chemin de fer Métropolitain de Paris et essaye^ ligne Gambetta-Champerret en 1913. pii1
  - Nous ne faisons ici que mentionner ce système pour donner en annexe au chapitre XIII, une note détaillée sur son fonction11 et à laquelle nous renvoyons le lecteur.
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- - CHAPITRE VI
  - Moteurs a courant monophasé
  - ÉTUDE ÉLECTRIQUE
  - '^cfcmeye latroduction. (1er
  - rSon Sl0n et dérivés (Elihu Thomson, Latour, Winter Eichberg, Alexan-*’Est). ^ ^mson-Houston, Ateliers de Constructions électriques du Nord et de ,PPenclice : Théorie algébrique élémentaire des moteurs à collecteur ePulsion. — Détermination du couple moteur.
  - Différents types de moteurs. -- Moteurs type série Oerlikon, Siemens-Schuckert, Westinghouse-Lamme). — Moteurs
  - SériP
  - 55
  - Int
  - ^hiéri0 ro^Uction. — Les applications qu’a déjà reçu en Europe et en
  - ll0mhlln e système de traction à courant monophasé, sont relativement
  - Ce^Ce6S ’
  - tem. Plemièr
  - importantes, quoi qu’il n’y ait que quelques années que
  - Leg S0ll entré dans le domaine de la pratique.
  - ^ rein "iiUt3res applications pratiques du moteur monophasé à collec-Peiétés « a 1880 ; elles sont antérieures à la découverte des pro-
  - 6llsUite ^ la es des courants polyphasés. Le moteur polyphasé apparut for^861*1^ faire oublier le monophasé. Celui-ci reparut vers 1900 ^Pe rép^j6. m°leur type série : Lamme, Finzi, etc... ; de moteur Sl0ri Privés Elihu-Thomson, Latour, Winter-Eichberg, etc...; depuis lors, les progrès dans cette voie furent
  - ei!'‘
  - <levetnt (^0teurs sont considérés par beaucoup d’ingénieurs comme Venir les moteurs les nlus convenables Dour des réseaux im-
  - ^en*r ^es moteurs les plus convenables pour des r ei1 Particulier pour la grosse traction.
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- - 142
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 56. Différents types de moteurs, — Les moteurs monophasés ramènent à deux types fondamentaux :
  - Le moteur série : Westinghouse, Siemens-Schukert, Oerlikon, Brioschi-Finzi, Felten et Guilleaume, premiers moteurs delà General Electric.
  - Le moteur répulsion Klihu-Thomson dont les dérivés sont nombreux Latour, Winter-Eichberg (A. E. G.), Alexanderson (General Electric), Thon son-Houston, A. C. E. N. E.
  - 57. Moteurs type série (1) (fig. 65). — On sait que le sens de rotaïw et le sens du couple d'un moteur série à courant continu ne dépendent pi du sens des connexions de l'inducteur à l'incluit et non du sens du courant
  - dans l’ensemble: le moteur peut donc fonctionner en cou-rant alternatif monophasé, le sens de rotation ne changer;. I pas, ni le sens du couple. Les courbes de la variation de la vitesse et du couple en fonction du courant resterai, p analogues à celles du moteur série courant continu. L-couple est fonction de I1 2 comme en courant continu.
  - Toutefois, par suite de la nature du courant dans le*
  - ------* inducteurs, ceux-ci devront être feuilletés au même titre
  - Fig. 65. que l’induit et les pertes par hystérésis et courants ib
  - Foucault dans ces inducteurs s’ajouteront à celles dr l’induit. C’est là, au point de vue construction, une différence fonda mentale avec le moteur série courant continu.
  - Nous avons, en outre, ici, un élément nouveau qui intervient dans le fonctionnement du moteur : c’est le facteur de puissance.
  - A ce point de vue, il faut observer que la rotation de l’induit dans^ flux des inducteurs développe entre les balais une f. é. m. en phase ave le courant qui traverse le moteur ; cette f. é. m. apporte donc de la puissance au moteur; mais le flux à travers l’induit, dû aux ampère-toue d’induit, développe entre les balais, soit à l’arrêt, soit en vitesse ®e f. é. m. de self-induction, et le flux à travers les inducteurs crée un* autre f. é. m. de self-induction à travers les inducteurs. Ces f. é. m-self-induction ont pour effet d’abaisser, considérablement le facteui puissance.
  - (1) Nous donnerons ici seulement des explications générales sur le fonctio^ ,
  - ment des moteurs à collecteur, série et répulsion, pour en faire compreiv marche et nous renvoyons le lecteur à l’appendice à la fin de ce chapitre pou théorie mathématique élémentaire.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 143
  - Le facteur-de'puissance est minimum au démarrage, il augmente ja yjiesse et ne devient élevé qu’aux grandes vitesses.
  - ^Le problème difficile à résoudre est celui de la commutation et celle-ci t fondamentalement mauvaise parce que les conducteurs qui sont mis f court-circuit- par les balais sont placés dans un champ variable. On ul rendre compte de ce qui se passe de la manière suivante :
  - ^ p,e flux des inducteurs induit entre lames sous les balais, des forces ;|ectromotrices statiques en e cos a>t, et le flux de réaction d’induit, en vjie5se, donne des forces électro-motrices dynamiques en e sin i»t. Ces ,leux f. é. m. s’ajoutent et font circuler des courants sous les balais, ren-,|;mt la commutation défectueuse.
  - Le couple n’est pas constant, il est pulsatoire, sa période étant la moitié de celle du courant. Il y a toutefois lieu de remarquer, que cet inconvénient est sensiblement atténué, par l’effet d’inertie de la masse en mouvement du moteur qui joue le rôle de volant. Toutefois, aux démar-rases notamment, la nature pulsatoire du couple est nettement perceptible, surtout aux faibles fréquences, 15 par exemple et il s’ensuit que le «•(efficient d’adhérence maxima utilisable est inférieur, toutes-choses ifales d’ailleurs, à celui utilisable pour les moteurs courant continu ou à «Durants triphasés.
  - A part cela, le moteur série monophasé possède les propriétés caractéristiques du moteur série à courant continu; en particulier, au démarre, courant et couple maximum ; quand la vitesse augmente, le courant die couple diminuent.
  - Pour une très faible charge, le moteur peut s’emballer comme un ;11,|tenr série à courant continu.
  - b a l inconvénient d’absorber à tout régime une puissance magnétise importante surtout aux fortes charges (cos cp faible). Le fonctionnent est d’autant meilleur (cosep et puissance maxima plus élevés) que puissance est, plus faible, en particulier la puissance maximum croît 11 Sis inverse de la fréquence.
  - Ce ra°teur série-simple succéda le moteur s.érie-compensé sur l’in-^ ^ ^ickemeyer. Le perfectionnement qui le caractérise, étudié en • 0)lenir un meilleur facteur de puissance et une meilleure commu-.. r Consiste à disposer sur le stator du moteur précédent un bobinage *'ïée ClrCU^ (^§5 66) ou en série avec le rotor (fig. 67), ayant pour but ' Sx ff9 C^âbue Estant des ampère-tours égaux et directement opposés r°tor. Le flux de réaction d’induit peut ainsi être annulé. Le
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - seul flux existant dans le moteur, en négligeant les fuites magnétiq^ est le flux propre des inducteurs. La self-induction du stator re, seule en cause, le facteur de puissance est donc amélioré.
  - Au point de vue commutation, puisqu’il n’y a plus de réaction d’induit, la seule force électromotrice existante entre lames est celle (de forme e cos wt) due au flux inducteur, et notons qu’elle est indépendante de la vitesse du moteur.
  - Nous donnons ci-après quelques schémas types de moteurs
  - Fig. 66-67.
  - Schémas du moteur série compensé sur l'inducteur.
  - Moteur monophasé Oerlikon de 200 chevaux
  - avec bobinage de compensation.
  - employés. Le schéma ci-contre (fig. 68) est celui d’un moteur monoplia? Oerlikon avec bobinage de compensation et aussi pôles de commutatic dont le rôle est le même que celui des pôles de. même nom pour k moteurs à courant continu.
  - La légende de ce schéma est la suivante :
  - 1 et 2, collecteur ;
  - 4, bobinage de l’armature ;
  - 5 et 8, pôles principaux et bobines magnétisantes;
  - 7 et 11, pôles ét bobines de commutation ;
  - 9 et lu, encoches et bobines de compensation qui peuvent être court-cuitées sur elles-mêmes ou en série avec le circuit principal ;
  - 12, résistance inductive en série avec l’enroulement de commutation •
  - Le moteur Siemens-Schuckert est encore de ce même type série-co' pensé. ^
  - La fig. 69 représente un des schémas de cette construction lequel :
  - E est l’enroulement d’excitation (champ principal) ;
  - C est l’enroulement de compensation en série avec l’induit ;
  - H est l’enroulement de commutation ; tl. •
  - A un enroulement auxiliaire d’excitation alimenté par un trans o spécial dit d’excitation.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 145
  - Qe[ enroulement principal est en quadrature avec l’enroulement principal ^citation et son champ est réglable.
  - Moteur série Westinghouse-Lamme à connexions résistantes clans [induit- — M. Lamme, de la Westinghouse Co, a obtenu un résultat analogue en cherchant non plus à supprimer la force électro-motrice qui ,e développe au moment de la commutation dans la spire en court-circuit, par suite du champ variable, mais à augmenter suffisamment la résistance de cette spire pour réduire à une valeur faible l’intensité des courants locaux qui en résultent.
  - Moteur série-compensé Siemens-Schuckert.
  - Considérons en effet une spire en commutation. Soit r, sa résistance
  - qui est très faible. Cette spire est le siège d’une force électromotrice
  - — d(F , e
  - t = qui produit un courant d’intensité i = — qui se ferme sur les
  - balais et qui augmente considérablement la densité du courant sous ceux-ci en se superposant au courant principal I. On voit qu’en augmen-iant r, on diminuera l’intensité de ce courant parasite et on améliorera par suite la commutation.
  - Fig. 70.
  - Fig. 71.
  - Moteur série-Lamme à connexions résistantes.
  - de ce [principe, M. Lamme relie les sections du rotor aux (jç j. es collecteur par des résistances en maillechort qu’il loge au fond encoche sous l’enroulement, suivant les schémas des fig. 70 et 71.
  - 10
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - N’intervenant qu’au moment
  - icato - transformateur
  - Schéma du moteur série-compensé.
  - un enroulement de compensation < principal.
  - Dans les premiers modèles, ces enroulements de commutation étaient simplement des bobines court-circuitées sur elles-mêmes, agissant alors en secondaires en court-circuit de transformateur.
  - La figure 73 donne les caractéristiques du moteur série-compensé Westinghouse de 45 chevaux de la Compagnie des Omnibus et Tramways de Lyon.
  - Ces moteurs du type série-compensé à connexions résistantes sont encore ceux des locomotives monophasées 11.000 volts 25 périodes du New-York, New-Haven et Hartford à 4 moteurs de 250 chevaux et de la locomotive plus récente d’essai Westinghouse 12.000 volts 16 2/3 périodes de la Compagnie moteurs de 700 chevaux au régime
  - les segments du collecteur auxquelles sont reliées passent par balais, elles n’ont à supporter le courant de court-circuit que peu de temps.
  - Pourtant, si, pour une cause quelconque, les moteurs ne peuvenl pas démarrer, ces résistances peuvent atteindre des température^ dangereuses, ce qui peut entraîner la destruction du moteur.
  - Les moteurs récents Lamme comportent en outre sur leur stator, (fig. 72) en série avec l’enroulement
  - àfCQént <m?-c jIzayz Æi.
  - Fig. 73.
  - Moteur série-monophasé Westinghouse à nexions résistantes et enroulements compe -teurs, 45 chevaux, 275 volts, 15 périodes- iCo pagnie des Omnibus et Tramways de L}on,-
  - des Chemins de fer du Midi à det^ unihoraire et 600 chevaux avec veM
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 147
  - l,tion forcée et au régime de 6-heures. La fig. 74 représente les caractéristiques de ces moteurs et nous donnons plus loin en planches hors texte le ^hémade l’équipement de la locomotive et aussi celui de la locomotive elle-même. Cette locomotive pèse 82 tonnes.
  - 58. Moteurs répulsion. —
  - Elitu-Thomson 1888).— Ce moteur présente la même forme mécanique que le moteur série et peut être à stator, retire moteur d’induction ordinaire (bobinage en alternateur monophasé) ou à pôles 'aillants : il ne diffère du pré-«édent qu’en ce que Y induit réparé du réseau et fermé en court-circuit, a ses balais dis-
  - tants de 180° et décalés sur le plan neutre. .
  - L’induit a donc la forme Lin rotor de moteur à cou-Iant continu à deux balais 4i>tants de 180° et en court
  - Fig. 74.
  - Caractéristiques du moteur de traction n° 405 Westinghouse (locomotive d’essai de la Compagnie des Chemins de fer du Midi) 600 chevaux, 420 volts, 16,66 périodes. Roues de 1200 m/m. Rapport d’engrenages : 41/71. Puissance continue avec ventilation forcée 600 chevaux.
  - environ de la ligne neutre.
  - Cllcuit. Ces balais sont calés 0mme 1 indique le schéma de la fig. 75 à 45
  - Les caractéristiques du fonctionnement sont très analogues à celles du moteur série : la self-induction totale est cependant beaucoup plus faible, car ici l'induit exerce l’action démagnétisante d’un secondaire en court-circuit de transformateur, au lieu de constituer une indépendance en série avec
  - Ligne
  - d tentation
  - ' kèm
  - Lg. 75
  - /o.
  - adu moteur répulsion.
  - celle du primaire, comme dans le moteur série.
  - Principe du fonctionnement est le suivant : démarrage, les balais étant supposés calés à une distance angu-
  - Le
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- - 148
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - laire quelconque delà ligne neutre, le primaire induit statiquement dan; le secondaire des courants et le couple résulte de l’action du champ prj maire sur le champ secondaire ainsi créé : il n’y a pas de couple produit si les balais sont calés sur la ligne neutre, parce qu’alors l’induction statique est nulle ainsi que le courant induit ; le couple est également nul si les balais sont calés sur l’axe des pôles parce que les deux champ; inducteur et induit, coïncident en direction, bien que le courant induit soit alors maximum. Dans les positions intermédiaires, il y a production d’un couple et ce couple varie en passant par un maximum. Il est dirigé en sens inverse de l’angle de calage, c’est-à-dire que les balais doivent être décalés en arrière par rapport au sens du mouvement.
  - Les mêmes propriétés subsistent en marche, sauf que la composante dynamique de la f. e. m. secondaire vient diminuer le courant et par suite le couple, à mesure que la vitesse augmente.
  - On démontre qu’en vitesse, il se produit un champ tournant dans le moteur, et que ce champ tournant, en négligeant les fuites magnétiques, est parfait à la vitesse du synchronisme. Il en résulte une commutation excellente aux environs de cette vitesse. En effet, le flux tournant dans le moteur a la même vitesse que son bobinage, il n’y a plus de f. é. m. induite entre lames, parce qu’il n’y a pas de variation de flux dans les sections ; et par suite la commutation est théoriquement parfaite.
  - Le moteur a un facteur de puissance de l’ordre de celui du moteur-série compensé.
  - Au démarrage, le courant et le couple sont maximum, le cos ç minimum. Pour un courant donné, le meilleur couple de démarrage est obtenu pour un angle de calage de 45°. Il y a lieu de remarquer, toutefois, que ce calage n’est pas celui correspondant aux conditions de meilleure commutation. C’est là une difficulté de plus au point de vue de la commutation.
  - A mesure que la vitesse augmente, le courant et le couple diminuent, tandis que le cos o augmente pour devenir bon aux faibles charges. La marche des phénomènes est analogue à celle du moteur série.
  - En résumé, ce moteur se caractérise par sa bonne commutation en vitesse, son point faible est un couple de démarrage un peu moindre qll( celui du moteur série-compensé.
  - Nous ajouterons encore que, au démarrage, la puissance appaien absorbée est un peu plus grande que celle consommée par un nioto série compensé, toutes choses égales d’ailleurs. Cela résulte de l’miper
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 149
  - fction inévitable de l’induction mutuelle entre le stator et le rotor, par jte des fuites magnétiques.
  - Le moteur répulsion simple Thomson n’est pas employé en traction à cause de la nécessité de décaler les balais.
  - Schéma du moteur répulsion-compensé Latour.
  - 59. Moteur répulsion-compensé de M. Latour. — Ce moteur est une combinaison du moteur série et du moteur à répulsion et il cumule les avantages de ces deux moteurs à savoir: commutation parfaite en vitesse comme le moteur répulsion et couple de démarrage aussi bon que celui du moteur série-compensé. Il a, de plus, le léger avantage d’avoir un facteur de |
  - puissance excellent. Le schéma de principe est figuré ci-contre (fig. 76), l’enroulement inducteur est en série avec l’induit. Il y a, par suite, deux paires de balais : les deux balais aa court-circuités ont pour effet de créer dans le rotor des ampères-tours qui annulent à chaque instant le flux dû au courant induit dans le stator, autrement dit le flux de réaction d'induit. Deux autres balais 66 à 90° des premiers, servent à faire passer à travers le rotor
  - le courant venant du stator. On voit ainsi que le même enroulement induit joue simultanément deux rôles : celui de l’induit d’un moteur série ordinaire et celui d’un enroulement compensateur fermé en courl-circuit sur lui-même. Il en résulte qu’en définitive, ce moteur est un 'entable moteur série-compensé sur l’induil.
  - Le couple résulte à chaque instant de l’action des ampère-tours du dator sur les ampère-tour du rotor, dus au courant de la ligne traversant balais 66. Le couple est donc bien le même que dans le moteur série ùrdinaire.
  - -Lu démarrage, des étincelles tiendront à naître sous les balais aa,par "le du flux unique $ sin iot existant dans^le moteur et développant ^Lquement des forces électro-motrices de forme e cos wt entre lames du eur sous les balais aa. Les balais 66 ne produisent pas d’étincelles.
  - Lu effet 1 r r
  - ^ l> tes sections sous ces balais ne sont traversées par aucun flux et ^"dene sont le siège d’aucune force électro-motrice. s^.j 15 Conditionsde démarrage sont donc les mêmes que dans le moteur Corïipensé ; mais nous allons voir que, dès que le moteur tourne, les
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - conditions de commutation s’améliorent pour devenir excellentes auvoi sinage du synchronisme. Il est évident que l’on peut tolérer pendant'^ trois secondes, à l’instant précis du démarrage, des étincelles qui devien draient inadmissibles d’une manière continue.
  - Voici la raison pour laquelle les étincelles disparaissent en vitesse
  - Le flux 4> sin oit tend à faire naître, en \ifessé, entre les balais aa ulle f. é. m. e sin ut, mais par suite du court-circuit et de la self-induction du rotor, un courant en i' cos ut circulera dans le rotor.
  - Nous aurons donc dans le court-circuit, en vitesse, deux courants l’un en i sin (ot destiné à annuler le flux du stator, l’autre en i'cosul. faisant naître, dans l’axe a,a, un flux en <f> cos toè On démontre qu’au synchronisme et dans l’hypothèse d’une répartition sinusoïdale du flux le long de l’entrefer (hypothèse très approchée pratiquement), c’est-à-dire à la vitesse du moteur synchrone dé même nombre de pôles, les ampère-tours i1 cos oit dans l’axe a,a sont égaux en valeur efficace aux ampère-tours en / sin ut dans l’axe 6,6. Cela revient à dire que les seuls ampère-tours engendrant des flux dans le moteur, produiront, au synchronisme, un champ tournant parfait. La commutation en vitesse deviendra donc parfaite comme dans le moteur répulsion.
  - Le facteur de puissance pourra être amené au voisinage de l’unité. En effet, au synchronisme, le courant I sin ut traversant le moteur, rencontre d’abord la force électro-motrice du stator, et comme le seul flux existant dans l’axe a,a est un flux en cos ut, le voltage qu’il induit daiu le stator est en sin ut. D’autre part, au synchronisme, le champ tournant a la même xûtesse que le rotor, il n’y a plus de voltage induit entre le-balais 6,6 aux chutes ohmiques près, puisqu’il n’y a plus de variation de flux dans le rotor. Le courant traversant le moteur ne rencontre dont plus qu’une force électro-motrice, qui est celle du stator, et cette force électro-motrice étant en phase avec le courant, le facteur de puissance est égal à 1.
  - Pratiquement, les conditions théoriques supposées ne sont pas entièrement réalisées ; le flux ne se répartit pas rigoureusement suivant la b1 sinusoïdale, et en outre, il faut que le courant de charge / sm <*>/»°l1 précisément celui qui convient pour induire un courant de eourt-cii'cllli l'cos ut égal à I cos ut, et convenable pour l’excitation. Pour ces ram011-' le facteur de puissance n’est en réalité que très voisin de l’unité.
  - On voit qu’au synchronisme, le rotor joue le rôle d’un inducteur moteur synchrone.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 151
  - 50 Moteurs dérivés. — 1° Moteur répulsion-composé Winter-Eichberg-A- E. G. Les constructeurs ont établi un assez grand nombre je types dérivés du précédent, dans le butd’arriyer à une bonne commutation et à un décalage aussi faible que possible dans toutes les conditions de fonctionnement. Nous citerons le moteur Winter-Eichberg de l \ E.G., dans lequel l’induit reçoit le courant par l’intermédiaire d’un transformateur à deux enroulements ou d’un auto-transformateur (A.T.), c'est-à-dire d’un transformateur à un seul enroulement.
  - La figure 77 représente le schéma simplifié d’un tel moteur.
  - M
  - I^WWWVWV!
  - Sooov
  - Fig. 77.
  - Schéma simplifié du moteur répulsion- compensé Winter-Eichberg.
  - Schéma des connexions du moteur série-compensé Winter-Eichberg du London Brighton and South Coast Ry.
  - figure 78 représente un des derniers modes de connexions qui est, autres, celui réalisé pour les moteurs de 115 chevaux du London-on and South Coast Ry. M est l’enroulement principal ou rnagné-1 > C est celui de commutation, AT l’auto-lransformateur d’excita-
  - iK»n, p i i
  - e transformateur principal, B un interrupteur fermé pour assu-a, Re, k°nne commutation sous forte charge, K des interrupteurs ma-es par des électro-aimants au moyen du contrôleur.
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- - 152
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La régulation de la vitesse est effectuée en changeant simultanément les rapports de transformation du transformateur principal et du transformateur d’excitation.
  - 2° Moteur série-répulsion Alexanderson cle la General Electric Co. -La General Electric Co, après avoir d’abord essayé un moteur de traction répulsion simple Elihu-Thomson, l’a abandonné pour construire ensuite un moteur série-compensé (Slichter). Son dernier moteur dit série-répulsion, dû à M. Alexanderson, se rapproche, en principe, du moteur répulsion-compensé précédent.
  - pleine marche
  - Schémas du moteur série-répulsion Alexanderson.
  - Dans ce nouveau moteur, le courant est amené au rotor aussi bien quaa stator. 11 présente deux montages : l’un pour le démarrage, montage répulsion (fîg. 79), l’autre pour la pleine marche, montage série (fig- ^ AT est un auto-transformateur, K est un interrupteur qui permet au démarrage de court-circuiter les balais (montage en répulsion) eteD pleine marche de couper ce court-circuit (montage en série).
  - 3° Moteur répulsion-série-répulsion Thomson-H oust on. — On } re trouve les éléments du précédent. C’est en particulier le moteur des^ motives Thomson-Houston de la Compagnie des Chemins de fer du -et celui des tramwavs du réseau de Libourne.
  - Les moteurs de la locomotive du Midi, au nombre de deux pai
  - 1113'
  - chine, sont d’une puissance uni-horaire de 750 chevaux et d’une pul-‘a continue au régime de 6 heures, avec ventilation forcée de 600 ci
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 153
  - locomotive est alimentée en courant monophasé 12.000 volts 16 2/3 triodes. Elle pèse 89 tonnes.
  - * Comme dans le cas des moteurs précédents, les induits sont bobinés 3u tambour, les inducteurs comportent deux enroulements en quadra-re celui d’excitation proprement dit produisant le couple moteur, jautre de compensation assurant la bonne commutation dans toutes les conditions de marche du moteur.
  - Ces moteurs démarrant en répulsion afin d’avoir la meilleure commutation possible pendant cette période qui nécessite de grands couples à faible vitesse.
  - Fig. 81. Fig. 82.
  - ' Wmas de montage des deux moteurs Thomson-Houston AT H-85 de la locomotive du Midi. (I Montage en répulsion. — II Montage en série-répulsion).
  - Au-dessus du synchronisme qui correspondant à 100 t/m ou environ -0km/h, c’est-à-dire pour toutes les vitesses normales de marche, les moteurs fonctionnent en série-répulsion.
  - be passage d’un mode de connexion à l’autre est réalisé automatique-aent au moyen d’un commutateur spécial.
  - groupement électrique des deux moteurs de la locomotive corres-au c°uplage général en série, comme indiqué sur les schémas des ^les 81-82. Toutefois, tandis que les induits Mt, M2 forment un groupe ^nt > m^me les enroulements compensateurs C4 C2, les enroule-..,S.^excitatidh Et E2 sont groupés en parallèle, leur ensemble étant erieavec le circuit précédent.
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- - 154
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Pour réaliser le montage-répulsion, les balais sont mis en eourt-cirC|]j. les enroulements d’excitation et ceux de compensation sont mis en^ entre eux (ces derniers restant toutefois connectés en parallèle) et ave le secondaire du transformateur.
  - Pour la marche série-répulsion, le groupe des enroulements comp^. sateurs Ct C2 est alimenté sous tension constante par une prise spécial-
  - à 200 volts sur le secoa daire du transformateur Ce secondaire comprena» en plus 7 prises à 260,32u 400, 480, 560, 640 et volts, pour l’alimentatioi des moteurs et le réglage de leur vitesse.
  - Par suite des variation-du flux qui se produise»; dans le moteur au momeu du passage répulsion <. série-répulsion, et qui s traduiraient par des a coups sensibles dans 1-fonctionnement de lama-chiné, et par suite dans le-attelages, on ménage unr position dite de « tradition » en intercalant temporairement une résistant 14 h entre la prise à -1” volts et les enroulement de compensation. Elle ^ reste d’ailleurs en ciicai1 qu’un temps très court-La figure 83 représente les caractéristiques du moteur ci-dessu?-Nous donnons plus loin,en planche hors texte,le schéma des conimxl0C des équipements des locomotives en question équipées avec ces moteu et aussi celui de la locomotive elle-même. .
  - 4° Moteur série-compensé-répulsion des Ateliers de Cousu'11 Electriques du Nord et de l'Est (Jeumont).
  - IOOO
  - 2000
  - 3000
  - Fig. 83.
  - Caractéristiques du moteur A T H-85 (Midi}.
  - I. Caractéristiques des vitesses en t/m (échelle d’ordonnées V).
  - II. Puissance totale fournie au moteur en kw (échelle Pi).
  - III. Rendement (échelle R).
  - IV. Puissance effective en chevaux (échelle P»).
  - V. Couple (échelle C}.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 155
  - pour déterminer cette étude, nous mentionnerons les moteurs du -ième type des locomotives d’essai du Midi, celui construit par les Relief» de Constructions Electriques du Nord et de l’Est (1).
  - Ce' moteurs sont du type série-répulsion avec champ de compensa-
  - Vu démarrage et aux faibles vitesses, jusqu’au synchronisme, (environ R Km h), ds fonctionnent en répulsion (schéma fig. 84) et au delà en ^•rir-oompensé (schéma fig. 85).
  - Pour cette dernière marche — marche normale — la compensation de
  - Fig. 84.
  - Fig. 85.
  - Montage en répulsion.
  - Montage en série-compensé.
  - 'vmav de montage des moteurs de là locomotive d'essai des Ateliers de Constructions Elect riques du Nord et de l’Est pour la Compagnie des chemins de fer du Midi.
  - 1,1 faction d’induit et la commutation sont assurées par deux enroule-A et B logés dans les mêmes encoches et connectés en parallèle. Le '"U|ant J qUi traverse l’induit, passe en parallèle dans ces deux enroule-!^ni> doù compensation de la réaction d’induit et création d’un champ ^ simulation analogue à celui d’une machine à courant continu. ailtie part, les enroulements A et B ayant des sections et des nombres ^P>res différents, sont le siège d’un courant de circulation décalé sur J. .t COjrant possède une composante "j" en quadrature avec J et capable 0lI1penser exactement à une certaine vitesse la tension produite par
  - V'.,1N 0lllPagnie des Chemins de fer du Midi avait commandé à plusieurs cons-.ir,ntUne ^coraotive d’essai d’après un même programme. Les trois locomo-" '''dé fin°iUS venons de parler, W, T-H et A.C.E.N.E. ont satisfait aux essais *î-rviÇe nalement acquises par le Midi. Ces trois locomotives sont actuellement
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- - 156
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - le champ d’excitation alternatif dans la spire en court-circuit dans it, balais au moment de la commutation.
  - Il est intéressant de noter que ce courant j est proportionnel à J et^ dépendant de la vitesse.
  - Pour le fonctionnement aux faibles vitesses (inférieures au synchr nisme), les moteurs travaillent en répulsion et l’enroulement B n’est p connecté à l’enroulement A, il joue un rôle spécial intéressant, quenot allons voir.
  - Les locomotives dont il s’agit sont à trois moteurs, chacun attaqua-un essieu par engrenages et transmission élastique. Les essieux sot mécaniquement indépendants les uns des autres. Au démarrage et faible vitesse, il peut se produire un patinage de l’un ou l’autre train® roues et les moteurs qui sont à caractéristiques série, tourneraient à d* vitesses différentes, l’un d’eux absorbant presque toute la tension. At d’éviter cet inconvénient, les enroulements B des trois moteurs so: connectés en parallèle : toute différence de vitesse entre les essieu produit dans ces enroulements des courants de circulation qui rétablisse: l’équilibre.
  - Si en effet un moteur tourne plus vite, son enroulement B est le swi d’une f.é.m. plus grande que celle de chacun des enroulements corra pondants des autres moteurs et un courant de circulation prend nt sance dans un sens tel qu’il fait augmenter la vitesse des autres, enft sant ralentir celui qui tourne le plus vite.
  - Ce couplage des enroulements B constitue un véritable « biella? électrique » et permet la suppression des bielles d’accouplement sujet! à rupture.
  - Nous ajouterons que les moteurs ci-dessus sont d’une puissancec horaire de 500 chevaux et d’une puissance continue avec ventilation b cée au régime de 6 heures de 400 chevaux.
  - La locomotive pèse 86 tonnes.
  - Nous donnons plus loin,en planche hors texte,le schéma généra connexions de l’équipement de cette locomotive ainsi qu’un montrant son aspect.
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- - APPENDICE
  - THÉORIE algébrique élémentaire des moteurs MONOPHASÉS A COLLECTEUR SÉRIE ET RÉPULSION
  - DÉTERMINATION DU COUPLE MOTEUR
  - '•MMAIRE. — Moteur série. — Force électromotrice induite entre balais. — Moteur série-compensé. — Equation du moteur série-compensé et diagramme ' 'lu fonctionnement. — Courant. — Puissance. — Couple. — Facteur de puissance.
  - Moteur répulsion. — Fonctionnement. — Calage des balais. — Sens de rotation. — Force électromotrice induite entre balais. — Calcul du couple. — Roupie maximum. — Angle de calage théorique des balais pour couple de amarrage maximum.— Moteur Latour sans décalage des balais.— Diagramme e fonctionnement du moteur répulsion. — Voir lettre ci-jointe à l'élève.
  - I. — Moteur série
  - ^0rce électromotrice instantanée induite entre balais. — Ainsi ûpen0US *avons vu’ moteur série monophasé est analogue en prin-i,t^en^(îue c°mme schéma au moteur série courant continu, le lraVerse a f°is inducteurs et induit. Il n’en diffère que par des m ,^esuitant de la nature du courant d’alimentation. L’inducteur qui ^ e> est généralement bobiné en stator d’alternateur. Le moteur s Ce cas à entrefer constant.
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- - 158
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La f. é. m. induite dans l’enroulement induit dépend du flux résul^ de la composition des flux de l’inducteur et de l’induit. La direction, ce flux résultant ne se confond avec celle du flux inducteur que si raq des ampères-tours de l’induit est annulée.
  - Considérons un induit à collecteur, polaire, pour fixer les idées, et à N génffl trices périphériques, tournant avec une-tesse angulaire Q dans un champ alterns simple de pulsation w.
  - Sur le collecteur (fîg. 86) sont de. balais diamétralement opposés BB' et cal d’un angle 0 sur la ligne ON normale à direction du flux résultant <î>. Üansl'hij. thèse d’une répartition simusoïdale du tic la valeur instantanée du flux résultante embrassé par l’induit à l’instant t est :
  - d> = $0 sin ut.
  - En prenant pour origine du temps l’instant où le plan d’une génrà trice G est suivant ON, l’angle qu’il fait avec cette direction à l’inslam est : a = Qt et la composante normale du flux qui le traverse alors es
  - •K
  - de = sin mt. cos a.
  - La f. é. m. instantanée qui y est induite est :
  - t»
  - ~dt
  - <f>0 doc
  - et =-----------= - 0 (sin Dit sin z ------------------------w cos a cos. tot).
  - dt
  - Mais
  - d a d t
  - donc :
  - et = —- (û sin a sin oit — a> cos a cos W)
  - dont la valeur moyenne entre balais, c’est-à-dire de a = — O à cl — — 6 -f- tt est :
  - i r-<>+"
  - em = - t e.dy.
  - —0
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 159
  - • q-à-dire, lc>utes réductions faites :
  - em = - $0 (û cos 6 sin wt — <o sin 6 cos <o/).
  - Par suite, la f. é. m. totale moyenne induite entre balais, c’est-à-
  - N
  - ,lire pour les - génératrices d’une voie de l’enroulement induit est
  - (1)
  - N N«t>0
  - E = — em = -j—- (a cos 0 sin ot
  - sin 0 cos w/).
  - On voit ainsi que la pulsation de la f. é. m. induite entre balais est iijale à celle du flux inducteur ; mais cette f. é. m. est, en général, décalée par rapport à lui d’un angle ô tel que :
  - (x>
  - tg ô = - tg 0.
  - On peut en effet écrire identiquement :
  - \t*
  - E = te— p sin (toif-
  - '•a posant :
  - \/Q2 cos2 6 —|— co2 sin2
  - r,u|ui montre clairement la propriété énoncée. On voit encore bien sous r’ lie forme que E est de pulsation co.
  - Reprenons l’équation (1).
  - Wle montre que E est la résultante de deux *u. en quadrature (figure 87), savoir :
  - L’une :
  - f
  - E,
  - bat le
  - "2-
  - Q cos O sin tot
  - vecteur est :
  - (EL
  - N'l\
  - 9,-
  - Fig. 87.
  - o cos 0 = OA.
  - e^e ^ m. E, est en phase avec le ‘flux et dépend de Q.. C’est la com-Maltee- C’est une f. é. m. dynamique due à la rotation de l’in-Ijk ailî,le champ. Elle est maxima quand les balais sont calés dans le fbiee—*ee* uu^e fIuand ils sont placés sur l’axe des pôles. Son ampli-1 " e^ale à la f. é. m. engendrée dans la machine fonctionnant en
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- - 160
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - courant continu avec un flux inducteur constant $0. Si en effet on rw place o par 2ku, n étant la vitesse en tjsec et cos 6 sin wf par $ 1 retrouve la formule connue Et — rN'îv
  - ]\$o
  - 2) L’autre : Eâ =----w sin 0 cos mt
  - dont le vecteur est :
  - N4> ____
  - (E2) = w sin 0 ~ AK.
  - Cette f. é. m. est en quadrature avec le flux et est indépendante dej C’est la composante déwattée. C’est une f. é. m. statique, due aux spin de l’induit agissant en secondaire de transformateur, car elle est eng drée par la variation du flux inducteur dans l’induit supposé immoE Elle est nulle quand les balais sont calés dans le plan neutre et mark quand ils sont sur l’axe des pôles.
  - On voit sur le diagramme (figure ci-dessus) que AoK = ô dont lato
  - CO
  - gente est - /g 0.
  - Le vecteur de la f. é. m. totale E est évidemment OK.
  - /WW
  - Fig.
  - /vwv
  - ^ 62. Moteur série-compensé. — La composante du flux qui don
  - naissance à Et, watté, est seule utile pour produire le couple, l’autre,à
  - aux ampères-tours de l’induit, n’a aucun effet utile, mais elle donne naissance à E2, déwalté, qui tend à diminuer le facteur de puissance et elle crée dynamiquement sous les balais dans les spires en court-circuit une f. é. m. nuisible au point de vue de la commutation. On peut annuler cette seconde composante du flux au ^ d’un enroulement de compensation C qui rappelle le rôle des p^e" plémentaires dans les moteurs à courant continu.
  - C
  - V
  - Fig. 89.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 161
  - £et enroulement compensateur sera tel que le flux qu’il produise soit perpendiculaire au flux inducteur. Il pourra être de faible résistance et en court-circuit sur lui-même (schéma fig. 88) ; il jouera alors le rôle du secondaire en court-circuit d’un transformateur ou en série avec l’induit lia 89)- Il sera de toute manière logé dans des encoches de l’inducteur, le moteur série-compensé d’Eickmeyer.
  - Dans ces conditions, les balais seront calés sur la ligne neutre G — o et Impression de la f. é. m. induite totale entre balais devient simplement en observant que sin tat = d>
  - „ . N$o - , Nü
  - E = —— o sin wt — —— d>
  - 2% 2tz
  - qui est celle de la f. é. m. dynamique, la f. é. m. statique étant annulée.
  - On retrouve ainsi incidemment et suivant une remarque déjà faite la valeur connue de la f. c. é. m. du moteur série-courant continu de forme nN#. (ü= 2-rrn et $ = cte), mais ici il s’agit de la f. é. m. totale E et non plus seulement d’une composante.
  - 63. — Équation du moteur série-compensé et diagramme du fonctionnement. — Soit alors le moteur série à enroulement compensateur délini ci-dessus, avec balais dans le plan neutre et alimenté sous une tension alternative.
  - U = U0 sin w/
  - de valeur efficace :
  - V/2
  - Soient : I l’intensité instantanée du courant inducteur R la résistance totale du circuit du moteur;
  - L son coefficient total de self-induction ;
  - (propre et mutuel, inducteur et induit).
  - Ni le nombre de spires de l’enroulement inducteur;
  - dt la réluctance effective du circuit magnétique du moteur.
  - équation du moteur est évidemment ;
  - (3) U = U0sinü)f=:RI + L^-l-E
  - dt
  - n
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- - 162
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - D’ailleurs, d’après (2) on a :
  - Nq
  - E = ^. *.
  - D’autre part, on sait que :
  - <l> = 4tî
  - Nij .
  - 61
  - donc :
  - que nous écrirons en posant
  - u 2NN) "»i Oj
  - E = Mol NN.,
  - M = 2
  - 61
  - M n’est autre qu’un coefficient d’induction mutuelle entre l’induit et Inducteur.
  - L’équation devient donc
  - dl
  - (4)
  - U = (R -f Mû) I -f- L
  - dt
  - Fig. 90.
  - que l’on peut construire graphiquement en prenan: (fig. 90) :
  - ÔA = Mo/, AB --= Ri et BG = L m.
  - On déduit : OC = u.
  - L’équation (4) montre que fout se passe comme si la résistance R ^ moteur était augmentée d’une quantité proportionnelle à la vitesse^ rotation £2 de celui-ci.
  - En résolvant cette équation, on obtient, l’état de régime étant supp°* obtenu :
  - I — — —0 ---(sir/ad — o)
  - \/(R -j~ Mû)2 -f- w2 L2 V,
  - tg? =
  - wL
  - R 4- Mq‘
  - avec la condition
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 163
  - La valeur efficace du courant I est évidemment
  - V^R-f Mû)2-i-co2L2
  - la puissance utile instantanée de l’induit est :
  - Pt=EI
  - I élaiil en phase avec E. D'ailleurs E = Mûl.
  - Donc :
  - If = Mûl2
  - étant proportionnelle à I2, la puissance moyenne pour une période est égale à la puissance efficace :
  - P = Mûr2
  - <loù l’expression du couple correspondant :
  - «2
  - C=?=M —
  - a (R + Mq)! + u*L
  - Au démarrage û=o, G est maximum, de même que I. De plus, G est nul pour ü infini, le moteur est donc susceptible de s’emballer aux faibles charges comme le moteur série-courant continu.
  - L& facteur de puissance est
  - cos cd
  - R-f Mû
  - y/(R -f Mû)2 + w2 L2
  - >2L2
  - 1 (R-f Mû)2
  - ^our qu’il soit élevé, il faut donc que L soit faible, c’est-à-dire que la ^spersiou soit la plus petite possible; enfin, il faut chercher à augmen-ler^-f Mû. On ne peut pas augmenter beaucoup R'. On augmentera M tn(liminuant él, c’est-à-tiire en prenant un faible entre fer eL on cherchera CerlUe ü soit voisin du synchronisme.
  - j démarrage û = o, dune cos cp est minimum. Quand la vitesse croît, -°urant et le couple diminuent, le cos cp augmente. Enfin, le fonction-111 sera d’autant meilleur (cos cp et couple maximum plus élevés) que esl-à-(]jre ]a fréquence du courant d’alimentation, sera plus faible ; *lra ndance actuelle d’adopter de faibles fréquences pour les lignes
  - 1Qa monophasée, soit, 16 2/3 et 15 périodes.
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- - 164
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Il ne semble pas qu’il y ait d’avantages à descendre au-dessous,), celle fréquence car, étant donnée la nature pulsaloire du couple ins(at tané, les vibrations auxquelles il donne lieu sont d’autant plus accent que la fréquence est plus faible. Enfin il y a aussi à considérer l’augme talion de poids et de prix aux faibles fréquences du transformateur à taller sur le véhicule pour l’alimentation des moteurs.
  - II. — Moteur répulsion
  - 64. Fonctionnement. Angle de calage des balais. Sens de rotation du moteur. —1 Le courant alternatif simple inducteur passe seulement dans l’inducteur fixe feuilleté et bobiné en stator d’alternateu;
  - L’induit séparé du réseau est en apparent celui d’un moteur courant continu qui aura deux balais BB' à 180° fermés en court-circu sur eux-mêmes (fig.91). Le moteur est àentrefr constant. Supposons, pour fixer les idées, qui s’agisse d’un induit bipolaire.
  - Nous avons vu (§ 58) que le couple élecltf magnétique de l’induit, résultant de l’aclio: du champ primaire (inducteur) sur lé chait | secondaire (induit) est nul quand les bala sont sur la ligne neutre ou sur l’axe des pôles. Dans les positions ink médiaires il y a production d’un couple. Pour ces positions, les bals doivent être calés en sens inverse du mouvementjf
  - En effet, la f. é. m. induite statiquement dans l’armature par P A*
  - inducteur retarde de ^ sur ce dernier et le courant produit (la self-i'1^
  - tion de l’induit étant considérable par rapport à sa résistance)
  - encore d'environ ^ sur la f. é. m. Le courant induit est donc finale1116
  - presque en opposition — ou du moins l’angle de décalage est très obtu avec le courant inducteur et le flux de l’induit presque en opp0? avec le flux inducteur.
  - Le flux induit est alors suivant O B' tandis quèHeJllux inducteur suivant OA.
  - Si donc les pôles inducteurs sont en N et S, tout se passe con
  - Fig. 91.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 165
  - 0n avait un pôle induit N' sur OB' et un pôle induit S' sur OB. Les deux voisins, inducteur et induit, sont donc des pôles de même nom, ^-;«ant Par leur induction maxima sensiblement au même instant et ils e repoussent, d’oii le nom donné au moteur.
  - Le moteur démarre dans le sens inverse du calage des balais par rap-
  - por
  - iens
  - rt à la ligne neutre. L’angle 0 de calage devra donc bien être dans le inverse du mouvement et plus petit que 90°.
  - 65. Force électromotrice instantanée induite entre balais. — L’expression de la f. é. m. totale induite entre balais est évidemment la même que dans le cas du moteur série soit en conservant les mêmes notations que précédemment :
  - O)
  - E
  - Nd>0
  - 2tt
  - (q cos 6 sin oit— w sin 0 cos oit)
  - que l'on peut mettre sous la forme :
  - E = E0sin. (io/ — <j/)
  - en posant (2J
  - et
  - ]\T$ _____________________
  - E0 = - y û2 cos2 6 -j- u)2 sin2 0
  - (3) tg = ^tg 6.
  - homme précédemment E est la résultante de 2 f. é. m. induites; 1 une :
  - û cos 6 sin oit.
  - yecteur est (fîg. 92)
  - ü cos 0 = OA.
  - Fig. 92.
  - ^Ue f. ê. m es^ dynamique et en phase avec le flux inducteur,
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- - 166
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - dont le ve'cleur est :
  - TV <5 __
  - (E2) = —- tosine= AK
  - Cette f. é. m. E2 est statique et en quadrature avec le flux inducteur La f. é. m. totale E est encore de même pulsation w que le flux inducteur <ï> et décalé sur lui de l’angle ô défini ci-dessus. Son vecteur est^K La valeur efficace Ea de E est
  - (4)
  - E.
  - E0 étant défini par l’équation (2). L’intensité efficace la est :
  - (5) L =
  - Eo
  - \/2
  - E„
  - y/R2+<»2 L2
  - où R et L sont les résistances et le coefficient de self-induction propredc l’armature.
  - Le courant lest décalé sur E d’un angle cp1 (figure précédente) tel que:
  - coL
  - et sur le flux inducteur de l’angle cp tel que :
  - cp = <v -j- cpj.
  - 66. Calcul du couple moteur. — Nous nous proposons de calcul*1 l’expression du couple développé par l’induit.
  - Soit d>0 la valeur maxima du flux inducteur de pulsation w sortant duE pôle et pénétrant dans l’induit. La valeur du flux à l’instant "t" sera-
  - <t> = <t>0 sinwL
  - en admettant comme précédemment une répartition sinusoïdale du ^ Soit Ct la valeur du couple électromagnétique à l’instant t sur u^ génératrice G faisant un angle a avec le plan neutre. A cet instaid plan OG de cette génératrice sera traversé par un flux.
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 167
  - gu évaluant le travail produit par un déplacement angulaire da de l’in-(jiiHi 011 obtient :
  - Gz da — - d<îy
  - I étant le courant induit.
  - On déduit
  - n I I
  - Ct — t sm oit. sin a.
  - Z doL 4
  - dont la valeur moyenne pendant le déplacement de la génératrice considérée d’un balai à l’autre, c’est-à-dire de
  - a — 0 à ’x — — 0 —j— —,
  - est :
  - G "h ~ <f>01
  - Ctd* = sin ut. cos 0.
  - O—
  - Par suite, le couple total, pour les N génératrices de l’enroulement
  - induit sera ;
  - bailleurs C,» — 0 ° ^ sin ut. cos 6.
  - par suite I = \a \f'1 sin (ut — g)
  - (6) Cm = °--lay'Z. cos 0. sin ut. sin (ut — 0
  - Finalement, la valeur moyenne dans le temps du couple pendant une période est
  - Pour calculer cette intégrale, observons que :
  - fiue
  - sinwé. sin (ut 9) —^j^cosç— cos (Zut—cp)J
  - ut — c?)dt = — sin (ut — g) —)— c1e, Z u
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- - 168
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - ce qui montre que :
  - cos (2cof — o)dt = o.
  - On voit par suite que l’intégration de o à— du produit des sinus de
  - l’expression (6) de Cm donne simplement :
  - On a donc, toutes réductions faites et arrangeant les facteurs :
  - 2iu 2
  - la cos cp représente la composante wattée dans le flux de la valeur efficace \a du courant induit I.
  - En remplaçant dans cette expression du couple, Ia par sa valeur donnée par l’équation (5) et explicitant les valeurs de Ea et de E0 au moyen des équations (4) et (2), on obtient :
  - ___N 4» o
  - ~2^ ' 2
  - • 4-— • COS 0.
  - 1 N*0
  - ou :
  - \/Q2 cos2 0 —|— to2 sin2 6
  - y/R2 -f cü2 L2
  - D’ailleurs,
  - COS cp = COS (4 -f- cpj )
  - avec
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- - MOTEURS A COURANT MONOPHASÉ
  - 169
  - En explicitant le second membre décos <p, et calculant les cos et sin jeS aI1g]es au nioj'en des deux équations ci-dessus, on obtient :
  - Rq cos 6 — a)2 L sin 6
  - COS Cp :
  - \/ Q2 cos2 6 -}- w2 sin2 6. \/R2 + w2 L2
  - Finalement en portant cette valeur de cos cp dans l’équation (8) on obtient toutes réductions faites :
  - 1 /N 4>„
  - (9) C
  - 1 /N 4>0\2 cos 9 /t.
  - = 2\2W R2 + ü>2 L2 \Rû C0S'
  - 92 L sin1
  - Telle est l’expression cherchée.
  - La valeur maxima du couple C en fonction de l’angle de calage des balais sera obtenue en posant
  - dC
  - = o
  - ce qui donne, tous calculs faits :
  - tgW
  - o2 L
  - qR
  - Si donc on veut que le couple soit maximum au démarrage, on fera dans cette expression Q = o, ce qui donne 6 = 45° et en arrière du mou-'cment, d’où ce résultat :
  - Pour que le couple soit maximum au démarrage, les balais devront
  - dre cales théoriquement a 45° sur la liane neutre et en arrière du mouvement.
  - P'atiquement d’autres considérations interviennent : fuites magnéti-1ues, actions mutuelles des enroulements, etc..., et on doit caler les ’alais plus près de la ligne des pôles, généralement entre 15 et 25° de cet eel dans le sens inverse de celui de la rotation.
  - ^conséquence de ce qui précède est qu’il faut changer le calage des
  - Mais
  - quand on inverse le sens de rotation du moteur. Ce moteur est donc
  - étalement impropre à la traction.
  - m°teur de M. Latour, qui est en définitive un moteur répulsion avec
  - Le
  - c°mb‘^°n ^aUS lo^0r’ mais qu’on peut envisager comme étant une îi; naiSon du moteur répulsion et du moteur série, jouit de propriétés analogUes à ce dernier, mais il fonctionne sans décalage des balais.
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- - 170
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Il est donc propre à un service de traction. Toutefois, sa vitesse vaiv très vite avec le couple ; il est donc moins souple que le moteur tvj*. série. Enfin, la double ligne de balais est un inconvénient.
  - 67. Diagramme du fonctionnement du moteur répulsion. — Soient:
  - b le courant primaire de pulsation w,
  - Li le coefficient de self-induction propre du primaire,
  - M le coefficient de self-induction mutuelle des deux enroulements, coefficient dépendant de la position des balais.
  - La tension « appliquée aux bornes primaires devra faire équilibre, d'un-part à la f. é. m. de self-induction propre du primaire de forme Li wlltet. d’autre part, à la f. é. m. induite par le secondaire de forme Mwl.
  - Fig. 93.
  - Soit alors OX (fig. 93) la direction du courant primaire L (ou du HuXlC d ucteur «F); OZ celle du courant secondaire faisant avec OX l’angle ? =?i"‘ défini précédemment. On prend OC perpendiculaire à OX et égal à Li® puis CD perpendiculaire à OZ et égal à Mwl.
  - On a évidemment OD=u.
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- - CHAPITRE VII
  - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ RÉGULATION DE LA MARCHE DES VOITURES.
  - SOMMAIRE. — Procédés employés pour la régulation : transformateur, auto-trans-fonnateur, régulateur d’induction. — Exemples de schémas d’équipements monophasés. — Systèmes monophasés mixtes : systèmes monophasé-continu méthode Ward-Léonard. Emploi du courant redressé par le redresseur Au-vert et Ferrand. Emploi du redresseur de courant à vapeur de mercure, système Westinghouse). — Système mono-triphasé Westinghouse et Pennsylvania. — Applications du système monophasé. — Remarques générales sur le système monophasé : Lignes à alimentation mixte : courant continu et courant monophasé. — Lignes monophasées à haute et basse tension. — Fréquence du courant d’alimentation. — Forme du couple développé par les moteurs monophasés. Poids et coût d’entretien du matériel monophasé. — Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les circuits téléphoniques et télégraphiques voisins. — Dispositif employé sur la ligne principale du New-York-New-Hàven «t Hartford. — Méthode Girousse. — Méthode des transformateurs-suceurs. — Conclusion.
  - Procédés employés pour la régulation. — La méthode em-,|e '66 P0ur assurer la régulation de la marche d’un véhicule équipé avec . m°leurs monophasés est extrêmement simple et pratique. Elle con-e a faire varier la tension aux bornes des moteurs et ceci quel que
  - 'Oit ]e * ,
  - . Lvpe du moteur. A chaque tension correspond une vitesse écono-'ni‘lu« «le marche.
  - 'a0G(^lle ^ a^menfatt°n sera alors à haute tension: 6.000, 10.000, et même 20.000 volts (Chemin de fer suédois à Slokholm), per-
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- - 172
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - mettant un transport économique de l’énergie électrique jusqu’au véhi cule. Un transformateur sera installé sur la voiture pour alimenter alors directement les moteurs au voltage voulu. La tension maximum d’ali-mentation des moteurs monophasés actuels ne dépasse pas 250 à 300 volu
  - pour le type série et 600 volu environ pour le type répulsion compensé. C’est à la tension maxima que correspond la vitesse maxima. Le démarrage et les vitesses intermédiaires sont obtenues à des voltages moindres, mais sans interposition de résistances.
  - Pour faire varier la tension d’alimentation des moteurs, on se sert le plus généralement d’un transformateur à rapport de transformation variable.
  - Fig. 94.
  - WfNW Terre
  - On obtient ce résultat :
  - 1° en faisant varier le nombre de spires du secondaire au moyen d’un appareil analogue à un réducteur de batterie, et en ayant soin dent' pas mettre en court-circuit par les touches une section du secondaire sans interposer une bobine de self limitant la valeur du courant dans ladite section (schéma fîg. 94).
  - 2° en employant un auto-transformateur, c’est-à-dire un transformateur à un
  - seul enroulement présentant des prises de courant échelonnées et une extrémité de l’enroulement est à la terre. Le schéma ci-après (% ;' montre les connexions d’un auto-transformateur Westinghouse, J bobine de self de protection.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
  - 173
  - Le contrôleur est prévu pour alimenter les moteurs sous 170, 190, •)jo 230 ou 250 volts, d’où cinq vitesses économiques.
  - 33 Par Vemploi d’un régulateur d’induction. — Le principe du ré-^latre par régulateur d’induction est bien connu. On ajoute à une tension fixe obtenue par un transformateur du type usuel, une tension variable en trrandeur et en signe, obtenue dans un appareil construit comme un moteur d'induction monophasé, avec primaire fixe et secondaire mobile, commandé mécaniquement, décalabie autour de son centre, de sorte qu’il peut embrasser plus ou moins complètement le flux statorique. Le primaire (stator) du régulateur est alimenté sous la tension constante du secondaire du transformateur fixe et son secondaire (rotor) est mis en série avec le secondaire du même transformateur.
  - Une application remarquable de ce procédé est celle réalisée par les Ateliers de Constructions électriques du Nord et de l’Est, pour leur locomotive d’essai de la Compagnie du Midi, dont nous avons déjà parlé à proposées moteurs.
  - Cette locomotive comporte deux transformateurs à rapport de transformation fixe 12.000/240, dont les primaires sont en parallèle sous la tension du trolley 12.000 volts et les secondaires en série. A chaque transformateur est adjoint un régulateur d’induction du type précédent, dont le stator est alimenté à tension constante, 240 volts à vide, par le transformateur correspondant. Son rotor est le siège d’une f.é.m. qui, à bdo, est exactement en phase avec la tension appliquée aux bornes du stator et varie suivant le calage entre + et — 140 volts, de sorte que les secondaires des deux transformateurs et des deux régulateurs de la locomotive étant en série, la tension disponible pour l’alimentation des mo-
  - teurs varie entre
  - 2 x (240 — 340) = 200 volts 2 x (240 + 140) = 760 volts.
  - ^ans régulateur, une connexion de court-circuit est en outre dis-i^/ee sur son stator entre deux points diamétralement situés et à 90° des points d alimentation. Cette connexion joue le rôle spécial suivant : le
  - tirant basse tension traversant le rnlnr orée lin fliiv avant une Hireotion
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- - 174
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - à un courant dans la connexion de court-circuit, ce courant produit U( flux de sens contraire au second flux et l’annule presque complètent (si ce flux n’était pas annulé, il produirait une assez forte chute inductive Grâce à l’emploi de cette connexion de court-circuit et à diverses dépositions de détails prises pour l’exécution des enroulements dans le b
  - Fig. 96.
  - Schéma des connexions d’un équipement monophasé type, système Westinghouse.
  - d’assurer une égale répartition du flux dans les deux dérivations duf>r' cuit magnétique du régulateur et la superposition des ondes des tension* du transformateur et du régulateur, pour toute position du rotor, lecteur de puissance du transformateur et du régulateur combinés n’est qlie légèrement inférieur à celui d’un transformateur à prises multiples.
  - La rotation du rotor du régulateur d’induction est obtenue au nio.'eB d’un petit moteur dont le mouvement de rotation lui est transmis p*r deux réductions par vis sans fin de rapports 1/31 et 1 /33.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ 175
  - Enfin» un contrôleur auxiliaire placé sur le transformateur et com-^ pal‘ chaîne Galle, permet d’obtenir l’asservissement du courant je commande, d’après la position du rotor du régulateur.
  - Le régulateur d’induction évite l’emploi de nombreux contacteurs et ! inconvénient que présentent les prises multiples du transformateur des méthodes précédentes de ne permettre qu’un réglage de la tension par
  - Tra-n\farm& tsar
  - Moteur
  - Fig. 97.
  - Voiture monophasée de Malakoff. — Schéma général de l’équipement.
  - ^oups. Il procure en effet un réglage progressif et continu. Par contre, ajoute une complication à l’équipement, il est lourd et encombrant et "Ohibue à abaisser le facteur de puissance du système.
  - 69.
  - Exemples de schémas d’équipements monophasés. — Comme Xemples de schémas d’équipements monophasés, nous donnons ci-dessus, ^schéma d’un équipement monophasé type, système Westinghouse t ^ celui de l’équipement Thomson-Houston à moteurs Latour de
  - , tienne ligne expérimentale de Malakoff, à Paris (fig. 97) et en planches
  - text
  - e ceux des différentes locomotives d’essai du Midi, dont nous
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- - 176
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - avons déjà parlé: Westinghouse (fig. 98), Thomson-Houston ^fig. 99J Ateliers de Constructions électriques du Nord et de l’Est (fig. 100).
  - 70. Systèmes monophasés mixtes. — Dans ces systèmes, le cou^ d’alimentation du trolley est monophasé et les moteurs d’essieu sont, s0^ des moteurs à courant continu, soit des moteurs asynchrones Iriphaség le courant étant transformé sur la locomotive elle-même. Ils ont été ginés dans le but de pouvoir adopter une haute tension au trolley tout eu conservant une seule ligne, (ceci par opposition au système triphasé q„| en demande deux), et de profiter pour les moteurs d’essieu des avantages que présentent, par rapport aux moteurs monophasés, les moteurs cou rant continu ou asynchrones triphasés (couple constant — non pulsatoire —- construction plus simple, plus robuste, meilleur rendement).
  - Les principaux systèmes employés dans ce but sont :
  - 71. Systèmes monophasé-continu. — 1) Méthode de Ward-Léonard.-Nous avons déjà vu l’application de cette méthode au courant continué propos de la Régulation de ia marche des automotrices en courant continu (chapitre V). Dans le cas actuel de l’alimentation en courant monophasé, le moteur du groupe moteur-générateur Ward-Léonard sera un moteur monophasé à collecteur du type répulsion, qui entraînera comme précédemment une dynamo courant continu à excitation variable, laquelle alimentera les moteurs d'essieu courant continu, type ordinaire.
  - La Compagnie OErlikon a construit sur ce principe une locomotive d’essai de 45 tonnes. L’inconvénient est le poids du groupe moteur générateur et son entretien.
  - 2) Emploi du courant redressé par le redresseur-régulateur Auverl-Ferrand. — MM. Auvert et Ferrand ont imaginé de transformer le courant monophasé d’alimentation en un courant redressé se rapprochant comme forme du courant continu et en ayant les avantages.
  - Le système comprend un transformateur statique abaisseur de tension et un redresseur-régulateur donnant du courant redressé et même du courant ondulé à voltage variable pour l’alimentation des moteurs d’essieu.
  - Le redresseur permet de retourner les demi-ondes négatives de la tension sinusoïdale monophasée (fig. 101), de façon à obtenir aux bornes une tension toujours de même sens, qui donnera un courant également de même sens.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
  - 177
  - Fig. 101.
  - pour exposer le principe du fonctionnement du redresseur, nous nous
  - serons à examiner le cas simple d’un redresseur bipolaire à collecteur
  - unique-
  - Considérons (fig. 102) (1) un anneau lamellé SS formé de tôles minces
  - duquel sont placés deux enroulements Ë F, occupant chacun le aiitoui u
  - t up la circonférence de 1 anneau
  - quart oew
  - balisant ainsi deux portions d anneau Gramme.
  - Sur le même axe que celui-ci est monté un collecteur incomplet de dynamo à courant continu formé de deux secteurs X et Y d’ouverture 90° composé de lames de collecteur et deux secteurs P, Q pleins, remplissant le? intervalles et reliés respectivement à deux bagues L et M.
  - Les lames des secteurs X Y sont connectées aux différentes sections des enroulements et les extrémités de ceux-ci sont reliés en f.g.h.k. aux
  - secteurs P et Q. Le système est complété par deux jeux de balais A,B et C,D disposés comme l’indique la figure et le schéma de principe précédent. Le courant monophasé arrive par A et B.
  - Supposons d’abord l’appareil immobile, on voit que le courant alternatif arrivant par A et B parcourra les enroulements E F de telle sorte que les flux magnétiques engendrés dans les deux parties de l’anneau soient concordants.
  - Le flux total parcourant l’anneau sera fermé sur lui-même comme dans le noyau d’un transformateur.
  - (t) La description de cet appareil et la figure qui l’accompagne sont extraits de Industrie électrique du 25 avril 1907.
  - . Fig. 102.
  - Schéma du redresseur Auvert et Ferrand.
  - 12
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- - 178
  - TU ACTION ÉLECTRIQUE
  - Supposons maintenant qu’on fasse tourner l’anneau au synchro
  - que lç’
  - au moyen d'un moteur synchrone par exemple et de telle sotte balais C D soient au milieu des secteurs pleins P Q, au moment'*'-tension alternative est maximum. On voit dans ces conditions qUela lié a Q [3 du collecteur, a toujours la même polarité que le point a ^
  - tan-
  - que
  - dis que la deuxième moitié a Q (3 a toujours la même polarité point B.
  - L’anneau tournant à la vitesse du synchronisme, chacune des moiti', du collecteur passera devant chacun des frotteurs G D, précisément dan*
  - le temps où elle aura polarité déterminée e[ celle-ci changera de signe au moment même où chaque moitié du collée-teur quittera un frotteur pour venir en contact avec l’autre frotteur.
  - En d’autres termes, la tension aux frotteurs CD sera toujours de même sens et l’appareil fournira du courant redressé. Ce courant redressé traver-I-,G- 103- sera d’ailleurs tout ou
  - partie des enroulements
  - suivant la position du collecteur, mais la somme algébrique des ampère-tours variables développés dans les enroulements de part et d’autre de chaque balai est toujours, à chaque instant, celle qui, dans la marche à vide, est nécessaire pour créer une f.é.m. de self-induclion égale et contraire à celle de la source.
  - Tant que les balais G et D sont opposés à 180°, la tension moyenne aux bornes ne changera.pas ; mais si on rapproche progressivement nu balai de l’autre, celui-ci étant supposé fixe, l’appareil jouera le rôle d un transformateur à coefficient de transformation variable et la tension moyenne aux bornes diminuera à mesure (pie le balai mobile se rapprochera de 1 autre. Il résulte de ceci un moyen de réglage de la tension et par suite de la vitesse et de l’effort de traction.
  - En pratique, MM. Auvert et Ferrand emploient un redresseur tétia
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- - jFigr. 98. Locomotive WestinqiioTise delàCLe des CUemms defex duMidi.
  - Trixrvs for ma forts-J
  - • Hrruis for moteur Z.
  - 1 *v K <5Q s Sü £ £ s 'vi K K N *5 N <55 Iv. N CV «V <o Cv Cv Cô K N 2? N ^s, <* N ce w-5 ^5 'ïfr
  - Arrêt O
  - 7 O 0 0 0 b
  - 2 G O Q 0 o Q o
  - 3 (*) O Q 0 s 0 o Û
  - te O Q 0 O il o o o
  - 5 Q 0 (*) 0 i o 0 o
  - 6 O 0 0 0 w A o 0 1
  - 1 O Q O 0 1 o o 11
  - 8 0 c 0 O 1 0 o 1
  - 8 O 0 0 0 0 1 o 0 1
  - 7o 0 D a O O s o o o
  - 77 0 0 0 0 O m o o o
  - 72 Q ü 0 G Q £3 o 0 0
  - 73 • O 0 0 • Q 0 0 o 0 o
  - 7tf 0 o o O o o o
  - 75 O Q o 0 0 0 a
  - 76 0 b O o o o o o o
  - 11 Q 0 o o o 0 0 0 o
  - Four la marche Aï,les contacts ; 22- 21- 26-28, remplacent les
  - contacts 21_ 23-25127.
  - 5>
  - ^3
  - Récupération. (a. petite vitesseJ. Fermeture des contacts.
  - l'I «fevi s_ Jf N N ce <30 <Î5 s s s N5 S ? Vi N fcf >. N «5 T" Cv cv Cv CO cv <5 cv <v ^5 cv U- Cv .«0 cv >s. Cv co ** «St 'V5
  - Arrêt
  - 7 Q Q a 0 0 Ü o
  - Z P 0 Q 0 o o o o
  - s. o 0 0 0 o o o o o
  - U Q 0 0 0 o o o o o o
  - TV Q Q 0 0 0 0 0 o 0 o
  - 6 o o o 0 o o o o o o
  - i o 0 o b 0 o o o o o
  - 8 0 0 1 o 0 o o o o o
  - 3 P o o 1 0 0 o 0 o o o
  - 70 ' G 0 o 1 0 c o o o o
  - 71 Û o Q 0 1 o o o o o
  - 72 0 o 0 o o o o o o o
  - 73 o o o -— o o 0 o o 0 o
  - 1tf Q 0 o Q o o o o o 0
  - 75 Q Q Q 0 0 o o o o o
  - 76 o o G Q o 0 0 o o o
  - - Il Q Q o Û Q o o o oo
  - Peur la récupération agrande vîtes se,h contact 12remplace le contact 11.
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- - Fig. 99. — Equipement monophasé Thomson Houston de la Locomotive des Chemins de fer du Midi.
  - r r r
  - r r r
  - Âftj—rvïûmwM-i—
  - A. - SCHÉMA DÉTAILLÉ
  - ABRÉVIATIONS OU RENVOIS RELATIFS A LA FIGURE 99.
  - APi APS, Ampèremèlres des ] de commande P4 et P*. Electr'o de commande du de commutateur RSR. Roîte à 20 branchements, compresseur.
  - Coupleur à 20 contacts. Gelais pour changer les
  - nexions série-répulsion el
  - R^nmPiens®e 0u inversemt sectionnement gc DH. ini ^ connexions.
  - EM ÈnclTna,6"1' Type DA 161 1&9 hement des conta
  - FpSn^le À exPuLion Tv Forme D„ 12.000 volts-2 peres.
  - C0nlalunaérieur à 12-°°° v 12 000 If "cpture du . àhJ/oR.dans lmtern
  - Interî>Up[eur d éclairage. subsM? 6Ur.- d'is,olement
  - ÿsÇommândendu iommu
  - AC
  - BJ
  - C
  - 1)A
  - DB
  - DR
  - H
  - IIT
  - II
  - rupteur à huile OR en cas de surcharge sur lélectro Si. Rapport de transformation 40/12. Capacité 200 ampères.
  - M Fusibles de voltmètres. (VPi ou VP2 suivant le poste.)
  - MC Un des contrôleurs en développement (voir en fin de légende colonnes 4 et 5 a), b), c), d).
  - MCA L'autre contrôleur.
  - ML Interrupteur du groupe ventilateur V/‘s, sur la ligne sous-câble T1, T2 à 100 volts.
  - MS Désigne chacun des deux interrupteurs commandant l'interrupteur à huile à haute tension.
  - OR Interrupteur à huile à enclanche-ment manuel (direct ou pneumatique; et à déclenchement électrique automatique ou déterminé par le conducteur.
  - PM* Tube dé rhéostat Type 5.
  - PM* Tube de rhéostat Type 6.
  - 51 Electrode déclenchement de l'in-
  - terrupteur OR à 12.000 volts en cas de surcharge.
  - 52 Electro de déclenchement de l'in-
  - terrupteur OR à 12.000 volts,
  - pour la transmission électrique de sa commande manuelle à distance.
  - SM Chacun des deux interrupteurs du circuit de commande (par la ligne sous câble TT à 600 volts;.
  - SMi Interrupteur du groupe compresseur C sur la ligne sous câble Ti, Ts à 320 volts.
  - Te Transformateur du courant pour les ampèremètres des deux postes de commande A Pi, AP*. T* Transformateur interposé lors du freinage.
  - TG Lignes alimentées par la dérivation G à 60Ü volts.
  - VPi VP2. Voltmètres des postes de commande Pi et P2, tension 750 volts, échelle 14.000 volts,Type R3, montés sur suspension élastique en plan vertical.
  - Vl Ventilateur.
  - Organes accessoires du contrôleur NC-
  - a) Cylindre de changement de marche enclenché pour ne pas pouvoir être changé déposition, à moins que le cylindre principal et le cylindre de frei-
  - LÉGENDE
  - COMMUNE AUX! SCHÉMAS A et B
  - AB Primaire à 12.000 volts.
  - ABOD Transformateur principal.
  - Ci | Enroulemenlsd’excitation com-
  - C2 ) pensée des moteur-.
  - DH3 Interrupteur type DH 163A. (Ré-pulsion-série-répulsion).
  - Ei, E» Enroulements d’excitation principale des moteurs.
  - Fi,'F2 Résistance de transition.
  - G * Dérivation à 600 volts du primaire AB.
  - J Jonction des induits et des cir-
  - cuits compensateurs commandée par le commutateur RSR.
  - LW Câbles du circuit de marche
  - en série-répulsion.
  - MA Fusibles des divers circuits.
  - j Induits des moteui’S.
  - NN Pantographes US 123A.
  - OD Secondaire du transformateur
  - principal.
  - R Abréviation de répulsion (R...)
  - SR Abréviation de série-répulsion
  - (S... R...)
  - Re Réactance.
  - RS Réhostat de réglage. (Répul-
  - sion-série-répulsion).
  - TS Transformateur interposé lors
  - du freinage.
  - U ou Y Fusible de circuits principaux.
  - V Ligne à 200 volts de l’excita-
  - lion Ci, C2 compensée.
  - WL Câbles du circuit de marche en
  - série-répulsion.
  - Z Terré.
  - nage ne soient ouverts, et pour que ces autres cylindres ne puissent être manœuvrés quand il est à l'arrêt.
  - b) Interrupteur à utiliser dans les cas où RSR doit être manœuvré à la main. 11 suffit d’appuyer la main jusqu’à ce qu’il s'enclenche pour donner la connexion répulsion. Cet interrupteur s'ouvre automatiquement en arrivant au cran 9 pour donner la position série répulsion, et reste ainsi à moins qu'on n’appuie de nouveau.
  - c) Interrupteur à ouvrir pour le passage automatique répulsion-série-répulsion et vice-versa, et à fermer pour la manœuvre à la main en cas de nécessité.
  - 1 3 ♦ a « r 8 9i<mi2iaMMiw«P0
  - M M'irchc en mo/eur F ICxrche
  - X
  - SCHÉMA INDICATEUR DES POSITIONS DU CONTROLEUR ET DES CONTACTEURS
  - La désignation des contacteurs fermés à tout instant, par rapport aux crans de contrôleurs correspondants, est donnée parles signes :
  - x Pour la période de fonctionnement en moteur.
  - O Pour la période de fonctionnement en freinage.
  - • Pour l’une et l’autre période.
  - Les crans numérotés 0 à 19 correspondent :
  - Nos 0 à 13 au cylindre principal;
  - Nos 13 à 19 au cylindre de freinage.
  - Les positions désignées à la gauche du tableau dans la colonne XX correspondent à des crans de contrôleur sur lesquels on ne resle pas, leur seule fonction étant d’insérer lors du passage au cran suivant la résistance Fi, F2 (fig. 3) ; ces positions ne sont pas marquées par des arrêts de la grande manette du contrôleur.
  - Les deux colonnes voisines indiquent par des chiffres :
  - Celle de gauche les positions sur lesquelles la marche peut être maintenue indéfiniment.
  - Celle de droite, les positions dans lesquelles le rhéostat est intercalé en série avec les mo-leurs.
  - N
  - B. - SCHÉMA SIMPLIFIÉ
  - dj Enclenchement réglable du cylindre principal et du cylindre du freinage.
  - Le cran 1 correspond à la position dans laquelle le cylindre principal est enclenché pour ne pouvoir dépasser une position déterminée si le cylindre de freinage est à |la position" « freinage ».
  - Le cran 2, à la position dans laquelle le cylindre de freinage est enclenché pour ne pouvoir être actionné que si le cylindre principal est à la position coup"ure. Enclenchement amovible.
  - NB. — Ces contacts s'ouvrent quand le solénoïde AC fonctionne.
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- - 13S& amp.
  - RM CMR Ut III 000
  - SOC amp.
  - icr.lOO . Locomotive des Ateliers de JeumoTiVj)ourla. Cie des Chemins deferdnMiûk. Schéma des connexions.
  - J/*- TpcuusfonrzoC&ccrs ju’L/uufwujuœ-. Xf, Moteurs
  - Cc’^, CotitcicCeLcr cenj^t^hÿ^ . Cf’, CbnZucteeu' de réei
  - Pjnœtjial. •; S/n. -o f Scrtfontobucn de, L'thoef'sexjLr Sm^cL-, .•^^--r — ----------—--------------------------- • - •• e n -P ' -Il
  - t'^c, tnans porrruzleuj* de. co n i^uzas a leur de la. self du transformateur tiytre transformateur dexc ilhtùon.£ moteurs des compresseurs^ tc^Résistance de conij3oimda.tje;nic; manivelle de com-nia.ndeae$ cou do tiers .1. Fusibles.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
  - 179
  - laire et utilisant tout le fer de l’induit au moyen de deux collecteurs décalés de 90° et mettent l’appareil en marche par un moteur synchrone
  - monophasé.
  - pour une tension alternative de 105 volts, la tension moyenne du courant redressé est de 280 volts au maximum
  - Les schémas ci-dessus (fig. 103) donnent les tensions obtenues par le décalage des balais, dans le cas où ceux-ci se touchent, sont à 90° ou sont en opposition.
  - On obtient les rendements suivants :
  - Pleine charge............................ 88 à 89 p. 0/0.
  - 1/2 charge.............................. 86 à 87 p. 0/0.
  - 1/4 charge............................... 79 à 80 p. 0/0.
  - Fig. 104.
  - Schéma du montage du redresseur régulateur Auvert et Ferrand pour les essais.
  - Nous donnons, à titre d’indication, le schéma de montage (fig. 104) u redresseur régulateur, pour essais en plate-forme, sans entrer lou-tefois dans le détail de ceux-ci.
  - Il est à noter que l’emploi du courant ondulé demande des moteurs à 111 uct,eurs feuilletés comme pour le courant alternatif.
  - Cetappareil pèse environ 8 tonnes pour une puissance de 400 Kws, soit
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- - 180
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - environ 20 tonnes pour 1.000 Kws, ce qui est important. Toutefois ^ rieurement, on est arrivé à réduire ce poids à 12 ou 14 tonnes.
  - La Société Alioth a construit sur ce principe une locomotive expér mentale, qui a été essayée sur la ligne Cannes-Grasse, fin 1910. L’éner^ fournie était sous forme de courant monophasé 12.000 volts, 25 période Le transformateur abaisseur de tension, monté sur la locomotive a| mentait deux redresseurs.
  - Un des résultats remarquables obtenus avec cette méthode, est (pila puissance demandée- au réseau, au moment du démarrage, est tri-, réduite ; c’est ainsi que la mise en marche d’un train ayant absorb-150 Kws, la puissance nécessaire pour le maintenir ensuite à la vites-normale, a été de 1.000 Kws.
  - Ce fait tient à ce que dans ce système, on règle la marche de la locomotive par le décalage des balais du redresseur. Au départ, on démarr-sous une tension très faible comme dans la méthode Ward-Léonard juste celle nécessaire pour maintenir dans les moteurs de traction le«-rant correspondant au couple à produire, tandis qu'en pleine vitessec utilise la tension totale, après avoir décalé progressivement les balais.
  - Remarquons enfin.que ce système se prête à la récupération del’énc-gie, car il est réversible.
  - Les critiques sont les mêmes que pour la locomotive Heilmann :poi -et prix de la locomotive et entretien du redresseur particulièrementir-portant à cause des balais. Aussi ce système paraît devoir être avant; geusement remplacé par l’un des suivants conçus dans le même but n’a d’ailleurs pas été mis en exploitation.
  - 3) Locomotive à redresseur de courant à vapeur de mercure, systc Westinghouse. — Dans le même ordre d’idées, la Compagnie ^eî(l ghouse a résolu le problème en employant sur la locomotive, un redi* seur de courant à vapeur de mercure Cooper-Hewitt. Dans cettem thode, il n’est pas non plus fait emploi de résistances pour le déniam-et comme dans le cas précédent, les moteurs d’essieu doivent être a1 cuit magnétique feuilleté.
  - Le courant de la ligne, monophasé à 11.000 volts, est abai-^ 1.200 volts, courant continu par un transformateur statique et un1 seur Cooper-Hewitt. A cet effet (schéma flg. 105), le centre du secon du transformateur est connecté au pôle négatif du redresseur a les quatre moteurs série, groupés en série-parallèle, d’une pulSS
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
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  - chevaux chacun et deux prises variables, mais équidistantes du nermettant de modifier à volonté la tension entre 0 et 1.200 volts, connectés aux deux bornes positives du redresseur. Enfin, le point ? lieu du circuit des moteurs, deux d’un côté et deux de l’autre, en dérision est mis à la terre, pour limiter à 600 volts maximum, la tension effective entre les bornes de chaque moteur et les masses métalliques de ja locomotive. Le courant d’excitation du redresseur est fourni par un petit groupe moteur-générateur.
  - Mercure
  - Fig. 105.
  - Equipement de locomotive avec redresseur à mercure Cooper-IIewitt. Schéma simplifié du circuit principal.
  - j redresseur lui-même se compose d’un cylindre en acier de 500 mm. e hauteur. Les électrodes traversent la paroi supérieure à travers des rnes isolées. L’encombrement de l’ensemble est très réduit.
  - "50^a c^u^e de tension dans le redresseur est à peu près de 25 volts et à ampères (qui est le courant de pleine charge de la locomotive), la -sanee perdue est seulement d’environ 18 3/4 chevaux. Le rendement
  - est très élevé.
  - manier ^°COrno^ve d’essai, pesant environ 70 tonnes, équipée de cette New v ’ f ^ mise en service en 1914, sur la ligne de New-Canaan du
  - "Aork-NeW-Haven et Hartford.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Cette méthode constitue une application nouvelle et originale ^ marque une étape remarquable dans la solution de la traction surgraa^ lignes en utilisant le courant monophasé à la ligne d’alimentation (1).
  - 72. Système mono-triphasé Westinghouse et Pennsylvania. —
  - verrons au chapitre suivant après l’étude des moteurs triphasés, deu applications de ce système.
  - Applications du système monophasé.
  - Nous avons déjà cité au chapitre II quelques-unes des applications de la traction monophasée. Nous ajouterons encore quelques exemples de lignes de grosse traction en Europe.
  - Lignes de la Compagnie des Chemins de fer du Midi en cours d'électrification (lignes exploitées : Perpignan-Villefranche, Tarbes-Bagnères-de-Bigorre, Lourdes-Pierrefitte, Lannemezan-Arreau); à 12.000 vol|$ 16 2/3 périodes.
  - Lignes des Chemins de fer suédois à 15.000 volts 15 périodes, défi. runa-Riksgraüssen, avec des locomotives à deux moteurs de 200 chevaux. Oerlikon etBrown-Boveri,du Lœtschberg, 15.000 volts, 16 2/3 périodes/? à deux moteurs de 1.250 chevaux, série-compensé.
  - Ligne de la Wiesenthal 10.000 volts, 15 périodes, des Chemins de fer
  - (1) Nous signalerons ici un autre genre d’application des redresseurs à la traction, au point de vue sous-slalion. Ces appareils commencent en effet à être avantageusement employés aux lieu et place dégroupés convertisseurs. Nous signalerons dans cet ordre d’idées l’application récente réalisée par la Société Brown-Boveri, fin 1915, à la sous-station de Juvieh-Dietikon, du tramway de la vallée de la Liraraa, près de Zurich, où deux groupes moteurs-générateurs de 80 Kws (600 volts), réunis en parallèle ont été remplacés par deux redresseurs à vapeur de mercure delà!) Kws, un seul étant d’ailleurs suffisant pour assurer le service. L’énergie primaire triphasée 6.000 volts 50 périodes, est transformée en courant hexaphasé 530 volts par phase, au moyen d’un transformateur alimentant les redresseurs, dont la tension entre deux anodes est 1.060 volts. Le rendement global de l’installation est donnée égal à 93,2°/0 entre la demi-charge et la pleine charge.
  - Nous citerons encore l'application faite en 1917 aux tramways de Deuben.près Dresde, où sont en service deux redresseurs de 200 Kws (520 volts) et celle du chemin de fer Lausanne-Moudon (courant continu 800 volts).
  - 11 semble qu’il y ait là un champ d’application nouveau très fécond de ces appareils .
  - (2) La fréquence du courant sur la ligne du Lœtschberg était primitivement de
  - 15 périodes ainsi que sur les lignes des G. F. F. Elle a été élevée récemment
  - 16 2/3 pour faciliter la transformation de l’énergie en courants triphasés 50 période?-
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
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  - badois
  - avec des locomotives à deux moteurs série compensé Siemens-
  - cchockert de 475 chevaux.
  - 3 pour la ligne en construction du Saint-Gothard 15.000 volts 16 2/3 odes différents types de locomotives sont en construction avec des P o(eurs gérie-compensé Oerlikon ou Brown-Boveri : locomotives pour i ains express, type léger avec deux moteurs de 825 chevaux, et type 1 ^ quatre moteurs de 825 chevaux et type lourd à quatre moteurs
  - le 560 chevaux, locomotives pour trains de marchandises à quatre moeurs de 500 chevaux.
  - Et pour mémoire, aux Etats-Unis, les lignes à 11.000 volts 25 périodes du New-York-New-Haven et du Pennsylvania.
  - 73. Remarques générales sur le système monophasé. — 1° Lignes à alimentation mixte: courant continu et courant monophasé. — Aux Etats-Unis, la grande majorité des lignes monophasées comprennent deux sections, l’une à courant continu 500/600 volts pour les traversées des villes, l’autre à courant monophasé haute tension 3.300, 6.600, 11.000 volts pour les parcours en rase campagne. Les moteurs doivent fonctionner indifféremment sur l’une et l’autre section. C'est une condition essentielle.
  - Les moteurs monophasés à collecteur se prêtent bien au fonctionnement sous courant continu et sous courant monophasé. Il faut toutefois remarquer que cela conduit à un double équipement (il n’y a que quelques organes accessoires qui soient communs) pour les appareils de contrôle : le contrôle étant rhéostatique série-parallèle pour le courant continu et par transformateur pour le monophasé. Il est évident que dans ces conditions, le poids — et le prix —- des automotrices est sensiblement accru. En outre, l’expérience semble avoir prouvé que les frais d’entretien de semblables équipements étaient trop élevés.
  - Pour ce mode d’alimentation mixte, les sections de ligne courant monophasé et courant continu, sont séparées l’une de l’autre, par une section neutre où, par la manœuvre de commutateurs appropriés, automatiques ou non, on met en circuit l’un ou l’autre des circuits de contrôle, soit celui à résistances, si on va entrer dans la section à courant continu, soit celui à transformateur si on va entrer dans celle à courant monophasé.
  - Nous avons déjà cité comme application en France de cette double aimenlalion, la ligne Lyon-Miribel-Jons, avec 6.600 volts courant mo-
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  - TRA<'TK>N ELECTRIQUE
  - j/antographe
  - Trolley
  - suto transfnrma ierur
  - ioovoltî
  - nophasé, 15 périodes et 600 volts courant continu, avec des moteu Westinghouse-Lamme du type série avec connexions résistantes et eriro^ lemenls compensateurs. Le schéma de ces équipements est donné planche hors texte (fig. 106). 611
  - Nous citerons de plus comme application remarquable de ce systè^ à la grosse traction, les locomotives de 110 tonnes Baldwin-Westin
  - ghouse (1912), du type(lit « articulé » des lignes ^
  - New-York-New-Haven et
  - Hartford à quatre essieux moteurs et huit moteurs série-compensé Lamme de 170 chevaux. Ces locomotives circulent sur la ligne principale monophasée 11.000 volts 25 périodes, et sur la section courant continu 650 volts. Nous reviendrons sur ces locomotives à propos du mode de montage de leurs moteurs.
  - 2° Lignes monophasées à haute et basse tension.-Au lieu d’avoir une section basse tension courant continu pour les traversées d’agglomérations habitées, on peut avoir une section monophasée basse tension. On n’est plus alors obligé d’avoir un double équipement. C’est ce qui a été réalisé aux Chemins de fer départementaux de la Haute-Vienne, où les lignes sont à 10.000 volts 25 périodes, sauf à la traversée de Limoges qui est à 600 volts également monophasé. Au point de vue équipement des voitures, cette double alimentation nécessite simplement l’addition sur l’auto-transformateur d’une seconde prise, prise 600 volts, et en outre un commutateur à deux directions, suivant le schéma de la ligure 107. Le schéma complet des équipements de ces voitures est donne en planche hors texte figure 108. Les moteurs sont du type série-compense Siemens, construits par la Compagnie de Creil.
  - Fig. 107.
  - =r terre
  - Schéma simplifié des équipements monophasés 10.000/600 volts de la Haute-Vienne.
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- - Fig. Î06 TRACTION MIXTE (CONTINU ET MONOPHASÉ)
  - VOITURE MOTRICE DE LA LI&NE DE TRAMWAYS LYON - MIRIBEL
  - chema
  - connexions.
  - JSobLuc, tle'jself_
  - MOTEUR N?2
  - MOTEUR N*1
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- - hOÛ Vû/fs
  - Courant alternai!f monophase 20.000 volts. et ovùvo, SCHEMA DES CONNEXIONS D’UNE -AUTOMOTRICE
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- - GOURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
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  - 3° Fréquence du courant d'alimentation. — La majorité des lignes , itallées, comportent l'emploi de courant monophasé à 25 périodes; toutefois la tendance est d’adopter des fréquences plus basses, soit 16 2/3 ou 15 périodes, en vue d’améliorer le fonctionnement des moteurs. C’est ainsi que la fréquence adoptée pour l’électrification des Chemins de fer suisses (Lœtschberg, Saint-Gothard), est 16 2/3(1) périodes; 15 pour la ligne électrifiée des Chemins de fer suédois, celle adoptée par la Compagnie des Chemins de fer du Midi est 16 2/3 périodes.
  - Les avantages que l’on peut invoquer en faveur de la fréquence 15 ou 16 2/3 peuvent être résumés ainsi :
  - 1° Augmentation dAnviron 30 à 35 0/0 de la puissance d’un moteur d’encombrement donné, par suite pour une puissance donnée, un moteur construit pour 15 ou 16 2/3 périodes est meilleur marché ;
  - 2° Rendement et facteur de puissance plus élevés ;
  - 3° Poids mort de l’appareillage électrique sur l’automotrice moins considérable pour une même puissance ;
  - 4° Pertes en ligne plus faibles.
  - Tandis qu’en faveur de la fréquence 25, on ne peut guère qu’invoquer les raisons suivantes :
  - 1° Cette fréquence est d’un emploi plus général comme convenant mieux à un réseau de distribution d’énergie;
  - 2° Les transformateurs sont moins chers et moins lourds;
  - 3° Caractère légèrement moins pulsatoire du couple et diminution correspondante des vibrations.
  - 4u Forme du couple développé par les moteurs monophasés. — Une critique du moteur monophasé est que son couple n’est pas constant mais pulsatoire. Il est en effet de forme C. Cos2 wt. Or:
  - C
  - C. Cos 2 ot = - ( 1 -f- cos 2 u>t )
  - Il peut donc être considéré comme se composant d’un couple cons-, C Q
  - lan 9 plus un couple alternatif — cos2wf d’une fréquence double de
  - Celle du réseau. Autrement dit sa valeur absolue passe 2 f fois par seconde Par SOn maximum, f étant la fréquence des courants d’alimentation. Le couple maximum est ainsi théoriquement double du couple moyen. Pra-
  - d) Primitivement : 15 périodes.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - tiquement, toutefois, à cause de l’inertie des masses et de l’élasticité ^ organes de transmission (on voit l’avantage particulier que présentent ici les transmissions élastiques), cet inconvénient est notablement réduit En fait, le couple maximum n’est guère que 80 0/0 supérieur au couple moyen. Cette différence est néanmoins très appréciable.
  - Les moteurs à courant continu ou à courants triphasés ont, au contraire, un couple constant.
  - La forme pulsatoire du couple provoque d’autre part des vibrations qui se propagent dans toutes les parties mécaniques du véhicule, ce qui est un autre inconvénient sérieux et n’est pas étranger aux ruptures fréquentes de pièces diverses: engrenages, bielles, manivelles, etc., que l’on constate dans les locomotives à moteurs monophasés, surtout quand les organes de transmission du couple moteur à l’essieu sont complètement rigides (locomotives d’essais Seebach-Wettingen et Lœtschberg).
  - 5° Poids et coût d'entretien du matériel monophasé. — Une critique plus grave à faire à la traction monophasée, critique que l’expérience semble justifier jusqu’alors, porte sur les poids et sur les dépenses d’entretien du matériel roulant, qui apparaissent comme étant plus élevés que pour les autres systèmes.
  - Remarquons en particulier qu’une des circonstances qui influent sur le poids des moteurs est la forme pulsatoire du couple. Il est évident en effet, que les moteurs courants continu ou triphasés qui sont à couple constant, seront plus légers que les moteurs à courant monophasé et plus économiques pour une même puissance. En outre, pour le même effort de traction, le poids adhérent doit être plus considérable pour une locomotive monophasée que pour une locomotive courants continu ou triphasés ; sinon, en forçant la puissance développée par la première, on finirait par obtenir un patinage qui serait périodique. Pratiquement toutefois, ainsi que nous l’avons vu, cet inconvénient est notablement réduit du fait de l’inertie des masses et de l’élasticité des organes de transmission.
  - Le moteur monophasé est en outre plus lourd que le moteur à courant continu, du fait que sa carcasse constitue en réalité un poids rnorb n étant pas utilisée au point de vue magnétique, tandis que pour le moteur à courant continu, elle l’est.
  - On peut, en résumé, considérer que pour une même puissance, le motem monophasé est de 15 à 200/0 plus lourd que le moteur à courant continu-
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  - Rotons enfin que le rendement d’un moteur monophasé est légère-nleid inférieur- à celui d’un moteur courant continu de même puissance.
  - le moteur monophasé est en outre employé concurremment avec un transf°rrna^eur’ d’où pertes et un poids supplémentaire. Par contre, les résistances de démarrage du moteur à courant continu sont évitées, ce qui constitue un avantage marqué.
  - En ce qui concerne la question de poids de trains complets dans les deux systèmes courant continu et courant monophasé, la comparaison faite pour services de banlieue sur les lignes comparables du New-York Central (courant continu) et du Néw-York-New-Haven (courant monophasé), qui comprennent toutes deux l’emploi de rames à automotrices, a conduit aux résultats suivants : (1)
  - N-Y-G N-Y-N-H
  - • 2 moteurs 4 moteurs
  - Puissance d’une automotrice (chevaux)...... 480 ' 600
  - Poids des automotrices (tonnes)................. 48 79
  - Puissance totale des automotrices d’un train
  - (chevaux).................................. 2400 600
  - Poids total du train (tonnes).................. 351 170
  - Puissance par tonne de train (chevaux)..... 6,8 3,5
  - Poids de train par cheval (Kgs)....... .... 14,6 28,4
  - Nombre de places offertes...................... 518 228
  - Poids par place offerte (Kgs).................. 670 750
  - Ainsi, en résumé, on peut disposer d’une puissance de 6,8 chevaux par tonne de train en courant continu et seulement de 3,5 chevaux pour le monophasé. Parallèlement les poids morts par place offerte sont respectivement de 670 Kgs. et 750 Kgs.
  - Des résultats analogues sont obtenus si on compare les locomotives en service sur les mêmes lignes de banlieue.
  - N-Y-G N-Y-N-H
  - Poidsdelalocomotive(dernierstypes)(tonnes) 108 102
  - Poids adhérent (tonnes)........................ 65 75
  - Puissance (chevaux).......................... 2400 1000
  - (ventilation (ventilation naturelle) forcée)
  - 0) Les renseignements statistiques qui suivent sont extraits d’une communica-1011 de M. Parodi à la Société Internationale des Electriciens (17 avril 1913).
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  - COURANT ÉLECTRIQUE
  - Puissance par tonne de locomotive ou puissance spécifique [chevaux)...................... 22,2 9,8
  - Poids de la locomotive par cheval, ou poids
  - spécifique (Kgs.)............................... 45 102
  - Poids total du train (tonnes).................... 472 375
  - Puissance par tonne de train (chevaux)....... 5,1 2,68
  - Nombre de places offertes...................... 608 456
  - Poids par place offerte (Kgs.)................... 776 820
  - De là il résulte que même en supposant que les dépenses de traction soient exactement les mêmes dans les deux systèmes, courant monophasé et courant continu, l’exploitation par courant monophasé coûtera plus cher que par courant continu du fait seul de l’augmentation de poids du premier système par rapport au second.
  - En ce qui concerne les frais d’entretien, une comparaison faite dans des mêmes conditions de trafic et de service sur plusieurs réseaux de tramways, tant courant continu que courant monophasé, a conduit aux résultats suivants : les dépenses d’entretien et de réparation des automotrices et lignes de prise de courant ainsi que la dépense de conduite des sous-stations, le tout rapporté à la voiture-kilomètre, ont donné comme moyennes: en courant continu 7,95 centimes contre 17,6 centimes en courant monophasé, soit un excès pour ce dernier de 9,65 centimes par voiture-kilomètre, c’est-à-dire, une augmentation de plus de 120 0/0 par rapport au premier.
  - De même en ce qui concerne les locomotives déjà comparées des lignes de banlieue du New-York Central, et du New-York-New-Haven ou arrive aux résultats suivants :
  - Dépenses d’entretien et de réparation par locomotive-kilomètre :
  - Pour les premières qui sont de 2.200 chevaux 0,106 fr. (en 1912), et pour les secondes qui sont de 1.000 chevaux 0,22 fr. (en 1911). (Les résultats pour les mêmes années n’ont pas été publiés.)
  - A noter enfin que sur une section commune aux lignes du New'Aork Central et du New-York-New-Haven (Sud de Woodlawn Junction), la consommation par tonne-kilomètre des trains monophasés N-Y-N-H.a été trouvée de 15 à 25 0/0 supérieure à la consommation correspondant de trains courant continu du N-Y-C.
  - Les différences précédentes en ce qui concerne les puissances et Ie poids spécifiques ne se vérifient toutefois pas pour les locomoti'e; récentes de grandes lignes, l’inverse aurait même lieu si on compa,e^e
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- - COVRANT ALTERNATIF MONOPHASÉ 189
  - f
  - seUl réseau actuel de grande ligne courant continu,, celui de Milwaukee ^(.émotives de 260 tonnes, puissance 3.440 chxevau. puissance spécifique 13,2 chevaux par tonne, poids spécifique 75,5 Kg. par cheval).
  - ^ ce point de vue, les locomotives triphasées sont très supérieures aux autres: leur poids spécifique est en effet très réduit. C’est ainsi que les locomotives triphasées du type Giovi, des chemins de fer italiens, pèsent 60 tonnes seulement pour une puissance de 2.000 chevaux, ce qui fait recsorfir un poids spécifique de 30 Kg. par cheval et une puissance spécifique de 33,33 chevaux par tonne.
  - Les dépenses d’entretien semblent toutefois toujours être plus considérables pour le système monophasé que pour les autres. Mais comme contre-partie, il y a à considérer en même temps les dépenses totales de premier établissement qui apparaissent comme étant moindres en courant monophasé.
  - 6° Une autre objection que l’on peut formuler contre le système monophasé et qui se traduit par des dépenses supplémentaires importantes est la suivante, que nous allons examiner avec quelques détails.
  - 74. Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les circuits téléphoniques et télégraphiques voisins. — Une autre grave critique du système, résulte de l’influence perturbatrice exercée par les lignes monophasées de traction sur les circuits téléphoniques et télégraphiques voisins et le problème est loin d’être résolu d’une manière générale et complète.
  - Cette influence perturbatrice est due à des effets d’induction soit électromagnétique, soit électrostatique.
  - Ces derniers ne sont pas, dans l’ensemble, aussi nuisibles que les premiers et on peut les réduire notablement en disposant entre le fil trolley et les fils télégraphiques ou téléphoniques, un fil mis au sol.
  - Les premiers sont beaucoup plus graves.
  - Le courant alternatif de la ligne produit en effet un champ magné-tique variable qui, rencontrant les lignes téléphoniques et télégraphiques 'oisines, y détermine une'f.é.m. d’induction qui peut arriver à rendre toute transmission impossible.
  - L est à remarquer que les effets inductifs produits seraient éliminés
  - était possible de disposer les conducteurs d’aller et retour de la ligne monophasée, de manière que les courants qui les parcourent, agissent avec naême intensité sur les lignes téléphoniques et télégraphiques et
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - c’est précisément parce que ces conducteurs, dans les lignes de chemins de fer, occupent des positions très différentes et agissent par suite très différemment, que les effets inductifs sont beaucoup plus nuisibles qUe dans le cas des lignes ordinaires de transport d’énergie.
  - Sur les lignes k double fil, qui est le cas général pour les téléphones, il a été relativement facile d’éliminer suffisamment les troubles'qui Se manifestaient soit sous la forme de friture, soit sous la forme de secousses désagréables au personnel. 11 a suffi de prendre les précautions de bien soigner l’isolement des lignes, de croiser régulièrement et fréquemment les circuits et d’employer par exemple des bobines de décharge, permettant l’écoulement à la terre des décharges statiques.
  - Pour les lignes à simple fil, qui est le cas des circuits télégraphiques, le problème est beaucoup plus complexe. Cette différence entre les façons dont se comportent ces deux sortes de lignes — à double fil et à fil simple — s’explique facilement en considérant les causes principales des troubles : l’induction électromagnétique et la différence de potentiel créée par le retour des courants de traction entre les divers points du sol.
  - Pour les lignes à simple fil, on résoudrait bien le problème en les éloignant suffisamment des lignes de traction ou en les doublant, mais ces solutions sont inapplicables dans la plupart des cas, et de toute manière très onéreuses. 11 a fallu chercher autre chose.
  - La question a été très étudiée en particulier sur les lignes du New-York-New-Haven et Hartfort RR aux Etats-Unis et du Chemin de fer du Midi en F rance, où les effets en question ont donné lieu à de très sérieuses difficultés. Différents moyens ont été successivement essayés pourv remédier. Nous allons sommairement les indiquer :
  - 1° Dispositif employé sur la ligne principale du New-York-New-Ha-ven et Hartford. — Cette ligne qui est. celle de Woodlawn-Stamford-New-Haven, était à 1.1.000 volts et aux difficultés qui nous occupent particulièrement ici, s’en ajoutait une autre résultant du fait que le trafic s accroissant considérablement, la tension de 11.000 volts devint insuffisante. Or, pour remédier à cette difficulté, on ne pouvait évidem®el1* songer, pour des raisons d’ordre économique, à élever notablement la tension au trolley lui-même ; car cette mesure aurait exigé comme coid laire, le renforcement de l’isolement sur près de 600 kilomètres de ligDe' sur tout le matériel roulant, et sur une foule d’appareils accessoires. Apr^'
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  - le nombreuses recherches, une disposition a élé Lrouvée qui a résolu peureusement d’un seul coup, les deux difficultés signalées.
  - Les figures 109 et 110(1) représentent schématiquement les connexions
  - Fig. 109.
  - Schéma de la distribution dans le système primitif à 11.000 volts.
  - «lans l’ancien et le nouveau système. Dans l’ancien (fig. 109), on voit que de chaque côté du point d’alimentation, le courant a une direction uniforme exerçant par suite une action électromagnétique pour ainsi dire
  - 2rcZ7ey
  - ds sectLoimemsat
  - Auto -trgnsforrmteurs
  - Fig. 110.
  - Schéma de la distribution dans le nouveau système à 11.000/22.000 volts.
  - cumulative » sur les circuits téléphoniques ou télégraphiques adjacents, bans la disposition nouvelle (fig. 110), les alternateurs ne sont plus directement à la ligne de contact; des auto-transformateurs « com-
  - 9 Empruntées à la Revue électrique du 3 juillet 1914.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - pensatenrs » sont interposés, dont le point milieu est mis à la terre paf l’intermédiaire des rails. La tension aux bornes des alternateurs e?l comme précédemment de 11.000 volts, mais les auto-transformaleUr, élèvent cette tension à 22.000 volts. Une des bornes de chaque auto-trai^ formateur est reliée à la ligne de contact, tandis que l’autre est reliéeai)x feeders qui existaient d’ailleurs dans l’ancien système et servaient à doubler le fil de trolley. En outre, de distance en distance (variant de 3à 15 kilomètres, suivant les commodités d’installation), on a installé des auto-transformateurs dont le point milieu est relié aux rails et les deux bornes l’une à la ligne de contact, l’autre au feeder. Il est facile de se rendre compte que dans cette disposition, d’après la forme des circuits et en tenant compte de l’importance des courants qui y circulent, et ceci quelle que soit la position d’un train dans une section, l’influence due à l’induction électro-magnétique est neutralisée. Quant à l’influence de Fin-duction électrostatique, le fil de contact et le feeder étant installés à peu près symétriquement par rapport aux circuits influencés, elle est trèsap-préciablement réduite.
  - Les auto-transformateurs employés sont d’une puissance de 2.000 kws et leur nombre est 17.
  - Cette ligne ainsi modifiée n’est en somme maintenant qu’une distribution à trois fils dont l’un des ponts seulement est utilisé. C’est la seule application en monophasé réalisée de cette manière.
  - Le nouveau système d’alimentation fonctionne depuis janvier 1914el donne satisfaction. La ligne sous sa première forme date de 1907.
  - Le dispositif précédent est certainement très particulier et ne constitue pas une solution générale du problème. Les deux procédés que nous allons étudier sont d’une application plus générale.
  - Il y a lieu en outre de remarquer que le procédé en question ses! montré inefficace sur un embranchement particulièrement chargé, où les conditions d’exploitation sont très sévères, de la ligne principale dont il s’est agi ci-dessus; cet embranchement est celui de New-Canaa» Branch sur lequel on a finalement appliqué avec succès la méthode de? transformateurs-suceurs que nous examinerons plus loin.
  - 2° Méthode Girousse. — Dans cette méthode, on se propose d’agi* ï'ur les appareils récepteurs eux-mêmes de façon à les soustraire à l’aclionda courant alternatif perturbateur en observant que le courant de travail6 un courant continu.
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  - pans ce but, on utilise les propriétés des circuits en résonance ; un cuit composé d’une bobine ayant une self L, une résistance R et un oil(jensateur C, en résonance pour un courant alternatif de pulsation o>, e comporte à l’égard de ce courant comme une simple résistance R. On eut ainsi constituer des circuits ayant une résistance aussi faible qu’on je veut pour le courant alternatif w et une résistance infinie pour le courant continu.
  - ^'application la plus simple de ce principe consiste à monter une dérivation self-capacité entre l’arrivée du fil télégraphique et la terre. On arrive à éliminer ainsi l’action d’une force électromotrice perturbatrice d une dizaine de volts environ.
  - Mais on obtient une efficacité beaucoup plus grande en employant un récepteur (fig. 111) à deux enroulements égaux (même résistance et même nombre de spires) connectés de telle façon que les actions d’un courant qui se partage également entre les deux circuits, s’annule montage en différentiel). Un des enroulements est monté en série avec une capacité G et une self LR en résonance pour la fréquence perturbatrice, l’autre avec une résistance R égale à celle de la bobine de self; le courant alternatif se partage en deux parties égales et de même phase, et par suite, l’action sur le récepteur est nulle.
  - Le principe de ces appareils est relativement simple. Mais il faut tenir compte des variations possibles du courant perturbateur ; il ne faut pas, eu second lieu, que le dispositif de protection nuise à la propagation du courant télégraphique de travail ; il faut enfin se préoccuper des .néces->>tés de l’exploitation télégraphique. L’application pratique du principe est donc délicate. Néanmoins on est arrivé à obtenir des résultats satisfaisants sur des lignes avoisinant des installations de traction de puissance assez faible (réseaux de tramways, chemins de fer d’intérêt local), raa!S pour des installations de grande puissance (Midi), les résultats sont insuffisants.
  - Le schéma de la figure 111 peut très bien s’appliquer en utilisant nomme récepteur un appareil télégraphique ordinaire (Morse, Sounder, na(lran, Hughes, Raudot), il suffit dans ce cas de bobiner spécialement ectro. Mais les administrations télégraphiques préfèrent en général,
  - C L fi Récepteur
  - |--JUITIP----—JUlfUlr|
  - kruiRr]
  - Fig. 111.
  - 13
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- - 194
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - avec raison, employer un relais spécial et conserver sans modifie-^ leurs installations habituelles. L’avantage du relais est qu’il est aisé del® régler une fois pour toutes et de le mettre hors de la portée du person^ d’exploitation, qui en cherchant à trop bien régler le récepteur, arri parfois à le dérégler. La figure 112 indique le montage dans le casd’Ull poste où le fil aboutit normalement à un Morse. D’autres montages correspondent au cas des fils bifurqués, au cas des fils reliés à des ta. bleaux, etc.
  - Des appareils ainsi construits sont en service dans la Haute-Vienne (tramways à 10.000 volts, 25 périodes), dans les Alpes-Maritimes (réseau du Sud-France à 6.000 volts, 25 périodes, intensité atteignant 150 ampères ; parallélisme à une distance moyenne de 4 mètres sur une longueur de 25 kilomètres).
  - 3° Méthode des transformateurs-suceurs (1). — Dans cette méthode, on agit sur la cause même qui produit les effets perturbateurs, c’est-à-dire sur le système de distribution de l’énergie. Son application a, en particulier, fait récemment (1917), l’objet d’essais rigoureux par la Compagnie du Midi, sur sa ligne de Perpignan à Villefranche.
  - La méthode consiste à installer le long de la ligne de traction, de; transformateurs d’intensité dits « suceurs » dont le montage le pb? simple correspond au schéma de la figure 113, l’enroulement primaire est en série avec le trolley et l’enroulement secondaire est en série avec le circuit de voie.
  - '-et
  - (1) Voir pour plus de détails la Revue générale de l’électricAlé des 3‘mais 7 avril 1917, « Application des transformateurs-suceurs à la ligne monopha'ee Perpignan à Villefranche de la Compagnie des chemins de fer du Midi t^_ M. Dachary, d’où nous avons extrait la plupart des renseignements donnés â notre étude.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASÉ
  - 195
  - pour en comprendre l’effet, remarquons que la valeur de la f. é. m. {jndueti°n électro-magnétique sur un circuil dont le retour se fait par la e est d’autant plus petite que la portion du courant revenant par le sol e-t plus réduite (ceci montre en passant pourquoi, au point de vue qui n0us occupe, on se trouve dans de meilleures conditions, dans le cas des lignes ordinaires de transport d’énergie où il n’y a pas de retour par le -ol] Il s’agit Par suite, dans le cas d’une ligne de traction à retour du courant par les rails, de faire en sorte que la plus grande partie, tout au moins, sinon la totalité du courant, revienne par les rails.
  - Transformateur
  - isolé
  - Joint isolé
  - Fig. 113.
  - Transformateurs-suceurs sur la voie.
  - On sait qu’en traction électrique, en vue de favoriser la circulation du courant de retour par les rails, il est fait usage de connexions électriques longitudinales aux joints des rails et transversales entre les deux files de rails. Cette précaution est très insuffisante en courant alternatif par suile delà résistance offerte par des rails au passage du courant (1) (effet Kelvin, réactance), et la proportion du courant qui revient par les rails n’est en réalité qu’une très faible fraction du courant du trolley.
  - Remarquons en passant qu’en courant continu même, l’insuffisance de telles connexions dans la voie se manifeste par la production de phénomènes d’électrolyse sur les conduites voisines.
  - On pourrait améliorer le retour du courant monophasé par les rails en employant, comme cela se fait en courant continu, un conducteur de fetour doublant les rails. Mais le calcul et l’expérience montrent que ':eci est encore insuffisant pour empêcher la diffusion d’une partie impor-tanle du courant dans le sol, qui peut encore facilement être de l’ordre de 50 pour 100 de la valeur du courant du trolley.
  - raPPort des résistances offertes au passage du courant, courant mono-' ^ et courant continu, a été trouvé égal à 2,5 pour les rails du Midi et pour la de 15 périodes.
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- - 196
  - traction électrique
  - C’est dans ces conditions que l’on a eu recours aux transformâtes d’intensité qui nous occupent et dont le rôle est comparable à celui de! machines dévoltrices utilisées en traction à courant continu : ce sontd0no des transformateurs-dévolteurs dits encore « suceurs » eu égard à ]eur fonction qui est de « sucer » dans les rails tout le courant de retour, çpojl le nom donné à ce procédé : procédé du retour forcé du courant rails.
  - Dans les conditions d’emploi les plus simples, ces transformateur; sont montés suivant le schéma déjà vu de la figure 113.
  - Trans/àrmoterar
  - Hollçy
  - —’VSAAVSA- — — vWWWMr — / \ conducteur:
  - S de retour isolt
  - è t- \W\uw\W -1 TW rail*
  - Fig. 114. Schéma n° 1.
  - m'vwvmvvv
  - CD
  - Trolley
  - c an docteur de retcmiroU
  - 0 y v v v Y^v v v v v\'\vv vvv v wvv \v '.
  - * Flaque de terre
  - Fig. 115.
  - Schéma n° 2.
  - Transformateurs-suceurs avec conducteur de retour isolé.
  - Avec cette disposition, le courant de retour étant presque complètement drainé dans les rails, l’induction électromagnétique dans les ligne; à faible courant voisines de la ligne de traction sera considérablemetl réduite. Quant à la compensation du champ électrostatique, elle sert améliorée si le transformateur-suceur draine le courant de retour dans® conducteur placé à côté du fil trolley. Ce procédé conduit aux de® schémas des figures 114 et 115.
  - Au cours d’essais effectués sur la ligne de Perpignan à Villefi’anC^' de la Compagnie du Midi, on a pu évaluer que par ces montages 1 tension induite était réduite d’environ 92 pour 100, d’où une réducii® conespondante des troubles d’origine électromagnétique.
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- - COURANT ALTERNATIF MONOPHASE
  - 197
  - deuxième schéma, caractérisé par la connexion du conducteur dé ouràla voie au droit du transformateur, présente l’avantage de ras* enibler en un seu^ P°int toutes les liaisons des conducteurs entre eux et , conSéquent de rendre plus faciles la surveillance et l’entretien de
  - l'installation.
  - H est bon en outre de mettre les rails à la terre par des plaques de ielte ainsi qu’il est indiqué sur le deuxième schéma, car sur une section Jans laquelle se trouve une locomotive, la tension de la voie de roulement peut atteindre dans le cas d’un isolement plus ou moins parfait une valeur, sinon dangereuse, du moins désagréable pour le personnel (1).
  - Sous ajouterons que sur la ligne d’essais déjà citée, de Perpignan à Yillefranche, les transformateurs-suceurs sont à une distance moyenne de 3 kilomètres 500 les uns des autres, et que leur puissance est prévue pour un débit maximum de 200 ampères. Ils sont enfin installés sur l’accotement de la voie au droit des pylônes supportant la ligne trolley.
  - L’emploi des transformateurs-suceurs a également été adopté pour diverses lignes monophasées américaines, en particulier pour les lignes du Norfolk et Western Ry et du Pennsylvania R. R. (ligne de Philadel-phie-Paoli). Pour chacune de ces deux lignes, les transformateurs-suceurs sont à une distance moyenne de 1 à 2 kilomètres les uns des autres et leur puissance est de 100 kva pour le premier réseau, et de 8Gkvapour le second. Les primaires des transformateurs sont bien en série dans les lignes de contact, mais les secondaires sont ici placés dans le circuit du rail de retour et non dans un circuit de retour spécial relié au rail, comme c’est le cas du Midi. La protection ainsi obtenue est moindre et ne paraît pas être suffisante.
  - Cette méthode a encore été adoptée, ainsi que nous l’avons déjà si-mialé, sur l’embranchement de New-Canaan de la ligne principale du New-Wk-New-Haven et Hartford où ils sont placés à un intervalle moyen de ^00mètres. Etant données les conditions exceptionnelles qui caractérisent cet embranchement, où en raison du mode d’alimentation, le courant de '-ourt-circuit à New-Canaan atteint 2.500 ampères, soit 10 fois l’intensité Maximum en exploitation et où en raison de l’impédance relativement de la voie simple qui provoquait la dérivation par la terre d’une '^portante partie du courant de retour, on a constaté des tensions
  - Mb ’^Ur c®r*'aines lignes du Midi il a été mesuré, sur la voie une perte de charge metrique de 0,185 volts par ampère.
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- - 198
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - induites de l’ordre de 1.000 volts dans les circuits téléphoniques, il a compléter la protection donnée par les transformateurs-suceurs en pre liant diverses précautions particulières telles que :
  - 1° Amélioration de l’éclissage électrique de la voie ;
  - 2° Insertion dans le trolley, près de sa jonction avec la ligne princi pale, d’une bobine de réactance destinée à limiter le courant de court-circuit :
  - 3° Réglage du disjoncteur au point d’embranchement de manière à assurer la rupture immédiate.
  - Cette installation est en cours d’exécution, et les résultats déjà obtenus permettent d’espérer une solution satisfaisante.
  - 4° Solution radicale.— Conclusion. — Les méthodes précédentes ont permis dans chaque cas particulier de réduire considérablement, et souvent à des proportions acceptables en pratique, les effets d’induction qui nous occupent et la méthode des transformateurs-suceurs paraît être la plus efficace. Dans aucun cas cependant, les résultats obtenus ne sont pleinement satisfaisants, et il semble bien que la seule solution générale, radicale et sûre, soit celle qui consiste à écarter suffisamment les lignes télégraphiques et téléphoniques et à employer des câbles à circuits bifilaires sous plomb, aériens ou souterrains, pour les lignes devant obligatoirement, pour une raison quelconque, rester à proximité des voies, C’est la solution qui, finalement, a été adoptée, en particulier par l’Administration fédérale des téléphones et télégraphes de Berne (Loctschberg. Saint-Gothard).
  - Les perturbations qui nous occupent n’ont, en aucun cas, pu être corrigées par un dispositif simple et peu onéreux, et les dépenses entraînées par l’adoption de l’un ou l’autre des procédés décrits ci-dessus ont toujours dû être supportées par les compagnies de chemin de fer. Les frais de premier établissement des lignes de traction monophasées sf trouvent ainsi grevés d’une charge importante qui est à considérer tre-sérieusement.
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- - CHAPITRE VIII
  - MOTEURS A COURANTS TRIPHASÉS ÉTUDE ÉLECTRIQUE
  - SOMMAIRE. — Introduction. — Rappel des propriétés fondamentales du moteur asynchrone triphasé : Glissement. Vitesse. Changement du sens de rotation. Couple. Puissance et rendements. — Caractéristiques électro-mécaniques. — Caractéristique mécanique. Stabilité de marche. — Réversibilité du moteur asynchrone. Fonctionnement en récupération. — Résumé des propriétés prin-cipales du moteur asynchrone.
  - 75. Introduction. — La première application .du moteur triphasé à la traction électrique fut celle faite par la Compagnie Brown-Boveri en 1896, aux tramways de Lugano (400 volts, 40 périodes), suivie en 1899 par celle du chemin de fer de Burgdorf-Thoune (750 volts, 40 périodes), également de Brown-Boveri. La ligne d’alimentation comprenait deux fils de trolley, la troisième phase était reliée aux rails, ce qui est le dispositif actuel. La régulation de la vitesse était obtenue au moyen de résistances en série avec les rotors des moteurs.
  - Ensuite vinrent les chemins de fer de la Valteline (Ganz), où la ten-'10nd alimentation est 3.000 volts (15 périodes) puis le Simplon (Brown-frhéri) également à 3.000 volts (16 2/3 périodes). Au Great Northern Montagnes Rocheuses-General Electric), la tension est de 6.000 volts qui e maximum actuellement réalisé (fréquence du courant 25 périodes).
  - Us r®cemment, les chemins de fer de l’Etat italien (Giovi, Savone,
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Mont-Cenis), équipés par la Société italienne Westinghouse à 3.000 Volts 16 2/3 périodes. Enfin, un assez grand nombre de lignes de chemins de fer à crémaillère, notamment en Suisse.
  - 76. Rappel des propriétés fondamentales des moteurs d’induction à courants triphasés. — Les moteurs employés sont des moteurs asynchrones triphasés dont nous rappellerons seulement le principe du fonctionnement et les propriétés, en nous étendant davantage sur celles pai, ticulièrement utilisées en traction.
  - Un moteur asynchrone comporte un primaire ou inducteur ordinairement fixe (stator), et un secondaire ou induit ordinairement mobile (rotor).
  - Le primaire est bobiné en alternateur triphasé. Les courants qu’il reçoit développent un champ tournant dans l’espace avec une vitesse an-
  - gulaire—1- = w0, 2p étant le nombre de pôles du bobinageet wj la pulsation
  - o p
  - des courants primaires (cm = 2tzf1} étant leur fréquence).
  - Le secondaire se compose d’un bobinage polyphasé quelconque dont les phases ne sont pas nécessairement en même nombre que celles du primaire et qui est fermé sur lui-même ; il sera en cage d’écureuil ou bobiné et à bagues, donnant alors la possibilité d’y intercaler des résistances.
  - Le champ tournant primaire induit des courants dans l’enroulement secondaire supposé au repos. Ces courants donnent naissance à un champ secondaire. L’action qui s’exerce entre ces deux champs provoque le démarrage du moteur, car le champ secondaire induit tend à être entraîné avec la vitesse du champ tournant primaire et dans le même sens. Quand le moteur est arrivé à son régime, le secondaire tourne dans le sens du champ tournant primaire avec une vitesse angulaire que nom appellerons w.
  - Cette vitesse w est nécessairement inférieure à celle du champ tournant (x>0 ou vitesse du synchronisme, car si elle lui était égale, le champ primaire serait fixe par rapport à l’enroulement secondaire et n’y in^ul rait aucun courant : il n’y aurait donc pas de mouvement, le travail dé'£ loppé serait nul. Comme l’induit ne peut tourner que s’il reçoit u# quantité d’énergie suffisante pour surmonter les résistances passive5^'1 vitesse du synchronisme w0 ne sera jamais atteinte par la seule actiond
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- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASÉS
  - 201
  - champ
  - inducteur sur l’induit : c’est une limite vers laquelle tend l’allure
  - ju iB°teur ^ mesure d116 Ie couple résistant diminue.
  - La vitesse relative du champ primaire par rapport au secondaire, est :
  - ü)0--CO = ------C00
  - P
  - elles courants induits dans le secondaire sont de pulsation w, — /no et de
  - fréquence
  - ü)j — poy
  - 2tc
  - 1° Glissement. — On appelle coefficient de glissement ou simplement glissement de l’induit dans le champ le rapport :
  - (1)
  - c'est-à-dire
  - 9 =
  - P
  - 10 ! - /KO
  - P
  - Remarquons qu’au démarrage = 1 ? carco = o et qu’au synchronisme
  - d=o car (o = io0 = — •
  - P
  - Soient maintenant en tjm : n0 la vitesse de synchronisme du moteur, c’est-à-dire celle du champ tournant), et n celle de l’induit pour une charge donnée. On a :
  - n„ = 60.
  - fi
  - et :
  - P
  - 60
  - par suite en portant ces valeurs de w0 et w dans l’équation (1) on obtient :
  - (3) q=n^Zll
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- - 202
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Le glissement est, en général, inférieur à 5 pour 100 pour les mote d’une puissance supérieure à une dizaine de chevaux. r>
  - 2° Vitesse. — Le glissement étant donné, on a pour expression de | vitesse angulaire de l’induit d’après la formule (1) :
  - w = (! — g) (1 — g)~.
  - P
  - La vitesse d’un tel moteur est, comme celle d’un moteur shunt, seirj blement constante, quelle que soit la charge. C’est là une propriété im portante, surtout sur les lignes à parcours accidentés.
  - 3° Changement du sens de rotation. — Comme le champ produit par un système de courants triphasés — et, plus généralement polyphasés -tourne dans le sens des phases décroissantes, pour renverser le sens dç rotation d’un moteur triphasé, il suffira de permuter entre elles deux phases.
  - 4° Couple. — On démontre en électrotechnique que l’expression du couple développé par un moteur asynchrone à 2 p pôles peut se mettre sous la forme (1)
  - r = P9<*i ^
  - 1 ; 8 (r* + 0*Wl»X*)
  - avec
  - Wj — JDto
  - en désignant par :
  - <t> le flux correspondant à un des pôles tournants ;
  - N le nombre de génératrices périphériques sur l’induit;
  - r la résistance ohmique d’une de ces génératrices ;
  - À son coefficient de self-induction.
  - On voit ainsi que le couple est proportionnel au carré du flux inducteur. Comme d’ailleurs ce flux est proportionnel à la tension aux borner on peut dire que :
  - Le couple d’un moteur asynchrone à champ tournant est proportion nel au carré de la tension d'alimentation aux bornes ; résultat fort impor tant à retenir.
  - (I) Voir en particulier Monnier, Cours d’électricité industrielle, page 738. Bernai et O, édition 1903.
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- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASES
  - 203
  - ^ titre de comparaison avec les moteurs courant continu et les mo-nionophasés à collecteur;, on notera que la tension ici n influe pas sur lelU~ f/est là une différence fondamentale, au point de vue des appli-
  - \a vitesse- ^
  - cations-
  - démarrage : w = o, g = 1, la valeur du couple est :
  - An
  - (<-•)
  - pcüjfî)2 Nr
  - 8(r2 + W)2)A)’
  - aient’ positive, par conséquent, si le couple résistant n’a pas une trop .rrand'e valeur, le moteur démarre de lui-même et sa vitesse augmente progressivement jusqu’à ce que le travail résistant fasse équilibre au travail moteur.
  - Le couple varie avec la vitesse angulaire w du moteur; en différen-timit l'équation (5,) on trouve, en observant que d’après (2) :
  - g(x>i = to1 — pu
  - dC p2 <ï>2 Nr g2 on2 X2 — r2
  - du = 8 '' (r2 -(- g2 cm2 X2)2’
  - ce qui montre que le couple du moteur augmente avec la vitesse tant que l'on a :
  - g &>! X > r.
  - 11 passe par un maximum pour
  - g ufr = r.
  - H diminue ensuite et s’annule à la vitesse du synchronisme, fa condition du maximum :
  - g “i x = r
  - P’ulsécrire en remplaçant par sa valeur p) = w, —pu :
  - [o>i —pu) X = r,
  - ieflui donne pour la valeur correspondante de la vitesse :
  - 'aleur
  - flUe nous désignerons par
  - u
  - m •
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- - 204
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Quant à la valeur du couple maximum, elle est :
  - O'max.
  - p N4*2 ~ ~Ï6X
  - A titre d’exemple, la figure 116 représente la courbe du couple d',^ moteur de 30 chevaux, 6 pôles, 45 périodes. La puissance normale 30 chevaux correspond à n = 865 tjm et un glissement de g = 0,04 vitesse de synchronisme est
  - n
  - 0
  - 60 X 45 3
  - 900 tjm.
  - Fig. 116
  - Couple d'un moteur asynchrone de 30 chevaux.
  - L’équation 7 montre qu’en général le couple n’est pas maximum au démarrage, puisque pour que cela ait lieu il faudrait que l’on-.eût
  - «m = - (
  - P \
  - V
  - c’est-à-dire w1 = - •
  - À
  - Si l’on veut cependant que le couple moteur soit maximum au démarrage sans que la condition ci-dessus soit remplie, il faut recourir allk artifice qui consistera en général à intercaler une résistance r' en st*r!f avec le circuit induit telle que avec g = 1 on ait :
  - j— V = OJj X
  - que l’on supprimera lorsque le moteur aura atteint sa vitesse de régi111
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- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASES
  - 205
  - L’examen de la condition du couple maximum (7) montre encore qu’à h que vitesse angulaire « correspond une certaine résistance r du rotor ' ur laquelle le couple mo j^r est maximum, ce qui est
  - bien mis en éyidence Par la figure ci-contre (fig. 117), où nous avons tracé les courbes des variations du couple moteur en fonction de la vitesse angulaire*) et pour différentes résistances r du rotor; le champ tournant et la self-induction X du rotor étant supposés constants. Le synchronisme correspond àw = 100.
  - On voit d’après ce qui précède que la loi de variation du couple du moteur asynchrone triphasé diffère essentiellement de celle du couple du moteur série, courant continu ou courant monophasé. La même observation existe en ce qui concerne la vitesse. En fait, les propriétés du moteur asynchrone se rapprochent de celles du moteur shunt.
  - o° Puissances et rendements. —- La puissance motrice P0 c’est-à-dire la
  - puissance du champ tournant, dont la vitesse est co0 = — est :
  - P
  - Variations du couple en fonction de w pour différentes résistances r du rotor.
  - CP
  - P0 = C
  - ' est-à-dire en remplaçant C par sa valeur (5)
  - P0 =
  - La
  - goii2 q»2 Nu
  - 8 (ra-J-gr2 w^X8)'
  - puissance développée par l’induit est
  - P = Ceo
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- - 206
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - l’induit tournant à la vitesse w, ce qui donne en remplaçant G par. valeur :
  - p g Mi (à d>2 Nr P = 8Tr2 -|- g2 mp )/)
  - ou en observant que
  - g an = —pu
  - p p (wi — pw) tod»2 Nr
  - . 8(Vm-(ui—puy^
  - sous celte forme on voit immédiatement que la puissance développée e<|
  - nulle pour w — — (synchronisme) et pour w = o (démarrage). Elle pa.w
  - par suite par un maximum pour une certaine valeur de la vitesse « qUe l’on obtiendrait facilement en calculant l’expression
  - t/P _
  - cIm
  - La valeur obtenue, de même que la valeur correspondante pour le maximum de P ne présentant pas d’intérêt particulier, nous ne faisoin qu’indiquer cette propriété.
  - La puissance perdue c’est-à-dire absorbée par lé glissement du rotor dans le champ est :
  - Pj, = C («0 — w) = P0—P
  - c’est-à-dire en remplaçant P0 et P par leurs valeurs p (/on <î>2 Nr (wj—pw)
  - P~ 8[r2+^toPÀ2]
  - et finalement comme op —pw = g<Mi
  - P/.— Po0-
  - Ainsi, pour une puissance P0 donnée, la puissance perdue est pr0Pl' tionnelle.au glissement.
  - Le coefficient économique rln de la transformation de l’énergie dan
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- - à 4*moteurs du Great HorlTieru.Boues de ImSZ4.
  - eu\ietiier\l du ,noleLLn Si
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- p.n.n. - vue 249/870
- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASÉS
  - 207
  - P P
  - T‘° Po P + Pp <•>.
  - et on voit qu’il ne dépend que du rapport des vitesses angulaires du champ et de l’induit. Il est égal à l’unité lorque le synchronisme est atteint, mais alors la puissance produite est nulle.
  - Remarquons encore que cette expression de ri0 peut s’écrire
  - U
  - et sous cette forme elle montre que le coefficient de glissement g représente la perte relative dans l’induit due au glissement. On voit ainsi qu’il faut faire travailler le moteur à aussi faible glissement que possible.
  - Pour avoir le rendement organique du moteur yj, rapport de la puissance utile à la puissance absorbée, il suffit, en se reportant à l’expression de rj0, de retrancher de P les pertes par frottements, soit P^ et d’ajouter à la somme P -j- P0 les pertes P'0 par effet Joule dans le primaire (P'0 n’est autre que les pertes par effet Joule dans l’induit) et les pertes tt dans le fer par courants de Foucault et hystérésis. On obtient ainsi :
  - '7. Caractéristiques électromécaniques. — Les courbes sont ici celles de la vitesse, du couple ou de l’effort produit, du facteur de puissance, du glissement et du rendement, en fonction du courantprimaire, courbes-auxquelles on ajoute souvent la courbe de la puissance développée en chevaux.
  - A titre d’exemple, nous avons représenté sur la figure 118 les courbes caractéristiques des moteurs triphasés dont sont équipées les locomotives U ^leat Northern (4 moteurs de 475 chevaux par locomotive), de la huerai Electric Go.
  - '8- Carac
  - saat.comme
  - Caractéristique mécanique. Stabilité de marche. — En construi-)mmc nous l’avons fait pour les moteurs à courant continu, la
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- - 208
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - caractéristique mécanique, c’est-à-dire la courbe du couple en f0û de la vitesse, on obtient une courbe telle que ABC (fig. 119) présent d’après ce que nous avons vu un maximum pour une certaine vitesse définie par l’équation 7. La vitesse augmentant, le couple commet par croître (portion AB de la courbe), puis passe par un maximumè puis décroît (BC), pour devenir nul à la vitesse du synchronisme w0
  - Fig. 119.
  - Caractéristique mécanique.
  - Cette courbe est bien moins avantageuse que celle correspondante de-moteurs série, courant continu ou courant monophasé, pour lesquels couple décroît toujours quand la vitesse augmente. Nous avons tracer DE sur la même figure, pour comparaison, cette dernière courbe.
  - De là il résulte que, en se reportant à la définition de la stabilité marche donnée à propos des moteurs série courant continu (§ 17), Ie®1’ teur asynchrome ne présente une marche stable que dans les limite^ vitesses assez rapprochées, c’est-à-dire entre la vitesse de synchrone-gj0 et celle wm qui correspond au couple maximum, ce que l’on exprlC aussi en disant que la marche n’est stable que dans un champ de gl1-ment très petit. Dès que le moteur se ralentit au-dessous de il ne Pr duit qu’un couple de plus en plus faible et arrive par suite à lanèt couple résistant reste constant.
  - Il est intéressant de reporter sur la même figure la courbe du e°l
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- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASES
  - 209
  - Mous l’avons tracé en GH. On constate que le courant est à peu
  - constant au-dessous d’une certaine vitesse et qu’il s’annule à la vitesse
  - |irt de synchronisme.
  - tion
  - leur
  - -i) Réversibilité du moteur d’induction. Fonctionnement en récupéra-
  - Mous avons vu (§ 76-5°) que la puissance développée par un mo-r à champ tournant avait pour expression
  - p (wj — pto) w d>2 Nr 8 (r2+(Wl-p«?X2)
  - Fig. 120.
  - die est donc positive pour toutes les valeurs de w comprises entre o et
  - • elle est nulle pour to = ^ et devient négative pour w y> — ; c’est-à-
  - 4i . P P
  - ,ir< (l,le pour donner au moteur une vitesse supérieure à celle du syn-
  - l|r°nisme, il faut dépenser un travail mécanique. Le* glissement change -dément de signe.
  - ^'Ohaction, cette circonstance sejproduira naturellement si le véhi-e descend une pente telle que l’influence de la gravité devienne supé-<*ux résistances à vaincre.
  - , I e c°uple de moteur devient résistant et sa courbe passe au-dessous
  - ',Xe(le;5 vitesses (fig. 120).
  - u
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- - 210
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans ces conditions, où w >> —, le courant induit change de sj&
  - p ' fç
  - son flux renforce celui qui est fourni par le courant primaire ; le tr mécanique dépensé — par action de la gravité — se transforme énergie électrique.
  - ai
  - et,
  - Les courants secondaires, dont la fréquence est
  - produirof
  - un champ tournant en sens inverse du flux primaire ; comme le Seco^ daire est entraîné mécaniquement dans le sens de rotation du cham-primaire avec une vitesse angulaire w, le flux secondaire se déplacer dans l’espace avec la vitesse
  - elle est la même que celle du champ primaire et les .courants développé, dans le primaire par le travail fourni au secondaire auront la mêmefrt-quence que ceux du réseau, quelle que soit d’ailleurs la vitesse de rotatio: du secondaire au delà du synchronisme. Le moteur peut donc, comme!, indiqué la première fois M. Maurice Leblanc, fonctionner en génératrie asynchrone sur le réseau, ce qui constitue le phénomène de la récup ration sur lequel nous reviendrons au chapitre XII.
  - Reprenons le véhicule descendant une pente suffisante. La vite** continue à croître ainsi que le glissement en valeur absolue, el <v jusqu’au moment où le couple résistant du moteur fonctionnant en gén<-rateur fait équilibre au couple accélérateur développé sur l’essieu,lequ-est fourni par l’action de la pesanteur diminuée de celle des résistant*' au mouvement du véhicule. A ce moment, , la vitesse devient constant On réalise ainsi automatiquement un freinage, et il est à remarqua que pour obtenir ce résultat, il n’y a aucun changement de connexion* faire entre le moteur et la ligne.
  - En se reportant à la figure 120, on voit que d’après la forme du coup si le couple moteur du véhicule était trop élevé, on pourrait atteindre zone extrême. A partir de ce moment, il y aurait instabilité. La croîtrait de plus en plus et il se produirait un véritable décrochage-
  - Il est important de noter qu’une condition formelle du fonction ment du système est que le moteur reçoive continuellement le c°u déwatté nécessaire à son excitation, sans quoi il ÿ aurait immédiate
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- - MOTEURS A COURANTS TRIPHASÉS
  - 211
  - ,jéi'r0
  - ^ter
  - -mon
  - monté
  - ,chage et annulation du couple. Par conséquent, le moteur devra en permanence relié électriquement à la ligne d’alimentation, ou il devra recevoir son excitation d’un petit alternateur excitateur sur le véhicule.
  - g). Résumé des propriétés principales du moteur asynchrone. — Rêvant et précisant ce qui précède, on peut formuler les règles suivantes :
  - La marche d’un moteur asynchrone triphasé n’est stable que dans des limites assez rapprochées ou, ce qui revient au même, dans un champ de hainp de glissement très petit.
  - Au démarrage, le couple est très faible si l’on n’intercale pas de résis-mcessupplémentaires dans le secondaire.
  - Le courant primaire reste sensiblement constant jusqu’au couple maximum pendant le démarrage.
  - Le couple est proportionnel au carré de la tension aux bornes.
  - La vitesse est sensiblement constante quelle que soit la charge.
  - Le glissement varie en sens inverse de la vitesse.
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- - CHAPITRE IX
  - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS. RÉGULATION DE LA VITESSE DES VOITURES
  - SOMMAIRE. — Différents modes de régulation : couple ou vitesse. — Etude* démarrage.
  - Procédés de régulation du couple : Transformateur-survolteur à rajip* de transformation variable ; modification du groupement des enroulent inducteurs : étoile-triangle, série-parallèle.
  - Procédés de régulation de la vitesse : Contrôle rhéostalique; modificati* du nombre des pôles ; groupement en cascade ou tandem. Cascade tripleGat — Régulation de la vitesse par combinaison de la modification du nombre or-pôles et du groupement en cascade. — Système mixte mono-triphasé •f* phase). — Remarques générales sur le système triphasé.
  - 81. Différents modes de régulation : couple ou vitesse. — H immédiatement des propriétés des moteurs triphasés que les moyen?e* ployés pour la régulation de la marche des voitures équipées avec de If-moteurs sont différents suivant qu’on se propose de faire varier le coup en maintenant constante — du moins sensiblement constante " vitesse, ou de faire varier la vitesse sous une même charge. Nou?exal1 nerons donc les deux questions séparément.
  - 1° Pour le réglage du couple, on agit sur la tension aux bonic moteur, ce qui peut être réalisé de plusieurs façons que nous indiqlien plus loin.
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 213
  - ,r pour te réglage de la vitesse, on peut avoir recours à divers pro-
  - Contrôle rhéostatique ;
  - Mocliflcation du nombre de pôles ;
  - Groupement des moteurs en cascade.
  - \vaiitd’examiner en détail ces différentes méthodes, nous allons étudie démarrage.
  - Etude du démarrage. — Quelle que soit la méthode employée le réglage du couple ou de la vitesse, il faut étudier spécialement le roblèmedu démarrage dans lequel il s’agit d’obtenir un couple élevé ..au dépense exagérée de courant. D’après ce que nous avons vu à l’étude ledrique des moteurs asynchrones, la solution générale consiste à •ilercaler des résistances variables dans le circuit de l’induit qui devra ;,ar suite être bobiné et à bagues. Elle n’est donc pas applicable aux moteurs à cage d’écureuil qui sont ceux des locomotives du Simplon ivpe 1908 pour lesquelles le démarrage est obtenu par l’emploi combiné le la variation de la tension et de la modification du nombre des pôles, insi que nous le verrons plus loin.
  - En dehors de ce cas, l’emploi de résistances réglables constitue la dhode généralement employée.
  - Nous avons vu (§76-4°) que l’expression du couple était :
  - (1) pg uh 4>2 Nr
  - 8(r» +0«<o1»X»)’
  - autre part, on démontre que la valeur efficace du courant dans une -vnératrice de l’induit est •
  - ,2) 9(,)i <T’
  - l~~ 2y/2 \/r2 g2 Wl2 X2‘
  - 'hia en outre entre ces deux quantités la relation :
  - N ri2
  - (j -—- ;
  - a mule (1) peut s’écrire en mettant en évidence le rapport - = m
  - r
  - p 0,4>2 N m
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- - 214
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - de même :
  - (O,
  - 2y/2 0 + ffl2 coi2 X2’
  - ce qui montre que si on ne modifie pas l’enroulement de l’induit étant alors sensiblement constant, entre certaines limites tout au m'oj
  - le couple et le courant sont seulement des fonctions du rapport m —î
  - r
  - glissement à la résistance secondaire. Par suite, en modifiant r parja, dition d’une résistance r' extérieure, on obtiendra les mêmes valeur^ courant et du couple pour un glissement g' plus grand que g et tel que
  - g'_/ + r
  - g r
  - ce qui veut dire que /’insertion d'une résistance dans le circuit de l'indu produit un glissement proportionnel à la résistance totale du circuit inàm Notons en passant que c’est sur cette proposition qu’est basée la relation de la vitesse par la méthode rhéostatique que nous étudierons pk-loin.
  - En ce qui concerne le démarrage, il s’agit de déterminer la résistant-R à insérer dans le circuit de l’induit à l’origine du démarrage afmd'ol-tenir à ce moment le couple maximum, le moteur étant alimenté saune tension déterminée. Or, soit gm le glissement correspondanla. couple maximum sans rhéostat, relevé expérimentalement, le glisseraec étant égal à 1 à l’arrêt, la résistance de démarrage minima R est donr par application de la formule (3) qui donne ici :
  - 1 __R + r
  - gm~~ r ’
  - d’où
  - Si le courant ainsi obtenu est trop fort pour la section du fil l11^ teur, on le réduira en augmentant la résistance jusqu’à ce que 1 inteu-ainsi réduite soit acceptable; on sera sûr d’avoir de la sorte le c°ul maximum réalisable, sous la tension considérée. Remarquons que-contraire, si l’on fait varier cette tension, on doit chercher à réalher
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASES
  - 215
  - |eIiient le couple maximum supportable, mais encore le couple maxi-'e réalisable avec un courant donné (constant). Or, d’après la condi-^ du couple maximum que nous avons établie antérieurement (§ 76-4°),
  - i doit avoir:
  - H —j— v = wj X,
  - •eijui donne une autre valeur de R' qui sera en général plus grande que 'elle trouvée dans la première hypothèse.
  - Les résistances de démarrage employées sont ;0it métalliques et refroidies artificiellement par des ventilateurs (Sim-plon), soit plutôt liquides avec électrodes plus ou moins plongeantes, la variation du niveau liquide qant obtenue par de l’air comprimé et le refroidissement soit par tubes ’ à ailettes (Yalteline), soit par circulation au moyen d’une pompe centrifuge Norfolk . et Western,
  - •iiovi).
  - 33. Procédés de réglage du couple, — La méthode consiste à modifier la tendon aux bornes du moteur.
  - Ainsi que nous l’avons vu au chapitre précédent, une modification de ia tension aux bornes influe sur le couple, proportionnel au carré de cette tension, mais n’entraîne aucune variation appréciable de la vitesse : c’est 0l'c bien uniquement un mode de réglage du couple.
  - Cette méthode n’est d’ailleurs utilisée que lorsque l’on a besoin de
  - nloicer momentanément l’effort de traction, soit au moment des démar-», •.
  - ~ 5,011 sur les fortes rampes.
  - Primaire,
  - Fig. 121.
  - Emploi d’im transformateiir-survolteur en triphasé.
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- - 216
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Elle peut être réalisée de différentes façons :
  - 1° Au moyen d'un transformateur-survolteur à rapport de transfert
  - lion variable dont le primaire P (fil fin) est relié directement aux tro
  - phases de la ligne (fig. 121) et le secondaire S (gros fil) est monté en ^
  - -i
  - avec le moteur au démarrage ou quand on veut augmenter le couple
  - 2° Par une modification du groupement des enroulements inducteur ou montage étoile-triangle. — Soit Ui la tension primaire efficace entre deux fils de ligne.
  - Si les trois phases de l’inducteur sont groupées en triangle (fig. p>i chacun des trois circuits primaires recevra le courant à la tension f
  - I •
  - si l’inducteur est monté en étoile (fig. 123), la différence de potentiel entre le centre de l’étoile et une des bornes du circuit sera seulement
  - =—=0,57711,.
  - J/3
  - Fig. 123.
  - Fig. 122.
  - On pourra donc, pour avoir un plus grand couple, faire démarrer le moteur sur le groupement triangle, puis on établira le groupement étoile en vitesse.
  - On voit que pour passer d’un montage à l’autre, il faut avoir au moteur 6 sorties libres de câbles.
  - 3° Par groupement série-parallèle. — La disposition en tant que montage est analogue à celle des moteurs courant continu, mais les résulte^ sont totalement différents, car on n’agit ici que sur le couple.
  - Dans le montage-série (figure 124), la tension est 1/2 par moteurellf couple est 1/4, mais les vitesses sont les mêmes que dans le montage f'1 parallèle (fig. 125).
  - 84. Procédés de réglage de la vitesse. Ce réglage peut être obte> par les procédés suivants :
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 217
  - oom®
  - Joit alors
  - Contrôle rhéostatique (M. Maurice Leblanc). — Nous avons vu ellt l’insertion d’une résistance appropriée en série avec l’induit, qui être bobiné et à bagues, permettait d’obtenir un couple maxi-
  - niu®
  - au démarrage. Nous allons maintenant examiner l’influence d’une t^ie instance sur la vitesse, ce qui justifiera l’emploi de la méthode 0ur la régulation de la vitesse.
  - Fig. 124.
  - Montage série.
  - moteurl TrwtsurlL
  - Fig. 125.
  - Montage parallèle.
  - Oi’, suivant une remarque déjà faite à propos de l’étude du démar-ra8e : l'insertion cl’une résistance r' en série avec l’induit produit un glissent proportionnel à la résistance totale du circuit induit, ce qui se traduit par la formule connue
  - (4)
  - 9 r
  - ^ans Quelle g est le glissement pour le moteur sans résistance addition-le glissement pour le moteur avec la résistance additionnelle r'; distance de l’induit étant r.
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- - 218
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On pourra donc, pour toute valeur de l’effort moteur, réduire,
  - changer cet effort la vitesse
  - normale Y dans un rapport quelconque
  - étant la nouvelle vitesse, en ajoutant simplement à l’induit une résistance. r' telle que l’on ait, u> et w' étant les vitesses angulaires de l’induit :
  - (5)
  - w' _ 1 - g' _ V w 1 — g V
  - ce qui donne, toutes réductions faites, en éliminant g' entre les deux équations (4) et (5)
  - Cette expression permet de calculer très aisément les rhéostats à employer. On prendra, par exemple, dans un cas simple, trois touches choi-
  - V V
  - sies de taçon que les vitesses soient successivement — , — et - \ et l’on admettra pour valeur de g celle qui correspond au régime moyen sans rhéostat.
  - Ce procédé de régulation est simple et commode et il permet d’agir très progressivement sur la vitesse, mais il est peu économique à cause de l’énergie consumée en pure perte dans le rhéostat r'. C’est exactement la même critique que pour le contrôle rhéostatique appliqué aux moteurs courant continu.
  - D’autre part, la vitesse décroît quand le glissement augmente. Or. pour un couple donné, la puissance absorbée par le moteur reste la même, le rendement est donc diminué dans le même rapport que la vitesse. L’énergie perdue est d’autant plus grande que la vitesse est plu? réduite ou le glissement plus grand.
  - L’emploi de cette méthode n’est vraiment théoriquement justita* qu’aux démarrages et, exceptionnellement, lors de la nécessité absolu? d’un ralentissement momentané.
  - On peut comparer cette méthode à celle de la régulation d’un niol?ur shunt (dont le moteur asynchrone a d’ailleurs la même caractéristique vitesse) par intercalation de résistances dans le circuit de l’induit.
  - Le rôle de la résistance est différent ici de celui qu’elle a dans un mot?1 à courant continu, car ainsi que nous l’avons vu, la caractéristique-'*!6 du moteur triphasé ne présente une marche stable que dans des li|U1*
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 219
  - Zone stable avec résision ze t
  - r—--------------------
  - | Zone stable avec
  - | f~—fêsTslâkcë'fif
  - | | Zone s&î-Ç,
  - Sans résiste nce
  - IM
  - %
  - je vitesses assez rapprochées. En intercalant une résistance dans le cir-itdu rotor, on augmente le glissement et la zône de stabilité est ainsi ^gtnentée, ce qui apparaît nettement la figure 126 sur laquelle nous ns tracé les courbes du couple avec jes résistances Rj et R2 (R2>Ri). On voit en outre que le couple de démarrage est'très augmenté, ce qui est avantageux. Pour l’application de la méthode, un rhéostat triphasé est d’abord mis en circuit avec le rotor (fig. 127), le courant est alors fermé sur le stator; puis on diminue progressivement la résistance jusqu’au court-circuit. La manœuvre du rhéostat est la plupart du temps obtenue au moyen d’une transmission funiculaire à partir des
  - plates-formes (Burgdorf-Thoune, Lugano), afin d’éviter des câbleries électriques compliquées. Comme applications de cette méthode nous citerons celles réalisées par la Compagnie Brown-Boveri aux tramways
  - /\e
  - Vitesse
  - \ \
  - \ \
  - \ \ \ "
  - \ v
  - \\\
  - \
  - Vitesse de
  - synchronisme
  - Fig. 126.
  - Controleur rhêostatiqx
  - Büques du motc
  - rotor
  - Terre (rails)
  - Fig. 127.
  - Lugano (1896) et au chemin de fer de Burgdorf-Thoune (1899), par la °C|eté Ganz aux premières locomotives de la Yalteline (1901) (1), à
  - im* mème temps que ces locomotives, la Société Ganz mettait en service des r3uçU10tr^ces ® bogies à 4 moteurs, mais pour lesquelles eu égard aux demar-,'Oim ^1<^Uen*,s et rapides du service qu’elles avaient à assurer, la méthode du m°nta^e 6n cascac*e dne nous étudierons plus loin a été adoptée. Le mode de 2:0 de leurs moteurs était toutefois le même que pour les locomotives.
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- - CoO
  - 220
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 4 moteurs de 150 chevaux à attaque directe (emploi d'un arbre creuj ainsi que nous le verrons plus loin § 96) et plus récemment (1909) par j General Electric aux locomotives du Great Northern qui fonctionnent généralement accouplées par deux ou trois. Dans ces applications, les résistances sont métalliques.
  - Fig. 128 bis.
  - Schéma de connexion d’une locomotive de ia Valtéline (type 1901)
  - A, prise de courant. — B, parafoudres. — C, point de distribution à 3.000 volts. — Di,D»,D3,Dt-appareil interrupteur et inverseur pour la commande individuelle des 4 moteurs. -Mi,Mo,M3,Mi, moteurs. — Ri,Ro,R3,Ri, résistances individuelles de réglage. — ri, r», r3, n. appareils pour mise en court-circuit définitive des résistances. — S, ampèremètre. -T, transformateur alimentant les appareils accessoires.
  - Nous donnons à titre d’exemple en planches hors texte les schéma des connexions générales des locomotives de Burgdorf-Thoune (fig. et des locomotives de la Valteline ci-dessus (fig. 128 bis).
  - 2° Modification clu nombre de pôles des moteurs. — On sait que la'1' tesse du synchronisme d’un moteur asynchrone est en t/m.
  - n = 60 4
  - P
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- - Fig.lid .. Traclzazi électrique var courants triphasés.
  - li î GrNE B U R GKD OR F - T H O URB
  - Sclwma des comwrxians d'une locomotive .
  - i'‘ils de contact
  - lanterne-sierra/
  - PgraPoudre J
  - Chaufferettes
  - -k.—I ü
  - Fusibles
  - Béais
  - R ests tances
  - Moteur M°1
  - Moteur N*2
  - Moteur A/?S | | Moteun N°4
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- - O *!»?>'
  - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 221
  - Si donc, par un moyen quelconque réalisant un changement de con-iexi°nS 5111 Pr*ma*re’ 011 diminue de moitié le nombre de pôles, la :^egge ?era doublée. De là le moyen d’avoir deux vitesses économiques cl en complétant le système par des résistances appropriées dans le circuit du secondaire, on aura un mode de réglage de la vitesse, très comparable comme effet au système série-parallèle pour le courant continu.
  - C’est ce qui a été réalisé sur les premières locomotives (type 1906) du Simplon à|2 moteurs de 575 chevaux et qui ont deux vitesses de régime
  - Entrée, chv courant Z-4--6
  - Petite vitesse Jôpôles Fig. 129.
  - (Entrées du courant 2-4-6) petite vitesse : 16 pôles.
  - Entrée tibx courant
  - Z-.tr-6
  - Grande vitesse : 6j>âles
  - Fig. 130.
  - (Entrées du courant 2-4-6) grande vitesse : 8 pôles.
  - 35 et 70 kilomètres-heure environ) correspondant à des modifications de couplage des enroulements des primaires des moteurs donnant respectivement 16 et 8 pôles. En outre, les rotors de ces moteurs sont bobinés et à bagues permettant l’emploi de résistances.
  - En fait, la réalisation de ce procédé entraîne quelques complica-bons. En effet, il est facile de combiner le stator pour permettre le changement du nombre de pôles. A cet effet, il suffit, comme cela a été réalisé ®u8iniplon, de le munir de 6 bornes auxquelles aboutissent les points 1.
  - 4. 5. 6 de l’enroulement (fig. 129 et 130) que l’on peut alors, au ^njendun commutateur approprié, connecter soit en triangle pour la i^bte vitesse correspondant à 16 pôles, soit en étoile pour la grande —e correspondant à 8 pôles. Dans ce dernier couplage, l’étoile est
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- - 222
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - formée de deux faisceaux parallèles, ce qui permet d’utiliser dans les Ho vitesses tout le cuivre du stator.
  - Il est toutefois plus compliqué de réaliser des rotors bobinés dont le connexions ne peuvent changer et doivent se prêter néanmoins au chan gement de position de pôles q.ui y sont induits. Il y a là une difficulté quj a été résolue sur les moteurs des locomotives en question en employa des rotors à deux enroulements triphasés ordinaires aboutissant chacun à un jeu de 3 bagues. De cette façon, lors de la commutation du nombre de pôles au stator, la disposition des champs ne demande aucune modification des enroulements. Les deux jeux de bagues sont disposés à raison de un jeu de chaque côté du rotor. Cette disposition nécessite évidemment deux jeux de résistances.
  - On voit ainsi que pour la réalisation de deux vitesses économiques, le rotor est déjà compliqué ; c’est ce qui fait qu’avec ce type de moteur à rotor bobiné, on est pratiquement limité dans l’application de la méthode,à deux vitesses de régime ce qui peut être insuffisant pour l’exploitation.
  - Les difficultés rencontrées ainsi dans l’application de cette méthode et la limitation pratique du nombre possible de vitesses de régime à deux, ont conduit la Société Brown-Boveri à abandonner par la suite les rotors bobinés à bagues et en même temps le réglage peu économique de la vitesse par résistances, pour adopter des rotors à cage d’écureuil pour lesquels la limitation précédente n’existe plus, car de tels moteurs fonctionnent évidemment avec un nombre quelconque de pôles. C’est effectivement avec de tels moteurs que sont équipées les locomotives du Simpion type 1908, qui sont à 2 moteurs. Les conducteurs des rotors sont constitués par des tubes en cuivre disposés pour permettre la circulation de l’air, ce qui assure ainsi un refroidissement énergique des rotors.
  - Les photographies (figures 131 et 132) montrent respectivement un des moteurs de ces locomotives et son rotor séparé.
  - En plus, afin d’augmenter le nombre des vitesses de régime, on a muni chacun des deux stators de deux enroulements distincts, ce quia permis de réaliser 4 vitesses de régime.
  - A cet effet, le premier bobinage des stators donne 12 et 6 pôles pour chaque moteur. On a choisi ces nombres de pôles afin d’obtenir 1?-mêmes vitesses, soit respectivement 35 et 70 kilomètres à l’heure, qua'eC les premières locomotives (type 1906) qui n’avaient que ces deux vitesse de régime afin que les machines des deux séries puissent être accouplé6'
  - Le second bobinage des stators donne pour chaque moteur 16 6
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASES
  - Fig. 131.
  - Ensemble d'un moteur triphasé. - Locomotive du Simplon (1908)
  - Fig. 132.
  - Rolor »l un moteur triphasé. — Locomotive du Simplon (1908).
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- - 224
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 8 pôles correspondant respectivement aux vitesses 26 et 52 kilomètr
  - U 6S jj
  - l’heure.
  - Enfin les connexions sont établies en triangle pour 16 et 12 (faibles vitesses) et e-n étoile pour 8 et 6 pôles (grandes vitesses).
  - Le système fonctionne en réalité comme s’il comprenait un doubl équipement à 4 moteurs ayant respectivement 16, 12, 8 et 6 pôles.
  - Les combinaisons obtenues et les puissances primaires correspondante développées sont résumées dans le tableau ci-dessous :
  - Nombre de pôles.... <............................. 16 12 8 g
  - Vitesse en kilomètres à l’heure................... 26 35 52 -()
  - Puissance unihoraire des moteurs en chevaux.. 550 650 750 850
  - Puissance totale en chevaux.................... 1.100 1.300 1.500 1.7^
  - Avec de tels moteurs à cage d’écui*euil, le démarrage ne peut évidemment pas être réalisé sur résistances : il est obtenu uniquement par variation de la tension appliquée. En outre, pendant cette période, les deux enroulements stàtoriques peuvent être mis en parallèle, ce qui permet de réaliser des couples moteurs très élevés.
  - Pour le réglage de la tension, à chaque stator est adjoint un double transformateur à rapport de transformation variable, réduisant la tension et la graduant par crans progressifs jusqu’à sa valeur maximum qui doit avoir lieu pendant les démarrages. Ces transformateurs reçoivent le courant à 3.000 volts par l’intermédiaire de coupe-circuit pour les deux phases aériennes et d’un transformateur d’intensité pour la phase connectée aux rails. Ils sont munis de dix prises qui permettent d’augmenter la tension de 200 en 200 volts à partir de 1.000 volts qui est la valeur sous laquelle on démarre jusqu’à la tension totale de 3.000. Les résistance? sont insérées dans le circuit au moment du passage d’une tension à la suivante.
  - Avec cette disposition on peut obtenir un réglage très parfait de la vitesse entre les vitesses de régime proprement dites: on utilise pour cela les deux moteurs qui, pour une vitesse donnée, n’ont pas le même glissement.
  - Pratiquement, on opère ainsi : les « commutateurs de pôles » étant sur la combinaison petite vitesse, soit 16 et 12 pôles, et la manette de ie glage de la tension des transformateurs sur la touche 1.000 volts, le eanicien fait progressivement augmenter la tension jusqu’à 3.000 volts-supprime ensuite les enroulements à 16 pôles, 11e laissant en circuit due
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASES
  - 225
  - fllbinaison 12 pôles, correspondant à la vitesse de 35 kilomètres à
  - 1$ ^ l'heure-
  - pour obtenir une vitesse supérieure, le mécanicien réduit le voltage transformateurs, puis branche les enroulements à 8 pôles en laissant ‘ ]2) ramène le voltage à 3.000 et finit par mettre hors circuit les
  - ^ouieIïients à 12 pôles, et ainsi de suite de façon à n’avoir plus à la fin les enroulements à 6 pôles, correspondant à la vitesse maximum de
  - que
  - ;0 kilomètres
  - à l’heure.
  - Ancienne locomotive (1906). Deux vitesses 36-72 Km/h.
  - Locomotive du Simplon. (Brown-Boveri).
  - Poids total : 62 tonnes. Puissance normale : 1.150 chevaux. Effort au crochet â la vitesse de 72 Km/h. 3.500 kgs.
  - Les locomotives du Simplon, anciennes et nouvelles, sont ainsi que nous l’avons vu, à 2 moteurs ; elles pèsent respectivement 62 et 68 tonnes 'e qui correspond à des puissances spécifiques très- élevées, soit 20 et b chevaux.
  - Les moteurs transmettent leur couple au moyen de bielles et mani-,plleï>. Les premières étaient du type 1-C-l à 3 essieux moteurs couplés et ' e^ieux porteurs, les secondes sont du type O-D-O à 4 essieux moteurs "Pics et adhérence totale.
  - ^ e* figures 133 et 134 représentent respectivement les deux loco.mo-1^1en clUest,i°n et nous donnons en planche hors texte, figures 135 et es schémas de leurs connexions sur lequel on voit que leur équipe-
  - 15
- p.225 - vue 269/870
- - 226
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ment est divisé en deux groupes identiques et symétriques, chacun com prenant un moteur avec son transformateur et tous les appareils de cou mande, de contrôle et de sécurité correspondants. En cas d’avarie à U|: groupe, on peut continuer le service en utilisant seulement l’autre.
  - Ce genre d’équipement est tout spécialement à signaler par sa r0})(1. tesse.
  - Cette méthode de réglage de la vitesse par modification du nombre d, pôles a été appliquée plus récemment aux locomotives mono-triphasées,, convertisseur de phase du Norfolk et Western R y que nous étudierez plus loin avec quelques détails.
  - Nouvelle locomolive (1906). Deux vitesses 36-72 Km/h.
  - M Moteur
  - 2iqo_ ^_________________________IZPÿ.
  - Locomotive du Simplon. (Brown-Boveri),
  - Poids total : 68 tonnes. Puissance normale 1.700 chevaux. Effort au crochet à la vitesse de 72 Km/h 4.8.00 k<is.
  - H° Groupement en cascade ou tandem. — C’est le correspondant’• groupement série parallèle des moteurs série courant continu.
  - Cette méthode a été introduite en Europe par M. Georges, de la !11‘ son Siemens et Halske, et en Amérique par Steinmetz, de la Ge!lfr Electric Co. Elle permet, avec deux moteurs, la réalisation de de ut fesses économiques de marche, l’une étant sensiblement la inoib* l’autre.
  - La première application de cette méthode semble avoir été fade *
- p.226 - vue 270/870
- - Résistances de démarrage
  - r»
  - Moteurs pour la ventilation °es résistances
  - Ji(j 155 Tr action, électrique])or courants triphasés
  - “LOCOMOTiVE DU SJMPLOl" y^ttn %i&r lijj?&> mOWIl'B 0VEE1.19Û6
  - Régi âge dulâvjiëssepar changement du nombre depoles drhéostate
  - locomotives u 2 vitesses
  - Schéma des connexions
  - Fils de contact
  - '/////S?—
  - Terre
  - Résistances de démarrage
  - ^VVVAVVVY'AA'VJAAAA|i<VV\^AA/V\>VVVVV>^I
  - mm mm mm mm mm mm wè»
  - -g^W\\AiV^WV\^y\A/^V^/jAA^AA'V%^^
  - Moteurs pour la ventilation aes résistances
  - Moteur N°1
  - Moteur N°2
- p.n.n. - vue 271/870
- - Locomotive triphasée à 4 vitesses du Simplon. (Deuxième type) Brown-Boveri (1908).
  - Réglage de la vitesse par seul changement du nombre de pôles dans chaque moteur.
  - Wiraieur du compresseur et de l'éclairage;
  - tÜy-ce,;
  - des signaux ;
  - jîlfc5 ^«“étiques;
  - autonjatique pour l'éclairage ;
  - LÉGENDE
  - g, contrôleurs des transformateurs principaux ; n, inverseurs ;
  - h. régulateur automatique de pression de l'air ; o, lampes :
  - /, commutateurs des compresseurs ; p, interrupteur du moteur d'éclairage ;
  - k, compresseurs automoteurs ; q, disjoncteurs haute tension ;
  - l, batterie-tampon ; r, commutateurs du nombre de pôles des moteurs de
  - m, interrupteur d'éclairage; traction
  - s, prises de contact pour lampes mobiles; l, appareils de commande à air comprimé;
  - u, inverseur du sens de marche;
  - v, moteur d éclairage;
  - A,ampèremètres ;
  - V, voltmètres. '
- p.n.n. - vue 272/870
- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 227
  - la Société Ganz à des automotrices des lignes de la Yalteline (1901). Le principe de la méthode est le suivant :
  - Soient (fig. 137) deux moteurs triphasés I et II semblables à 2 p pôles chacun ; le primaire B du second est alimenté par les courants induits
  - Rhéostat
  - Fig. 137.
  - Montage en cascade de'deux moteurs.
  - A, « primaire et secondaire du premier moteur.
  - B. b primaire et secondaire du second moteur.
  - tans le secondaire (a) du premier dont le primaire A est seul relié au réseau (phases 1. 2. 3.}. Les deux moteurs sont en outre assujettis mécaniquement à tourner à la même vitesse.
  - secondaire (b) du second moteur est, én général, fermé sur un Postal réglable.
  - Soitÿ le glissement de l’induit "a" dans son champ A, «j la pulsation courants inducteurs. La vitesse angulaire du champ inducteur A dans espaee est
  - *,a ' Hesse
  - 10]
  - M0 = --
  - P
  - w du premier moteur est :
  - to
- p.227 - vue 273/870
- - 228
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La pulsation des courants qui se développent dans l’induit a et qUl arrivent dans B en y jouant le rôle de courants inducteurs est :
  - ou — poi = g(-ol.
  - Par suite, le champ de B tourne dans l’espace avec une vitesse angulaire
  - (i),j
  - P
  - et si g' est le glissement du second moteur, sa vitesse sera évideramen!
  - »' = (i - g') x (y)
  - Mais les deux moteurs sont assujettis mécaniquement à tourner à la même vitesse, donc
  - CO = to ' ,
  - c’est-à-dire
  - d’où
  - 9')
  - P i P ’
  - 1 —
  - et, comme g' ne dépasse pas ordinairement 4 à 5 p. 100, g est sensiti11 ment égal à 1 /2, c’est-à-dire que les deux moteurs tournent sensible-à demi-vitesse. D’autre part, pour <7 = 1/2, on a g'= o, donc 1 indud tournera synchroniquement avec son champetle courant induit en b-nul; il en sera de même du courant que a fournit à B ; le mouvement rotation cessera et il ne passera plus en A que le courant corned* dant aux pertes par hystérésis et courants de Foucault.
  - On voit en outre que la fréquence des courants induits dans le 5e\ daire du moteur I et qui alimentent le primaire du moteur II es/ lam de celle des courants du réseau, puisque leur pulsation est :
  - 1
  - £<*>1 = g
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 229
  - \insi, quand deux moteurs d'induction sont couplés en cascade et que Purs induits sont assujettis mécaniquement à tourner à la même vitesse, la vitesse de synchronisme du système correspond à la moitié de la vitesse du champ fourni par le réseau.
  - Cette disposition permet donc de réduire de moitié la vitesse normale des moteurs sans nuire au rendement et le résultat est bien le même que celui que l’on obtient par le montage en série de deux moteurs à courant continu excités en série sur une distribution à potentiel constant.
  - Pour appliquer utilement cette méthode de montage en cascade, il faut naturellement que la charge soit également partagée entre les deux moteurs et faire en sorte, à cet effet, que leurs flux inducteurs restent égaux; on obtiendra sensiblement ce résultat en réduisant la /. é. m. aux bornes du second moteur proportionnellement à la fréquence, c’est-à-dire en la faisant égale à la moitié de la tension du réseau. Les enroulements induits du premier moteur devront donc être calculés en vue de donner celte /’. é. m. à demi-vitesse. Donc, en négligeant les pertes dues à l’im-[>édance du premier moteur, le rapport des nombres de tours des enroulements primaire et secondaire devra être égal à l’unité. Dans ces conditions, les couples déclassés par les deux moteurs seront sensiblement égaux.
  - Comme conséquence, on voit qu’avec le montage en cascade, on "Lient dans l'ensemble un couple total et une puissance totale doubles pour un courant absorbé donné, ou une puissance absorbée donnée, car, M ^ second moteur n’existait pas, l’énergie qu’il utilise devrait être dissipée — en pure perle — dans des résistances mises en série dans le rotor premier moteur pour obtenir la demi-vitesse du synchronisme. Remarquons que lorsque les moteurs sont ainsi couplés, la perte du premier moteur n’est plus proportionnelle à son glissement y comme dans cas du moteur ordinaire (§ 76 - 5e), parce que l’énergie consommée ,Jns son induit par glissement est utilisée presque entièrement pour -donner le second moteur.
  - P
  - 1 marche normale, les deux moteurs sont couplés en parallèle et
  - [KJU p |, ' | •
  - On eallser vitesse moitié au démarrage, ils sont montés en cascade, j Coiïlplète le réglage de la vitesse par un rhéostat intercalé dans l’in-Second moteur.
  - ra*-lciuement, les connexions successives sont généralement réalisées
  - J,ïlnje suit (Ganz) (fig. 138) :
- p.229 - vue 275/870
- - 230
  - TRACTION ÉLECTBIOUE
  - a) Le stator Si (inducteur) du premier moteur est directement relié à ]a ligne, les bagues de son rotor Rt (induit) sont alors reliées au stator Ss (jn ducteur) du second moteur dont le rotor R2 (induit) est relié aune résistance non inductive (rhéostat à eau). Les moteurs démarrent alors avec un grand couple. Leur vitesse maxima reste inférieure à la moitié de celle d’un seul moteur connecté directement au réseau.
  - <£• c
  - Rhéostat à eouz
  - Fig. 138.
  - Connexions du système Ganz (Cascade).
  - b) On coupe progressivement les résistances sans toucher aux connexion des deux moteurs entre eux.
  - c) Le stator du premier moteur est alors relié au circuit des rails, mena ainsi hors circuit le second moteur, les résistances étant mises en sériea'1 le rotor du premier, moteur.
  - cl) Le premier moteur restant comme en (c), toutes les résistances s progressivement supprimées.
  - L’application du contrôle pour le couplage en cascade exige au in°u un groupe de deux moteurs.
  - S’il y a plus de deux moteurs, mais en nombre pair, ils seront em{ par paires.
  - il est à remarquer que la méthode est tout à fait générale et n^ nullement que les deux moteurs soient de la même puissance ou cons lion. Dans ce cas, la vitesse de synchronisme de l’ensemble desdeu-x
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 231
  - leurs non semblables, mais assujettis mécaniquement à tourner à la même vitesse, sera celle correspondant à la somme des nombres de pôles des deux
  - moteurs.
  - Il est encore à remarquer que les connexions électriques entre les deux moteurs ne sont pas nécessairement réalisées comme nous l’avons -opposé, à savoir : rotor ou secondaire du premier moteur alimentant le
  - Méseat i
  - Fig. 139 à 142.
  - Différentes méthodes de couplage en cascade de deux moteurs triphasés.
  - 'lator du second moteur. La propriété précédente est en effet encore vraie lM»urles trois autres modes de connexions possibles et qui sont :
  - tr
  - Cj
  - d.
  - 1er moteur alimenté par son stator sur le réseau ; ime moteur alimenté par son rotor par les courants induits dans le rotor du premier.
  - ]er
  - •>me
  - pr
  - Itnc
  - moteur alimenté par son rotor sur le réseau ;
  - moteur alimenté par son stator par les courants induits dans le stator du premier.
  - moteur alimenté par son rotor sur le réseau; moteur alimenté par son rotor par les courants induits dans le stator du premier.
  - ) a Par conséquent 4 modes de couplage électrique possibles.
  - .Ij?r j ^mirs le système est réversible, c’est-à-dire qu’on peut interchan-
  - r* ..** r^es c*es 2 moteurs, ce qui produit au total 8 modes de couplages 1 '"‘Mes.
  - °Us donnons ci-dessus les schémas (fîg. 139 à 142; des 4 premiers
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- - 232
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - couplages. Le schéma " a " est celui généralement suivi, c’est, en par(j. culier celui des figures 137 et 138.
  - Ainsi, quelle que soit la façon dont on relie le moteur 1 au moteur et dont on alimente l’ensemble : la vitesse de synchronisme de l’ensemble des deux moteurs assujettis mécaniquement à tourner à la même vitesse est celle correspondant à un champ ayant la somme du nombre des pôles des deux moteurs.
  - Cette méthode du couplage des moteurs en cascade a reçu ses principales applications sur les automotrices et les locomotives de la Valteline construites par la Société Ganz, sur les locomotives du type Giovi de* chemins de fer de l’Etat Italien [(lignes du Giovi (1910), de Savone (1914, du Mont-Cenis (1912-1915)] construites par la Société italienne Westinghouse, et sur les locomotives américaines monotriphasées à convertisseur de phases du Pennsylvania dont nous parlerons plus loin.
  - Nous allons examiner les caractéristiques principales de ces installations.
  - a) Aux automotrices de la Valteline (1901), le couplage des moteurs a été réalisé d’une façon assez particulière comme suit :
  - Ces automotrices sont à bogies et à 4 moteurs, et les deux moteursdf chaque bogie jouent un rôle différent. Un des essieux porte un moteurdit primaire de 150 chevaux, fonctionnant à haute tension (3.000 volts , et l’autre essieu porte un moteurdit secondaire de 75 chevaux, fonctionnant seulement en basse tension (300 volts, alimenté par le moteur primaire ou restant inactif. Pour la marche à demi-vitesse, on groupe en cascade les deux moteurs de chaque bogie, et pour la marche à grande vitesse on met en circuit les moteurs primaires seuls. On voit ainsi que dans U deux cas, la puissance totale de l’automotrice est de 300 chevaux, h811 le montage en cascade, le rotor du moteur primaire alimente le statoi • moteur secondaire et pour compléter le réglage de la vitesse, des i'e‘‘ tances liquides sont insérées dans le circuit de l’induit des moteurs.
  - Les deux groupes de deux moteurs — correspondant aux deux l'°r,e) — fonctionnent simultanément de la même manière. Chaque groupe sous la commande d’un contrôleur et les deux contrôleurs (un à clia9 poste de commande), sont reliés mécaniquement par une chaîne. kl*T pement électrique est en somme double.
  - La manette de chaque contrôleur n’a que trois positions : dans m mière les moteurs sont hors circuit, dans la seconde ils sont coup
  - lé?
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 233
  - ca«cade et dans la troisième, les moteurs haute tension seuls sont maintenus en service, c’est-à-dire que le circuit secondaire à 300 volts est
  - interrompu.
  - Les résistances sont à liquide et on fait varier leur résistance au-dessus du niveau du liquide par une admission d’air comprimé.
  - La figure 143 (1) donne le schéma des connexions de ces automotrices.
  - b) Dans les locomotives type 1903 (2) de la Valteline, la méthode de montage en cascade a été réalisée différemment comme suit :
  - Ces locomotives sont à deux moteurs de 450 chevaux à 8 pôles. Chaque moteur est en réalité double : la même carcasse contenant à la fois un moteur primaire et un moteur secondaire. Dans le premier l’inducteur est fixe et l’induit tourne; dans le second, l’inducteur est mobile et l’induit est fixe. Les enroulements des deux parties tournantes sont connectés ensemble d’une façon invariable, et leurs sorties communes sont reliées à trois bagues extérieures. Pour le démarrage et la marche à demi-vitesse, les moteurs primaire et secondaire d’une même carcasse sont connectés en cascade et des résistances variables (à liquide) sont insérées dans le circuit induit (fixe) du moteur secondaire. Pour la marche à grande vitesse, le moteur primaire travaille seul. Pour les vitesses de transition, on introduit des résistances variables dans le circuit de son induit mobile) par l’intermédiaire des bagues.
  - ha figure 143 bis en planche hors-texte représente le schéma des connexions de ces locomotives.
  - Ces locomotives, ainsi que les automotrices précédentes, sont établies four deux vitesses, environ 32 et 64 kilomètres à l’heure.
  - Cil voit par ce qui précède que le montage adopté pour les automo-Idces correspond au schéma (a) des figures 139 à 142 et que celui adopté P°ur les locomotives correspond au schéma (b).
  - c Pour les locomotives de la Valteline, mises en service en 1907, le rldage de la vitesse est plus complet et a lieu par une combinaison du
  - m°ntage en cascade avec l’utilisation de nombres de pôles différents aux
  - Moteurs.
  - L' ! i
  - les sont comme les précédentes à 2 moteurs, mais ces moteurs sont mPleset bobinés l’un pour 8 pôles et l’autre pour 12 pôles. On peut ainsi
  - ] ( p
  - ' LçI1^run*'®e ® PIndustrie électrique du 10 mai 1903.
  - es locomotives type 1901 étaient à contrôle rhéostatique, voir page 220.
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- - Fig. 143.
  - Schéma de connexions d’une voilure motrice de la Valteline.
  - /
  - A, prise de courant. — B, parafoudres protégeant l'équipement. — C, régulateur de marche par couplage en cascade des moteurs primaires et secondaires ou seulement de ceux-là à 3.000 volts. — D, appareil interrupteur et inverseur à 3.000 volts. — K, appareil établissant le court-circuit sur le secondaire. — R, résistances liquides de réglage. — Mi, Ma, moteurs primaires h 3.000 volts. — Md, Mî moteurs secondaires.— T, transformateur alimentant moteurs et compresseurs, lampes et radiateurs.
  - — V, appareil distribuant à la voiture le courant des trolleys, et comportant des plombs fusibles pour protf-g-er IVqiiipenienl.
  - 234 TRACTION ÉLECTRIQUE
- p.234 - vue 280/870
- - •^.IRAGJION ELECTRIQUE PAR COURANTS T RI PH AS L $_ locomotive DE la'valteune
  - Réglage de LA VITESSE PAR MISE DES MOTEURS EN CASCADE __ Schéma des connexions
  - ______ TT
  - F\h d&~""TTEey"
  - n
  - [NSiÛN MITEUS A HA. i F TE:.?-ON
- p.n.n. - vue 281/870
- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 235
  - obtenii" 3 vitesses de régime : 25,5 42 et 64 kilomètres à l’heure en employant soit les deux moteurs en cascade, soit le moteur à 12 pôles, soit je moteur à 8 pôles seul. Pour la marche en cascade, réalisée suivant le schéma "a " des figures 139 à 142, on modifie le groupement des bobines <lu stator du moteur à 12 pôles, de façon à abaisser la tension (montage en étoile).
  - Les vitesses de transition sont obtenues, comme précédemment, au moyen de rhéostats liquides intercalés dans les circuits induits des deux moteurs par l’intermédiaire des bagues.
  - d) Enfin, pour les locomotives plus récentes du type Giovi des chemins de fer de l’Etat italien, et qui sont à deux moteurs de l.OOOchevaux, les moteurs sont simples et à 8 pôles. Leur couplage en cascade est réalisé suivant le schéma (a) des figures 139 à 142 où le stator du second moteur est alimenté par le rotor du premier moteur. Il y a deux vitesses de régime qui sont environ 25 et 50 kilomètres à l’heure. Pour la marche à grande vitesse, chacun des deux rotors est mis en communication avec un rhéostat de démarrage, et pour la marche à vitesse réduite le seul rotor du moteur secondaire est relié à son rhéostat. Les rhéostats sont comme précédemment à liquide avec emploi d’air comprimé pour faire varier le niveau.
  - Un régulateur à puissance constante est en outre inséré dans ce rhéostat, ce qui en rend la manœuvre automatique en maintenant la puissance constante (1) quelle que soit la variation de la tension d’alimentation entre 2.700 et 3.700 volts.
  - Cascade triple Ganz. — Pour un service suburbain, plus de deux vitesses économiques sont nécessaires. Aussi la Compagnie Ganz a proposé d employer trois moteurs (cascade triple) au lieu de deux pour un groupe. Oes trois moteurs, construits sous la forme d’un moteur triple, consistent en un moteur principal à 4 pôles et deux moteurs auxiliaires, un à 6 pôles
  - un à 2 pôles. Avec une telle disposition, quatre combinaisons sont possibles du moteur principal et des deux auxiliaires donnant quatre lltesses économiques correspondant respectivement aux groupements,
  - 'desses et puissances suivantes :
  - -b Dans les premières locomotives, le régulateur fonctionnait pour maintenir
- p.235 - vue 282/870
- - 236
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - NOMBRE VITESSE VITESSES PUISSANCES
  - DE svnchronisme EN en
  - pôles utilisés n'0 Km/h. chevaux
  - 1) Moteur principal et les deux moteurs auxiliaires 4 + 6 + 2=12 300 t/m. 19 •200
  - 2) Moteur principal et le moteur auxiliaire à 6 pôles 4 + 6 = 10 360 23 260
  - 3) Moteur principal et le moteur auxiliaire à 2 pôles 4 + 2 = 6 600 38 300
  - 4) Moteur principal seul... 4 900 57 350
  - Pour la première vitesse économique, le rotor du moteur principales connecté au stator du premier moteur auxiliaire dont le rotor est connecte au stator du second moteur auxiliaire, dont enfin le rotor est connecté à un rhéostat à eau à résistance réglable qui, lorsqu’elle est supprimée, donne cette première vitesse de régime.
  - Pour la seconde vitesse économique, le second moteur auxiliaire est nir hors circuit et le rotor du premier moteur auxiliaire est relié au rhéostat à eau réglable.
  - Pour la troisième vitesse économique, le second moteur auxiliaire cn substitué au premier du montage précédent.
  - Enfin, pour la quatrième et dernière vitesse économique, il ne subd'[l que le moteur principal.
  - Il faut noter que, dans cette méthode de cascade triple, chaque l°c° motive sera, en principe, équipée avec trois moteurs, chacun entraîna11, un essieu.
  - 4° Régulation de la vitesse par combinaison de la modification lt-nombre de pôles et du groupement en cascade. — Nous avons vu que P°u les locomotives de la Valteline type 1907, on utilisait pour la régula111 de la vitesse le montage en cascade, et qu’en même temps les de1 moteurs étaient à nombres de pôles différents, mais invariables, ce ll donnait 3 vitesses de régime.
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 237
  - Dans le but d’obtenir un réglage plus complet en vue de réaliser 4 vi-te;ses de régime, la Société Brown-Boveri a combiné pour une nouvelle locomotive du Simplon (type 1915; et pour les locomotives de l’Etat italien (type 1915-1916), un système de régulation par couplage des moteurs en cascade et modification du nombre de pôles.
  - La locomotive du Simplon ci-dessus destinée à un service de voyageurs et de marchandises est à 4 essieux moteurs et 1 essieu porteur à chaque extrémité (type I-D-I) et à 2 moteurs à rotors bobinés de 1400 chevaux avec accouplement par bielles et manivelles. Son poids est de 86 tonnes dont 68 adhérentes. Son aspect très différent des autres locomotives du Simplon est donné sur planche spéciale hors-texte. Son équipement électrique et son fonctionnement sont analogues à celui des locomotives italiennes Brown-Boveri que nous allons examiner avec quelques détails.
  - Locomotives à grande vitesse des chemins de fer de l'Etat italien. — Ces dernières locomotives, dont 18 ont été commandées et dont les premières unités ont d’abord été mises en service sur la ligne Milan-Lecco sont à 3 essieux moteurs et 2 essieux porteurs à chaque extrémité type 2-C-2) et à 2 moteurs à rotors bobinés de 1.400 chevaux avec accouplement par bielles et manivelles. Leur poids est de 92 tonnes dont •>0adhérentes. Leur aspect est également donné sur planche spéciale hors-texte. Leur fonctionnement est le suivant (1) :
  - Le moteur primaire reçoit par son stator le courant de ligne (3.000/ •L/00 volts) et le moteur secondaire est alimenté par son stator delà ligne Jans le montage en parallèle (pleine vitesse), tandis qu’il est alimenté par 'ou rotor du moteur primaire dans le montage en cascade (faiblesvitesses). ^ a ainsi dans le cas actuel application du schéma (h) des figures 139 à 142.
  - Lu outre, les moteurs fonctionnent soit à 8 pôles soit à 6 pôles, aussi i’'endansle montage en cascade que dans le montage en parallèle, d’où deux vitesses de régime pour chacun de ces couplages et finalement quatre "'esses de régime au total.
  - Les résistances de démarrages sont groupées en étoile dans le montage encascade à 8 ou à 6 pôles, et sont seulement branchées aux bornes du ^l°c du moteur secondaire.
  - F* . ous renvoyons le lecteur pour plus de détails à la Rivista Tecnica delle . lle Italinna, du 15 novembre 1916, d’où nous avons extrait les renseignements
  - 2nc& Li, et aussi à la Revue Brown-Boveri, de mai-juin 1918.
- p.237 - vue 284/870
- - 238
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Elles sont branchées en triangle dans le montage en parallèle et reliées aux bornes des rotors des deux moteurs; les mêmes résistances servent par suite pour les deux moteurs.
  - A la première vitesse, les 3 phases du stator du moteur ordinaire sont reliées en triangle au moyen d’un commutateur spécial. De celte façon, les résistances qui sont branchées en étoile aux bornes de ce stator ne reçoivent au moment du démarrage que la tension simple qui est au
  - maximum
  - 3.700
  - y/3
  - soit environ 2.000 volts.
  - A la seconde vitesse, par contre, les phases du stator sont couplées en étoile.
  - Aux grandes vitesses, montage en parallèle, les enroulements des stators des deux moteurs sont en étoile.
  - Ainsi, seul l’enroulement du stator du moteur secondaire peut être disposé soit en étoile, soit en triangle.
  - Nous résumons ci-dessous les conditions de fonctionnement précédentes en indiquant les vitesses correspondantes pour la fréquence de 16,7 périodes.
  - 1° Démarrage el faibles vliesses, couplage en cascade :
  - a) Enroulement statorique seul du moteur secondaire en triangle et moteurs à 8 pôles, vitesse 37,5 kilomètres à l’heure ;
  - b) Enroulements statoriques des deux moteurs en ('toile et moteurs a 6 pôles, vitesse 50 kilomètres à l’heure.
  - 2° Grandes vitesses, couplage en parallèle :
  - Enroulements statoriques des deux moteurs en étoile :
  - a) Moteurs à 8 pôles, vitesse 75 kilomètres à l’heure ;
  - b) Moteurs à 6 pôles, vitesse 100 kilomètres à l’heure.
  - Les efforts de traction aux jantes des roues et au régime horaire des m° teurs. sont les suivantes, pour une tension de 3.300 volts à la ligne :
  - 9.000 kilogs à la vitesse de 37,5 kilomètres à l’heure.
  - 9.000 — 50 -
  - 9.500 — 75 —
  - 6.000 — 100 - t
  - Ce qui correspond aux puissances développées de 1.250, 1.670, 2. 2.220 chevaux.
  - Les figures 144 et 145 donnent respectivement le schéma général des0 exions de ces locomotives et les schémas des différentes combinai éalisées.
- p.238 - vue 285/870
- - Locomotive triphasée à grande vitesse 2-C-2 Brown-Boveri.
  - Fig. 2.
  - b rG-
  - FiCx. 4.
  - Fig. 3.
  - Ml
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  - : — ( >\a, 0 "| ^2
  - ic'f S] @ûs ©
  - i cN >1 (c Js -J5
  - — |ç J se 0
  - *- S7| <30
  - j A la prise X
  - du, commutateur ctaüe triangle G.
  - Ae
  - 'Aie
  - a prise jr
  - J_ Ps (lu commutateur
  - ' ' e toile tnapyle G.
  - Enroulement
  - ôtatonque du moteur NI/
  - Fiq 5
  - Rhéostat
  - 16
  - 'Enroulement
  - statorique
  - i)ZdumoteurNi2
  - Enroulement statonque du. moteur NI t
  - Fiq. 6
  - J^vltesse Couplage enparallèle. 8pôles
  - Rhéostat
  - ¥Eevitease. Couplape en parallèle. 6pôles
  - Enroulement statonque dumoteurNl ï
  - • Rhéostat
  - le 1a. 16
  - Enroulement stataricpie du moteur NI 2
  - Enroulement. A> stator!pur
  - du moteur Ni 2
  - Enroulement s tatcrique Al du moteur Ni2
  - Ration schématique du régulateur de vitesse, du commutateur étoile triangle es commutateurs des pôles des stators, pour la vitesse de 100 Km/h.
  - Représentation schématique des connexions entre les deux moteurs de traction et avec leurs rhéostats correspondant
  - aux quatre vitesses de régime.
  - Fig. 145. — Schémas des connexions.
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 239
  - assage d’une vitesse de régime à l’autre est obtenue en modifiant ^ ^ ions des rotors et des stators au moyen de commutateurs spé-
  - i .*
  - dits commutateurs rotoriques et commutateurs statoriques. Ces CiaUX-eils sont à commande pneumatique.
  - '^pour les stators, chaque phase comprend 6 parties d’enroulement à trémités, soit au total 36 extrémités d’enroulément qui sortent d’un ' eX £es 36 câbles sont reliés à un commutateur à 2 positions, qui , jes combinaisons de couplage. La première position du commuta-°^e-correspond à la première et à la troisième vitesse de régime et la
  - seconde aux deux autres.
  - Pour les rotors où les mêmes couplages doivent être effectués, on ne uvait songer, étant données les valeurs élevées de la tension et du courant (1.270 volts, 750 ampères), à faire sortir 36 extrémités de câbles. On •ulopla alors un commutateur monté concentriquement sur l’arbre du rotor et tournant avec lui.
  - Le système de commande des organes de contrôle est ici très particulier, et sa description sortirait du cadre de cet ouvrage. Nous nous bornerons à mentionner les autres appareils principaux de commande employés qui comprennent :
  - Un « commutateur de cascade » qui sert à brancher les résistances de démarrage sur le stator du moteur secondaire ou sur les deux rotors et à établir les connexions des moteurs pour la marche en cascade ou en parallèle.
  - Un « commutateur étoile-triangle » qui combine les phases du stator du moteur secondaire en triangle ou en étoile, suivant le mode de branchement du moteur sur les résistances.
  - Un « commutateur de démarrage » qui effectue la mise hors circuit graduelle des divers éléments de résistances, tandis qu’un autre commutateur dit « combinateur de résistances » permet d’employer au choix l’un ou l’autre groupement de résistances.
  - Le démarrage de la locomotive s’opère au moyen de résistances en rubans de nickeline, refroidis continuellement par les ventilateurs qui seront egalementau refroidissement des moteurs de traction. Ces résistances peuvent être groupées de deux manières différentes. Dans la marche en double traction (1), où deux locomotives sont attelées à un même train
  - 6) èous étudierons avec quelques détails au chapitre XIII le fonctionnement des locomotives en double traction.
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- - 240
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - généralement une en tête, l’autre en queue, elles servent aussi, comme j' est dit plus loin, au réglage du glissement pour obtenir une égale répar tition de la charge entre les deux locomotives.
  - Au point de vue constructif, la plupart des commutateurs sont exécutés d’après le principe des contrôleurs ordinaires. Le commutateur 4 démarrage cependant y fait exception; cet appareil est constitué, d'apn-. le système Brown-Boveri, par des interrupteurs à marteaux actionné par des cames. Tous ces appareils, à l’exception du combinateur deré>i>-tances et des commutateurs de pôles du rotor, sont à bain d’huile, avo, cuves mobiles; ils sont tous commandés pneumatiquement, et ceci n’e>! pas une des caractéristiques les moins intéressantes de ces machines.
  - Les deux contrôleurs de commande installés dans les postes du mécanicien ne comprennent, eux aussi, que des parties pneumatiques. Au moyen d’une combinaison de cames et de leviers, ils actionnent des valves qui ont pour fonction de mettre les cylindres de commande des divee appareils en communication avec le réservoir à air comprimé ou av^ l’air extérieur.
  - Les détails principaux de la commande pneumatique ressortent de l’examen du schéma de la figure 145 bis.
  - Les contrôleurs de démarrage comportent pour chaque groupement des résistances, en étoile (pour le montage en cascade) ou en triamrle (pour le montage en parallèle), LJ crans dont les 6 premiers correspondent à la mise hors circuit d'un nombre égal d’éléments dans les trois phase-Ces 6 crans embrassent un grand intervalle de réglage et ne servent qu 3'* démarrage, tandis que les 5 crans suivants correspondent à des élément* de résistance de faible valeur, dont la mise hors circuit s’opère inégalement dans les diverses phases. De cette façon, le passage d’un cran l’autre est moins brusque, et s’obtient sans qu’il y ait lieu de subdi'* 1'’' trop les éléments de résistances tout en réduisant au minimum le nomh' de doigts de contact du commutateur. Ce réglage plus fin sur lesderw^ crans de résistances a pour but de permettre la marche en double tractn-de deux locomotives ayant des diamètres de roues différents, en nuV“ fiant simplement le glissement des moteurs. Dans ces conditions. dfU locomotives, présentant une différence de 55 millimètres dans le-mètres des roues motrices, peuvent être accouplées en produisant -eB blement le même travail (1).
  - —y jj.
  - (1) Nous reviendrons à la fin de ce chapitre, au § 86-6° sur cette condition répartition de la charge entre deux locomotives.
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 241
  - Ces locomotives Brown-Boveri à 4 vitesses font le service sur les lignes de Monza-Lecco et Gênes-Savone pour les trains de voyageurs marchant à la vitesse de 75 kilomètres à l’heure. La vitesse de 100 kilomètres à l’heure n’est pas employée actuellement à cause de l’état des
  - voies.
  - Sur ces mêmes lignes sont aussi en service des locomotives de construction Gerlikon, très analogues aux précédentes, tant au point de vue mécanique qu’au point de vue électrique et également des locomotives Westinghouse. Ces dernières diffèrent toutefois sensiblement des précédentes, et nous allons examiner sommairement (1) leur fonctionnement au point de vue électrique. Elles fonctionnent au triphasé-diphasé avec montage Scott.
  - Elles sont encore à 4 vitesses. Leurs poids est de 73 tonnes, dont 45 adhérentes pour 2.600 chevaux. Elles sont à 3 essieux moteurs couplés et :? essieux porteurs, type 1-C-l et 2 moteurs. Elles sont inspirées de celles de Giovi comme constructions èt détails d’équipement.
  - La gamme des 4 vitesses est obtenue par l’emploi de deux groupements différents d’un même bobinage, donnant l’un du triphasé à 8 pôles et l’autre du diphasé à 6 pôles, au rotor comme au stator, et par le montage en parallèle ou en cascade des moteurs ainsi combinés.
  - Le schéma, figure 145 ter, permet de comprendre le mécanisme des combinaisons réalisées.
  - Le stator comprend 12 enroulements indépendants, répartis régulièrement sur la périphérie (ces enroulements qui se chevauchent en réalité à 3 façon habituelle, ont été représentés raccourcis de moitié pour la clarté de la figure), et les 24 extrémités sont libres et réunies à un combi-H^teur différent pour le moteur primaire et le moteur secondaire. En jdiant les bobines portant la même lettre et d’indice quelconque comme es bobines d’une même phase (en série ou en parallèle, puis en étoile ou ph^°.^0ne)> 011 obtient avec la disposition de gauche un bobinage tri-^ ^a4 paires de pôles, embrassant respectivement les arcs A1} B}, Ci, '“ivani^5' ^3' ^3’ ’ GÏ1 re^anl'» au contraire, ces bobines,
  - an hr!î!m^me P^ncipe, mais d’après les notations de droite, on réalise ^obmage diphasé à 3 paires de pôleSj Mi> Pîj Qu m2, N2, P2, Q2,
  - >oir
  - ' Juillet ?°Ur P^us 4e détails la Rivista iecnica delle Ferrovie Italiana, des et L août 1915.
  - 16
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- - ^242
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - stator
  - STAT OU DIPHASE 6 PÔLES
  - STATOR TRIPHASE
  - 8 PÔLES
  - ROTOR
  - TS1PSASE 8 POLES
  - DIPHASE 6 POLE*
  - Rhéostat liquide
  - Fig. 145 ter.
  - 1 f"l‘
  - Moteur triphase-diphase de la locomotiv.e Westinghouse E 330 type Schéma des combinaisons du couplage.
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- - > y.;"*8 m°^eui‘-compre ;'a've de sûreté.
  - *°bi"<4 à 3 voies.
  - ; vJ‘ariUeui- d'huile, î r.-'ede retenue.
  - : Kobtnètd'd a^ F l6S 3
  - s h- uel a arrêt.
  - 4 >uSr d air pour le
  - S, >» co„,
  - Fig. 145 bis. — Schéma des conduites pneumatiques.
  - 10 Régulateur de pression.
  - 11 Commutateurs statoriques.
  - 12 Commutateurs rotoriques.
  - 13 Commutateur de cascade.
  - 14 Combinateur de résistance.
  - 15 Inverseur de marche.
  - 16 -Commutateur étoile-triangle.
  - 17 Interrupteur principal.
  - 18 Valve de retenue double.
  - 19 Commutateur de démarrage.
  - 20 Contrôleurs de démarrage.
  - 21 Valve de l’inverseur de marche.
  - 22 Contrôleur de vitesse.
  - 23 Cloche d’alarme.
  - 24 Robinet de commande des prises
  - de courant.
  - 25 Prises de courant.
  - 26 Réservoir de secours transpor-
  - table.
  - 27 Commande de l’interrupteur
  - principal.
  - 28 Contacts de verrouillage de la
  - valve de l'inverseur de marche.
  - 29 Contacts de verrouillage du
  - contrôleur de vitesse.
  - 30 Raccord de la conduite des sa-
  - blières.
  - 31 Raccord spécial de prise d’air
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 243
  - On peut également, par le. groupement des bobines d’une phase en parallèle ou en série, puis de ces phases en étoile ou en polygone, obtenir jçs tensions diverses de fonctionnement du stator et pour le moteur secondaire, réaliser un stator à haute tension pour la marche normale et un stator à basse tension pour le couplage en tandem de ce stator sur le rotor du moteur primaire.
  - Le rotor porte d’un côté 4 bagues pour le fonctionnement en diphasé et de l’autre côté 3 bagues, pour le triphasé; les bagues sont reliées aux points portant les mêmes lettres, connectés tous en parallèle. Les barres radiales delà figure représentent chacune une des douze bobines réparties sur la périphérie ; par une de leurs extrémités, ces bobines sont connectées en parallèle de 3 en 3 aux trois bagues du triphasé et par l’autre de 4 en 4 aux quatre bagues du diphasé (cette dernière connexion a été omise pour ne pas compliquer la figure). Lorsqu’on met en court-circuit les bagues d’un des systèmes (par exemple les 4 bagues du diphasé), on obtient un rotor triphasé à bobines en parallèle dans chaque phase et à groupement en étoile, dont les quatre? bagues court-circuitées sont le point neutre et les trois autres bagues les bornes extérieures et inversement.
  - Ce rotor est formé au démarrage sur un rhéostat liquide spécial, à *4électrodes, disposées comme l’indique la figure, d’un côté en 3 groupes de 4 reliés au triphasé et de l’autre côté en 4 groupes de 3 reliés au diphasé. Quand on se sert d’un système (diphasé ou triphasé), les électrodes de l’autre sont toutes reliées en parallèle par le court-circuit des tagues correspondantes.
  - De la grande à la petite vitesse, les connexions sont établies comme
  - suit :
  - Vitesse 100 kilomètres à Vheure. — Les deux stators sont groupés en v Slx pôles; les bobines d’une phase sont toutes en série et le Sapement en étoile (ou plus exactement en deux circuits indépendants, Un C0ldient en série les bobines :
  - + M! - Pl + M2 - P, + M, - P3
  - + Ni - Qi + N2 - Q2 + N3 — Q3
  - ~ lndiquant que les bobines correspondantes sont inversées dans en Pliant — MY, P'! — Pj ,P2, etc.). Les rotors sont fermés sur le
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - rhéostat liquide par leurs systèmes à 4 bagues en parallèle, les système à 3 bagues étant en court-circuit.
  - Les stators sont alimentés en diphasé à 3.600 volts par phase au moyen d’un auto-transformateur Scott, disposé entre les fils de contact ei les stators.
  - Vitesse normale 75 kilomètres à l’heure. — Les deux stators sont groupés en triphasé 8 pôles, les bobines d’une phase étant en série et les phases en étoile, à la façon habituelle. Les rotors sont fermés surit rhéostat liquide par les 3 bagues, l’ensemble des 4 bagues étant en court-circuit. Les stators sont branchés sur les lignes de contact et le rail à la façon normale.
  - Vitesse 50 kilomètres à l'heure. — Le stator du moteur primaires connecté en diphasé et relié au réseau par l’auto-transformaleur Scott comme à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure. Son rotor est fermé (par les 4 bagues) en cascade sur le stator du second moteur, groupé et diphasé basse tension à deux circuits indépendants, comprenant l’un en parallèle les bobines -j-M et —P, l’autre les bobines -|-N et — Q- b rotor du moteur secondaire est fermé sur le rhéostat par 4 bagues; te deux ensembles 3 bagues des rotors sont en court-circuit.
  - Vitesse 35 kilom. 500 à l’heure. — Le stator du moteur primaire ex en triphasé, série et étoile, et relié au réseau comme à la vitesse 75 kilomètres à l’heure; son rotor, côté 3 bagues, est fermé en cascade surk stator du moteur secondaire, groupe en triphasé, basse tension, avec te bobines en parallèle dans chaque phase et les phases en triangle. Le rote du moteur secondaire est relié par le côté 3 bagues au rhéostat, k groupes 4 bagues sont en court-circuit.
  - Le reste de l’équipement électrique est analogue à celui des l°c0tDt tives du Giovi; les contrôleurs commandent, par courant à basse tendes relais électro-pneumatiques actionnant les combinateurs et seurs. La petite manette du contrôleur donne successivement ^ 4 vitesses de marche et la grande manette agit sur le rhéostat hqul démarrage; un régulateur à puissance constante est inséré da»5 rhéostat, comme dans les locomotives du Giovi.
  - Le rhéostat liquide est analogue, mais beaucoup plus i&Ÿ0 comme dimensions, avec ses 24 électrodes.
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 245
  - 85. Système mixte monophasé-triphasé (split-phase) Westinghouse des locomotives à convertisseur de phases du Norfolk et Western Railway et du Pennsylvania. — 1° Locomotives du Norfolk et Western Ry. — Ces locomotives, dont le principe électrique constitue une innovation, circulent sur la ligne très accidentée de Bluelield à Vivian sur une longueur de 48 kilomètres, comprenant le tunnel d’El-khorn de 9 kilomètres, en rampe de près de 1 p. 100. Elles assurent un important trafic de charbonnages, et remorquent des trains de 3000 tonnes enmoyenne.
  - Elles sont d’une puissance de 3.600 chevaux au régime uni-horaire des moteurs.
  - Elles sont alimentées en courant monophasé 11.000 volts 25 périodes, qui est transformé sur les locomo-0'es elles-mêmes en courants triphasés alimentant les moteurs d essieu qui sont du
  - l>Pe asynchrone ordinaire.
  - transformation
  - effectuée au moyen d’un convertisseur de phases (split-phase), court • ^ai Un mo^eur d’induction monophasé comportant un rotor en •font ClrCU^ type cage d’écureuil, et un stator à deux enroulements Un Seut est relié aux bornes du secondaire du transformateur monotension qui l’alimente. Le schéma du système est donné
  - Schéma des connexions du convertisseur déphasés et des moteurs d’essieu des locomotives du Norfolk and Western Ry.
  - phase abaisseurde
  - ’Ur la fi
  - gure 146.
  - fonctionnement du système repose sur la propriété générale sui-
  - des
  - Moteurs asynchrones :
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- - 246
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Un moteur d’induction polyphasé peut fonctionner comme moteur monophasé sur une seule phase d’un circuit polyphasé si ce moteur eq amené par un dispositif quelconque à la vitesse du synchronisme et, de plus, un tel moteur fonctionne en convertisseur de phases.
  - En effet, en se bornant au cas actuel où le primaire est, en définitive bobiné en diphasé, le courant primaire induit dans les conducteurs di, rotor jouant le rôle de transformateur, une f. é. m. statique d’où résulte un courant secondaire monophasé. En même temps, par suite de la rotation du rotor dans le champ inducteur monophasé, une f. é. m. dynamique et par suite un nouveau courant décalé de 90° par rapport au pre-mier, prend naissance dans le rotor, de sorte que deux courants en quadrature y circulent.
  - Le courant engendré par la rotation du rotor se comporte comme un second courant magnétisant qui, combiné avec le courant inducteur venant de la ligne, produit un champ tournant comme si la machine fonctionnait en diphasé. Sous l’action de ce champ, le rotor développe le couple moteur.
  - Ce champ tournant traverse le second enroulement et y engendre une f. é. m. en quadrature avec celle de la ligne, ce second enroulement fonctionnant en secondaire de transformateur. Enfin, la combinaison de <c courant avec le courant de la ligne, donne un courant diphasé qu’il e>t alors facile, au moyen de connexions appropriées, de transformer en un système triphasé étoile (transformation Scott), pour alimenter lesmoteue d’essieu.
  - Le schéma précédent, figure 146, montre comment ce résultat f* atteint.
  - Le convertisseur y est schématiquement représenté par ses deu enroulements primaires et sans rotor : ce dernier ne présentant aucin particularité.
  - Le premier enroulement est, comme nous l’avons dit, relié aux dei-bornes extrêmes du secondaire du transformateur.
  - Une extrémité de l’enroulement en quadrature est connecté en u‘
  - point C, milieu de l’enroulement secondaire du transformateur statiqlK
  - tandis que l’autre extrémité est reliée à une phase du moteur, les de1
  - autres phases de celui-ci étant reliées directement aux deux b011,
  - extrêmes du secondaire du transformateur. Enfin, l’enroulement
  - -, -ni! -lI "
  - convertisseur est réalisé de telle sorte que la tension entre C et ^
  - 1 , \ c
  - fisante pour produire une tension égale et également décalée entr
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 247
  - , I’ et B, B et A. Dans ces conditions, les moteurs d’essieu sont bien alimentés encourants triphasés. ;
  - \vec ce dispositif, comme deux phases du moteur de traction sontalimentées directement par le secondaire du transformateur, on voit qu’il e«l seulement nécessaire de transformer au convertisseur une partie du. courant utilisé dans les moteurs de traction. La plus grande partie provenant directement du transformateur.
  - Fig. 147.
  - Convertisseurs de phases du Norfolk and Western Rv.
  - I ^din, ie convertisseur fonctionne d’une façon continue tant que la 'Omolive est en service, et son démarrage est obtenu par un moteur ^“ephasé série à collecteur, calé directement sur son arbre.
  - ' a Photographie ci-dessus (fig. 147) montre l’aspect du convertisseur Phases des locomotives qui nous occupent. lrm ,US aJ0uferons que ces locomotives dont le schéma d’ensemble esf mile- Cn P^anche hors-texte, pèsent 240 tonnes et sont constituées par 2 r^ accouPl®es de 120 tonnes, chaque unité comprenant 4 paires de ^ces disposées en 2 trucks reliés par une cheville d’articulation eb Chaque truck est ainsi à 2 essieux moteurs, et la locomotive
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - complète comprend 8 moteurs. Nous verrons au chapitre XI les particularités du mode de transmission du couple moteur.
  - Les moteurs, d’une puissance individuelle uni-horaire de 450 chevaux
  - sont du type d’induction triphasé avec rotor bobiné et à bagues, pour permettre le démarragerhéostatique (rhéostat liquide). Les enroulement de leur stator sont en outre disposés pour permettre leur répartition en fc ou 4 pôles correspondant respectivement aux vitesses de 22,5 et 45 kilomètres à l’heure, les moteurs étant couplés en parallèle dans chaque cas. Enfin, les rotors de ces moteurs comportent deux bobinages à 4 et 8 pôles comme les stators, et sont par suite munis de 6 bagues.
  - 2° Locomotives mono-triphasées du Pennsylvania Railroad. — Ces locomotives, qui circulent sur la ligne montagneuse d’Altona, vers Pills-burg, sont construites sur le même principe électrique que les précédentes. Gomme celles-ci, elles sont alimentées en courant monophasé 11.000 volts, 25 périodes, et comportent l’emploi d’un convertisseur de phases. Elles sont à peu près du même poids (un peu moindre cependant: 220 tonnes), mais ne comportent que 4 moteurs, qui sont par contre d’une puissance uni-horaire de 1.200 chevaux, donnant ainsi une puissance totale de 4.800 chevaux; au démarrage, elles peuvent développer 7.000 chevaux. La régulation de la vitesse se fait par le couplage en cascade des deux moteurs de chaque paire pour les faibles vitesses, et en parallèle pour les grandes vitesses. Elle est complétée par l’emploi dun rhéostat pour chaque moteur.
  - Ces locomotives sont les plus puissantes actuellement en service. Elle* sont, comme les précédentes, constituées par deux unités accouplée-chacune montée sur un truck, les deux trucks étant reliés par un attelage central flexible. Chaque unité est à trois essieux moteurs, les roues élan' reliées par des bielles latérales. Nous donnons en planche hors texte schéma de ces locomotives, et la figure 148 (1) ci-après en donne schéma des connexions.
  - * (ylf
  - On voit représenté sur ce schéma un moteur série compense, moteur sert au démarrage du convertisseur jusqu’au synchrone Après que cette vitesse est atteinte, c’est-à-dire pendant la marche n^ male, il fonctionne en dynamo à courant continu (excitée par un ? groupe moteur générateur triphasé-continu 30 volts non représenté) P®^ exciter un enroulement E (analogue à un inducteur d’alternateui)»
  - (1) Empruntée à The Electrician du 1er mars 1918.
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  - 249
  - r |e rolor du convertisseur, ce qui a pour but de diminuer l’appel de courant magnéLisant fait par le convertisseur en le transformant en
  - moteur synchrone.
  - L’intérêt de cette disposition est de combattre l’affaiblissement du facteur de puissance, qui, déjà médiocre en triphasé, est encore réduit en monophasé par suite du courant magnétisant nécessaire au fonctionnement du convertisseur synchrone.
  - Oil cire.
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  - scquchce or switchcs Tl|3U|Si6|7iaj9jl0|lï]Ï2jï
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  - Fig. 148.
  - Locomotive mono-triphasée du Pennsylvania R. R. Schéma général des connexions.
  - 86 p
  - emarques générales sur le système triphasé. — Pour terminer e^ude, il y a lieu de signaler particulièrement les points suivants :
  - PWi ^Ue^emen^ 6.000 volts paraît être le voltage maximum possible 6.00^“® avec deux conducteurs aériens. Il n’y a qu’un exemple à s • c est celui des locomotives du Great Northern (1909), de la
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- - 250
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - General Electric Co. Elles sont à prise de courant par trolley, perches et roulettes.
  - Les installations de la Yalteline, du Simplon, de Giovi, sont a 3.000/3.700 volts et prises de courant par archet.
  - ' La nécessité d’avoir deux lignes aériennes, s’ajoute en effet aux difli-cultés d’isolement, aux croisements, par exemple. En outre, il faut deux appareils de prise de courant sur les voitures, un pour chaque phase, et ces appareils doivent naturellement être isolés les uns des autres. Or l’espace dont on dispose est limité par le gabarit.
  - 11 y a là évidemment une difficulté, mais l’expérience acquise sur le* chemins de fer italiens en particulier, montre qu’il ne faut pas s’en exagérer l’importance.
  - 2° Il n’y a pas possibililé de rattraper le temps perdu en forçant k vitesse, celle-ci étant limitée par celle du synchronisme, en d'aulre? termes, la possibité des grandes variations de vitesse que peuvent donner le courant continu ou le courant monophasé n’est pas possible ici. Fa: contre, la marche à vitesse constante de régime est assurée quel que sou l’effort à développer, ce qui constitue une propriété importante, surtou sur les lignes à profil accidenté (Great Northern, lignes italiennes, etc.
  - Lé moteur triphasé est en effet,- au point de vue exploitation à viles-• constante, le moteur idéal, mais au point de vue du couple, il existe ih grosses difficultés. Si on met un moteur relativement faible, on est rapidement limité pour la puissance disponible et on ne peut monter <' rampes sérieuses, le couple maximum étant insuffisant.
  - Si on a quelques fortes rampes à franchir et si on prend des moteur" suffisamment puissants pour les gravir convenablement, outre la qued'01 de l’augmentation de prix de premier établissement, on est conduit à<F* moteurs qui fonctionnent la plupart du temps à faible charge, etpa1'-1"1"1 f avec un cos cp et un rendement déplorable, ceci d’autant plus que le1,11 leur de traction, fort malmené, nécessite un entrefer relativement graD et, par suite, un grand coefficient de dispersion. Il faut donc, pour nir un couple maximum suffisant, admettre un fort couple magnéh-d’où un cos cp très faible.
  - 3° Les locomotives triphasées ont une puissance spécifique renia1^ blement élevée, comparativement aux autres locomotives, ainsi que l'avons déjà fait remarquer à l'occasion de l’étude des système ^ phasés et dans laquelle nous avons donné des chiffres compara^~
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- - COURANTS ALTERNATIFS TRIPHASÉS
  - 251
  - «canoë spécifique de diverses locomotives. Les plus remarquables à ce >oint de vue sont celles du Giovi qui pèsent 60 tonnes et développent •>000chevaux, ce qui fait ressortir leur puissance spécifique à 33,3 chevaux ce qui est le maximum atteint.
  - Le poids des locomotives triphasées est ainsi extrêmement réduit pour
  - ,me puissance donnée.
  - 4° Le système triphasé se prête facilement au fonctionnement des mo-ftiirsen récupération, phénomène sur lequel nous reviendrons plus loin, .i l'occasion de l’étude du freinage. C’est là une propriété importante l„)ur mi fonctionnement économique du système et particulièrement pour ie» lignes à profil accidenté.
  - 5° Le moteur triphasé ne se prête pas bien à une forte accélération au démarrage, d’où il suit qu’une vitesse maximum plus grande doit être "hlenuo pour assurer un même horaire que s’il s’agissait d’un système i courant continu ou à courant monophasé.
  - <>° Répartition de la charge entre le's moteurs d'une même locomotive ou "tire deux locomotives attelées à un même train. — En traction triphasée,
  - I y a une précaution à prendre quand deux locomotives sont accouplées, '’ar 1,(JU|' obtenir une bonne répartition de l’effort, il faut que, à toute ' harge. les deux locomotives marchent également à la même vitesse. Au-,r' iiieiil, il peut arriver non seulement que la locomotive à vitesse supé-lf‘ure doive traîner tout le train, y compris la seconde locomotive, mais '“-ore que les moteurs de celles-ci débitent en génératrices asynchrones ur le réseau. Les moteurs de la première locomotive seraient par suite "n hargés. Cela se produira par exemple lorsque les bandages des roues '•stleux locomotives de même construction seront à un état d’usure trop ' rent. Dans ce cas, on agira sur le glissement des moteurs de la loeo-( ll'e dont la vitesse est la plus élevée, de façon à obtenir qu’à la même
  - ^les deux locomotives développent sensiblement le même effort de r'Mion.
  - observations ne sont d’ailleurs pas exclusives à l’emploi de plu-
  - * * U J f
  - pC°mo^ves accouplées : elles s’appliquent aussi bien, quoique à un imP0l‘tance moindre, aux différents essieux moteurs d’une loco-'ilKure<0n^ ^^am®^res des roues peuvent être à un état différent
  - J Ur ^en*r compte de ces circonstances qu’aux locomotives tri— u Great Northern à 4 moteurs (General Electric), qui sont à
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- - 252
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - contrôle rhéostatique à conlracteurs, sur le principe des unités multiple; que nous étudierons ultérieurement (chapitre XIII), chaque moteur} son propre circuit de contrôle avec son propre jeu de résistances, un transformateur alimentant toutefois deux moteurs. Dans ces condition; il est possible, par un groupement approprié des résistances dans chaqut circuit secondaire, de faire fonctionner chaque moteur avec un glissement convenable. Il faut toutefois avoir un nombre de crans assez grand an contrôleur pour permettre un réglage suffisamment précis. Les contrôleurs des locomotives en question comprennent 13 crans.
  - Nous avons vu d’autre part à propos des locomotives triphasées Brown-Boveri des chemins de fer de l’Etat italien, comment la même condition avait été remplie en double traction. Nous aurons l’occasion d’y revenir au chapitre XIII, à propos de la « double traction symétrique*
  - 7° Perturbations apportées par les lignes triphasées sur les ligna téléphoniques et télégraphiques voisines. — Les réactions dues aux lignes triphasées sur les lignes des P. T. T., ne diffèrent pas essentiellement de celles du monophasé. Les proportions numériques peuvent être seulement modifiées. Le retour par le rail est le seul qui existe dans des condition-analogues. Les actions électro-statiques sont plus faibles qu’en monophasé, car la tension d’alimentation est de l’ordre 300 V. au lieu de 11.OÙ' ou 15.000, mais l’induction électro-magnétique est au moins du mène ordre de grandeur, les intensités de courant étant plus grandes du faitd< la diminution de la tension. En fait, les perturbations produites sur lignes à faibles courants sont considérables et comme en monophasé, 1* seule solution radicale et complète consiste à éloigner suffisamment te lignes téléphoniques et télégraphiques et à employer des câbles à circuit bifilaires et sous plomb, aériens ou souterrains, pour les lignes deia11, obligatoirement, pour une raison quelconque, rester à proximité <te voies. C’est ce qui a été réalisé sur les lignes italiennes où on se prop°-
  - cependant d’essayer l’emploi de transformateurs-compensateurs p°
  - éviter dans l’avenir de déplacer les lignes.
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- - CHAPITRE X
  - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - SOMMAIRE. — Conditions mécaniques générales d’établissement d’un moteur de traction.
  - I. — Moteurs à courant continu :
  - Conditions générales.— Détails de construction: Carcasse inductrice. Paliers d’induit. Paliers à billes. Armature. Pôles inducteurs. Enroulements des inducteurs. Balais et porte-balais. Isolants. Engrenages et carters. — Remarques sur les moteurs à courant continu haute tension.
  - II. — Moteurs à courants alternatifs :
  - Moteurs monophasés. Moteurs triphasés.
  - III. — Moteurs ventilés : courant continu ou alternatif.
  - ^ • Conditions mécaniques générales d’établissement d’un moteur de ^ction. — Les premiers moteurs électriques qui furent adaptés à la ^ ton ne différaient pas sensiblement des moteurs fixes. On employa abord des moteurs d’ateliers fixés au châssis du véhicule et comman-s es&ieux par une transmission quelconque, mais nécessairement
  - Parait ^ & C&USe ^ex^on des ressorts. L’idée de suspendre le moteur
  - Mi ^UG à Henry, qui l’appliqua sur la ligne de Kansas-City
  - dan^0111^ 611 ^^4. Ensuite, on logea le moteur, toujours quelconque, moi Un *ruck étudié spécialement ; enfin, on est arrivé au type spécial : Jur ^ traction.
  - au-dem0^eUr ^racbi°n doit laisser libre un espace d’au moins 8 à 10cm. "Usde la voie et même 12 cm. quand la voie est établie sur cbaus-
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - sée pavée, ce qui conduit à un jeu de 9 à 10 cm. sous le carter. Les organ doivent être protégés contre les intempéries et l’humidité et, par suit le moteur doit être complètement fermé. Les organes de transmission.) couple moteur sont enfermés dans des carters protecteurs renfermant y. lubrifiant. Les organes du moteur, surtout le collecteur pour les moteur, à courant continu et ceux à courant monophasé, doivent être facilemet accessibles, toutes les pièces facilement démontables et interchangeable, la construction de l’induit très robuste pour résister aux chocs et trép dations qui rendent le cuivre cassant. L’ensemble d’ailleurs doit èlr-prévu très robuste.
  - Moteurs à courant continu.
  - 88. Conditions générales. — La tension est le plus généralemei 500 à 600 volts. II faut concilier autant que possible un faible poids et ui. faible vitesse, ce qui nécessite une utilisation excellente des matériau? d’où emploi de tôles très douces, isolées entre elles, circuits magir tiques courts en acier peu réluctant, bobines plates et enserrant près l’induit. Toutefois, l’entrefer ne doit pas être trop faible. (Il estgén râlement supérieur à 3 mm.), car les coussinets des paliers s’usant, ib résulte du jeu et un excentrage de l’induit par rapport à la carcasse indu-'-trice.
  - L’induit est denté pour diminuer l’action tangentielle, ce qui réth en outre la réluctance de l’entrefer, et de diamètre aussi grand que P"' sible. Son bobinage est en tambour, inducteurs multipolaires (1 P0, généralement, quelquefois 6 dans les gros moteurs de chemins de fer balais de charbon graphité, pour faciliter la commutation sans décret réduire l’usure du collecteur; nombre de lames au collecteur a-^ élevé, soit 85 à 90 au moins, de manière à ne pas dépasser 15 à 20 entre lames ; rapport des ampères-tours induits aux ampères-tours i»^l) leurs aussi petit que possible afin de réduire la valeur théorique l’angle de calage des balais (angle que l’on fait d’ailleurs pralique,ne égal à zéro).
  - anta^
  - Les inducteurs sont enroulés en série. Il y a à cela plusieurs av très bon couple de démarrage des moteurs série, régulation autoiflajb de la charge et de la vitesse, en outre, isolement plus faible a ie En effet, avec un tel enroulement, la d.d.p. des différents p°
  - inb
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
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  - l’enroulement entre eux et avec la masse est faible, car on connecte toi jours les bobines au pôle relié au rail ; d’autre part, le fil est grosetpar suite solide.
  - 89. Détails de construction. — a) Garcasse inductrice ou stator. -Toujours complètement fermée, en acier coulé de haute perméabilité. On a fait des carcasses fendues s’ouvrant par le haut puis par le bas pour faciliter la visite du moteur et l’enlèvement de l’induit. Celle dernière disposition paraît préférable à ce point de vue, car on est plus à l’aise pour inspecter le moteur dans une fosse de visite que dans la voiture, où les banquettes constituent un obstacle très gênant. L’induit est disposé de façon qu’il reste à volonté relié à la partie supérieure. Les deux moitiés de la carcasse sont réunies et maintenues l’une contre l'autre au moyen de quatre boulons dont deux d’un même côté forment charnière.
  - La forme de la carcasse est maintenant généralement octogonale a coins arrondis ; les pôles étant de 45° sur l’horizontale, la coupure passe donc entre les pôles. Les figures 149 et 150 montrent un des dernier.' moteurs de la General Electric Co répondant à ce genre de construction (moteur GE-88-B de 40 HP.). L’inconvénient de la coupure est l’assemblage amenant forcément un matage des parties en contact en cet endroit et le joint magnétique qu’elle amène. Les photographies fig. 151-15? représentent un moteur plus moderne de ce type, c’est le moteur à pôles de commutation et contrôle par le champ W. 307 de la Société Westinghouse ; il est de 50 chevaux sous 600 volts et est employé en particulier sur un certain nombre de voitures de la Compagnie des Tramways de l’Est Parisien.
  - Le mode de construction, qui semble être de plus en plus adopté par les principaux constructeurs, consiste à faire une carcasse d’une seul? pièce de section droite circulaire ou octogonale à coins arrondis et dont les extrémités ouvertes sont munis de flasques porte-paliers pour l’arbre de l’induit. Ces porte-paliers sont démontables. Par l’un ou l’autre, on seulement par celui comportant la plus grande ouverture, on peulfacü1 ment introduire ou retirer les pièces polaires et l’armature.
  - Certains constructeurs construisent le même moteur avec deuxsortf-de carcasse : l’une fendue, l’autre d’une seule pièce. Ainsi la Genor‘! Electric construit le moteur GE-88 des figures 149-150 avec une carcas-d’unc-qc ulo piôsoi
  - Comme applications récentes de ce dernier mode de construction, n°u
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  - Fig. 151 et 152.
  - Moteur à carcasse Tendue de la Westinghouse type W-307.
  - 17
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  - donnons les photographies fig. 153 et 154 des deux types de moteurs r-r ployés par la Compagnie Générale des Omnibus de Paris, motei Thomson Houston GE-216 de 50 chevaux sous 600 volts et TH-52T
  - Fig. 153.
  - Moteur de traction Thomson-Houston, type GE-216 de 50 chevaux de la Compagnie g1 n'r**t
  - des Omnibus de Paris.
  - Couronne inductrice après démontage des paliers.
  - 60 chevaux, sous 600 volts et dont la photographie (fig. 155), moulu ^ flasques porte-paliers qui ont le même aspect pour l’un ou l'autre 1 moteurs. . ..
  - Quel que soit le type de carcasse adoptée, celle-ci est lllUUl. .. portes de visite ou couvercles amovibles, permettant la visite de 1 illlt ^ du moteur, notamment du collecteur et des balais. Ces couveiele-maintenus par une fermeture à ressort à lame.
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  - Fig. 154.
  - Moteur de traction Thomson-Houston, type TIi-523 de 60 chevaux de la Compagnie générale
  - des Omnibus de Paris.
  - Vue d’ensemble.
  - ^°l«urs de
  - Fig. 155.
  - traction Thomson-Houston de la Compagnie générale-des Omnibus de Paris. Vues intérieures des flasques porte-paliers.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - b) Paliers d’induit. — Pour limiter l'encombrement longitudinal du moteur qui doit, le plus généralement, être logé entre les roues, on fait rentrer les paliers à l’intérieur de l’induit comme le montre la figure 156,
  - Fig. 156.
  - Moleur cle traction Thomson-Houston, type GE-216, de la Compagnie générale des Omnibus-Coupe longitudinale et élévation.
  - t
  - * Fig. 157.
  - Moteur de traction Thomson-Houston, type GE-216, de la Compagnie générale des Omn^u Vue partielle en élévation et coupe, montrant deux bobines principales A, B. et
  - une bobine de pôle de commutation C en position.
  - r pv?l6
  - qui donne la section longitudinale du moteur Thomson-Houston *
  - ^ • 'îévaü01'
  - précédent, dont nous avons également donné (fig. 157), la demi-eie'
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  - 261
  - .( coupe transversales, et la figure 158 qui se rapporte à un moteur Dick-Kerr de 150 chevaux.
  - Les paliers doivent être largement dimensionnés. Ils sont munis de coussinets qui étaient autrefois en fonte recouverte de métal blanc ordinaire, mais ce métal fondant assez facilement en cas d’échauffement et •fusant trop vite, on les établit aujourd’hui en bronze au plomb, sans anti-friction, ou en bronze dur garni d’un anti-friction “ babbitt” spécial formant une bonne surface frottante et assez mince pour que, en s’usant ou en cas de fusion par surchauffe, il n’y ait point de danger que l’armature frotte contre les pièces polaires. La garantie n’est toutefois pas absolue et on a eu des accidents (assez rares cependant) de ce chef.
  - Fig. 158.
  - Moteur Dick-Kerr. Section longitudinale.
  - Le graissage adopté maintenant se fait par le bas, avec de l’huile '(on employa d’abord de la graisse consistante). La cavité de graissage ou ’^ervoir est remplie de déchets de laine amenant l’huile sur la surface à lubrifier de l’arbre par des ouvertures pratiquées dans les coussinets, du °lé où la pression de l’arbre sur ceux-ci est la plus petite. L’huile est |nhoduite par un canal aboutissant à la partie inférieure du réservoir. La ^su'e 159 représente la coupe d’un des paliers du moteur Westinghouse 30" et la figure 160 un palier d’induit du moteur Thomson-Houston
  - leu^n erriPêche l’huile d’entrer dans l’intérieur du moteur par des déflec* (je ?Ul rejeLt-ent l’huile dans les rainures ménagées dans les chapeaux Pabers, d’où elle est conduite au dehors.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - c) Paliers à billes. — Quelques Compagnies de tramways et de che mins de fer (Compagnie générale parisienne des tramways, Compagnie générale française de tramways, Birmingham Tramway Co, Philadelphia Rapid Transit Co, Compagnie du chemin de fer métropolitain de Pari? etc.), essayent depuis quelques années des moteurs dont les paliers d’induit sont munis de roulements à billes. Les billes son en acier cémenté
  - Fig. 159.
  - Coupe du palier du moteur Westinghouse W-307.
  - Fig. 160.
  - Moteur de traction Thomson-Houston GE-'21ti-Graissage. Vue d’un palier d’induit.
  - et trempé et sont maintenues entre deux coussinets concentriques en forme de bagues. Les bagues intérieures sont calées directement sur l’arbre de l’induit et sont maintenues entre un épaulement de l’arbre et un écrou de serrage (fîg. 161). Les bagues extérieures entrent à .frotte-ment très doux dans des paliers. L'un des roulements à billes sert «Je butée, la bague extérieure correspondante ne peut se déplacer que 5/10e environ au total dans le sens de l’arbre. L’autre est libre dans *°n logement. .
  - Les avantages invoqués en faveur des roulements à billes sontdat» une diminution des pertes par frottement, par rapport aux paliers o 1 naires à coussinets lisses, ce qui se traduit par une diminution de la c01 sommation de courant; elle est, toutefois, assez peu importante.
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  - 263
  - Il semble surtout que les principaux avantages résident dans les faits
  - suivants :
  - L'arbre restant toujours’à une hauteur fixe, on n’a pas à craindre que I induit ne vienne frotter sur les masses polaires, comme cela peut se produire dans un moteur ordinaire par suite de la fusion de l'anti-friction ,le> coussinets. La consommation en lubrifiant est beaucoup moindre, .•tant donné que seule, la bille se trouvant à la partie inférieure est com-
  - Jb Hille.
  - Fig. 161. Paliers à billes.
  - S’1*-teinent baignée dans l’huile. L’huile employée doit être neutre pour j‘as ahaquer les roulements. Enfin, ces paliers ont un encombrement ,,!"mdre (lue les paliers lisses ordinaires.
  - <J*n peut combiner avec ces paliers des paliers à rouleaux pour les leux boites à graisse). C’est dans Ce cas que l’économie dans la con-"enation de courant devient surtout appréciable.
  - 1 i i'u°US s^na^eronsi en passant, l’application récente de ces roulements s et à rouleaux faits par la C. G. O. de Paris, avec quelques uns de moteurs, type GE-216, construits par la Compagnie Thom-•j, ls °n' La figure 162 représente l’induit d’un de ces moteurs, et la h Lj]je ^ ni°ntre l’aspect extérieur d’un moteur Brown Boveri à paliers
  - b faut
  - toutefois observer que les roulements à billes demandent un
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - soin particulier lors de leur mise en place ou de l’enlèvement de l’indu'* D’autre part, les paliers doivent être particulièrement bien protér-
  - Fig. 16?.
  - Induit du moteur Thomson-Houston GE-216 avec roulements à billes.
  - Fig. 163.
  - Moteur Brown-Boveri à paliers à billes.
  - contre l'introduction des poussières. Les corps étrangers sont en susceptibles, dans la plupart des cas, d’amener la détérioration rapH
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  - 265
  - iliers. C'est ce qui fait, qu’en définitive, les résultats pratiques de |"Miiploi des paliers à billes varient beaucoup; ils sont bons dans certains
  - as el mauvais dans d’autres. Enfin, le prix de revient du moteur s’en u'e sensiblement accru.
  - Fig. 164.
  - Paliers à billes pour arbre de moteur. — Philadelphia Rapid Transit Co.
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- - 266 TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La Compagnie américaine, le “ Philadelphia Rapid Transit Co ” utilise depuis octobre 1910, sur une grande échelle, les roulement* billes qui sont du type représenté par la figure 164 pour les paliers de-moteurs et du type représenté par la figure 165 pour ceux des essieux e t arrivée aux résultats suivants :
  - Les frais d’entretien des paliers à billes sont de 30 à 40 p. 100 moin* élevés que ceux des paliers lisses ordinaires.
  - Au point de vue consommation denergie, des essais effectués sur un parcours aller et retour de 27 kilomètres environ, sur lequel la vite**
  - Fig. 165.
  - Paliers à billes pour fusées d'essieu. — Philadelphia Rapid Transit Co.
  - maxima était de 29 kilomètres à l’heure et qui comportait une wlUl* maxima de 6 p. 100, avec des voitures à bogies à 4 moteurs de 40che'S" ont donné :
  - Pour une automotrice à paliers lisses ordinaires pesant 18.500 kik consommation 44,5 kw-h;
  - Pour une automotrice à roulements à billes aux arbres des mo^u seuls et pesant 18.800 kilos, consommation : 34,5 kw-h. ^
  - Au chemin de fer électrique Montreux-Oberland bernois, des i°l
  - L Pi *
  - ments à billes ont été expérimentés en 1910 sur des automotrices
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  - 267
  - remorques, el leur emploi a été généralisé en 1912 pour les arbres moteurs et les essieux. Les voitures sont à bogies et la voie à écartent de 1 mètre. Cette Compagnie a trouvé (1) que pour un wagon triré pesant au total 26 tonnes, la résistance au roulement était seule-,.„t de 2 kg. 3 par tonne contre 5 kg. 3 avec les paliers lisses ordinaires, qu'en outre, l’emploi des paliers à billes procurait une économie de .rainage de 50 p. 100.
  - Armature ou induit ou rotor. — Après avoir réalisé des induits à roulement Gramme, lisses, avec conducteurs maintenus en place par un
  - Fig. 166.
  - Induit en cours de bobinage.
  - ilre P0111' lequel on revendiquait simplicité, robustesse des connexions
  - ^dité de défaire une section sans toucher aux autres, on en vint aux
  - a enroulement tambour (Siemens), rendus nécessaires par l’emploi
  - ^ de 2 pôles, de voltages de service plus grands et, par conséquent,
  - cleui‘s plus subdivisés. Les tôles sont aussi plus solidement mon-
  - ut farbre qu’avec l’anneau Gramme. En outre, avec les induits -les. ip, pi
  - nis sont plus solidement fixés. La photographie (fig. 166), Un induit en cours de bobinage.
  - après le Génie
  - civil du 20 Mars 1915.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les bobines de l’enroulement sont formées de plusieurs seclioiu > mentaires isolées, bobinées à la machine sur forme. On glisse entre L fils du papier gomme-laqué ou analogue, puis le tout est pressé à ' forme voulue dans des moules chauffés à la vapeur, puis refroidis à i’eau on isole ensuite les sections à la toile huilée et on les enduit d’un vem isolant, puis on les sèche à l’étuve.
  - Les sections sont interchangeables. Pour remplacer une section suffît d’enlever les sections voisines, un quart environ du nombre total
  - Dans les moteurs modernes, tout au moins les plus puissants, on r/ met qu’une section à une spire entre deux lames successives du colle, teur; ceci améliore la commutation en diminuant la self-induction .1; circuit fermé par les balais. Il en résulte que le nombre des lames ao collecteur au lieu d’être un sous-multiple du nombre des dents de l’induit, en devient un multiple. Les connexions sont disposées suivant deu\ cylindres de diamètres différents ou en développantes suivant dem plans.
  - Les conducteurs des sections sont formés de câbles pressés (à la pn*"-hydraulique) à section rectangulaire ou de barres de cuivre.
  - La densité de courant dans l’induit valide 4 à 5 ampères pour la puissance normal-(horaire) et par mm2 de section de cuivre.
  - Les iôles d'induit sont formées de feuille d’acier doux de 6/10e de millimètre dépai-seur en moyenne, clavetées directement si-l’arbre ou sur un manchon entourant 1 arbre, ce qui permet de démonter facilement 1 i'1^11, sans déranger le bobinage.
  - Les tôles sont séparées par paquet moyen de cloisons qui leur sont norm traversées par des canaux de ventilation, comme le montre le (fig. 167). Les tôles extrêmes des paquets ont une épaisseur pl11' -pour donner de la rigidité à l’ensemble. Elles sont maintenues enln 1 par des flasques.
  - Dans le cas de l’emploi du manchon précédent, un des flasque souvent corps avec lui. ;
  - Les tôles sont isolées entre elles par simple oxydation, pu* lU1 ou par du papier. On peut compter que l/10e à 1 /20e de l’épais-el occupé par l’isolant.
  - s i-aies *
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  - 269
  - j e; tôles sont dentées pour recevoir les sections (fîg. 167-168). On a lord lait des encoches de petites dimensions dans lesquelles le bobi-rp simplement retenu par des fretles en fil d’acier. On a eu des •uleiits dus au desserrage des frettes par les vibrations et les actions 'indiques. Actuellement, on a des encoches plus grandes fermées par .-raies en bois (fîg. 169), ou mieux en fibre dure, maintenues dans des .nuures pratiquées dans les tôles.
  - Knfm, sur e tout, des fretles en fils d’acier mdés entre eux ou non), retenues entre elles finies pièces soudées.
  - dhaque encoche de l’induit comprend, en .-iiéral, plusieurs sections.
  - e) Pôles inducteurs. — Les pôles principaux sont généralement
  - Fig. 168.
  - feuilletés, en vue d’éviter réchauffement dans les
  - Fig. 169.
  - nies polaires par l’effet des courants de Foucault. On forme des "fiels de tôles maintenues entre elles par des boulons. Les paquets AMent sur une surface plane ou cylindriqueà l’intérieur de la carcasse uoimale au plan de feuilletage (fîg. 170). Quelquefois les culasses des ’'15 feuilletés sont prises dans la carcasse fondue (fîg. 171). On emploie
  - Og. 170.
  - Fig. 171.
  - Fig. 172.
  - 'iqep lôles découpées de telle sorte qu’alternafiveulent, d’un côté ,re,u^e> une corne soit coupée (fîg. 172). Cette disposition fait varier rn^^ance du circuit magnétique qui passe dans les cornes polaires, e temps qu’elle ménage une certaine ventilation.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans les moteurs à pôles de commutation, ces pôles sont le plusv vent en acier coulé magnétique ou en acier doux estampé qui donned* pièces venant mieux que les pièces moulées et nécessitant moinsduv nage. Ils sont boulonnés sur des portées finies, ménagées à l'intérieur^ la carcasse.
  - ou. xaécaxdie
  - Fig. 173.
  - f) Enroulement des inducteurs. — Les bobines inductrices principal* sont formées de fil de cuivre enroulé ou de ruban de cuivre rouge enroue à plat (fîg. 173). Les différentes spires étant isolées les unes des autr* par du papier ou du coton avec du ruban amiante, les bobines sont « outre imprégnées à chaud et sous pression d’une composition isolant
  - Fig. 174.
  - Moteur de traction. — Bobine inductrice principale.
  - » Jl
  - pénétrante. Les bobines des pôles de commutation sont laites a'e| .
  - du fil rond i*>le
  - ruban de cuivre isolé au coton et au vernis, ou avec même.
  - Les bobines inductrices sont souvent montées sur une caicai;irfjf laiton, ce qui a l’avantage de leur donner de la rigidité et d en démontage.
  - facilita3
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  - 271
  - LeS figures 174-175 montrent un pôle inducteur principal et un pôle je commutation, munis chacun de sa bobine. On voit sur les figures le nodede fixation, au moyen de clavettes, de chaque bobine sur son pôle. g) Collecteur. — Le collecteur est une partie très délicate et sujette
  - Fig. 175.
  - Moteur de traction. — Bobine d’un pôle de commutation.
  - tune usure rapide. Il doit être largement dimensionné. Il est sujet à de nombreuses causes de détérioration: la poussière, le charbon,, l’humi-'lité. Des projections d’huile de graissage peuvent, en outre, déterminer i**' courts-circuits entre segments.
  - Collier de. mica.
  - Cône de mica-
  - Cône de mica .Manchon
  - \ Ecrou
  - Fig. 176.
  - Collecteur.
  - lam
  - de
  - le
  - ^Iclav
  - es découpées dans des barres de cuivre dur étiré, à section en cène tronqué, sont assemblées et taillées en queue d’hironde,
  - montre la figure 176, entre les deux parties d’un manchon eté sur l’arbre. Les lames sont isolées entre elles par du mica,
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - et de la masse par du mica sous forme de micanite en formes emboutie (feuilles de mica collées et pressées ensemble).
  - Le mica entre segments doit être relativement tendre (mica blanchâtre du Canada, de prix assez élevé) ; sa dureté doit être inférieure à celle du cuivre afin qu’il s’use également avec ce métal. Gela est une difficulté h a conduit les constructeurs américains, sur la demande des Compagnie, d’exploitation, à « gratter » le mica, quand il est fait emploi de mica dur c’est-à-dire à enlever le mica entre segments sur une certaine profondeur (1 mm. 1 à 1 mm. 2) au moyen d’une petite scie rotative par exemple.
  - On tend de plus en plus a augmenter le nombre des lame' du collecteur pour n’avoir qu’une spire entre chaque lame et améliorer, comme nous l’avons vu. la commutation.
  - Un autre point à signaler H la liaison des conducteurs de l’induit aux lames du collecteur Elle se fait par soudure à l'étain ou par brasure, ou encore par soudure autogène. C’est la un point très délicat.
  - Fig. 177.
  - Porte-balais.
  - h) Balais et porte-balais. Autrefois, les balais étaient en cuivre. Maintenant, ils sont en charbon au graphite qui ne rayepa>If collecteur et facilite la commutation par sa grande résistance au conlad Les porte-balais sont généralement formés d’un fourreau ou gaînede cuivre fixe dans lequel glisse le charbon, maintenu et pressé sur la suifai* du collecteur par un ressort (fig. 177).
  - La densité du courant est d’environ 10 ampères par cm2 de cliaih°n La pression du balai sur le collecteur est.d’environ 400 à 500 grain111' par cm2. La partie fixe du porte-balai est souvent en bronze fondu et1 fixée à des supports boulonnés à la carcasse inductrice, par ^nle,”n, diaire de tiges isolées (généralement au mica). Les porte-balais peu glisser légèrement sur leurs supports afin de permettre leur ajustage-
  - Ainsi qu’il a été dit, les balais sont touiours calés dans le plan neuf
  - J — la câf'
  - Tous les câbles de connexion sont amenés au dehors à traveis
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  - 273
  - e qu’ils traversent en passant dans des bouchons annulaires en àoutcliouc, ébonit.e ou analogue.
  - h Isolants. — Les moteurs de traction sont constamment exposés isalternatives de chaud et de froid, de sécheresse et d’humidité ; aussi faul-ilprendre les plus grandes précautions pour assurer l’isolement des •pires de l’enroulement entre elles et avec la masse.
  - \u début, on se contentait d’isoler les conducteurs de l’induit et de inducteur au coton. On abandonna ensuite ce mode d’isolement très ü^uftisant, pour employer le papier. On a alors entouré les conducteurs ,)e plusieurs épaisseurs de papier préalablement gomme-laqué et on Songeait l’ensemble du conducteur ainsi constitué dans un bain de
  - ï O
  - .’omrae-laque.
  - On a reconnu que ce procédé ne donnait pas encore un isolement suf-; •ant. Maintenant, on recouvre les conducteurs de rubans superposés de aile huilée, puis, la section étant complètement garnie, on la badigeonne ivec un vernis isolant, qui donne aux enroulements un aspect noirâtre.
  - Pour des moteurs fonctionnant à hauts voltages, on emploie préférablement des tissus à l’amiante ou du.papier micaté.
  - J) Engrenages et carters. — Généralement, ainsi que nous le verrons i'h> loin en détail, la transmission du couple moteur à l’essieu est réalise au moyen d’engrenages formant le plus souvent un seul train.
  - L> disposition adoptée par a plupart des constructeurs, à î'artirde 1891, est due à Sprague 1 correspond au schéma ci-"filredîg. 178):
  - Le
  - Moteur M est suspendu
  - k üfuement au truck par l’in-^diaire par exemple d’une e suspension fixée à la *r, , se S0lt; en un point A soit *5p UX P°^S a-a et s’appuie
  - . ^Sur l’essieu par des paliers. L’arbre de l’induit traverse la car-Ai!er!,1^Uc^ce et repose dans deux coussinets maintenus dans les ‘^tar>S°^a*res carcasse (flasques-paliers). Une de ses extrémités
  - Surerernei1* Conl(lue et forme portée.
  - CeHe portée est calé un pignon P. Elle est, en outre, terminée
  - 18
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 170 à 182.
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 275
  - par quelques füels de vis pour recevoir un écrou de fixation. Enfin le pjtrnon engrène ^avec une roue dentée R calée sur l'essieu. Comme exemple de réalisation de ce montage, nous donnons, fig. 179 à 182, différentes vues du montage du moteur GE-216 de la Compagnie Générale des Omnibus de Paris.
  - La question engrenages est des plus importantes en exploitation.
  - Le pignon est d’une seule pièce en acier forgé et comprend, en général, 14 à 22 dents. La roue dentée est en acier coulé, souvent trempé après le taillage des dents et est en deux pièces réunies par des boulons. La coupure est diamétrale. Une telle roue comprend en général de 6ü à 8) dents.
  - Le rapport de réduction que nous avons appelé — est alors généralement compris entre ^ et Le nombre m, est en dehors de cas très particuliers, un nombre incommensurable. On peut dire que c’est la règle. Ceci afin d’éviter une usure inégale des dents qui se produirait si les nombres de dents du pignon et de la roue dentée n’étaient pas premiers entre eux, car, s’ils avaient un multiple commun, les memes dents viendraient périodiquement en contact. A titre d’exemple, voici quelques-unes des valeurs de « m » les plus communément employées :
  - 73 72 71 70 69 69 67 65 L
  - __ __ ___ __ ___ ___ ______Arc
  - 19’ 17’ 15’ 19’ 19’ 15’ 14’ 18’ ......
  - lui même moteur peut d’ailleurs naturellement être employé avec des engrenages différents. Il faut toutefois observer que la distance entre axes de f arbre de l’induit et de l’essieu est invariable, ce qui se traduit Pratiquement, au point de vue engrenages, par cette condition que la ^nime des nombres de dents du pignon et de la roue d’engrenage reste lemème. Ainsi, pour un moteur donné, on pourra employer par exemple rapports d’engrenages :
  - 73 71 69 67 t
  - ___ ___ ____ ____ Pifr*
  - 15’ 17’ 19’ 21’
  - ^velo
  - *re
  - Les engrenages sont généralement droits et la forme des dents est la
  - Ppante de cercle qui leur donne une forte base. Les dents peuvent j foulées, mais elles sont de préférence taillées à la fraise, au moyen Machines automatiques spéciales.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Ou peut compter, en moyenne, qu’un pignon vaut 15 à 20 franc< e| une roue dentée environ 150 francs. La durée moyenne pour une \0j ture faisant 130 kilomètres par jour, est de 9 mois environ pour le picrI10ll de 3 ans pour la roue dentée.
  - L’acier coulé des roues dentées, pour les moteurs les plus usuels, soit jusqu’à 75 HP, a une charge de rupture K de 40 à 45 kilogs par mm2, Ull(. limite élastique LE de 16 à 18 kilogs par mm2, un allongement A de 18à 20 p. 100. L’acier des pignons correspondants est à
  - R = 50 à 55, LE = 32 à 34, A = 20 p. 100.
  - Pour les équipements plus puissants, il faut un meilleur acier (obtenu en augmentant la proportion de carbone), correspondant à environ
  - R = 50 (A = 20 p. 100)
  - pour la roue et
  - R = 65 à 75 (A = 22 p. 100)
  - pour le pignon.
  - Enfin, pour les services très durs, on fait subir aux pignons un traile-ment spécial après taillage, avec trempe à l’huilo. On obtient alon jusqu'à
  - R = 80, LE =_ 55 à 60
  - A
  - et A — 30 à 35 p. 100, en même temps que la striction est très réduite.
  - Pour ces services, on a essayé des aciers au chrome-vanadium, mais il semble que l’acier au carbone, convenablement choisi et traité, donne les meilleurs résultats-le prix du traitement est assez élevé. Avec ces pignons, les roues sont souvent constituées par une jante emmancliee à chaud sur le corps de la roue.
  - On emploie quelquefois des engre nages hélicoïdaux doubles, en acier fondu, qui donnent de plus grandes siu faces d’appui et réduisent les frottement-En remplaçant l’arc d’hélice suivant lequel est taillée la dent par une droite tangente à cet arc, on obtient de-engrenages à chevrons très solides (fig. 183). On emploie encore de engrenages à chevrons interrompus et à dentures décalées pour défini1 le synchronisme des vibrations dans les dents (fig. 184).
  - Fig, 183.
  - Engrenages à chevrons interrompus.
  - Fig. 184.
  - Engrenages à chevrons. Dentures décalées.
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 277
  - le cas général est l'engrenage cglindrique droit à développante.— l>an5 tous ^es cas’ ^ra’n réducteur est enfermé dans un carter protec-. contenant un lubrifiant : graisse semi-fluide ou huile. Le carter est fonte malléable ou en tôles rivées, ce qui réduit le poids, mais il y a danger à ce fi116 ^es rivets ne prennent du jeu par suite des vibrations uisquelles ils sont soumis, aussi emploie-t-on préférablement des tôles -oudées à la soudure autogène. On emploie aussi des carters en aluminium qui semblent être avantageux et dont l’usage paraît se généraliser.
  - Le carter est rattaché à la carcasse du moteur en plusieurs points, généralement trois, au moyen de boulons. Le carter doit enfin être muni déportés de visite découvrant les engrenages.
  - Ouant aux pertes par frottements dans les engrenages et dans les coussinets (cas de la réduction simple), on peut admettre en moyenne qu elle se monte à environ 5 p. 100 de la puissance développée. Ce chiffre C't plutôt un maximum et correspond à la puissance normale du moteur.
  - 90. Remarques sur les moteurs à courant continu haute tension. —
  - Pour les lignes de tramways et analogues, la tension admise est 500-600 volts (maximum admis par les règlements : 600). Ainsi que nous l’avons 'léjà fait remarquer, il y a nécessité à employer des tensions plus mandes dès qu’il s’agit de lignes un peu longues et à trafic un peu œnsidérable, afin de réduire l’intensité du courant nécessaire, et pour ne pas multiplier les sous-stations.
  - La construction ordinaire des premiers moteurs de tramways ne permettait guère de dépasser de beaucoup le voltage maximum ci-dessus. L application de pôles supplémentaires a permis, au point de vue de la ''°iiimutation, l’emploi de voltages plus élevés en même temps que les l'ertectionnements résultant de l’expérience acquise, ont permis d’obtenir '*es isolements convenables avec de plus grandes distances de fuites, Jusque l’encombrement ou le type général de construction ait dû être radicalement modifié.
  - En fait, on a pu utiliser certaines carcasses de moteurs, type tramway 0l(linaire, pour en faire des moteurs à pôles supplémentaires pour haute Efision, soit 1.000 volts et plus.
  - Ea réalisation pratique d’une carcasse avec doubles pôles : pôles II1(iucteurs et pôles de commutation est souvent difficile, vu le faible ^pace dont on dispose pour loger les bobines.
  - Edi exemple-type d’un moteur à courant continu à haute tension est
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - celui de 135 chevaux (régime horaire), sous 1.000 volts, construit par ]a Compagnie Siemens-Schuckert, pour la ligne de Cologne à Bonn.
  - Les figures 185-188 donnent la section transversale de ce moteur et les figures 189 et 190 montrent le même moteur, seul, et monté sur son essieu.
  - Ce moteur est muni de pôles de commutation et l’intérieur de la carcasse est garni d’une substance isolante non inflammable. MM. Siemens-Schuckert ont également réalisé des moteurs de 160 chevaux pour 2.000 volts, de construction analogue à cçlle des moteurs de 1.000 volts. Dans le cas de 2.000 volts, 2 moteurs sont couplés en série d’une manière permanente et quoique chaque moteur fonctionne sous 1.000 volts, à ses bornes, il est nécessaire de prévoir l’isolement à la terre du bobinage de chaque moteur pour 2.000 volts, car la terre sert de retour du courant.
  - On peut dire qu’actuellement les moteurs à courant continu, 1.000 et même 1.200 volts, sont d’un emploi courant en traction. La General Electric Co en particulier, a équipé pendant ces dernières années plusieurs lignes à 1.200 volts pour lesquelles les moteurs fonctionnent directement sous cette tension dans leur couplage en parallèle. Pour d’autres, les moteurs restent en permanence couplés par deux. Mais l’isolement des moteurs à la masse est toujours à prévoir pour 1.200 volts.
  - Cette même firme a également construit plusieurs lignes à 2.400 volts pour lesquelles les moteurs sont couplés par deux en série sous la tension totale, soit donc 1.200 volts par moteur (lignes du Butte-Anaconda-Pacific, du Canadian Northern, etc.).
  - Citons encore les moteurs des locomotives de 250 tonnes du Chicago-Milwaukee-St-Paul de la même firme et déjà mentionnées. Ces locomotives sont alimentées sous 3.000 volts et sont de deux types. Pour 1 unies moteurs sont du type tétrapolaire et couplés par deux en série et poui l’autre, ils sont du type bipolaire et couplés par trois en série, sous la même tension totale 3.000 volts. Dans le premier cas, chaque moteur est donc sous 1.500 volts, ce qui est le maximum actuellement appliqué en traction pour un moteur simple et pour une ligne en exploitation iégu lière; dans le second cas, chaque moteur est sous 1.000 volts.
  - La figure 191 (1) représente la section transversale du premier de ce. moteurs dont la puissance uni-horaire est de 430 chevaux sous 1.500 'oHy
  - Nous terminerons par un dernier exemple qui présente des dispoJ
  - (1) Empruntée à la General Electric Review, de novembre 1916.
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- - ÿîiLo-teu'Z àc 135 Ciiev-au^c 'i>-o\,vb 1000 -voÙà
  - in, G*»Siemens -Sciiuckerh^ (J,tyte Je Co£q n£ cl J3enn).
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- - Fig. 191.
  - Section transversale du moteur GE-253 de 430 chevaux sous 1.500 volts des locomotives General Electric ^
  - du Chicago-Milwaukee-St-Paul. ^ ^
  - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - lions originales et qui se rapporte aux moteurs Westinghouse de la U,jnt d'essai sous 5.000 volts, d’une longueur de 19 kilomètres, de Jackson Grass Lake et Wolf Lake, du réseau du Michigan. Cette tension esl ]• plus élevée qui ait été jusqu’alors employée pour une ligne de traction courant continu. L’exemple est d’autant plus remarquable qu’il fut faq emploi d’une voiture automotrice (poids: 40 tonnes), du type ordinaire a 2 bogies, d’un service interurbain où, par conséquent, l’emplacemenl disponible pour loger les moteurs est assez restreint, ce qui limite leur encombrement. L’automotrice en question est à 4 moteurs de 100 chevaux.
  - Chaque moteur est en réalité un moteur double constitué par une
  - seule carcasse inductrice tétrapolaire et 2 induits munis chacun de son pignon: les deux pignons attaquent une même roue dentée suivant le schéma ci-contre (fig. 192 et photographie fig. 193).
  - Cet ensemble n’est en somme |>.i-autre chose que la réunion de 2 moleiin bipolaires, ce qui est avantageux, car pour un même collecteur et un inverseur donne, l’emploi d’uiï moteur bipolaire permet,
  - Roue dentée
  - Fig. 192.
  - Schéma du moteur-bipolaire double. par rapport à un moteur tétrapolaire. (le
  - doubler la tension qui lui est applique*'
  - Les deux induits de chaque moteur double sont en permanence en série et les quatre moteurs doubles de l’automotrice sont connecte^ par deux en série (donc quatre induits en série), sous la tension total'' 5.000 volts, de sorte que chaque moteur double est sous 2.500 volts- et chaque induit sous 1.250 volts.
  - Ajoutons .que la régulation de la vitesse se fait par la méthode scia parallèle, appliquée aux deux groupes de deux moteurs doubles.
  - Nous donnerons plus loin, au chapitre relatif aux équipements à haul’ tension, le schéma des connexions de cet équipement particulier.
  - IL — Moteurs à courants alternatifs.
  - Les conditions générales à remplir étant les mêmes que celle» de loppées ci-dessus, nous ne signalerons ici que les points particül’e propres aux moteurs à courants alternatifs.
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 281
  - qi. Moteurs monophasés. — Leur carcasse inductrice doit être feuille dans toute sa partie utile. C’est là d’ailleurs, la seule particularité à janaler pour ce genre de moteurs au point de vue qui nous occupe. P induit ne diffère pas de celui d’un moteur à courant continu.
  - En général, l’inducteur est bobiné à la façon d’un stator de moteur à courants polyphasés, et sa disposition mécanique ne diffère pas de celle connue pour ce genre de moteurs.
  - Fig. 193.
  - Moteur bipolaire double Westinghouse à courant continu.
  - Les photographies ci-jointes montrent bien le genre de construction le' fil°teurs monophasés.
  - U figure 194 représente un -stator de moteur Westinghouse de cnevaux. On y voit nettement les encoches prêtes à recevoir les
  - 1%
  - l*of
  - Jifles formant l’enroulement de commutation. La figure 195 montre le stator avec les bobines en question en place. Enfin, la figure 196 Pr^sente l’induit du même moteur.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Fig. 194.
  - Stator d'un moteur série-monophasé Westinghouse, de 100 chevaux montrant les encoches destinées à recevoir les bobines formant pôles de commutation.
  - Fig. 195.
  - Stator du moteur de la figure 191 avec les bobines formant pôles de commutation
  - en
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 283
  - Fig. 196.
  - Induit du moteur des figures 191 et 195.
  - Fig. 197.
  - Stator d’un moteur monophasé répulsion-compensé Winter-Eichberg de 115 chevaux IA. E. G.)
  - Fig. 198.
  - Rotor du même moteur que le stator de la figure 197
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les figures 197 et 198 représentent respectivement le stator et leroj d’un des moteurs de 115 chevaux du London-Brighton et South Coastl*-(A.E.G. Eichberg).
  - 92. Moteurs triphasés. — Les stators sont bobinés avec carcan feuilletées; quand les rotors sont bobinés, ce qui est le cas général, l(-ur. extrémités libres sont réunies à des bagues reliées à des résislantv. (système Leblanc) qui pourront être liquides (Valteline), ou métallique. (Simplon).
  - Pour les moteurs dont on fait varier le nombre des pôles du stator--qui sont à rotors bobinés, on emploie des rotors à deux enroulement-distincts (moteurs des premières locomotives du Simplon type 1901V. I.-. enroulements sont faits en tambours et logés dans des encoches semi-fermées. Les rotors des moteurs des locomotives du Simplon type 1'.»^ sont à cage d’écureuil et les conducteurs qui sont constitués par L-tubes de cuivre sont en outre disposés pour être énergiquement ventile Les stators de ces moteurs comprennent deux bobinages disliixN L’aspect de ces derniers moteurs et de leur rotor est représenté pv les figures 131 et 132 que nous avons données antérieurement.
  - Il faut remarquer que tous ces moteurs doivent avoir un entrefer In-réduit pour éviter les fuites magnétiques et avoir un cos o acceptais ainsi qu’un couple important au démarrage. Or, comme on l’a vu pmv demment, cette condition se concilie assez mal avec les précautions«p-l’usure rapide des coussinets impose à la construction des moteur' ••• traction. Il faut veiller à réaliser ces deux conditions pour le mieux.
  - III. — Moteurs ventilés : courant continu ou alternatif-
  - 93. — Nous avons vu que dans la majorité des cas, les moteur- dt ,r‘
  - tion — continu ou alternatif, — doivent être hermétiquement cio?-
  - Dans le but d’augmenter la puissance des moteurs pour un ec * ^
  - ment donné, on a souvent recours à la ventilation artificielle oh e
  - , , c'-uicoll^
  - soit en montant sur le rotor, contre l’armature du côte oppo-e <
  - traver- •
  - d’n» eflîr^
  - teur, de véritables aubes de ventilateur qui aspirent l’air au h
  - moteur, soit en soufflant de l’air dans le moteur au moyen lateur séparé. Cette dernière méthode est évidemment pluS mais ne peut être appliquée qu’à des équipements assez imp0 C’est la méthode par « ventilation forcée ».
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 285
  - Dans les deux cas, des ouvertures sont pratiquées dans la carcasse ,,]e passage de l’air, ces ouvertures étant garnies de grillages métal-lie; assez fins destinés à empêcher que les corps étrangers d’un lain volume ne puissent pénétrer dans le moteur.
  - De toute manière, que le moteur soit du type clos, c’est-à-dire sans •ililation artificielle, ou muni d’ouvertures pour le passage de l’air nr la ventilation artificielle, on s’arrange de manière à réserver une rtaine ventilation dans la masse de l’induit, au moyen de canaux naffés dans les tôles d’induit parallèlement à l’arbre, donnant ainsi ventilation longitudinale ou entre les différents paquets de tôle ;iarés entre eux par des cloisons radiales, et normales aux tôles, ainsi ,e nous l’avons vu, donnant une ventilation radiale. Le brassage de ,ir. que ces dispositifs provoquent, tend à égaliser les températures tre les différentes parties du moteur.
  - Dans les moteurs américains récents, on tend toutefois à supprimer nnlilation radiale en n’employant plus de cloisons radiales. Dans ce 'damasse de l’armature est constituée par un seul paquet compact de On a trouvé, en effet, que la fixation des cloisons aux tôles était sujette à caution [elle est le plus souvent réalisée par des sortes -rgols que l’on rive sur Jes tôles (1)] et qu’en outre, et surtout, des bières s’accumulaient dans les canaux radiaux, ce qui finalement les liaient inopérants, et même nuisibles.
  - foulons enfin que pour la ventilation avec ventilateur sur l’arbre du ,eur< an cloisonnement approprié permet à l’air de circuler, soit en ’"rie », autour des inducteurs d’abord, puis ensuite à travers l’induit, 'ei1 parallèle » dans le système inducteur et l’induit, c’est-à-dire •‘altanénient dans ces deux organes. Cette dernière méthode est la plus d0e et est actuellement en faveur en Amérique.
  - •eUe ventilation par ventilateur sur l’induit est maintenant très em-Par les constructeurs américains, même pour les petits moteurs '0 à 25 chevaux.
  - ans le cas de la « ventilation forcée », intéressante surtout pour les Moteurs, on installe sur le véhicule automoteur un ventilateur à
  - v me‘àeur moyen de fixation consiste dans l’emploi de la soudure auto-- rn jî0U^e ainsi les cloisons aux tôles par deux ou trois points de soudure. 10<le, très employée actuellement en Amérique, donne d’excellents
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - force centrifuge mû par un petit moteur électrique; une canali$'iij0. convenable amène l’air au moteur à refroidir. La pression de l’air eq,j quelques centimètres d’eau. Sur les locomotives monophasées W’eMi, ghouse du New-York-New-Haven et Hartford R.R. par exemple h moteurs sont à ventilation forcée. L’air est aspiré au dehors de la lou, motive à travers une ouverture latérale munie d’un grillage fin et ,v ensuite soufflé dans les moteurs.
  - Des expériences méthodiques de ventilation forcée ont été faites 1910 avec les moteurs Westinghouse de 215 chevaux, dont sont équipé, les automotrices du Pennsylvania R.R. en service sur ses lignes F Long-ïsland et les nouveaux tunnels du Manhattan-Island (New-York
  - Fig. 199.
  - Moteur ventilé des locomotives du Milwaukee.
  - On a constaté qu’avec la ventilation forcée, ces moteurs, noiniak1 de 215 chevaux, pouvaient assurer le service qui aurait autrement^- ^ des moteurs de 250 chevaux non ventilés. Le soufflage était °bll1 moyen de deux ventilateurs, chacun monté en bout-d’arbre duu 1 ^ de 1 1/2 cheval, tournant à 2.250 t/m. Chaque ventilateur souk un moteur une quantité d’air variant de 11 à 14 mètres cube» paI la pression était de quelques centimètres d’eau. Les véhicule-montés sur bogies trucks à deux essieux moteurs. L’ensem
  - ble.
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- - CONSTRUCTION DES MOTEURS DE TRACTION
  - 287
  - ventila leurs et ventilateurs, était moulé sur le truck entre les moteurs j-dessous de la traverse porteuse du truck.
  - Les moteurs des locomotives modernes sont tous à ventilation forcée 'implon, Giovi, Loetschberg, Midi, Milwaukee, etc.).
  - Nous donnons à titre d’exemple la vue (fig. 199) d’un des moteurs de (General Electric des locomotives de Milwaukee (type de 8 moteurs à grenages), dont la figure 191 représente la section transversale. Cette •iiotographie montre bien les orifices de ventilation dans la carcasse. La •.enlilation de ces moteurs est très énergique; elle exige environ 70 m3 air. Dans ces conditions, la puissance continue de ces moteurs est très levée, 375 chevaux par comparaison avec leur puissance uni-horaire qui 4 de 430 chevaux.
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- - CHAPITRE XI
  - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU ET SUSPENSION DES MOTEURS.
  - SOMMAIRE.— I. Moteurs à action directe. — Moteurs non suspendus. — Moteur-à demi-suspendus. — Moteurs complètement suspendus : emploi d’un artu-creux concentrique à l’essieu (Raffard).
  - II. Moteurs à action indirecte.
  - Moteurs à engrenages rigides : engrenages à double réduction, engrenages à simp' réduction. Suspensions des moteurs à engrenages : suspension par le mv suspension par barres latérales de la General Electric Co, suspension pnrj"U-de la General Electric Co, suspension par barres supérieures de la Westinghous*. suspension Westinghouse “ Cradle suspension ”, suspension Walker. - K|u'i' des effets du couple de réaction sur la suspension des moteurs. — Moteur- ' engrenages élastiques. — Moteurs à engrenages élastiques et arbre creux -Transmissions par bielles et manivelles avec ou sans engrenages. — Encorne-tives à moteurs très surélevés. — Remarques générales sur les transniir-'ii’n-par bielles et manivelles. — Influence de la position du moteur sur la pO'11'1" du centre de gravité du véhicule, sur la stabilité de celui-ci et sur les etT-^-latéraux sur la voie. — Phénomènes d’oscillation des locomotives électrique-Transmissions diverses : par vis sans fin, par engrenages coniques.
  - I.
  - Moteurs à action directe.
  - 94. Moteurs non suspendus. — La solution la plus simple de transmettre à l’essieu le mouvement de rotation du moteui *- ^
  - évidemment à caler l’induit du moteur sur cet essieu; aussi ce^e^ril. sition se retrouve-t-elle dès les premières applications, en pai City et South London Rv et au Central London.
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 289
  - F
  - Le; moteurs des premières locomotives du City et South London,
  - . en service en 1890, étaient du type bi-polaire à induit calé sur ^ieu, lequel supportait en outre, la plus grande partie du poids de la inductrice. Leur construction est indiquée sur la figure 2(K) ci-ir0i Ces moteurs étaient d’une puissance de 50 chevaux. Ils ont été
  - Fig. 20G.
  - Fin. 201.
  - 1 ?-'M|folaire Hopkinson du City U South London.
  - Locomotive du City et South London.
  - Lg. 202.
  - nPlon du « City and South
  - London. -,
  - B TC^ B
  - Fig. 203.
  - Schéma d’un moteur à attaque directe.
  - W ^°Pk*nson et construits par Messrs. Mather et Pratt, de “4n^ler' figure 201 donne l’aspect des locomotives, lesquelles hir^Ul^es avec fieux de ces moteurs.
  - ^ ^omPag'nie Crompton construisit pour la même ligne des . es P^us puissantes dont les moteurs, basés sur le même principe, 11 type représenté par la figure 202.
  - 19
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- - 290
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les premiers moteurs du Central London R y étaient aussi du
  - mèmf
  - genre.
  - Le mode de construction de ce type de moteurs à induit calé ,Ur l’essieu et carcasse non suspendue, peut être représenté schématiquement par la figure 203. La carcasse inductrice J est portée par deux palierïfai sant corps avec elle et embrassant l’essieu. Le centre de gravité de lYn semble est ainsi au droit de l’essieu. Des ressorts r2 r2 relient la carcan au châssis pour l’empêcher de basculer en même temps qu’ils reportent sur le châssis une partie de son poids. Ils servent encore à amortir L chocs au démarrage par l’admission brusque du courant. C’est la disposition proposée dès 1890 par Hopkinson, puis par la Société Westinghou*-en 1891.
  - Ce mode de montage très simple n’a donné lieu toutefois qu’à un trè petit nombre d’applications dont celles ci-dessus furent les principales car les vibrations intenses transmises par l’essieu à l’ensemble du moteur, désagrégeaient rapidement à la fois l’induit et les inducteurs, dont les spire* arrivaient bientôt à se mettre en contact les unes avec les autres par de?-truction de l’isolant qui les séparait, provoquant par suite des courl*-circuits.
  - Remarquons qu’en effet, les petites dénivellations que présentent le* voies les mieux établies font subir aux essieux, et par suite aux pièces qu’ils portent, et, par réaction, aux rails, des chocs souvent considérables Ceux-ci sont surtout violents sur les essieux-moteurs et d’autant plus que la masse du moLeur se trouve davantage reportée sur l’essieu, l’inertie du système produit alors de véritables percussions sur la voie. Ces effets *oni également destructifs pour les parties vitales des véhicules et pour le' ouvrages d’art.
  - C’est ainsi que les moteurs précédents du City et South London et b Central London ont été rapidement mis hors service et ont, en outreproduit une véritable destruction de la voie.
  - Remarquons que les efforts qui entrent enjeu, en particulier dan-chocs aux joints des rails sont des forces agissant instantanément, à-dire provenant de l’inertie des masses ou de la réaction d’appuis i*?
  - Le choc produit une accélération instantanée et il y a véritablenie11 des effets de percussion. ^
  - On a pu constater qu’aux joints des rails, au moment du pas^age roues, il se produit souvent des déplacements verticaux des bout
  - rails de l’ordre de 10 millimètres; Il se produit donc, sur un
  - véhieulefS
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- - 291
  - transmission de l’effort moteur a l’essieu
  - ^ toute une série de vibrations qui engendrent des mouvements ^1,fs irréguliers des différentes pièces qui ne sont pas liées invariable-"â f[ dont l’effet est très important à étudier au point de vue du moteur. On voit par les considérations qui précèdent quelle peut être l’in-• viice qui croît d’ailleurs avec la vitesse et avec la masse des moteurs, Â imperfections inévitables de la voie et combien il est important de vrcher à les atténuer autant que possible par des suspensions élastiques ..organes délicats du moteur et par un entraînement souple servant de j.on entre le moteur et les roues qu’il entraîne.
  - Fig. 204.
  - %. Moteurs à demi-suspendus. — Sur les locomotives d’essai du -L.-M., en 1897 (locomotives à accumulateurs), M. Auvert avait réalisé ^demi-suspension dans laquelle 204), l’induit était calé direc-'menl sur l’essieu. L’inducteur bi-•iaire était constitué par deux •/dro-aimants suspendus par leur -aire de gravité. Les pôles étaient :.>posés comme l’indique la figure,
  - ^ deux inducteurs étaient réunis Ar des flasques croisés. Sous l’in-
  - j^nce des déplacements verticaux de l’essieu dans ses plaques de -,rde, l’induit qui a les'-’ mêmes déplacements fait jouer les deux -lucteurs, mais l’entrefer reste constant.
  - Les porte-balais suivent d’ailleurs le mouvement des pièces polaires, 'Onservent d°nc la même position par rapport aux pôles, mais la varia-4e de leur pression sur le collecteur peut amener des étincelles. ï°ut cet ensemble inducteur est suspendu au châssis à l’aide dé et l’induit seul constitue la partie non suspendue, d’où le nom de ;leur à demi-suspendu. C’est un perfectionnement sur le système pré-' l’induit est encore soumis directement à de fortes vibrations, l^lcs se transmettent aux balais, d’où des étincelles qui détériorent lecteur.
  - ,,|volL 0 ^ rePrise sur les locomotives de 85 tonnes à courant continu, ,, construites par la General Electric Co et l’American Locomo-
  - 4 *
  - ^°Ur New-York Central Railroad, dont les premières unités
  - ïïùsesen service en 1906.
  - IC\
  - comotives dites “ gearless”, qui étaient à cette époque les plus
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- - 292
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - puissantes en service, comprennent 4 moteurs de 450 chevaux. E||(N à truck rigide à 4 essieux-moteurs et comportent en outre, à ch' extrémité, un essieu porteur (1) (fig. 205).
  - Par l'a suite, pour les locomotives type 1908, chaque essieu porteur été remplacé par un bogie à 2 essieux conduisant au schéma dr figure 206.
  - Enfin, le dernier type construit (1913), figure 207, diffère du précédé en ce que les essieux des bogies extrêmes sont également moteurs. sorte que cette dernière locomotive est à 8 moteurs de la même cousin;
  - =1 i
  - o-QOQC 3>QQ c )-cr £
  - Fig. 205.
  - ïst. Y. C. Premier type.
  - Fig. 206.
  - X. Y. C. Deuxième type,
  - i , . , , ) I, ‘ ,1 C
  - Fig. 207.
  - N. Y. C. Troisième lype.
  - tiou que les précédents, mais seulement de 300 chevaux, ce qui cotnl â une puissance totale au régime uni-horaire de 2.400 chevaux, et J f* mis de réaliserdes vitesses jusqu’à 120 kilomètres à l’heure. En oui'1-truck central n’est plus rigide; il est articulé afin de permettre 1 IUsLr‘-tion en courbes de faibles rayons. Ces dernières locomotives pe-environ 100 tonnes.
  - Les moteurs de ces differents types de locomotives sont bi-po»alie sont analogues comme disposition et construction. Ils sont repre-en demi-coupe et demi-élévation sur les figures 208 et 209.
  - up-deu't"
  - (lj Les premières unités de ces locomotives ne comportaient pa» u leurs, mais elles ont été presqu’aussitôt modifiées dans ce sens.
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- - TRANSMISSION DE LEFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 293
  - [ induit est calé directement sur l’essieu et les inducteurs sont sus-^(j!|S faillit, pour ainsi dire, partie du truck. Les surfaces internes de
  - Fig. 208.
  - Fig. 209.
  - "1rs
  - P^es sont plates et verticales, de sorte que l’induit suivant les eiïlents verticaux de 1’ essieu peut se déplacer entre elles sans que
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- - ‘I
  - 294 TRACTION ELECTRIQUE
  - l’entrefer varie notablement. La construction de l'induit est particulière ment simple et robuste.
  - La figure 210 montre l’ensemble d’un essieu muni de son induit a\--
  - II ir^r —1—D
  - l 1
  - - -« l *' * —„—
  - Fig. 210.
  - Locomotive du New-York Central. Essieu-moleur.
  - Fig- 211.
  - Locomotive du New-York Central. Essieu-moteur avec son induit-
  - coupe par les boîtes à graisse, et la figure 211 un essieu-
  - moteur sép3-
  - également muni de son induit.
  - Il est à remarquer que le truck, dont les membrures princip . en acier coulé, ne constitue pas seulement la partie mécanique du ^ ^ la locomotive, mais aussi une partie du circuit magnétique des u
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 295
  - que le montre le schéma de la figure 212. On voit aussi que les pôles -jucteurs sont par deux, accolés aux entreloises du truck, lesquelles -lerviennent également dans i,-onstituLion du circuit ma-::iéti([ue.
  - Ce mode de construction a-ilile beaucoup la visite et ... réparations du moteur, jr l'ensemble essieu-moteur .vec ses roues et son induit -ut être facilement enlevé :i une seule opération qui insiste à le descendre dans .ne fosse de visite au-dessus de laquelle on amène la locomotive. La photographie (fîg. 213), montre précisément comment s’opère un tel 'monlage.
  - Fig. 212.
  - Moteur du N. Y C. circuit magnétique.
  - Fig. 213.
  - Locomotive du Ne\v-Yrork Central. Démontage d'un essieu-moteur.
  - Fli
  - Fj t
  - . e construction présente toutefois un inconvénient assez sérieux et e?1de dans la difficulté de démontage de l’induit, qui exige l’enlève-
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- - 296
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ment d’une roue, opération assez délicate et qui ne peut se renouveler delà d’une dizaine de fois sans préjudice pour l’essieu.
  - Au delà, on a généralement recours à l’emploi d’une bague p|a(. à chaud pour compenser la diminution de diamètre de l’essieu à sa ponr de calage.
  - Cependant, dans l’ensemble, les résultats obtenus avec ce mode.v montage ont été tout à fait satisfaisants, tant au point de vue sécurit qu'au point de vue dépenses d’entretien, et l’expérience de plusieur-années de service l’a pleinement justifié.
  - C'est ainsi que la General Electric a fait une nouvelle et récent application remarquable de ce genre de construction, aux dernièrv-locomotives type 1918 à 3.000 volts courant continu, des lignes é. Chicago-Milwaukee St-Paul R.R. Ces locomotives, du type “Gearles' comportent, ainsi que nous l’avons déjà noté (§ 48 - 3e), l’emploi .i 12 moteurs d’une puissance uni-horaire individuelle de 270 chevaux, groupés en série par trois, sous la tension totale 3.000 volts. Ces moteur-sont du type bi-polaire et analogues comme disposition et constructiu aux précédents. Les locomotives, dont un schéma d’ensemble est donn-plus loin sur planche hors-texte spéciale, pèsent 240 tonnes et leur pus sance totale uni-horaire est de 3.240 chevaux. Elles ne sont pas comme le locomotives du type 1915 qui les ont précédées et que nous verrons plu* loin, constituées par deux unités accouplées; elles ne comprennent quu:. élément; toutefois, la caisse est divisée en trois parties, l’ensemh reposant sur quatre trucks; les deux trucks médiants sont à quais essieux-moteurs et du genre de ceux des locomotives du New-loh Central, premier et deuxième type des figures 205 et 206, tandis quel^ trucks extrêmes sont à deux essieux-moteurs avec en plus un exporteur.
  - 96. Moteurs complètement suspendus : emploi d’un manchon conc?2* trique à l’essieu (Raffard-Short). — Dans son projet de locomob'? grande vitesse en 1883, M. Raffard proposait de caler l’induit du mote-avec son collecteur sur un arbre creux ou manchon concentnquf l’essieu et portant un plateau d’accouplement, relié aux roues P liens souples (en cuir). La carcasse inductrice porte alors des p dans les coussinets desquels passe l’arbre creux sur lequel elle sappu_ Elle est d’ailleurs, d’autre part, reliée invariablement au châssis su^ du véhicule.
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 297
  - La figure 214 (1) montre la disposition proposée.
  - Dans ce projet était prévu l’emploi de plusieurs moteurs avec roues je diamètres différents, ce qui devait permettre, selon les difficultés du arcours, qe mettre en circuit celui des moteurs dont l’allure correspondrait au meilleur rendement. C’est cette disposition qui est représentée
  - Fig. 214.
  - Locomotive électrique à grande vitesse. — Projet Raffard.
  - F F, flasques d’une dynamo multipolaire, reliées invariablement au châssis S de la îoco-!'e- Ces flasques sont solidaires des paliers p, p' dans lesquels tourne le tube T et des des électro-aimants inducteurs, dont quatre seulement, I, I', 1" et 1"', sont visibles sur •* «sure.
  - tube T porte le plateau d’accouplement P et la lanterne Z, sur laquelle sont montés 'n,;au induit D, ainsi que le collecteur C, auquel des frotteurs amènent le courant électrique ^ des accumulateurs ou recueilli sur un conducteur aérien. Le retour s’opère par les
  - i-,deT r°?es m°trices R, R’ sont calées sur l’essieu A, situé à l'intérieur du tube T. Cet essieu e châssis S par l’intermédiaire des‘ressorts B, B'.
  - 11 élévation sur la figure. Enfin, dans ce projet, les moteurs étaient ln(luils du tyDe Desroziers. •
  - ,. e Principe de cette méthode à arbre creux, très fécond, a donné a un certain nombre d’applications importantes dont nous examine-,°ns *es principales.
  - Empruntée au Traité déjà cité de MM. Blondel et Dubois, Tome I, page 8.
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- - 298
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Pour mieux se rendre compte de ses conditions d’emploi, nous donnons (fig. 215), un schéma de montage-type pour un moteur de construction ordinaire, et dans lequel on retrouve tous les éléments du dispositif en question.
  - On voit ainsi qu’une condition essentielle de son emploi est que
  - Fig. 215.
  - Schéma de principe du montage-avec arbre creux Raffard. Coupe horizontale par l'essieu.
  - l’arbre creux doit présenter, par rapport à l’essieu, un jeu annulait suffisant afin de tenir compte des déplacernents verticaux de 1 essieu ib" ses plaques de garde dus aux dénivellations de la voie. On voit au»^-l3^ comparaison avec le système du New-York Central, que le jeu ménart cet *effet n’est plus obtenu entre la carcasse et truck, mais ent|e moteur et l’essieu.
  - .iodés
  - De plus, les ressorts qui supportent le châssis doivent être ie-manière que l’axe de chaque arbre creux coïncide avec la P0' ,
  - moyenne de l’essieu correspondant. Dans ces conditions, 1 e=,s1^ jeû libre de prendre, par rapport à l’arbre creux, dans les limites
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- - îhansmission de l’effort moteur a l’essieu
  - 299
  - annulaire que celui-ci présente, toutes les positions possibles, voire même inclinées.
  - Dans cette disposition, la suspension élastique des différentes parties ju moteur est complètement réalisée et il n’y a pas d’autres réactions que celles résultant du poids de l’induit.
  - l'n inconvénient de ce genre de construction résulte du graissage assez délicat des coussinets entre lesquels tourne l’arbre creux, surtout pour les locomotives à grande vitesse. L’expérience a cependant prouvé qu'on pouvait y remédier efficacement.
  - Fig. 216.
  - Moteur « gearless » Short avec manchon Raffard.
  - En ce qui'concerne l’emploi de liens élastiques entre le plateau du
  - manchon —c’est-à-dire entre le moteur—et la roue correspondante, l’effet
  - E’ès heureux; il conduit à des démarrages très doux et progressifs.
  - effet, d’abord, au moment précis de l’introduction du courant dans le
  - Moteur, le,s liens élastiques commencent par se tendre, ce qui produit ce
  - ûoniène que le démarrage du moteur précède celui du véhicule.
  - ^ auh‘e part, aussitôt le moteur démarré, il y a production d’une f.c.e.m.
  - 1U| croît rapidement en limitant la valeur du courant absorbé, ce qui
  - Jrihibue encore à donner un démarrage très progressif.
  - tra^ ^ort appliqua le premier, en 1891, cette idée à des moteurs de
  - mway. L’entraînement était obtenu (fig. 216) au moyen d’un système
  - ress°rts spiraux qui reliaient deux oreilles fixées invariablement à buduif ' j ^
  - ’ a deux points de la roue motrice.
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- - 300
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - L’inducteur du moteur était lui-même complètement fixé au châssis suspendu du véhicule. Ce fut là, la réalisation du premier moteur à action directe complètement suspendu.
  - Plus tard, Short remplaça les ressorts par des tampons en caoutchouc A (fig. 217). On retrouve l’application de ce dispositif dans le< premières locomotives construites en 1896, par la General Electric Co pour un service en tunnel sous Baltimore pour le Baltimore and Ohio Bailway. Ces locomotives étaient à 4 moteurs de 180 chevaux.
  - Pour la première locomotive triphasée Ganz (1901) de la Valteline,el qui était à 4 moteurs de 150 chevaux, on a adopté le système à arbre creux, mais le mode d’entraînement des roues motrices est très différent de celui des exemples précédents; il est représenté sur la figure 218 4 et comprend l’emploi d’un système de bielles. Ces bielles, sans êtreéla? tiques, offrent au moins une certaine souplesse. L’élasticité de 1 accou plement réside dans le fait que les chocs provenant de la voie sont communiqués par les bielles à l’induit qui, à son tour, ayant ses pahej* dans la carcasse des inducteurs, repose avec toute la caisse du véhicu sur des ressorts lamellés.
  - Le jeu entre l’essieu et l’arbre est d’environ 55 millimètres^^^__^ (1) Empruntée ainsi que la suivante à l’Industrie électrique du 10 mai 1903.
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- - Fig. 218 bis.
  - Vue d'ensemble d'un bogie moteur «l'automotrice à voyageurs (Valleline).
  - TRANSMISSION DE L EFFORT MOTEUR A L ESSIFU
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Des automotrices ont été construites pour la même ligne avec la même disposition des moteurs.
  - La figure 218 bis représente un bogie avec ses moteurs pour les automotrices précédentes. Pourles locomotives de
  - la Valteline qui ont suivi en 1903 et qui sont à deux moteurs, il n’a plus été fait emploi d'arbre creux; les moteurs entraînent les essieux par un système de bielles et de manivelles, ainsi que nous le verrons plus loin.
  - Dans la locomotive Heilmann, l'entraînement était obtenu (fig. 219) au moyen de croisillons serrés entre des tampons fixés aux rayons de la roue motrice par des ressorts antagonistes très puissants, conservant une course suffisante même quand ils sont bandés par le couple moteur, pour permettre les déplacements verticaux de l’essieu. Toutefois, les croisillons et les tampons s’usent rapidement, et de plus, il y a difficulté de graissage.
  - Sur les automotrices de la ligne de Paris-Invalides à Versailles, des chemins de fer de l’Ouest-Etat, on retrouve ce montage à arbre creux avec emploi de ressorts à boudin du genre Short. Ces ressorts d’entraînement sont, en réalité, constitués par deux ressorts distincts
  - hélicoïdaux concentriques; ils relient les sommets d’un plateau tnang11 laire fixé au manchon à trois points de la roue motrice (fig. 220).
  - La photographie (fig. 220 bis) (1), montre un essieu monté muni son moteur, d’une des automotrices en question.
  - Schéma de l'entraînement élastique de la locomotive Heilmann.
  - (1) Emprunté au Bulletin de la Société d’Encouragement de mars 1911-
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- - O
  - Fig. 220 bis. 00
  - Moteur sans engrenage avec suspension"et accouplement élastique de l’induit,
  - Automotrice Paris-In val ides-Versailles.
  - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
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  - TH ACTION ÉLECTRIQUE
  - Le dispositif adopté facilite bien tous les mouvements relatifs j l’arbre creux portant l’induit par rapport à l’essieu, grâce à la souplç-des ressorts spiraux dans tous les sens.
  - Les moteurs employés avec cette disposition sont de construclio Brown-Boveri et sont d’une puissance de 140 chevaux. Les aulomotrio sont à quatre moteurs répartis sur deux trucks. La figure 221 représeoi, un de ces trucks avec ses moteurs. Les carcasses des moteurs sont d< forme hexagonale et on voit sur la figure leur mode de fixation rigide en \ au bâti du truck.
  - du moteur
  - Pivot du bojie
  - Fig. 221.
  - Un exemple remarquable de ce genre de construction est celui adoplr par la compagnie Westinghouse pour ses locomotives monophasées de 1.000 chevaux du New-York New-Iiaven et Hartford.
  - Ces locomotives sont à quatre essieux formant deux bogies : chaque essieu est entraîné par un moteur de 250 chevaux. Les premières étaient à adhérence totale et pesaient environ 87 tonnes. Un second type coii'-truit par la suite comporte en plus des deux bogies moteurs précédent' deux essieux porteurs : un à chaque extrémité, et pèse environ 92 tonne' dont 73 de poids adhérent. Les schémas de ces locomotives sont donin plus loin en planche hors-texte.
  - Chaque induit de moteur est claveté sur un arbre creux en l*euX parties entourant l’essieu, et qui porte à chaque extrémité un [duk*1 d’accouplement muni de sept mannetons d’entraînement (fîg- 222 et --lesquels s’engagent dans des alvéoles munies de ressorts hélicoïdaux tours excentrés (fig. 224), qui transmettent à la roue le couple du niok en donnant à l’induit, par rapport à l’essieu, l’élasticité nécessane
  - liaison et à la suspension de l’induit par rapport à l’essieu.
  - L’extrémité de chaque mannelon présente, en outre, une cax
  - ité da«-
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 305
  - Fig. 222.
  - Rotor du moteur Westinghouse des locomotives du New-York, New-IIavcn et Hartford R. R.
  - New-Haven et Hartford R. R.
  - 20
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- - 306
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - laquelle est placé un ressort auxiliaire destiné è supporter la p0u latérale.
  - L’essieu peut se déplacer verticalement d’environ 30 millimètre
  - part et d'autre de sa position centrale <la l’intérieur de l’arbre creux : celui-ci tour dans deux paliers solidaires de la carca». inductrice, laquelle est fixée par Tinterir diaire de ressorts, à un cadre en acu supporté par les boîtes à graisse et iiu. pendant du Lruck(fig. 225).
  - Ces locomotives fonctionnent, soit .courant monophasé 11.000 volts 25période» soit sous courant continu 650 volts. Les ni-teurs sont groupés deux par deux en série un tel groupe est alimenté sous 450 vo en courant alternatif et sous 650 volts. courant continu. Dans le premier cas. i -deux groupes restent en parallèle avec régulation de la vitesse par prb-variables au transformateur; dans le second cas, ils peuvent être coup •
  - Fig. 224.
  - Fig, 225.
  - Un des deux bogies-lruck avec deux moteur^monophasés de 230 cheia*1* commandant les roues sans engrenages.
  - Locomotives du New-York, New-Haven et Hartford R. R-
  - en série ou en parallèle, suivant la méthode du contrôle séiie P‘ ordinaire
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- - TRANSMISSION-DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 307
  - Enfin, les moteurs sont ventilés par l’action d’un ventilateur spécial. Sons verrons plus loin d’autres applications du système de l’arbre -iix Raffai'd où son emploi est combiné avec celui d’engrenages.
  - II. — Moteurs à action indirecte.
  - \fi. Moteurs à engrenages rigides. — On peut dire que c’est le cas neral. C’est, en particulier, le cas des tramways et métropolitains.
  - Dans ce mode de liaison, il est une condition fondamentale à observer, arbres portant les divers engrenages doivent conserver rigoureu--ment leurs positions relatives et, par suite, un parallélisme absolu, - qui peut, par exemple, être obtenu en faisant porter les différents U'sinets dans lesquels tournent les divers axes, par un même bâti .'ide. qui sera souvent, la carcasse inductrice convenablement disposée.
  - Fig. 22G.
  - ngrenages à double réduction. — Les premiers moteurs à engre-'elant donnée la vitesse de leur induit, comportaient l’emploi de !eut‘sréductions;.on a eu deux et trois trains d’fjfogrenagesréducteurs ^ ^e- La figure 226 montre une double réduction.
  - double réduction fut appliquée en Amérique sur toutes les lignes faites par Sprague, la Bentley and Knight .Go, Van de Poele, etc. . .* V‘ le'ers 1891.
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- - 308
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les figures 227 et 228 montrent les réductions Sprague et \\'e j ghouse. La vitesse dans ces moteurs variait de 1.500 à 1.900 tour' minute. Les engrenages à grande vitesse (1) et (2) s’usaient rapidetn^' et, en outre, produisaient un bruit inadmissible.
  - On a cherché à réduire cette usure des engrenages et le bruit qui résultait par l’emploi de matériaux spéciaux : bronze d’aluminium b,; cuir vert, mais sans grand succès. L’acier est encore ce qui convient mieux.
  - Après avoir été à découvert, les engrenages furent enfermés dans de. enveloppes protectrices ou carters, renfermant un lubrifiant. Enfin arriva à des moteurs à vitesse lente et par suite au simple train réduction.
  - Fig. 227.
  - Double réduction de Sprague.
  - r-
  - =i
  - Fig. S28.
  - Double réduction de la Compagnie Westinghouse.
  - La double réduction ne se rencontre plus que rarement : locomoti'1-de montagne, de mines, par exemple, exigeant de forts couples et vitesses très réduites.
  - On emploie quelquefois le double train d’engrenages quand l'espa* disponible pour loger le moteur est très réduit (locomotives de mm1'; voie étroite), ce qui conduit à mettre le moteur en dehors de récarlenieD des deux roues d’un même essieu.
  - b) Engrenages à simple réduction.— C’est le cas de beaucoup le p'11' général et nous avons donné précédemment le dessin de montage ilUIi des moteurs de la Compagnie Générale des Omnibus (fig. 179 à lîv • dessin peut être considéré comme celui se rapportant au montage bf
  - 98. Suspension des moteurs à engrenages. (1)— Le principe
  - (1) La plupart des figures de ce paragraphe sont extrades de l’ouvrage déj*’
  - de Blondel et Dubois, Tome I, Chapitre IV.
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 309
  - ^ion adoptée est, ainsi que nous l’avons déjà vu, dû à Sprague ' ), et consiste à faire reposer le moteur, d’une part, directement
  - l'essieu par deux paliers venus de fonte avec la carcasse et à le relier julre part au châssis de la voiture ou du truck par des ressorts
  - irpropï'iés-
  - [livers modes de réalisation sont possibles.
  - Fig. 229.
  - i/l> Suspension par le nez, du nom américain “ Nose-suspension ”.
  - C^e dispositif le plus généralement réalisé. v_ Co^ opposé à l’essieu, la carcasse porte une sorte d’appendice b ^ —nez), qUi repose (fig. 229) par l’intermédiaire d’un ressort R, sur ^|ll>a'erSe châssis. Un ressort antagoniste R' est généralement P°ur limiter les déplacements verticaux. Quelquefois, d’ailleurs,
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - quand le moteur est installé sur un bogie-truck, ces deux ressorts |»|» n'existent pas; la suspension élastique du moteur étant, dans ceci' réalisée par le fait qu’il existe des ressorts comme partie constituanted bogie-truck proprement dit. Le nez du moteur repose alors sur une ira verse du truck (transom) en même temps qu’il s’engage dans un étri^ fixé sur la dite traverse et disposé en vue d’empêcher les mouvemenient verticaux de ce côté du moteur. Cette construction est par exempt* celle réalisée sur les locomotives du Paris-Orléans, dont la figure et j4 photographie ci-jointes (fig. 230 et 231) montrent le truck construit pa-
  - Fig. 230.
  - l’American Locomotive Co._ On y voit nettement les traverses-supp^'1 les étriers correspondants.
  - Remarquons que les ressorts RR' vus plus haut, amortissent hltH secousses résultant de l’application brusque du courant danslemotei des démarrages; le premier effort est employé à tendre les ressod-que la voiture ne se mette en marche. C’est un résultat coffipn‘a celui signalé à propos des moteurs à action directe avec ressorts nement.
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- - Fig 231.
  - Bogie-lruck des locomotives du Paris-Orléans.
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- - 312
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans ce système de suspension par le nez, on voit facilement moteur repose partiellement sur la partie suspendue du vélucul partiellement et directement sur l'essieu, organe non suspendu On admettre que 50 à 60 p. 100 du poids du moteur est directement port par l’essieu-moteur. On voit ainsi que cet essieu est soumis à des cho très importants.
  - b) Suspension par barres latérales de la General Electric Co. — j.-, raison de ce qui précède, on a cherché à soulager l’essieu en suspeiular le moteur par son centre de gravité.
  - cÇ-®-
  - Fig. 232.
  - Suspension par barres latérales.
  - A D C barre articulée. B longeron-. T tourillon. R R’ tampons de caoutchouc-
  - Dans cette méthode, on emploie (fig. 232) deux barres latérales i l' fixées au truck et venant supporter le poids du moteur par l'intermediaire de tourillons venus de fonte avec celui-ci et placés exactemer. dans le plan vertical du centre de gravité. Ces barres en fer méplat n't soutenues du côté de l’essieu par une tige doublement articulée relire >> truck et de l’autre côté par une entretoise en forme d’u sur laquelle et s’appuie par des tampons en caoutchouc. On voit qu’ici l’essieu neperl rien. Il ne semble pas toutefois que le succès de ce procédé soit conipl^ parce que les engrenages s’usent d’une manière moins égale que dan cas de la suspension par le nez.
  - c) Suspension par joug de la General Electric Co. — Cètte est une variante de la précédente dans laquelle on cherche enco reporter le poids du moteur sur le truck (fig. 233).
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- - TRANSMISSION DE I/EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 313
  - Dans celte méthode, un ou deux nez venus de fonte avec la carcasse appuient (supposons deux nez C. D.) sur une base recourbée H C D H à quelle ils sont en outre boulonnés en C et D. Getle barre prenant appui urles longerons du châssis par l’intermédiaire de ressorts à boudin, les liuts d’attache H H étant dans le plan vertical passant par le centre .>gravité du moteur. On voit que le joug doit être absolument solidaire ümoteur et qu’il travaille à la flexion, ce qui paraît bien peu favorable.
  - Fig. 233.
  - Fig. 234.
  - ^ Suspens/on par barres supérieures de la Westinghouse. — Son ^ encore de placer le point de suspension du moteur sur le truck, r°it du centre de gravité.
  - Ici | . °
  - ’le point d’attache H (fig. 234) est situé à la partie supérieure de la
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- - 314
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - carcasse et les deux barres K qui supportent le moteur s'appuient <Ur deux puissants ressorts à boudin R qui reposent sur deux traverses \p reliées directement au truck.
  - @ B 1®J
  - Fig. 235.
  - Suspension Cradle-Weslinghouse.
  - e) Suspension Westinghouse dite “ Gradle suspension ” (fig. 235',. -Chaque moteur repose toujours d’un côté sur l’essieu correspondant. Il
  - s’appuie de l’autre côté, par l'intermédiaire de deux ressorts à bou-
  - din A A, un au-dessus du nez, l'autre au-dessous, sur une barre tranver-sale B, fixée elle-même à des barre* longitudinales C, fixées à leur tour à une autre barre transversale b supportant le second moteur, comme la première supporte b premier moteur. On voit qu’ici lf
  - poids total des moteurs et de leur appareil de suspension est porté par
  - les essieux. On prétend que k-ressorts de suspension neutraliser les chocs qui se produisent pendant le roulement (passage aux joint aiguillages, etc.).
  - Fig. 236. f) Suspension Walker. ‘
  - suspension est à double nez
  - moteur au lieu de reposer sur l’essieu joar deux paliers faisant palla-la carcasse, lui est relié par un système articulé comme suit : (fis- *
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 315
  - Les paliers de l’arbre du moteur et ceux de l’essieu font partie de , x flasques F F indépendants de la carcasse inductrice, et maintiennent écartement des deux axes de l’arbre du moteur et de l’essieu. En outre,
  - .. flasque côté engrenages porte le carter. La partie du moteur tournée er;l’essieu est suspendue par le deuxième nez qui s’appuie sur l’essieu,
  - r ['intermédiaire de ressorts. De cette façon, tout le moteur est sus-ymlu élastiquement et la masse de la partie solidarisée à l’essieu est i\m réduite au minimum.
  - 99. Etude des effets du couple de réaction sur la suspension des aoteurs. (1) — Nous nous proposons d’examiner les efforts auxquels sont •oumis les points de suspension des moteurs dans quelques-uns des principaux modes de suspension étudiés :
  - a) Considérons le cas le plus ordinaire, celui de la suspension par le ir. de la figure 229.
  - Les efforts en question ne proviennent pas seulement du poids du moteur, mais encore du couple qu’il développe en marche. Par suite des factions électro-magnétiques qui s’exercent entre l’induit et les inducteurs, la carcasse servant d’enveloppe au moteur est soumise à un ouple C égal et opposé au couple moteur développé sur le pignon des égrenages et tend, dans le cas d’une transmission par simple réduction,
  - 1 tourner autour de l’essieu dans le même sens que la roue (ce serait • inverse avec une transmission à double réduction).
  - Ce couple C est équivalent à deux forces égales et opposées appli-1uées aux points de suspension. En appelant h et /2 les distances horizon-Jles du centre de gravité G aux deux points de suspension, nous aurons, ' el/>2 étant les efforts sur les deux appuis, P le poids du moteur et en Apposant que la voiture se déplace vers la droite :
  - Pi (l\ + h) — P4 ~}~ G
  - n prenant les moments par rapport à l’appui de gauche et
  - p-2 {h 12) — P/i G ^Prenant les moments par rapport à l’essieu.
  - 1; h‘;
  - après Blondel et Dubois, ouvrage déjà cité, tome I, page 131.
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- - 316
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On déduit :
  - = p u c
  - P h -f- h h 4~ G
  - _ p h C
  - P% h + h /i+/a
  - ce qui montre que py > p2 et l’effort supplémentaire résultant de la différence pi — />2 se réporte sur l’essieu qui est ainsi surchargé.
  - G
  - Le second terme -—!—- n’est pas négligeable aux fortes charges m n “r «2
  - surtout aux démarrages.
  - Considérons, par exemple, le moteur G. E. 800 de la General Electric Co dont il existe un grand nombre d’exemplaires sur les réseaux de tramways en France.
  - L’effort normal produit par ce moteur à la jante d’une roue de 0 m.84" de diamètre est F = 360 kilog.
  - On a en outre pour ce moteur :
  - li = h = 0m,34 h + h = 0m,68
  - P = 660 kg. m = 4,78
  - on a par suite pour valeur théorique du couple C :
  - C = F.
  - d_
  - ~2
  - m
  - = 360 X
  - 0,840
  - 2
  - X
  - 1
  - 4/78
  - 31,50 kgms.
  - on déduit :
  - Pi = 330 -+- = 330 + 46 = 376 kgs.
  - 0,68
  - p% — 330 — —= 330 - 46 = 284 kgs.
  - * 0,68 6
  - On voit que l’inégalité des efforts aux appuis dus au couple C1 notable (92 kgs) et qu’elle surcharge l’essieu, ce qui^augmente le lage de la voie, mais diminue la tension des ressorts.
  - b) Dans le cas de la suspension au droit du centre de gravité Par.ka ( latérales (fig. 232), ou par joug (fig. 233), l’effort supplémentaire
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- - TRANSMISSION DE L EFFORT MOTEUR A L ESSIEU
  - 317
  - e ;jeu devient — puisque /2 = O, ce qui donne pour le même moteur ci-dessus, mais avec ce mode de suspension :
  - C _ 31,50
  - = 92 kgs
  - . i lieu de 46.
  - q, moment du démarrage, le couple peut être aisément double ou jple du couple normal; s’il dépassait la valeur correspondante au h,ment du poids du moteur par rapport à l’essieu, le moteur pourrait se -iilever autour de celui-ci comme point d’appui.
  - Cetle éventualité n’est toutefois pas à craindre; car par exemple dans le oleur considéré, si le couple de démarrage est le triple du couple normal, (Tort de soulèvement ramené au centre de gravité ne dépasse pas
  - 3 X 31\50
  - ———-------z= 280 kgs en chiures ronds,
  - 0,34 °
  - ndis que le poids propre du moteur est de 660 kgs (îjous ne tenons pas •mpie du poids des engrenages et de leur boîte qui atteint 150 kg. environ).
  - H est bien évident que si la voiture se déplaçait en sens inverse, "des les réactions précédentes changeraient de signe : ce serait l’essieu . ' serait soulagé et le ressort qui serait surchargé. Il y a lieu de tenir :nple de cette remarque sur les voitures à deux moteurs.
  - r- Considérons enfin le cas d’un moteur à action directe et induit calé 'dénient sur l'essieu (fig. 203).
  - ^ poids de la carcasse est reporté sur le truck par des ressorts r2 r2 ses extrémités (Hopkinson 1890 et Westinghouse 1891). fln observera encore ici que les conditions d’équilibre du moteur pendent non seulement de son poids, mais du couple qu’il développe !narche.
  - ^ Le couple développé sur l’induit tend à faire basculer la carcasse en AN'n'eiSe du mouvement et charge ainsi le ressort d’arrière r2 plus que ‘SOr^ d’avant r,. Si on appelle l la distance d’application de chacun s°i‘ts à l’axe de l’essieu, P le poids du moteur et C le couple nor-
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- - 318
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - mal qu’il développe, les efforts auxquels doivent pouvoir résister |* ressorts sont :
  - et
  - P _ C 2 ~ /
  - pour le ressort d’avant r2
  - P C
  - — -f-y pour le ressort d’arrière r2.
  - Comme en réalité, le couple C n’est pas constant, le moteur s’inclinera plus ou moins, suivant la charge.
  - D’ailleurs, les couples ayant ici une valeur beaucoup plus grande ;• puissance égale que pour les moteurs à réduction, la réaction est plu« importante.
  - Soit, par exemple, un moteur de 25 chevaux à 150 t/m et pesant 1.200ke Le couple correspondant en kgs est :
  - 25 X 75 •
  - ------—— = 120 environ.
  - 150
  - 2 tc X--
  - ^60
  - Si les deux points de suspension sont distants de 1 mètre, les poids (insupportent les ressbrts seront respectivement :
  - 600 — 120 = 480 kgs.
  - et 600 + 120 = 720 kgs.
  - L’inégalité n’est donc pas négligeable et elle l’est bien moins encu-au démarrage où le couple est toujours deux ou trois fois plus lort.
  - Le mode de suspension considéré est défectueux à cet égard, ll^ plus encore par la masse considérable des organes solidaires de 1 dont l’inertie suffit à produire de fortes percussions sur la voie, aiu^d1' nous l’avons vu au début de ce chapitre.
  - D’un autre côté, il faut remarquer que les ressorts de suspensif'1 moteur, agissant sur l'essieu en sens inverse de ceux du truck, îédui-d’autant l’action utile de ceux-ci qu’on devra renforcer en conséque" ^ Nous avons vu l’amélioration apportée dans la suspension de ee r ^ de moteurs, par l’emploi de l’arbre creux de Raffard, concentuq l’essieu où le jeu élastique nécessaire, 25 millimètres au mom- ^ obtenu, non plus entre la carcasse et le truck, mais entre le l’essieu.
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- - TRANSMISSION DE l’eFPORT. MOTEUR A L’ESSIEU
  - 319
  - 100. Moteurs à engrenages élastiques. — L’augmentation de la puisse et de la vitesse des automotrices et locomotives électriques a rendu nécessaires différentes modifications dans le système de transmission du ïuple moteur de l’essieu. La construction ordinairement employée pour tramways ne suffisait plus aux nouvelles exigences parce que la violence des à-coups auxquels sont soumis les moteurs et la superstruc-;ure de la voie, augmente rapidement avec la puissance en jeu et la vitesse ai dehors de la période de démarrage où ces à-coups devenaient excessifs, pendant laquelle il importaitau premier chef de réduire leur importance. On a ainsi été conduit en particulier, à combiner des engrenages élastiques (nous verrons plus loin une autre solution par emploi de bielles à manivelles combinées ou non avec des engrenages élastiques). En ce pi concerne le démarrage, nous avons vu (§ 96), à propos de l’arbre creux Raffard-Short, l’influence heureuse de l’adoption des liens élastiques dans la transmission de l’effort moteur. Cet avantage se retrouve en entier ici.
  - La réalisation d’un engrenage élastique est théoriquement assez simple à de nombreux dispositifs sont possibles. Elle offre cependant en pratique des difficultés assez sérieuses,
  - 'urtout au point de vue du graissage, des 'urfaces glissant l’une sur l’autre.
  - Les premiers véhicules auxquels on a|l appliqué des engrenages élastiques graissent être les locomotives à cré-maillère, du système Abt., qui est cons-ainsi que nous le verrons en 'htail à 1 étude du matériel à crémaillère,
  - !',ir deux lames parallèles dentées, dans tacune desquelles engrène une cou-Jnne dentée. Ces deux couronnes sont
  - Citées die*
  - sur un moyeu commun auquel
  - Fig. 237.
  - Engrenage élastique Abt.
  - 0nt reliées par des ressorts comme Contre la figure 237.
  - ^cet effet, le moyeu porte des ouvertures e dans lesquelles sont dis-^ tes ressorts qui sont du type à lames dont les extrémités pénètrent des ouvertures correspondantes f de la jante de la roue dentée. Ils NL 6n^ a*ns* un certain déplacement du moyeu par rapport à la jante. lessorls se brisaient, les tocs eÇentraîneraient le moyeu.
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- - 320
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Cet engrenage élastique a donné, à tous les points de vue, des ré<u| tats satisfaisants.
  - Sa disposition de principe a été appliquée en particulier au chemind.-fer de la Mure et a fait plus récemment l’objet d’une application impor tante sous une forme un peu différente aux locomotives du Loetschberg et dont la figure 238 représente une vue d’ensemble. Cet engrenage a été réalisé par la Société Suisse de Construction de Locomotives et de Machines de Winterlhur (engrenage élastique Kjelsberg).
  - Fig. 238.
  - Engrenage élastique des locomotives du Loctschberg.
  - Dans cette disposition, le croisillon calé sur l’arbre d'un taux es-1 porte, pris dans une série de mors intercalés entre ses bras, des lame* ressorts à peu près radiales et groupées par paquets de six. Ces a s’engagent, d’autre part, par leur extrémité libre, dans des entaille-dessous de la jante de l’engrenage. Ces lames sont au nombie ^ Elles permettent bien, comme dans le cas précédent, un ceita111^ élastique tangentiel de la couronne dentée par rapport au centre- *
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 321
  - ,e nous le verrons plus loin, cet engrenage est en outre combiné avec emploi de bielles et manivelles.
  - Les figures ci-après représentent diverses réalisations pratiques d’en-•renages élastiques dont plusieurs établies par la société Brown-Boveri.
  - La construction représentée par la jPure 239 se distingue de celle de Abt ,,ar la forme des ressorts. On a substitué J(1X ressorts à lames des ressorts à ;.oudin. Pour répartir la charge également entre les différents ressorts, on a ;révu des pièces de guidage c et d qui «adaptent les unes dans les autres et dont les têtes s’appliquent contre les ijrois de l’ouverture ménagée dans la
  - .ante et le moyeu. Si la jante b se déplace par rapport au moyeu n, les mrfaces k et h qui sont diagonalement opposées entrent en contact avec s parois des évidements. Cette construction se prête bien aux visites.
  - Le principe de l’emploi des
  - ressorts à boudin perpendiculaires aux rayons a été notamment appliqué aux locomotives à engrenages du Chicago-Mil-waukee et St-Paul, que nous examinerons plus loin avec quelques détails et à la locomotive d’essai Westinghouse, du Midi, dont la figure 240 représente schématiquement la disposition. Les ressorts B, logés dans la roue dentée, ont une certaine bande initiale qui applique fortement les tasseaux A et B sur leurs sièges. Sur l’arbre du moteur est claveté un plateau ( 11 dix dents qui viennent se loger sans jeu dans les intervalles C lUl sont, à l’arrêt, en contact simultané avec le tasseau A d’un
  - •fi
  - 6 *,asseau B du ressort voisin. Si le moteur est mis en marche sens de la flèche, tous les tasseaux B forment point fixe et les tas-
  - 21
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- - 322
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - seaux A sont sollicités dans le sens de cette flèche et comprimer ^ ressorts R. Le système est en outre réversible comme tous les précédent* Ainsi que nous le verrons plus loin, cet engrenage est en outre coml.jn avec l’emploi de bielles et manivelles.
  - o ® o
  - Fig. 241.
  - Ce même genre de construction a été aussi appliqué concuremmeu! avec l’emploi d’un arbre creux comme nous le verrons plus loin.
  - Dans la construction des figures 241 et 242, proposées par M. Aichelr. un grand nombre de petits ressorts faciles à comprimer, servent à donner à la transmission l’élasticité nécessaire.
  - Fig. 243.
  - <?!
  - Dans la construction de la figure 243, au contraire, on obtient effet par deux ressorts à lames robustes.
  - Dans le dispositif de la figure 244, l’intermédiaire élastique e?t I dans le croisillon et comprend des plaques de caoutchouc b intert entre des plaques d'acier a, fixées les unes au moyeu, les aube-
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 323
  - . ie> Cette disposition donne à l’ensemble des liens élastiques une grande souplesse, et ce, dans toute direction par rapport au moyeu. Elle
  - -'t
  - a*
  - l°utefois assez onéreuse. Elle est cependant à recommander-dans le u ^ est nécessaire de ménager autant que possible le véhicule et la
  - Fig. 246. — Truck d'une demi-locomotive.
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- - 324
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - superstructure de la voie. Elle amortit, en effet, bien les secousses due* aux joints de rails et aux inégalités de la voie. Toutefois, le caoutchouc ne supportant que des contraintes assez faibles, cette construction ne peut être employée que si les efforts à transmettre ne sont pas trop grands.
  - Au point de vue amortissement des secousses dues à la voie, le dispositif que nous verrons ci-après et qui est une combinaison d’un engrenage élastique et d’un arbre creux donne une solution meilleure etpluv complète dans ce sens qu'elle assure, en outre, la suspension élastique des moteurs. Elle n’est pas, d’autre part, limitée aux faibles puissances.
  - Locomotives de 260 tonnes du Chicago-Milwaukee-St-Paul de la General Electric Co. — Nous avons déjà mentionné le deuxième type (1918) ou “ Gearless ” de ces locomotives de la General Electric en service sur cette ligne, (courant continu 3.000 volts), lesquels sont a 12 moteurs bipolaires de 270 chevaux, concentriques à l’essieu et dérivé> du type du New-York Central.
  - Les locomotives du premier type (1915) sont à engrenages et entrainement élastique. D’une construction très différente, elles comprennent deux unités accouplées; chaque unité esta quatre moteurs répartis sur deux trucks, de sorte que la locomotive complète comprend quatre truck-à deux essieux-moteurs, avec en outre, à chaque extrémité, un bogie porteur. Elle est ainsi du type 4-4-4-4-4-4. Les figures 245 et 246 1 montrent l’ensemble d’une locomotive complète et les deux sortes de trucks employés sur chaque demi-locomotive.
  - Les moteurs sont connectés par groupes de deux en série, sous la tension totale 3.000 volts et leur puissance uni-horaire individuelle à la jante est de 430 chevaux, ce qui fait ressortir la puissance totale de la locomotive à 3.440 chevaux.
  - Chaque moteur transmet son couple à l’essieu correspondant a11 moyen de deux trains d’engrenages jumelés à denture droite, un train i1 chaque côté du moteur. Cette disposition a été adoptée en raison delnu portance du couple à transmettre. Chaque roue dentée est en deU* parties, reliées par des ressorts hélicoïdaux, ainsi que le monde 1 figures 247 et 248.
  - (1) Empruntée, ainsi *que les quatre suivantes, à la General Electric Re
  - de novembre 1916.
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - Fig. 247.
  - Roue dentée élastique.
  - Fig. 218.
  - Détails de la roue dentée élastique.
  - 325
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- - 326
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La figure 249 montre en outre la disposition en demi-coupe et demi élévation d’un des trucks dont la photographie (üg. 250) représente la vue en plan sur laquelle on voit, en particulier, les deux trains d’engre nages par moteur.
  - Fig. 249.
  - Vue d’un des quatre bogies-moteurs.
  - 101. Moteurs à engrenages élastiques et arbre creux. — Cette combi liaison réunit les avantages des deux dispositifs.
  - Plusieurs applications ont été réalisées :
  - Fig. 250.
  - Vue en plan d’un truck avec ses deux moteurs à engrenages jumelés.
  - ' ri }(l
  - Moteur Thomson-Houston à engrenages des automotrices cle ^ ^ de Paris-Invalides à Versailles. — Le mode d’entraînement ék*51 adopté ici rappelle celui des moteurs de la même ligne (de con&lrlIL Brown-Boveri) à induit concentrique à l’essieu, mais il y a en piUs e(û^
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- - •JwJlw
  - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 327
  - •fnffrenages (fig. 251), la roue d'entrée étant calée sur un arbre creux Raffai'd- Ces moteurs sont d’une puissance de 140 chevaux,
  - Fig. 252.
  - „ ^notives ' ,lq>‘tford. __
  - Westinghouse à voyageurs du New-York, New-Haven Ces locomotives, type 1910 (2 — 4 + 4 — 2), dont le
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- - 328
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - schéma d’ensemble est donné figure 252, sont équipés avec quatre nu teurs Westinghouse de 300 chevaux. Elles pèsent environ 100 tonne dont 78 adhérentes. Chaque moteur est monté rigidement sur le bâti dn truck et directement au-dessus d’un arbre creux entourant l’essieu en réservant un jeu convenable. En égard aux forts couples développé? chaque moteur comporte deux pignons, un à chaque extrémité de son arbre. Chaque pignon engrène avec une roue dentée calée sur le manchon et celui-ci entraîne les roues de l’essieu-moteur correspondant par l’intermédiaire de ressorts à boudin. Cet arrangement permet à l'ensemble un déplacement d’environ 38 millimètres au-dessus ou au-dessoin de l’axe de l’essieu. Les figures 253-254-255 représentent le montage de ces moteurs.
  - —+—
  - Fig. 253-254-255.
  - Essieux-moteurs des locomotives à voyageurs et à marchandises. (New-York, New-Haven et Hartford, RR.)
  - Un autre type de locomotives Westinghouse en service sur la ligne, est du genre dit « articulé ». Les locomotives sont à quatre essieux-moteurs avec deux moteurs jumelés par essieu. Il Y es^ cmu! fait emploi d’engrenages et d'arbres creux concentriques aux es?iel‘ moteurs.
  - La figure 256 montre la disposition d’ensemble assez originale de^ locomotives qui comprennent deux trucks, formant un ensemble® culé à deux essieux-moteurs chaque et un essieu porteur d’exu 4 roues directrices ou « bissel ». Elles sont ainsi du type 2 comme les précédentes.
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  - 329
  - L’effort de traction est transmis d’un trnck à l’autre par une barre de manière à laisser un jeu maxima d’un demi-pouce (12,7 m/m) tire les traverses extrêmes, en regard l’une de l’autre, des trucks, après ^tension complète de ceux-ci. Entre elles sont des tampons à ressorts.
  - Fig. 256.
  - N.-Y. N.-H. H. (Voyageurs).
  - Moteurs jumelés supportés par le truck
  - Fig. 256 bis.
  - Essieu monté à moteurs jumelés des locomotives du N-A . N-H. et H.
  - ^ poids de ces locomotives est d’environ 110 tonnes, dont 82 de •"'Adhérent
  - moteurs qui sont d’une puissance unihoraire de 210 chevaux.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - d’où une puissance totale pour la locomotive d’environ 1700 chevay sont groupés par paires.
  - La tîg'ure 256 bis montre le détail de construction d’un essieu tnonu Les photographies (fîg. 257-258-259) (1) montrent l’aspect des des trucks accouplés, du groupe des deux moteurs jumelés, d’un essieu
  - enfin, un essieu monté.
  - Fig. 257-258-259.
  - Locomotive du New-York, New-Haven Hartford, 1360 chevaux. Truck, moteur, essieu.
  - Les deux moteurs d’une même paire attaquent un même essieu, adroite, l’autre à gauche et ils sont boulonnés ensemble pour.condd* un tout. Les deux moteurs d’une paire sont fixés rigidement au chu du truck au-dessus de l’essieu-moteur correspondant suivant la disp0=
  - (1) Empruntées au Bulletin d’Avril 1913 de la Société internationale de= Ê ciens (Conférence de M. Parodi).
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- - transmission de l’effort moteur a l’essieu
  - 331
  - ::t]uée
  - sur la figure 260 et sur les photographies précédentes.
  - Chaque e creux
  - ^ je moteurs est munie de deux paliers qui portent un arbr ,urant concentriquement .jel, Sur une extrémité de arbre est calée une roue (ée avec laquelle engrènent -.leux pignons clavetés sur les . re$ des induits des moteurs, liaison mécanique entre les ,res creux et les roues mo-•es est assurée par des res-.-tsen hélice qui sont montés ;re les rais de ces roues et les -n que porte chaque extrémité l'arbre creux. Un jeu radial - 38 millimètres est prévu ire la surface intérieure de •rbre creux et l’essieu-moteur,
  - :ique les roues motrices soient resde suivre les dénivellations autres irrégularités de la
  - lu troisième type de loco-llve. plus récent, également ta Société Westinghouse, et lv,‘ des précédentes, a été mis '-onslruction en 1918. Les “'elles locomotives, dont feet est représenté sur la - re200bis, pèsent 160 tonnes,
  - ' poids maximum admis ^ tas lignes du New-York,
  - Haï'en. Leur poids adhé-esl d environ 110 tonnes, diffèrent du type ci-dessus,
  - . e flUe chacun des deux ^'comprend trois essieux-moteurs au lieu de deux, chaque essieu eQcore actionné par un groupe de deux moteurs jumelés de la
  - Locomotive du N-Y/N-H. et II. Essieu-moteur.
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- - 332
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - même construction et de la même puissance que ceux des précéd locomotives. Le nombre des moteurs est ainsi douze, ce <fti la puissance de la locomotive à 2550 chevaux environ. En outre ch ^ truc.k comporte un essieu porteur « bissel » à chaque extrémité de^ que la locomotion complète est à six essieux-moteurs et quatre esT* porteurs, elle est ainsi du type 2 — 6 — 2 —)— 2 •— 6 — 2.
  - Au point de vue électrique, les locomotives de ces trois types com-celles du type primitif, sans engrenages (gearless) du New-York Yfr Haven, fonctionnent sous courant monophasé, 11.000 volts, 25 péri<*g et, sous courant continu, 650 volts.
  - i
  - tiG. 260 bis.
  - Locomotive Westinghouse de 160 t. du New-York, New-Haven et Hartford.
  - t.
  - Fig. 260 1er.
  - Locomotive Westinghouse de 240 t. du Chicago-Milwaukee-St-Paul.
  - Pour les locomotives, à 8 moteurs, les deux moteurs de l’hav groupe de deux moteurs jumelés sont en permanence en série, ^ P les locomotives de 12 moteurs, les moteurs sont par groupes de Iroi-série. Pour la marche en courant alternatif, les différents group moteurs, quatre dans l’un et l’autre cas, sont associés en para pour la marche en courant continu, ils peuvent être connectés Par^ en série ou tous les quatre en parallèle, suivant la méthode du c° série-parallèle.
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- - TRANSMISSION DE L EFFORT MOTEUR A L ESSIEU
  - 333
  - Œ.
  - iQCQjnotwes Westinghouse du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul. — Le je Je construction des locomotives ci-dessus a encore été adopté par * Société Westinghouse pour ses ^olives, type 1918, du Chicago-t ;CQükee-Sainl-Paul, à courant con-3000 volts, la seule différence âme aspect avec les. précédentes, ifll que les essieux porteurs extrê-bissels) sont remplacés par des , ,,es à deux essieux, suivant le . ;éma de la figure 260 ter. Ces loco-
  - lives pèsent 240 tonnes et leurs 12 moteurs sont d’une puissance jboraire individuelle de 300 chevaux. Ils sont groupés ainsi que nous :.ou$ déjà vu (§ 49-4e), par 4 en série pour la pleine marche.
  - Fig. 261.
  - Chemin de fer du Midi (Jeumont).
  - Dispositif dattaque des roues par les moteurs.
  - ^1 lCCjrn°^We monophasée d’essai du Midi des Ateliers de Constructions (?üesc?u Nord et de l’Est. — Dans ces locomotives qui sont à trois ^ s ne oOO chevaux et trois essieux-moteurs (fig. 261) entre deux ^Oi^0l^eUrS ^Pe ^ 6 — 2), chaque moteur est placé au-dessus de
  - *ïud commande, disposition analogue à celle des locomotives
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  - TRACTION ELECTRIQUE
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- - TRANSMISSION DE L'EFFORT MOTEUR A L'ESSIEU
  - 335
  - N-_y, N-H et H de la figure 252. La liaison élastique entre l’arbre s et roue m°fi’ice est réalisée au moyen d’une transmission à ardan, dont la figure 262 et la photograhie (fig. 263) montrent le -lait
  - 102. Transmissions par bielles et manivelles avec ou sans engrenés. — Ce système d'accouplement imaginé aux États-Unis, par 'lephen D. Field, avait pour but de combiner les avantages de l’accoudent direct et de l’attaque de deux essieux par un seul moteur. ,-lui-ci était fixé directement au truck et son arbre, parallèle aux -ieux, portait à ses deux extrémités un disque relié par des bielles a roues du truck.
  - Fig. 264.
  - Transmission par bielles et manivelles. Type Field 1838.
  - *'<dte transmission présente une grande simplicité et.un bon rende-1,*nC 1 emploi des bielles permettant en outre de fixer le moteur au
  - ‘‘É réalisait sa suspension élastique et supprimait tout martelage de , voie.
  - £de fut appliquée d'abord par Field en 1888, à une locomotive essayée Ce chemin de 1er élevé de New-York, puis ensuite, en 1891, par Field
  - j^ckemeyer, à des voitures de tramways.
  - figure 264 représente la disposition adoptée, puis abandonnée n plusieurs années, et ensuite reprise par un certain nombre de ^ructeurs sous la forme représentée par la figure 265. s Manivelles calées r espectivement sur l’arbre du moteur et sur s°ût, comme dans le cas précédent, de même rayon et sur
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - chaque axe, les manivelles sont calées à 90°, afin d’éviter l'effet ,jK points morts. Ce système permet une bonne suspension, facile à réali*.r du moteur; mais il faut équilibrer les bielles à cause des effets d'inerte
  - Fig. 265.
  - Cet équilibrage est d’ailleiir, facile, tous les points étarr animés d’un mouvement de n. tation, ce qui, en passant, pas lieu dans la locomotive vapeur où il y a des pièces animées d’un mouvement alternatif
  - Dans la disposition ci-de>-sus, le moteur électrique est ai niveau de l’essieu, ce qui est ut inconvénient au point de vu--des efforts latéraux sur les voie-et de la stabilité de la machine, ainsi que nous le verrons plie loin. On a été ainsi conduit;-d’autres dispositions en vu-d’élever l’axe des moteurs.
  - Dans les locomotives triphasées à marchandises, Brown-Boven. >' la ligne Burgdorf-Thoune, deux moteurs triphasés calés sur le mètr
  - Moteurs triphasés
  - Tète À. cculzsse
  - susperu
  - Fig. 266.
  - Burgdorf à Thoune.
  - axe actionnent, par l’intermédiaire d’engrenages, un faux e&s'eU jj, porte deux manivelles calées à 90° (fïg. 266). Ces deux ma»1'
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU 337
  - •lionnent elles-mêmes les deux essieux-moteurs par l’intermédiaire de impies bielles et de manivelles.
  - Ce mode de transmission par bielles et manivelles comportant l’em-i0j ^ bielles et de manivelles seulement, ou l’emploi combiné d’engre-de bielles et de manivelles, se retrouve sur la majorité des plus entes et plus puissantes locomotives modernes : Valteline, Simplon, fijovi, Norfolk, Pennsylvania, Midi, Wiesenlhal, État Suédois, Loetsch-prg. Pennsylvania-Terminus, etc...
  - Xous allons examiner avec quelques détails quelques transmissions tpes ; nous donnons ci-après les schémas d’ensemble de la plupart des rincipales locomotives modernes (fîg. 267 à 297).
  - Fig. 267.
  - "motive du tunnel de Baltimore (1896), 87>1720 dix. Courant continu.
  - «a-Xz: 1
  - Fig. 269.
  - ,N ' C- Premier type (1906).
  - ' ^ chx. Courant continu.
  - Fig. 268.
  - Tunnel de la Cascade.
  - 1051 1900 chx. Courant triphasé.
  - C
  - YiTyQQOOFQ-q*
  - Fig. 270.
  - N. Y. C. Deuxième type (1908).
  - 104 ‘ 2200 chx. Courant continu.
  - Fig. 271.
  - T. C. Troisième type (1912;. — 103‘ 2400 chx. Courant continu.
  - 22
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Chicago-Milwaukee-St-Paul-Ry. 1er type. 2oOl 3140 chx. Courant continu 3000 volts.
  - ^ .\y ' s/~ \
  - ^ W.
  - —*
  - Fig. 273.
  - Chicago-Milwaukee-St-Paul. 2e type.
  - 2101 3240 chx. Courant continu 3000 volts.
  - Fig. 273 bis.
  - Chicago-Milwaukee-St-Paul (Westinghouse). 2401 3600 chx. Courant continu 3000 volts.
  - N. Y , N H. et H. Premier type 871 1000 chx. Monophasé-continu.
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- - TRANSMISSION DE l'eFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 339
  - Fig. 276.
  - N.-Y., N.-H. et H. 1101 1700 chx. Monophasé-continu
  - I
  - Fig. 276 bis.
  - N.-Y , N.-H. et H. 160‘ 2550 chx. Monophasé-continu.
  - Fig. 277
  - N.-Y , N.-II. et II. 100* 1200 clix Monophasé-continu.
  - Fig. 2/8.
  - X.-Y. N.-II. et II. 120* 1500 ch* Monophasé-continu,
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Pennsylvania Rd : Terminus. 1504 2000 dix. Courant continu.
  - ----24m 6 00----
  - Fig. 280.
  - Pennsylvania. 2204 4800 chx. Mono-triphasé
  - <r - -----------------25™ 550-----------------' J
  - Fig. 281.
  - Norfolk et Western Ry. 2404 3600 chx. Mono-triphasé.
  - Fig. 282.
  - Locomotive triphasée à marchandises Ganz. Valteline (1901) 464 6C0 chx.
  - Fig. 283.
  - Valteline Ganz (1903). 61 Simplon Brown-Boveri (1906-b-
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 341
  - /' '\ /' N
  - { <$> ; [ ® ;
  - Fig. 283 bis.
  - Simp on Brown-Bover (1915). 86 1 2800 chx.
  - iT) co
  - Fig. 284.
  - Fig. 285.
  - Giovi.
  - fiO1 2000 chx. Westinghouse.
  - Tunnel du Simplon.
  - 681 1700 chx. Brown-Boveri (1908).
  - 2ooo—8oo-^lôoo^Kd5oo4G- 2000-5"
  - Fig. 286.
  - ^°comotive Brown Boveri des chemins de fer de l’Etat italien. 92 1 2800 chx.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Loctschberg (Alpes Bernoises). 93l 1600 chx. Type expérimental A. E G
  - Fig. 288.
  - Loctschberg. 90* 2000 chx. type expérimental Oerlikon.
  - A
  - Fig. 289.
  - Loetschberg-Oerlikon, type en service. 107* 2500 chx.
  - Fig. 290.
  - Etat suédois (voyageurs). 90* 800 chx.
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- - TRANSMISSION DE L EFFORT MOTEUR A L ECSIEU
  - 343
  - *
  - <T^r r
  - T >—?
  - Fig. 291.
  - Etat suédois (marchandises). 136* 1600 chx.
  - Fig. 292.
  - Etat prussien (marchandises). Dessau-Bitterfeld A. E. G. 56* 800 chx.
  - Fig. 293.
  - Etat prussien (voyageurs). Dessau-Bitterfeld A. E. G. 60* 1000 chx.
  - Fig. 294.
  - Etat badois (Wiesenthal). Siemens-Schuckert. 70* 950 chx.
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- - 344
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - N
  - Fig. 295.
  - Locomotive 3401 (Ateliers du Nord et de l’Est-Jeumont). Midi 861 1500 chx.
  - Fig. 296.
  - Locomotive 3201 (Westinghouse). Midi. 82 1 1400 chx.
  - Fig. 297.
  - Locomotive 3001 (Thomson-Houston). Midi. 89 1 1500 chx
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 345
  - locomotives triphasées Valleline, Simplon, Giovi. — Pour les loco-^lives triphasées Ganz de la Valteline, qui sont du type 1-C-l à trois ;jeux-m°teurs compris entre deux essieux porteurs, le système de
  - Fig. 298. Valteline.
  - msmission comprend une bielle triangulaire, reliant les manivelles liées sur les arbres des moteurs au tourillon d’entraînement de l’essieu ?nlral et une bielle droite d’accouplement reliant les trois essieux-.• leurs.
  - Fig. 299.
  - Bielle triangulaire. Locomotive Valteline et Giovi.
  - ^ ^oure 298 donne le schéma de cette transmission et la r 6 (1) donne le détail de la bielle triangulaire. Remarquons à
  - H JPos qüe \e tourillon d’entraînement de l’essieu-moteur central doit
  - Em
  - Pointée à la Revue générale de l’Électricité du 28 avril 1917.
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- - 346
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - disposer d’un certain jeu vertical dans le palier correspondant ,je j bielle triangulaire, qui fait ainsi l’office de véritables glissières d’où| le nom de mode de transmission par glissières verticales, donné à système.
  - On voit sur la figure comment le jeu en question est obtenu.
  - Ce mode de transmission se retrouve sur les locomotives triphasé* Brown-Boveri du Simplon : modèle 1906, du type 1-C-l à trois essieu* moteurs et deux essieux porteurs, dont l’aspect est sensiblement le nn'nk que les précécentes, et modèle 1908 du type o-D-o, à adhérence total* avec quatre essieux-moteurs. Il se retrouve également sur les locomotives triphasées Westinghouse du type Giovi de l’État italien (lignes du Giovi 1910 et 1915, du Mont-Cenis 1913 et de Savone 1914), qui sont du type o-D-o, à cinq essieux-moteurs et adhérence totale.
  - Il y a lieu de noter que, comme conséquence du mode de transmi*-sion rigide reliant toits les essieux-moteurs et du grand empattement do deux derniers types de locomotives ci-dessus, il a fallu prendre des dépositions spéciales en vue de faciliter leur passage en courbe. A cet effet, pour les locomotives du Simplon 1908, les essieux extrêmes, un avant et un arrière, et pour celles du Giovi, les deux essieux extrêmes, deux avant et deux arrière, ont un jeu latéral d’environ 20 m.m. Eh outre, pour ces dernières, les roues de l’essieu central n’ont pas de boudin. Cette disposition permet à ces locomotives de franchir facilement des courbes de 300 mètres de rayon, et même de 150 mètres dan-les aiguillages. Elle se retrouve avec des variantes appropriées sur le* autres locomotives du même genre.
  - Ces locomotives du type Giovi sont tout à fait remarquables au point de vue de leur faible poids : 60 tonnes par rapport à leur puissance 2000 chevaux, ce qui fait ressortir leur puissance spécifique à une valeur particulièrement élevée : 33,3 chevaux par tonne, ce qui est la plus grande actuellement réalisée.
  - Locomotives mono-triphasées Westinghouse du Norfolk et Wedt1* et du Pennsglvania. — Les locomotives du Norfolk et Western type 2-S-8-2, sont constituées par deux unités identiques accoup (Voir planche hors-texte), chaque unité comporte deux trucks P ^ paux reliés par une cheville d’articulation, type Mallet, et un e-porteur radial d’extrémité. Chaque truck est à deux essieux-n3ole,|_^ les roues d’un truck sont accouplées latéralement au moyen d une
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 347
  - jceouplement actionnée par la manivelle d’un faux essieu placé entre ue paire de roues. Chaque faux essieu à manivelle est lui-même [rainé par deux moteurs au moyen .d’engrenages. La figure 300 (1) ,ntre comment est réalisée cette transmission.
  - Ou voit ainsi qu’il y a deux moteurs et un faux essieu par paire de .ne-, de sorte que la locomotive complète est à 8 moteurs et 8 essieux-K.teurs.
  - Fig. 300.
  - Moleurs engrenages et faux essieu de la locomotive du Norfolk and Western Railway.
  - ^ans les locomotives du Pennsylvania qui sont du type 2-6-6-2 (Voir • 3nehe hors-texte), et qui comprennent également deux unités accou-es> chacune à trois essieux-moteurs et un essieu porteur, on retrouve Ux essieu attaqué par deux moteurs au moyen d’engrenages, mais ' a en plus, interposition de puissants ressorts pour réaliser une ^/•'CQission élastique au faux essieu. En outre, chaque faux essieu est 'ers l’extrémité du truck correspondant et sa manivelle transmet
  - 1 £
  - ^Pruntée à la Revue générale de l’Électricité du 14 juillet 1917.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - son mouvement par bielles droites d’accouplement aux roues motrice; des trois essieux-moteurs du dit truck.
  - Locomotive d’essai monophasée Westinghouse du Midi. — Dans cette locomotive du type 2-6-2 à trois essieux-moteurs et deux essieux porteur, (voir planche hors-texte), on retrouve le principe de la bielle triangulaire ou système des glissières verticales de la Valteline, mais il est en outre fait emploi d’engrenages et de faux essieux entre la bielle triangulaire el les moteurs, ainsi que le montre la figure 301.
  - Fig. 301.
  - Locomotive d’essai Westinghouse du Midi.
  - Chacun des deux moteurs dont est équipée la locomotive, attaque par l’intermédiaire d’engrenages élastiques jumelés A (dont nous avoir vu plus haut la constitution (fig. 240), un faux essieu dont les deux roan--velles sont calées à 90°. Les deux faux essieux sont reliés par une hielk triangulaire qui transmet leur mouvement comme précédemment 1 l’essieu moteur central, lequel est relié aux deux autres par des bielle droites d’accouplement.
  - 103. Locomotives à moteurs très surélevés. — Dans certaines l°c^ motives comme celles monophasées du Midi (Thomson-Houston-l’État badois (ligne de la Wiesenthal), de l’État suédois et ce^e*,^ rant continu à grande vitesse du Pennsylvania-Terminus, on a sm d’une façon très marquée les moteurs en employant comme interme
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 349
  - Dtre les moteurs et les faux essieux, un système de bielles obliques, faux essieux sont montés rigidement sur le bâti au niveau des jeuX auxquels ils transmettent leur mouvement par des bielles
  - l'accouplement.
  - pe schéma ci-dessous (figure 302) se rapporte à la locomotive mono-ha'éedu Midi, Thomson-Houston, du type 2-6-2.
  - Fig. 302.
  - Locomotive d’essai Thomson-Houston du Midi.
  - Fig. 303.
  - Locomotive Siemens-Schuckert de la Wiesenthal.
  - ^JJans les locomotives monophasées Siemens-Schuckert 2-6-2 de la , -enthal (État badois), les moteurs, au lieu d’être en dedans de '-'^altement ^es roues motrices, sont en porte à faux, suivant le ma ci-dessus (fig. 303).
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les locomotives courant continu Westinghouse du Pennsvlvanj Terminus, présentent yne transmission analogue par bielles obliqUex mais sont toutefois composées de deux unités accouplées suivant ' schéma de la figure 304. Elles sont du type 4-4-4-4.
  - Locomotives monophasées clu Loetschberg. — On retrouve encore si-ces locomotives, l’application des principes précédents avec l’emploi,], faux essieux. Toutefois, il convient de remarquer que les deux machine, construites à litre expérimental (1911-1912), étaient : celle construite [»• l’A. E. G. uniquement à bielles et manivelles, tandis que celle construit par les ateliers Oerlikon était à engrenages, bielles et manivelles, le. engrenages attaquant les faux essieux. Les schémas de ces deux lotv motives sont donnés sur planche hors texte.
  - Fig. 304.
  - Locomotive Westinghouse courant continu du Pennsylvania-Terminus.
  - Le type définitif (1913) adopté, et qui est encore de construction Oer-likon, comporte le précédent, l’emploi d’engrenages, mais en diiTérf assez notablement cependant. Il est comme lui, à deux moteurs, niais'b type 1-E-l à 5 essieux moteurs, et 2 essieux porteurs, au lieu *1' 6 essieux moteurs avec adhérence totale.
  - Les cinq essieux-moteurs sont commandés par un système de bielle triangulaires et droites du genre de celles de la Valteüne, mais la bidk triangulaire au lieu d’être actionnée directement par les moteurs, 1^' par un système d’engrenages et de faux essieux. Comme dam ^ exemples précédents, les faux essieux sont montés rigidement sur -bâti et les moteurs reposent directement sur le châssis qui est suspc'^1* élastiquement, ce qui présente une disposition avantageuse. Les en?rf' nages sont à double chevron.
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  - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - L'ensemble de la transmission est représentée sur le schéma ci-dessous 305)•
  - Cette disposition n’a toutefois pas donné satisfaction. Les bielles trian-•diires sont des pièces qui entraînent des masses très lourdes auxquelles "•i imprime des mouvements alternatifs, et dans lesquelles se développent ?uite des efforts considérables dus principalement à l’inertie des .ses en jeu. Il en résulte une usure rapide des paliers qui ne tardent à prendre du jeu et des vibrations nuisibles à l’ensemble de la machine. C’est afin de remédier à cet inconvénient qu’on a, par la suite, „j0pté l’engrenage élastique que nous avons déjà décrit (fîg. 238), .mirrenage dérivé du type Abt.
  - Fig. 305.
  - Loetschbcrg (Oerlikon).
  - Nous terminerons en indiquant les dispositions particulières prises ^nvue de faciliter le passage en courbe de ces locomotives. Chacun des leux essieux porteurs est accouplé en bogie à l’essieu moteur voisin, vivant le système Krauss-Winterthur, et il a un très grand jeu latéral ,0DVm.). En outre, les pivots des bogies peuvent se déplacer de 78 mil-"inetres de chaque côté de l’axe principal. L’essieu central comporte un jeu lierai de 25 millimètres. Enfin, les deux essieux moteurs intérieurs ' 'emportent pas de jeu latéral, mais coulissent verticalement dans des i’iaques de garde.
  - Ces dispositions permettent l’inscription de la locomotive dans des °Ulbes de très faibles rayons, tel que 115 mètres comme dans les ai?mllages.
  - 104. Ydles. . ‘enduit
  - Remarques générales sur les transmissions par bielles et mani-— L’augmentation de la puissance individuelle des moteurs a naturellement, devant l’impossibilité où l’on était de les loger
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - entre les roues, à les installer au-dessus des trucks et finalement s’inspirer des dispositions présentées par les locomotives à vapeur Les roues motrices furent alors accouplées entre elles et commandée par des moteurs de grande puissance, d’un poids considérable et à centre de gravité élevé, la transmission de l’effort moteur se faisant par l'inter médiaire de bielles et manivelles avec faux essieux. On est ainsi arrive aux dispositions que l’on vient de voir.
  - Cependant, on n’a pas tardé à s’apercevoir que la commande par bielle, produisait dans les locomotives électriques des effets assez inattendu, que l’on n’avait jamais observés sur les locomotives à vapeur. Il se prv duisait des oscillations et des vibrations qui prenaient parfois des proportions inquiétantes, par l’effet de la grande masse des rotors, du changement périodique du sens de l’effort dans les bielles, du jeu dan. les paliers et des défauts de gabarit.
  - Pour enrayer le mauvais effet de ces facteurs, le moyen le plus efficace consiste dans l’emploi d’intermédiaires élastiques pour la transmiv sion des efforts. Mais, quand de puissants moteurs attaquent directement l’essieu des roues motrices sans l'intermédiaire d’engrenages, des difficile d’obtenir une transmission élastique. Il existe bien des projet' de bielles et de manivelles élastiques, mais tous ont un défaut théorique fondamental : ils permettent un déplacement relatif des bielles l’une par rapport à l’autre. Or, tout intermédiaire élastique intercalé dans un système de bielles et manivelles doit, en raison de la variation sinusoïdale des pressions dans les bielles, provoquer des oscillations, dont b fréquence pour les vitesses de marche ordinaires coïncide très probablement avec la fréquence de résonance. Pour pouvoir tourner 1* difficulté, il faudrait pouvoir se servir de ressorts très compressibles.
  - En fait, la pratique a montré que la plupart des locomotives de celte construction à bielles et manivelles ont donné lieu, à un degré plu- “u moins prononcé et variable, à la production de vibrations plus ou m°ic intenses, préjudiciables à tous les organes et qui se traduisent en p1 culier par une usure anormale des articulations et par des ruptuie-quentes de bielles, manivelles et tourillons.
  - Ces vibrations sont d’ailleurs surtout intenses à certaines '*^e' tandis qu’à d’autres, elles peuvent n’être que très faibles et même a 1 perceptibles. . ^
  - On est ainsi arrivé à combiner avec le système à bielles et niam l’emploi d’engrenages et finalement d’engrenages élastiques c
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 353
  - l’avons vu pour les locomotives du Loetschberg où les trois modes . construction ont été réalisés.
  - D'autre part, pour les locomotives monophasées, une autre cause de • ibrations se manifeste par suite de la nature pulsatoire du couple. Si i.mc. dans de telles locomotives, il est fait, par exemple, emploi d’engre-3ages avec faux essieux, le couple utile au pignon devenant périodiquement négatif, les dents ont tendance à se décoller périodiquement ;,.ur reprendre ensuite contact avec choc. Il résulte de cela que les ubrations dont il s’agit doivent être attribuées au moins en grande .,arlie à un phénomène de résonance entre le couple et l’élasticité du faux-essieu et plus généralement entre le couple et l’élasticité des ..rçanes de transmission.
  - En interposant des ressorts dans la transmission, ainsi qu’il a été fait au Loetschberg, on peut amortir ces vibrations en choisissant les re-sorls convenablement en tenant compte de l’inertie des pièces soumises à leur action, et de manière à assurer un contact constant entre ^s dents des engrenages et à éviter toute résonance entre les oscillations propres des organes que ces engrenages commandent et le couple altérait auquel ces organes sont soumis.
  - A ce propos, il faut remarquer encore que pour une même vitesse de '"comotive, les moteurs avec système de transmission par emploi de -mx-essieux doivent tourner plus vite que ceux sans faux-essieu; il en
  - r,'uHe que l’énergie cinétique ^ Km2 de leur rotor, et, plus généralement,
  - AJ
  - ’mergie cinétique de l’ensemble des pièces ayant un mouvement de 'dation, est plus grande dans le premier cas que dans le second. Le )détne à faux-essieu est, par suite, plus favorable à la production de dations. C’est ainsi que sur les locomotives des types Valteline, imptan ou Giovi où les moteurs sont plus petits, mais tournent surtout xite (locomotives sans faux-essieu), il n’y a pas de vibrations. Il 'lai qu’en outre ces locomotives sont à moteurs triphasés qui sont " couple constant.
  - edl ensemble de telles considérations, en particulier, qui ont contrite çü » , . . n
  - do t Americlue ù délaisser les systèmes à bielles et manivelles pour
  - •!t. r’ SOlt le système à engrenages élastiques seuls pour les locomo-_ du Milwaukee à huit moteurs de la General Electric, soit le sys-'^ûtr l 691 ess ” General Electric, par attaque directe, genre New-York pour les locomotives du Milwaukee à douze moteurs de la
  - 23
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - General Electric, soit la méthode de l’arbre creux Westinghouse <j New-York, New-Haven, combiné toutefois avec l’emploi d’engrenagp élastiques et moteurs simples ou moteurs jumelés pour les trois autre types de locomotives du New-York, New-Haven, pour les locomotive du Milwaukee à 12 moteurs de la Westinghouse, et pour la locomoth,. d’essai du Midi des A. G. E. N. E. Toutefois, il résulte de cette coustiu, tion un abaissement notable du centre de gravité de la machine, don* nous allons examiner l’effet.
  - En Europe, le système à bielles paraît toujours être en faveur. Ains-les locomotives en construction du Saint-Gothard en comportent l'emploi
  - 105. Influence de la position du moteur sur la position du centre de gravité du véhicule, sur la stabilité de celui-ci et sur les efforts latéraux sur les voies. — Tel qu’il est monté dans la plupart des cas, le moteur de traction tend plutôt à abaisser le centre de gravité du système par
  - rapport à ce qui se passe avec la locomotive à vapeur, puisque son centre de gravit-propre est le plus généralement à peu pus à la hauteur des essieux. Au contraire, dan-la locomotive à vapeur, la chaudière fait monter beaucoup plus haut le centre !<• gravité propre de l’appareil moteur.
  - Le moteur électrique apporte ainsi un élément nouveau à la stabilité des véhicule' automoteurs.
  - Beaucoup d’ingénieurs considèrent <p,e l’élévation du centre de gravité de la paît"* suspendue de la locomotive à vapeur, bu » loin d’être un élément désavantageux- h1'1 lite au contraire, dans une grande me>ure-l’inscription dans les courbes, en augn,e“ tant la charge verticale sur le rail extéi>el dont la tendance au ripage se trouxe p* fait notablement diminuée.
  - Soient en effet, deux machines de ^ poids dont les centres de gravite ^ ^
  - et G' (fig. 306), la résultante des effets de la pesanteur et de H centrifuge passe plus près du rail extérieur pour la machine
  - dont
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- - TRANSMISSION DE l’eFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 355
  - njre de gravité est le plus élevé; le rail extérieur est donc, dans ce cas, 's chargé, d’où moindre tendance au ripage.
  - On peut alors se demander si, pour des machines à grande vitesse, il . conviendrait pas de faire ce que les mécaniciens font en haussant de • ; en plus l’axe de leur chaudière et si les moteurs électriques ne -raient pas mieux placés au point de vue de la stabilité des véhicules à certaine hauteur au-dessus du plan des essieux. Il ne faut cepen-.nt pas perdre de vue, dans cette comparaison entre les deux sortes de idiines, que le mouvement de lacet n’existe pas pour la locomotive ,,-pique comme pour celle à vapeur. Seule la question du ripage dans -courbes, milite en faveur de l’élévation du centre de gravité, défait de l’abaissement du centre de gravité avec le montage le plus jbituel des moteurs de traction, a été, d’après certains ingénieurs, la use ou tout au moins une des causes principales des ripages qui se -ut produits lors des essais à grande vitesse de Zossen (200 kilom./h),
  - maires qui ont conduit à renforcer dans une notable mesure la supers-. idure de la voie en ajoutant deux contre-rails continus. Il pourrait être "i la cause de l’accident qui s’est produit en 1907, sur une ligne du v"-iork Central, par suite du déraillement en courbe d’une des loco-iives du type de celles déjà citées (fig. 205) avec moteurs concen-iiiesù l’essieu. Ce déraillement s’est produit avec ripage du rail exté-ur, après cisaillage d’un certain nombre de crampons qui fixaient le '"Mix traverses.
  - l’our compléter cet exposé, nous mentionnerons les essais faits par 1 -'wipagnie du Pennsylvania Railroad, en vue de déterminer les efforts "raux auxquels sont soumis les rails, au moment du passage de loco-IIH‘S lourdes de divers types et à diverses vitesses. A cet effet, les ' 'b roulement étaient montés dans des coussinets spéciaux pouvant ' placer perpendiculairement à l’axe de la voie en venant appuyer ou •"r-suivant le cas, par l’intermédiaire d’une bille en acier dur, sur "lée fixe portant un témoin en acier doux. Si un choc latéral se “1 sur le rail, la bille s’enfonce dans le plan d’épreuve et les dimen-e 1 empreinte permettent de déterminer la valeur du choc. C’est n'me une application de la méthode de Brinnel sur des plans ^ U'e dureté connue.
  - ' ^es Machines à vapeur qui ont leur centre de gravité très haut . p jes essieux sont répartis d’une façon dissymétrique, les chocs J es et distribués d’une façon irrégulière le long delà voie, la
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - valeur la plus forte correspond à peu près à une charge statiqUe 2400 kilogrammes.
  - Avec les locomotives électriques à centre de gravité bas, il n’en plus de même, et l’on constate que non seulement les chocs sont beau coup plus violents, mais qu’ils se produisent suivant un rythme déter miné, indiquant qu’on se trouve en présence d’un phénomène (]•• résonance.
  - Avec une machine d’essai à attaque directe (sans engrenage), |f. chocs maxima correspondaient à une charge statique de 12.000 kilogrammes et avec des machines à engrenages, les chocs étaient encore dangereux et de l’ordre de 6 à 7.000 kilogrammes.
  - Ce sont ces résultats qui ont conduit la Compagnie du Pennsvlvann à construire les locomotives dont nous avons précédemment parlé, tvp-Pennsylvania-Terminus, à centre de gravité très élevé et se rapprochai.) le plus possible comme mode de commande des locomotives à vapeur du type “American”. Avec ces locomotives, la tendance aux mouve ments périodiques se manifeste encore, mais la valeur du choc maximum ne dépasse qu’exceptionnellement 5.000 kilogrammes.
  - En somme, nous voyons par toute cette étude que l’on se Iroir-en présence de quatre systèmes principaux de transmission du coupif moteur: couplage direct, engrenages élastiques seuls, arbre creux (ave ou sans engrenages élastiques), enfin bielles et manivelles (avec ou su-engrenages élastiques), systèmes d’ailleurs radicalement différents. Le'-périence acquise sur les .grande lignes avec des locomotives puissante et à grande vitesse n’est pas encore suffisante pour qu’on puisse fa,îr un choix a priori et définitif. Toutefois, celle acquise en Amérique a'1' les trois premiers (New-York Central, Milwaukee, NexvAork. •1yf" Haven) semble maintenant en avoir consacré l’emploi et les deux miers surtout paraissent particulièrement satisfaisants en ce qui concefîi les frais d’entretien.
  - 106. Phénomènes d’oscillation des locomotives électriques (i , .
  - terminerons cet examen des différents modes de transmission de e moteur dans les locomotives en reproduisant les conclusions auxqu
  - «
  - (1) .Voir pour plus de détails, la Revue générale de l’Électricité du H déceiuh Oscillations des locomotives électriques », par M. Leboucher.
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- - TRANSMISSION DE L’EFFORT MOTEUR A L’ESSIEU
  - 357
  - I arrivé M. Leboucher, ingénieur de la marine, ingénieur principal à, ,éoinpag'nie des Chemins de fer du Midi, comme résultat d’une étude ,inparative des différents types de locomotives présentés à - cette l 0mpagnie par divers constructeurs (1).
  - Ces conclusions sont les suivantes :
  - l es locomotives électriques peuvent prendre, du fait du mécanisme : p Un mouvement d’oscillation autour d’un axe parallèle à l'axe longi-: I,lilial (roulis) ;
  - •!« Un mouvement d’oscillation autour d’un axe parallèle à l’axe trans--.rrsal (galop ou tangage) ;
  - :i° Un mouvement d’oscillation de translation verticale;
  - 1° l'n mouvement d’oscillation autour d’un axe vertical (lacet) ;
  - .V Un mouvement de flexion longitudinale et de déformation verticale Mlcrne du châssis (mouvement de soufflet).
  - Les locomotives à bielles doivent avoir tous ces mouvements au fur t à mesure que la vitesse augmente et on doit les observer les uns après !•** autres, généralement dans l’ordre, 1, 2, 3, 4, 5.
  - Les locomotives à bielles et glissières verticales ne sont sensibles fi au lacet et au galop, mais ce dernier mouvement peut prendre une «'leur considérable si la transmission se fait directement des moteurs •urclevés à l’essieu (ce qui toutefois n’est pas le cas de la locomotive Westinghouse qui comprend des faux-essieux).
  - hnfm, les locomotives à engrenages n’éprouvent aucun de ces mou-e|"ents d’oscillation. Elles se comportent comme un véhicule ordinaire.
  - Remploi des engrenages sans bielle aucune a pour avantage de sup-l'Omer les mouvements d’oscillations des locomotives. Il supprime les ,%*uies des bielles et simplifie le graissage. Il semble donc que ce soit la '“iuiion de l’avenir pour les trains rapides. Pour les trains lents, on peut ‘evoir le montage de l’induit sur l’essieu en ménageant dans les "hpfers des inducteurs un jeu suffisant. Le rendement électrique des "leurs est moins bon, par contre le rendement mécanique est meilleur.
  - ir | Machines ont été présentées à la Compagnie du Midi, respectivement -nJ1 ^"rnPagnie Thomson-Houston, la Société Westinghouse, les Ateliers de ' tr^C^°nS électriques du Nord et de l’Est, Brown-Boveri, Schneider et l’A. E. G.
  - s Présentées par les trois premières maisons, ont seules été acceptées et *"iere^e °nS qu’elles sont respectivement du type à bielles, du type à bielles et 5 verticales et du type à arbre creux et engrenages.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 107. Transmissions diverses. — Nous rappellerons seulement p0u mémoire la tentative d’emploi de la chaîne Galle, de la courroie et ,) cable d’acier sans fin, faites dès l’origine de la traction électrique et qu permettaient l’emploi de moteurs suspendus élastiquement, l’organ* transmetteur présentant toute l’élasticité voulue.
  - Nous ne ferons que mentionner (1) aussi, le mode de transmissiu. par vis sans fin, qui paraît complètement abandonnée, après avoir fa;
  - l’objet de quelques applications aux tramway de Marseille, par les ateliers Oerlikon et aui tramways de Gênes, par MM. Siemens <•; Halske.
  - Nous n’examinerons avec quelques délai»' que la transmission par engrenages conique en raison de l’application qui en a été faite e. 1901, au chemin de fer du Fayet à Chaînon' de la Compagnie du P.-L.-M.
  - Accouplement élastique de Sperry.
  - Schéma de l’intérieur.
  - 108. Transmission par engrenages conique-— Ce mode de transmisssion a été appl|llu à diverses reprises en Amérique, soit a'^ double réduction dans le système Bentley, Knight et Rae (1886-lîs soit ensuite avec simple réduction dans le système Sperry.
  - (1) Nous renvoyons le lecteur pour les détails concernant ce mode de 1 mission à l’ouvrage déjà cité de MM. Blondel et Dubois, tome I.
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- - TRANSMISSION DE l’eFEORT MOTEUR A l’eSSIEU
  - 359
  - Le but essentiel de Sperry était d’actionner les deux essieux par un I moteur, La disposition adoptée est celle de la ligure 307. Le moteur
  - Fig. 310.
  - Schémas^du montage des moteurs des automotrices du Fayet à Chamonix.
  - "•'ht
  - 0lïlplètement suspendu, étant fixé au truck, tandis que les pignons 'fiunis de petits arbres maintenus parfaitement alignés par des
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- - 360
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - paliers solidaires des essieux. L’axe du moteur dans sa position norma] coïncide avec les axes des précédents. Mais il peut subir de petits dépfe cements verticaux. Pour permettre ceux-ci, il suffit de réunir les arbre par des accouplements élastiques formés, par exemple, de deux plateaux en forme de disques reliés par des ressorts. Sur le croquis précédent «,i, a figuré une disposition équivalente au moyen de ressorts spiraux S.
  - La figure 308 montre le principe de l’accouplement Sperry avec axe* excentrés. L’appareil comprend deux roues dentées agissant l’une sur l’autre par l’intermédiaire de boules en caoutchouc. Sa marche est tiv. douce et régulière.
  - Fig. 311.
  - Entraînement élastique (Fayet, Chamonix).
  - Engrenages coniques des automotrices du Faget à Chamonix, — Oet'1' ligne présente un parcours très accidenté avec des rampes de 8 et nièinf 9 p. 100, sur lesquelles il s’agissait de pouvoir démarrer et remorqué des trains de sept voitures pesant au total environ 150 tonnes. L’établi sement des moteurs présentait d’assez grandes difficultés. En prenlier lieu, ils devaient être d’une puissance considérable (ils sont susceptible de développer une puissance de 65 chevaux pendant deux heures const cutives sous 550 volts avec un échauffement d’au plus 60°) et en seco lieu, ils devaient pouvoir être logés dans des trucks pour voie 1 mètre. C’est dans ces conditions que la Société Alioth a été conduit1 adopter la transmission par engrenages coniques. La réduction don»1 est de un quart.
  - La disposition réalisée est représentée sur les figures 309 et 310-
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- - Fig. 312.
  - Moteur démonté — pignon et roue conique — manchon.élastique — carter.
  - Fig. 313.
  - Vue d’ensemble du moteur, Type G T M 55 • Moteur Alioth des automotrices du Fayet à Chamonix.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - placés perpendiculairement
  - ar l’intermédiaire de
  - aux Panons h
  - ent les essieux au moyen 4-s un carter D contenu
  - Les moteurs M — deux par truck essieux, transmettent leur mouve et de roues coniques C, lesquelles liens élastiques.
  - Les engrenages B et C sont enfer un lubrifiant.
  - La roue dentée C est calée sur un m mais il n’existe pas de jeu entre le ma' reposant sur l’essieu par des coussinets deux sorLes de plateaux P avec entraînement élastique R des roue? A cet effet, chacun des deux plateaux porte deux bras en croix, dontl* extrémités sont reliées par des ressorts d’entraînement (fig. 311). Onuu que les ressorts ne travaillent qu’à la compression.
  - Quant à la suspension des moteurs, les figures précédentes montrer comment elle est réalisée.
  - Les photographies (fig. 312 et 313) représentent un moteur sépan avec ses engrenages.
  - concentrique à l’essieu 'essieu, le manche, ement se fait ^
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - •MMAIRE. — Considérations générales. — Modes d’action des freins.
  - I. Absorption de l’énergie par frottement.
  - A. Étude théorique du freinage.
  - :|,ours minima pour l’arrêt d’une automotrice seule, d’une voiture motrice attelée lune remorque. — Pression totale sur les sabots pour un bon freinage dans les "nditions ordinaires. — Sablières.
  - If Différents systèmes de freins utilisant les effets de frottement.
  - ',ns exclusivement mécaniques.
  - ’ ^ à air comprimé. — Production de l’air comprimé. — Equipement de freins à air comprimé par groupe moteur-compresseur électrique : freins à air comprimé direct, systèmes automatiques. — Pressions ordinaires pour le fonctionnement ie* freins. — Régulateurs électro-pneumatiques. — Détermination de la puisse6 d'un compresseur. — Consommation d’air pour le freinage.
  - >;’1J électro-magnétiques. — Frein à plateau sur essieu de la General Electric. — treins modernes à patins sur rails. — Excitation des freins. — Freins à patins 'Ur rails pour voitures de remorque. — Application des freins électro-magné-- lues à patins sur rails. — Calcul de la distance parcourue jusqu’à l'arrêt par 'ne voiture. — Avantages des freins électro-magnétiques.
  - II. Freinage' électrique par les moteurs.
  - A. Courant continu.
  - * • Çf n
  - . Par inversion de marche. — Freinage électrique par fonctionnement des eurs eri générateurs débitant sur résistances. — Contrôleurs à freinage
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- - 364
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - électrique. — Théorie du freinage électrique par fonctionnement des nlf( en générateurs. — Résistances de freinage. — Caractéristiques du fonctu ment d’une voiture en freinage électrique sur une pente donnée. — Calcul résistances de freinage, la vitesse devant rester dans des limites donnée ' Freinage par mise des moteurs en court-circuit franc. — Freinage par ,.,;r ~ ration. — Fonctionnement en récupération des locomotives du Chicat'o.y" waukee-Saint-Paul.
  - B. Courant alternatif monophasé.
  - Freinage par inversion de marche. — Freinage par fonctionnement des moteur*, générateurs: sur résistances, par mise des moteurs en court-circuit, par ré-pération. — Nouveau procédé de freinage par récupération (Oerlikon).
  - C. Courants alternatifs triphasés.
  - Freinage par inversion de marche. — Freinage par fonctionnement des moteur* -générateurs asynchrones. — Diagramme du fonctionnement en récupération Caractéristiques du fonctionnement en freinage électrique sur une pente donnr — Rendement de la récupération aux moteurs. — Applications du fonction!-ment en récupération. — Freinage par fonctionnement en générateur synchru-sur résistances.
  - D. Remarques générales sur le freinage électriqué-
  - Nature du freinage par récupération. — Rendement de la récupération en fond de la pente. — Avantages du freinage électrique par récupération ou sur réstances.
  - 109. Considérations générales. — Le freinage consiste à absorber force vive d’un véhicule de façon à faire passer celui-ci de sa vite«-actuelle à une vitesse inférieure pouvant être nulle. Il est donc an-employé pour prévenir l’emballement des véhicules dû à l’eflel de pesanteur dans le cas de descentes sur une pente rapide.
  - Aux débuts de la traction électrique, on se contentait, pour le frr nage des voitures, du frein à sabot manœuvrable à la main, tel qu '1fta déjà en usage sur beaucoup de voitures à traction animale. Cesl em>' celui qui est le plus souvent adopté, avec quelques perfectionnement détail, pour le service des voitures a trucks rigides dont le P0'^ 1 dépasse pas une dizaine de tonnes, lorsqu’elles circulent sur de? 1'-^ peu accidentées. Il est toutefois complété avantageusement par Ie nage électrique d'urgence, obtenu par la mise en court-circuit desmf>k^ et qui n’exige avec les contrôleurs prévus à cet effet qu’une manft très simple. .
  - Le développement pris par les tramways électriques a beaucoup de cas à l’adoption de voitures plus vastes, capable? 1
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 365
  - run plus gran(l nombre de voyageurs, et le poids de chacun des véhi-ie^ g’est ainsi trouvé considérablement accru. En même temps, on a •herché à diminuer autant que possible la durée de chaque parcours, m seulement en augmentant la vitesse, mais aussi en réduisant le Miips nécessaire pour obtenir l’arrêt de la voiture. Il devenait alors dispensable de disposer d’un moyen de freinage à la lois puissant et i'uile à mettre en action. Et comme le frein à main n’était plus considéré .me comme un frein de secours, le nouveau mode de freinage devait permettre non seulement les arrêts rapides, mais aussi les ralentissements -ans à-coups, c’est-à-dire qu’il devait être modérable, permettant d’exer-.•erà volonté des efforts gradués.
  - Une excellente solution de ce problème est offerte par le freinage tkdrique continu et réglable sur résistances, que nous étudierons plus àin et qui est obtenu d’une façon sûre et commode par l’emploi de ontrôleurs appropriés. Il convient particulièrement bien aux voitures légères ou de poids moyen parcourant des lignes accidentées. On y adjoint quelquefois des freins électro-magnétiques qui permettent d’obtenir un freinage puissant agissant directement sur les rails dans le cas des freins modernes. Cette solution présente sur toutes les autres l’avantage de réduire au minimum les risques de patinage sur les fortes déclivités.
  - Mais pour les voitures lourdes et les trains composés de plus de deux voilures, il est préférable de disposer d’un mode de freinage tout à fait ^dépendant de l’équipement moteur. Les freins à air comprimé sont ,;eux qui conviennent le mieux, et les constructeurs ont été ainsi amenés ' construire des appareils de compression d’air spécialement étudiés en '•oc de leur application à la traction électrique, appareils que nous exagérons plus loin.
  - Lair comprimé est d’un emploi très sûr et très pratique, aussi l’em-i’ioie-t-on de plus en plus, aussi bien pour les tramways que pour les ç^mins de fer; le mode de freinage peut d’ailleurs être avantageuse-®e‘d combiné sur des lignes accidentées avec le freinage électrique et le ’reinaoe électro-magnétique.
  - Notons, comme mémoire, les freins à vide d’un emploi de plus en 1 u^vare en traction électrique.
  - ; Modes d’action des freins. — D’après ce qui précède, on voit qu’il ! ^eux tanières d’absorber la force vive d’un véhicule en vue de réa-Un freinao-e.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - A. En transformant en chaleur l'énergie à absorber en utilisant lt effets de frottement au moyen de sabots ou de pièces frottantes qUe|
  - conques (bandes, etc.....) que l’on serre au moyen d’un mécanisa
  - approprié entièrement mécanique om par utilisation de l’air compris comme source d’énergie ou encore par l’emploi d’électro-aimants.
  - B. En faisant fonctionner les moteurs en générateurs et envoyant \, courant ainsi produit dans des résistances ou dans la ligne. — Ce fonr. tionnement est réglé par le contrôleur qui porte à cet effet des tondue spéciales.
  - I. Absorption de l’énergie par frottement.
  - A. EtCde théorique du freinage.
  - 111. Parcours minima pour l’arrêt d’une voiture automotrice. — Supposons que, pendant l’action des freins, il n’y ait aucun patinage de-roues sur les rails. L’effet du frottement des sabots, patins, cordes, etc... est alors toujours équivalent à un effort de frottement retardateur F appliqué sur le rail. S’il s’agit, par exemple, d’un frein à sabots agissant sur un tambour de diamètre g? calé sur l’essieu avec une pression totale/) par essieu, fx étant le coefficient de frottement des sabots sur le tambour, l’effort F reporté à la jante des roues de diamètre D pour l’ensemble de-deux essieux est tel que :
  - (1) FD = 2dfxp.
  - Soient :
  - P le poids total de la voiture;
  - P' son poids d’inertie tenant compte de l’effet des masses animées d uu
  - mouvement de rotation (essieux, roue?, armatures, engrenages).
  - B, l’angle d’inclinaison (fig, 314 du profil en long sur une pente i où se fa'1 le freinage ;
  - x l’espace parcouru jusqu’à un m tant t compté depuis la mise en des freins;
  - action
  - v la vitesse de la voiture en mètres par seconde à cet instante v0 la vitesse initiale en m./sec. au moment du commencement freinage.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 367
  - Nous supposons que, suivant l’usage, tous les essieux sont freinés à •foi' pour utiliser l’adhérence totale. Tout se passe donc comme s’il n’y iil qu’un seul essieu supportant le poids total de la voiture.
  - L’équation des quantités de mouvement appliquée à la masse de la ,jiure donne l’équation :
  - p/
  - — dv — (P sin 8 — F)dt.
  - g
  - Nous admettons que F soit constant et égal à la valeur moyenne des leurs qu’il prend pendant le freinage.
  - En intégrant l’équation précédente, on obtient :
  - v0) = (P sin 8 — Fyf,
  - P F
  - v — v0 =g p, (sin S — -)/,
  - approximativement en remplaçant sin 8 par tg8 = i (l’angle S est suffi--unment petit pour justifier cette approximation) :
  - v —
  - F
  - P
  - t.
  - L espace x parcouru depuis la mise .en action des freins est :
  - x = J vdt,
  - 'Fa-dire en éliminant "l” entre ces deux équation^ :
  - x =
  - ^ar<èt se produit donc '“:-re :
  - au bout d’un parcours X tel que v = 0,
  - c’est-
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- - 368
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Soit par exemple, une voiture de 10 tonnes avec — = Ijq ^
  - demande sur quelle distance elle s’arrêtera avec un effort de freina*,.
  - F
  - correspondant à un coefficient de frottement — =0,14 des roues sur U
  - rails, sur une pente de 5 p. 100 (i = 0,05), la vitesse v0 au momenl <|t l’application des freins étant de 20 km/h.
  - On a :
  - X = l,10
  - 20
  - 376
  - 2 X 9,81 (0,14
  - ; = 19m,20 environ. 0,0a)
  - La formule (2) montre que l’arrêt sera, ce qui est bien évident, d’autant plus rapide que P et u0 seront plus petits et que l’effort F sera plu* grand. Mais cet effort F est limité par des conditions indépendantes dr la puissance dont dispose le mécanicien, comme nous allons le voir.
  - En effet, s’il s’agit d’un frein à patin donnant sur le rail un coeflicienl de frottement f on a nécessairement, Pi étant la pression totale vertical* exercée sur le rail (Pi est égal ou non à P) :
  - F = Pi f.
  - S’il s’agit de freins à sabots ou à corde, il y a un nouveau phénomène
  - qui intervient: celui de Y adhérence sur la voie et le maximum qu on
  - puisse réaliser pour F, c’est-à-dire pour obtenir la distance darrà
  - ininima, est Yeffort adhérent P a, produit du poids P supporté par te
  - roues motrices ou poids adhérent (1) par le coefficient d’adhérence de U
  - voie “ a Si on exerce un effort de freinage plus grand, les roues *
  - bloquent et alors l’effort retardateur F exercé sur le rail devient in<te
  - . .. !»/
  - pendant de l’effort exercé sur les sabots : il devient égal au produit /• f désignant le coefficient de frottement de glissement des roues sur te rails dans les conditions de vitesse de la voiture. Or, ce coefficient toujours plus petit que le coefficient d’adhérence “ a ”, et d’autant p petit que la vitesse est plus grande.
  - i je
  - (1) Nous supposons ici que tous les essieux sont moteurs, auquel ca= ^ adhérent est égal au poids total; si tous les essieux n’étaient pas moteur-serait seulement une fraction.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 369
  - || résulte de ceci, ce fait très important et essentiel :
  - ['ne voiture s’arrête beaucoup plus lentement si on bloque les roues jorl retardateur Pf) que si on exerce un effort immédiatement infé->urouau plus égal, à la limite, à l’effort adhérent (effort retardateur Pa l'on a : /<«); autrement dit : les freins devront être serrés de façon Ses roues continuent à tourner, tout en réalisant à leur jante un Tori presque égal à l’adhérence du véhicule.
  - [escirconstances qui se produisent pendant un freinage sont ainsi les . ^vantes ^
  - Tant que l’effort de freinage — effort total exercé sur les sabots -— est U'petit que l’effort adhérent Pa, les roues tournent et l’effort retar-ateiir tangentiel au niveau des rails F, est
  - F = P/' < Pa (f'<a),
  - fiant le coefficient de frottement de roulement des roues sur les rails. Sa valeur maxima limite est F = Pa pour f' = a coefficient d’adhé-vnee de la voie, c’est-à-dire que l’effort maximum que le véhicule peut •\rrcer langentiellement aux rails sans qu’il y ait glissement des roues -l l’a.
  - Si l'effort de freinage devient plus grand que Pa, les roues sont blo-et le véhicule glisse sur les rails. Dans ces conditions, l’effort ‘-tardateur F devient :
  - F = P/1 < Pa (/<«),
  - "hui le coefficient de glissement des roues sur les rails, lequel est tou-^ plus petit que “ a ” et alors l’effort réel retardateur F devient ^ ‘‘pendant de l’effort de freinage exercé sur les sabots et reste plus ^ ’lue l’effort adhérent Pa.
  - v ^efficients de frottement/ci-dessus et /i de la formule (1) aug-^ 111 quand la vitesse diminue et diminuent quand la durée d’appli->,,ul aUgmeide, et leurs variations sont assez considérables comme le ^ rideau suivant (1), établi d’après des expériences de MM. Gal-^ eslingfiouse.
  - t'unté à Blondel et Dubois, ouvrage déjà cité, tome II, p. 731.
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- - 370
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - Coefficients de frottement pour des roues à bandages d’acier
  - 1 ^^1
  - VITESSES COEFFICIENTS coefficient,
  - pendant
  - en les trois premières au bout de
  - Km/h. secondes 12 à 15 seconde
  - 81) 0,10 0,056
  - Sabots en fonte sur les roues i 64 0,134 0,08
  - (coefficient /i) \ 32 0,205 0,128
  - 1 16 0,209
  - \ 8 0,36
  - 80 0,04
  - t 61 0,057 0,044
  - Roues sur les rails en acier
  - (coefficient f) <| 4U j 24 0,08 0,087
  - 16 0,11
  - Dans les conditions ordinaires et pour les faibles vitesses, on pc admettre pour /\ la valeur 0,.12 et pour f : 0,08 à 0,10.
  - De ce qui précède, il résulte qu’en définitive, les parcours minin nécessaires pour l’arrêt et correspondant aux valeurs maxitnci de F sot'
  - 1° Avec les roues bloquées :
  - (3)
  - P' Yo* 1 P ’ 2gr ‘ f— l
  - f étant le coefficient de glissement des roues sur les rails, avec
  - /* = 0,04 à 0,12.
  - 2° Avec les roues tournant dans les conditions-limites de l’adlien'»'
  - (4)
  - V 1
  - '2 g a — i'
  - a étant le coefficient d’adhérence de la voie avec, en moyenne, fl" dans les conditions ordinaires.
  - 3° Lorsque les roues tournent partiellement, les valeurs soid 1 médiaires.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 371
  - De l’exposé qui précède, on conclut en outre que le freinage doit être agressif et modérable. Il faut pouvoir serrer d’abord très fortement les 'n*ius, puis les desserrer peu à peu, surtout à la fin, pour obtenir un bon freinage.
  - £elle condition est d’ailleurs difficile à obtenir des wattmen, dans /cas des freins à main sur lesquels ils ont toujours tendance à exercer eplus grand effort qu’ils peuvent. Elle est facilement réalisée avec les. freins à air comprimé. Mais la solution la plus complète est donnée par •‘freinage électrique par les moteurs parce que le réglage se produit de .i-mème et que le patinage est évité, ou tout au moins si celui-ci a lieu,
  - ; ne peut être que partiel, car s’il y avait patinage complet, l’effort réglant appliqué à la jante tomberait à ce moment à zéro.. Les freins ledromagnétiques à patins sur rail donnent aussi évidemment une .‘ilution complète du problème.
  - Quant à la grandeur de l’effort de freinage qu’il est possible d’obtenir, ui prenant la précaution de desserrer les freins progressivement après -nr application, comme on vient de le voir, on peut facilement réaliser -a effort retardateur de 1 m./sec./sec., correspondant à un effort d’environ ""kg. par tonne. En pratique, cependant, ce chiffre est rarement atteint -:i Ireinage normal où l’on ne dépasse guère. 50 à 60 kg. par tonne, tn cas de nécessité, on peuL toutefois pousser l’effort plus loin, -qu’à la limite d’adhérence, fonction de l’ctat de la voie, soit 150 à •'"kg. dans le cas de chemins de fer à rails secs et propres.
  - Kn France, en ce qui concerne les tramways, le règlement prescrit a effort retardateur minimum qui résulte de la règle suivante : les freins H'ront être assez puissants pour qu’une voiture traînant des remor-le'- lancée à une vitesse de 20 km./h., sans tenir compte des freins des rrm»rques, puisse être arrêtée en 20 mètres, sur une pente de 20 mm. )r mètre. (Règle dite des trois 20, décret du 6 août 1881.) Ce résultat • Mande un effort d’environ 120 kg. par tonne de voiture automobile, / ’d'oisin de celui que permet de réaliser l’adhérence, soit au maximum 0u 150 kgs avec emploi de sable. Ces conditions ne sont d’ailleurs ^ Usantes pour les fortes pentes, où il y a lieu d’imposer des Ures plus rigoureuses.
  - *Vl Parcours minima pour l’arrêt d’une automotrice attelée d’une r<pie. — Supposons l’automotrice précédente attelée d’une
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- - 372
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - remorque de poids Pi et de poids d’inertie P\, cette remorque étant < posée non freinée. ^
  - Appliquons à la masse du train ainsi formé l’équation des quautit,. de mouvement comme précédemment. On aura :
  - P' + Pi'
  - 9
  - . du
  - 'P sin 8 — F) -t- (Pt sin 8— P,/-)
  - . dl,
  - car, /' étant le coefficient global de résistance au roulement en palier <i rapporté au kilogramme de poids de la remorque (par exemple /* = <».ni c’est-à-dire 10 kgs par tonne), l’effort retardateur s'exerçant sur la remorque est évidemment Pi/' et il est à retrancher de la composant»-Pj sin 8 suivant la direction du mouvement, comme F l’est de la eomp-sante P sin 8 pour l’automotrice.
  - En conduisant le calcul comme précédemment, on arrive facilement à la formule suivante qui donne la distance cherchée en posant d'un? F
  - manière générale f = —, et remplaçant sin S par i :
  - X
  - 2 g
  - P'-p P/
  - P (/-*)-P^-r)
  - en mètres.
  - 113. Autre méthode de calcul. — Si l’on a simplement en vue 1 etablissement du résultat exprimé par l’une des formules (3) ou (4), dan- k cas d’une automotrice seule, et (5) dans le cas d’une 31110111011)"“ attelée d’une remorque, on peut employer la méthode de calcul rapide suivante qu’il est utile de connaître :
  - En appelant d’une manière générale f le coefficient variable de Internent des roues sur les rails (la valeur maxima de f étant “ a -011‘ les poids P et P' étant exprimés en Kgs :
  - Effort retardateur dû au freinage :
  - P/* Kgs ;
  - Effort accélérateur dû à la gravité sur la pente i (i étant d'abi p. 100, soit i = 0,05 pour une pente de 5 p. 100) :
  - P/Kgs;
  - D’où, effort retardateur réel utilisé :
  - P (f—f) Kgs.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 373
  - p\mtre part, la puissance vive du véhicule étant au début du freinai# :
  - 1 p' ,
  - -9- • —• lV Kgms,
  - 10 9
  - ;-eii'uit que la distance parcourue jusqu’à l’arrêt est évidemment :
  - 1 P'
  - ~2 ' ~g ‘ V°? p P(/*-0
  - — • -,----: en mètres.
  - •2g f—i
  - i> qui est bien la formule (3) déjà trouvée.
  - N maintenant l’automotrice est attelée d’une remorque non freinée poids Pi et P/, il faut évidemment retrancher de l’effort retardateur p /— i du cas précédent dû au freinage, l’effort accélérateur exercé sur la dite remorque par l’effet de la pente i, lequel effort est évidemment :
  - Pi(* — /•) Kgs
  - 'i r»l positif ou négatif, suivant que i est plus grand ou plus petit que r, d<* sorte que l’effort retardateur réel utilisé est ici :
  - P{f—i) — Pi(f— r) Kgs. •'nuire part, la puissance vive du train étant :
  - 1 p+p;
  - 2 ‘ 9 '
  - Kgms,
  - distance
  - parcourue jusqu’à l’arrêt est :
  - 1 P' + Pi ,
  - 2 ’ g ’ V 0
  - ’d-a-dire, finalement :
  - X
  - ÏV
  - %2fJ
  - p (f
  - P' + p/
  - -/) —PiO' —/)
  - mètres.
  - fj !r * ^ressi°n totale sur les sabots pour un bon freinage dans les 0Qs ordinaires.— Pour que le freinage produise l’effet maximum,
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- - 374
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - il faut que l’effort F puisse atteindre réellement la valeur pa pel condition étant supposée réalisée, l’équation (1) s’écrit :
  - Pa.D = 2dfp.
  - Faisons /) = 0,12 (sabots fonte contre jantes acier), a = 0,14 etd—p On voit que la pression aux sabots doit être, pour les deux essieux-
  - 2p = P. kg.
  - p 0,12 b
  - Mais, en général, on ne compte pas sur une adhérence a aussi élevée et on se contente de la supposer égale au coefficient de frottement de-sabots sur les jantes des roues, soit 0,12. D’où ce résultat : 2p = P, c’est-à-dire :
  - La pression totale des sabots sur toutes les roues du véhicule doit èlrt égale au poids même de la voiture.
  - 115. Sablières. — L’étude qui précède montre qu’il est avantageux, au point de vue du freinage (aussi bien d’ailleurs qu’à celui du démarrage), d’augmenter l’adhérence des roues sur les rails. Aussi les voilure automotrices sont-elles généralement munies de sablières que le walt-man actionne quand les roues glissent ou patinent. Par le moyen de ce* sablières, on projette du sable sur la voie, en avant des roues, à proximité du point de contact des jantes sur les rails.
  - B. Différents systèmes de freins utilisant les effets
  - * DE FROTTEMENT.
  - Ces freins peuvent être classés comme suit :
  - 1) Freins exclusivement mécaniques;
  - 2) Freins à air comprimé ;
  - 3) Freins électro-magnétiques.
  - 1° Freins exclusivement mécaniques.
  - 116. — Ces freins sont à commande manuelle, au moyen d un sxdc de leviers et de bielles de renvoi, dont l’ensemble constitue la tun°n de frein.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 375
  - ^ freins à sabots (fîg. 315). — Que l’on emploie ou non un procédé jefreinage mécanique, les voitures motrices sont toujours munies d’un frein à main qui actionne des sabots frottant sur les bandages des roues.
  - Sur les voitures de tramway légères, la timonerie du frein à main est commandée rune chaîne qui s’enroule sur une poulie Solidaire d’un arbre à manivelle, placé sous la main du wattman.
  - Une roue à rocbet empêche le retour en arrière de la poignée. Celle-ci est souvent a cliquet, de manière à permettre au «atlraan de la placer dans la position où il f>çut le plus commodément exercer son effort.
  - Dans les voitures lourdes, la timonerie du frein à main est commandée par un volant à vis. La tige de commande est reliée à la timonerie par une coulisse, de manière à ne pas entraver l’action du frein mécanique.
  - b) Freins à patins (fîg. 316). — Lorsque la ligne présente des déclivités considérables, on munit quelquefois les voitures d’un frein de 'écurité consistant eh un patin à surface généralement rugueuse qu’un système de leviers, ou mieux de ressorts, vient appliquer sur le rail, ou
  - Fig. 316.
  - ^ préférence sur unelongrine fixée le long du rail (1) ou installée dans e<k la voie. Le patin peut même ne pas constituer seulement une ^ace Sottement, mais être formé de véritables griffes ou tenailles "ennent. embrasser et mordre la longrine latéralement.
  - aPP^cahon de ce principe a été réalisée en particulier sur les tramways e Sainte-Marie, au Havre.
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- - 376
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans le cas d’appui et frottements simples du patin sur la lonm-in-il faut prendre des précautions afin que le véhicule ne soit pas soulev si l’appui est obtenu par une commande rigide.
  - Ce frein, surtout celui à griffes, qui ne doit être employé qu'en ta d’urgence, est déclanché à la main par le wattman.
  - Celui à griffes donne évidemment le maximum de sécurité pour |ar rêt, car il ne dépend pas seulement de forces de frottements entre surfaces.
  - c) Freins à coins (fig. 317). — Un coin est intercalé entre la roue et le rail en avant de la roue dans le sens de la marche. Ce système de frein est très brutal.
  - Fig. 317.
  - d) Freins à plateaux de friction et à bande sur tambour. — La manœuvre à main n’est, admissible que pour les voitures légères et à faible-vitesse . On a augmenté l’effort par le serrage de cordes sur un tambour calé sur l’essieu (frein Lemoine.de la Compagnie des Omnibus de Pare
  - 2° Freins à air comprimé.
  - 117. Divers procédés.— Ainsi que.nous l’avons déjà dit, celte nu thode est d’un emploi plus sûr et de plus en plus général.
  - Divers procédés peuvent être utilisés pour la mise en action freins par l’air comprimé, suivant que l’on a recours au bellia « direct », surtout applicable aux automotrices circulant isolément.^ « freinage automatique » employé généralement pour les train» l°r^ de plusieurs voitures, ou à un « système mixte » auquel il est » avantageux de recourir lorsque les remorques ne sont pas nlK service d’une manière permanente.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 377
  - [/expérience a fait voir que pour les services relativement rapides et arrêts rapprochés, l'emploi du frein à air comprimé procure une éco-\niie de 10 à 15 p. 100 dans les dépenses d’énergie électrique, par le j fait que le conducteur, assuré de pouvoir arrêter instantanément son Vieille, n’est plus amené à marcher avec les sabots déjà appliqués sur ~ roues.
  - 118. Production de l’air comprimé.— L’air comprimé nécessaire au •'remage des voitures électriques peut être produit de trois manières ilîéi'entes :
  - 1° Dans des postes fixes de compression ;
  - 2° Au moyen de compresseurs actionnés par l’essieu;
  - 3° Au moyen de compresseurs à moteurs électriques montés sur la tilure et alimentés par la ligne.
  - Examinons ces différents modes :
  - 1° Lorsque l’on emploie des postes de compression fixes, la capacité des •servoirs de voiture doit être assez grande pour que la pression ne >mbe pas à une valeur trop faible dans l’intervalle séparant deux "-tes consécutifs. Quant au poste lui-même, il comprend un compres-mû par moteur électrique, un réservoir de grande capacité et une »uche de chargement que l’on raccorde, par un tuyau flexible, aux n'es d’air des voitures. Cette disposition n’est toutefois plus que “freinent employée.
  - Ce compresseur actionné par Vessieu n’est plus, lui, aussi que très 'ornent employé. Il n’est d’ailleurs applicable qu’aux voitures de tram-•.' dont la vitesse ne dépasse pas 20 à 25 kilomètres à l’heure. Pour des "n> et des voitures lourdes et des vitesses supérieures à celles-ci, il 'vienl insuffisant.
  - ban
  - L,
  - l'iac
  - ce système, le piston est commandé par un excentrique calé eSMeu et enfermé dans un carter rempli d’huile.
  - cjlindre est porté par une suspension qui lui permet de suivre les p 'ements de l’essieu par rapport au truck.
  - ,,ivi|0Ur Une vo^ure tramway de 18 tonnes, pouvant marcher à métrés à l’heure, les dimensions du cylindre de compresseur sont :
  - Oiamètre......................... 120 millimètres.
  - Course......................'.... 178 —
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- - 378 TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 3° Le compresseur à commande électrique est le système actuel (f emploi général.
  - L’expérience n’a pas sanctionné l’emploi de compresseurs à action directe, qui conduit à une section trop grande pour les pistons, et D permet pas un refroidissement, suffisant des cylindres.
  - On emploie donc des compresseurs dans lesquels l’arbre de la poni: de compression est actionné par l’intermédiaire d’un train d'engrenage
  - La pompe est généralement à deux corps, agissant soit en parait (Christensen), soit en compression étagée (Standard). La roue dente* les bielles plongent dans un bain d’huile qui assure la lubrification toutes les parties du compresseur.
  - La figure 318 représente la disposition schématique du compie'-Standard.
  - Le moteur est à excitation-série.
  - La puissance des moteurs de compresseurs d’air pour traction de 2 à 10 chevaux et on peut, en moyenne, compter sur une pr°l
  - Juct
  - par cheval et par minute de 120 litres, ramenés à la pression
  - atnio-'P1
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- - 379
  - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - Fig. 319.
  - Groupe compresseur type CP-27 démonté.
  - Fig. 320.
  - Carcasse du compresseur.
  - Couronne inductrice du moteur.
  - Groupe compresseur type CP-2
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- - 380
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - rique d’air comprimé à 4 kilogrammes et de 90 litres d’air à 6 kit grammes.
  - L’ensemble, moteur et compresseur, forme généralement, au p0jrr de vue mécanique, un groupe compact, souvent à carcasse complu ment fermée.
  - Ces groupes ont naturellement une marche intermittente et ils en général étudiés en vue d’un fonctionnement tel que la durée <t marche soit égale à la durée d’arrêt, le cycle étant d’une heure.
  - . d- -
  - Fig. 321.
  - Groupe compresseur pour service de traction. Châssis pour montage sous la voiture.
  - Les ligures 319 et 320 représentent un groupe moteur-compi'e'''lJ partiellement démonté, on y voit le collecteur du moteur et la fl® mande par engrenages à chevrons de l’arbre à cames. La figllH montre le même groupe monté sur un berceau destiné à être l>xe un châssis de voiture. Le groupe moteur-compresseur ci-dessu-à compression étagée du type CP-27 (General Electric, Tho111 Houston).
  - Le tableau ci-après donne les caractéristiques des compre^eUl ^ plus usités de ce genre, qui sont établis pour donner une pression normale de 7 kilogrammes par centimètre carré.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 381
  - pannées principales des groupes compresseurs électriques usuels.
  - type de compresseur CP -27 CP-28 CP-30
  - Volume engendré en une minute par le pis-ton, en dcrns 425 708 990
  - Valeur de la tension correspondant aux chiffres indiqués, en volts.. 600 600 600
  - Vitesse du compresseur, en l/m 200 203 182
  - Vitesse du moteur, en t/m 1094 1110 1027
  - Intensité de courant, en ampères 4,8 7,1 10
  - luamètre du cylindre, en m/m 105 121 140
  - course, en m/m 124 152 178
  - Longueur totale, en m/m, environ 739 857 • 920
  - Largeur — — — 635 736 844
  - Hauteur — — — 454 530 610
  - Poids, en kg. environ 280 400 540
  - Puissance, absorbée, en kws, environ. 2,5 4,2 6
  - 119. Equipement de freins à air comprimé par groupe moteur-compresseur électrique. — Nous envisagerons seulement dans ce qui suit le "de de production de l’air comprimé par compresseur à commande moteur électrique, qui constitue actuellement la méthode la plus ^nérale.
  - haus ces conditions, tout équipement normal de frein à air comprimé “'compose ordinairement des éléments principaux suivants :
  - L11 compresseur fournissant l’air pour le freinage.
  - Lu moteur électrique actionnant ce compresseur.
  - L-'u réservoir principal muni d’un régulateur automatique mettant le "leur électrique en circuit lorsque la pression dans le réservoir tombe Jlle valeur déterminée ou coupant le circuit automatiquement lorsque ’He.ssion voulue est rétablie.
  - L a robinet de manœuvre avec un manomètre.
  - Les cylindres de freins avec le mécanisme de transmission entre les 1,,ns et les sabots ; ces pistons sont munis d’une tige à coulisse per-lLant de freiner à la main sans déplacer les pistons.
  - 'canalisations: principale allant du réservoir au robinet de com-^e’ eLgénérale, partant du robinet et se prolongeant d'un bout à
  - ^ du convoi.
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- - 382
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Le système peut être appliqué de plusieurs façons, selon qu’il s'
  - agit
  - 1° D’un service assuré par automotrices isolées;
  - 2° D’un service par trains de deux ou trois véhicules, une autonv trice et une ou deux remorques;
  - 3° D’un service par train composé de plusieurs automotrices et plusieurs remorques;
  - 4° D’un service par trains remorqués par une locomotive.
  - Les systèmes actuellement employés ne diffèrent entre eux que p,* des dispositions de détail (systèmes Westinghouse, General Electri. Thomson-Houston, Christensen, Lipkowski, etc...) et répondent comm-dispositions générales à la description ci-après.
  - 1° Freins à air comprimé direct. — Le freinage à air comprimé dim s’emploie pour la première catégorie de service.
  - Les appareils sont montés de la façon indiquée sur la figure 322 1
  - Le freinage est obtenu en envoyant l’air comprimé du réservoir (finies cylindres au moyen du robinet du mécanicien qui permet de j*r.-céder à cette opération soit lentement, pour le freinage normal, -c brusquement, pour le freinage rapide, en cas d’urgence.
  - Pour les seryices où, il arrive que l’on adjoigne à l’automotrice un-ou deux remorques, il est bon d’employer un système de freinage à a;: comprimé direct modifié de façon que le freinage soit produit automatiquement s’il se produit une rupture d’attelage.
  - Le résultat requis est obtenu avec la disposition représentée üg-
  - Une conduite auxiliaire est établie sur les véhicules, qui sont te-munis d’une soupape de sûreté, et cette soupape, formée d’un put* équilibré par la pression dans la conduite de sûreté et dans les revoirs principaux, cesse de l’être quand la conduite de sûreté est ini<r rompue; elle met alors les réservoirs en relation avec les cylindre'* 1, frein.
  - Une autre variante est représentée par la figure 324.
  - Le robinet de commande ou du mécanicien consiste en un l0^in duplex à quatre voies; il permet de freiner normalement l’autoniotr1 ^ dans les conditions ordinaires, et de produire le freinage automate
  - • • tu '3 p
  - (1) Cette figure et les cinq suivantes sont empruntées à l’Eleclncien vembre 1912, ainsi que le texte correspondant.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 383
  - ,H|esur tous les véhicules en cas d’urgence, en mettant la conduite de
  - ^ ^ en communication avec l’atmosphère extérieure, pour mettre en 11 s°upape de sûreté.
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- - 384
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Le freinage rapide ne doit être employé qu’en cas de nécessité
  - ^ pan>
  - qu'il peut occasionner des retards dans la remise en marche.
  - 2° Système automatique. — Pour la seconde catégorie d’applicatl on emploie généralement le montage que montre la figure 32o.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 385
  - ? robinet du mécanicien est une soupape automatique à quatre
  - <u
  - 3
  - cr
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  - lUl> lorsqu’elle est placée dans la position de dégagement des
  - établit
  - une communication entre une conduite alimentaire et la
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- - 386
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - conduite du frein. La pression dans la conduite alimentaire est eon tante et le freinage est obtenu en réduisant la pression dans la conduit de frein.
  - La soupape de sûreté est une soupape triple, permettant de recharger rapidement le réservoir auxiliaire et de produire ainsi des freinages sue cessifs rapprochés ; l’échappement est relié au robinet de manoeuvre et il est ainsi possible de débloquer graduellement.
  - Le premier déplacement de déblocage permet à l’air des cylindres de freinage de s’échapper, mais la pression peut être maintenue dans les cylindres de Pautomotrice en plaçant le robinet du mécanicien dans la position voulue.
  - 3° Système automatique perfectionné. — Ce système est représente, figure 326.
  - Une soupape de contrôle est insérée sur la conduite de service, entre le réservoir principal et la soupape de commande, pour isoler le réservoir principal une fois que la pression dépasse une limite déterminée rl maintenir la pression au-dessus du robinet du mécanicien constante ei égale à celle de la conduite du frein.
  - La soupape de sûreté est disposée pour assurer le chargement rapid»* du réservoir auxiliaire, de manière que le nombre de freinages pouvant être réalisés successivement ne soit limité que par la capacité du compresseur.
  - La conduite entre le réservoir principal et le réservoir auxiliaire <•*. munie d’une soupape qui empêche le retour de l’air comprimé 4 celui-ci vers celui-là, mais une soupape réductrice assure le mauri'B dans le réservoir auxiliaire d’upe pression minimum déterminer.
  - Sur chaque véhicule, une conduite de retenue permet au conduit'11 de maintenir sous pression les cylindres de freins; cette opération m fait que sur la voiture de tête, au moyen d’un robinet d'échapp?1111 placé à côté du robinet de commande; sur les autres automotra** les robinets d’échappement doivent être ouverts.
  - fait "a:'
  - 4° Équipement pour locomotive électrique. — Le freinage se moyen du système direct sur la locomotive, et l’installation louiud comprimé pour les freins automatiques de toutes les remorques (h?- ,
  - La partie caractéristique est le robinet de commande qlll> position où il réduit la pression dans la conduite générale,
  - contraire au réservoir principal les cylindres de frein de lalocon
  - dam relie » uotb'e-
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 387
  - Il suffit de fermer le robinet de la conduite pour pouvoir employer ^uipeIïient de la locomotive pour le freinage direct pur et simple.
  - peut maintenir les freins de la locomotive serrés, tout en déblo-Ceux des voitures remorquées.
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- - 388
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 120. Pressions ordinaires pour le fonctionnement des freins. — p0 avoir un démarrage assez rapide, on maintient dans la position ,|
  - marche une différence de pression de 2 kilogrammes par cenO111 carré entre le réservoir principal et la conduite.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 389
  - La pression normale adoptée pour le fonctionnement des freins étant .jron 4 kg./'cm2, on voit que, dans le cas du freinage à air direct, •,ir du réservoir principal doit être, en moyenne, à une pression un supérieure à cette valeur, tandis que, dans le cas du frein automatique» pression au réservoir principal doit être d’au moins 6 kilogrammes par centimètre carré.
  - l*2i. Régulateurs électro-pneumatiques. — Lorsqu’on emploie un ,nipresseur d’essieu, il est nécessaire de mettre le cylindre du compresseur en communication avec l’atmosphère lorsque la pression dans jr réservoir principal atteint la valeur limite de 5 kgs dans le cas du freinage direct, de 7 kgs dans le cas du frein automatique, et de relier de nouveau le compresseur au réservoir lorsque la pression s’abaisse à une valeur minimum de 3kgs,5 ou 5 kgs. Cette opération doit s’effectuer automatiquement au moyen d’une valve actionnée, par exemple, par un Upositif manométrique.
  - Dans le cas où l’on emploie un compresseur électrique, le compres--eur doit être mis en marche automatiquement dès que la pression atteint sa limite inférieure et arrêté lorsque la pression atteint sa limite 'Upérieure. Cette opération est effectuée par un régulateur électro-pneu-wihque. Un tel régulateur agit sur le circuit du moteur par l’entremise ‘Uni organe électrique faisant fonction d’interrupteur-disjoncteur; quant a faction déterminante, c’est la pression qui s’exerce sur l’appareil au moyen d’un organe de principe évidemment manométrique.
  - Nous donnerons la description de deux types de régulateurs, de prin-’ ipe et de construction très différents.
  - ka figure 328 représente le. schéma du régulateur électro-pneumatique '^istensen.
  - f n celai R, pourvu d’un souffleur magnétique S, sert d’interrupteur JU'-ircuit du moteur du compresseur. Un manomètre M a son aiguille ^téeaux circuits de deux relais Rt et R2. Cette aiguille peut se déplacer nke deux contacts 1 et 2, dont la position correspond aux pressions rninima et maxima.
  - I Apposons d’abord 1’ aiguille en contact avec 1. Le courant venant de * %ne T, traverse deux relais, Rj et R2, et gagne la terre G par 1 et Çoille du manomètre. Les deux relais fonctionnent et ferment le ^Cu>t du celai R qui entre à son tour en action et met le compresseur ®°uvenient. La pression s’élevant, l’aiguille quitte le contact 1, mais
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- - 390
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - les relais continuent à recevoir du courant à travers les contacts du
  - O
  - , • p ii
  - relai R1; qui sont en prise. Lorsque l’aiguille arrive en 2, le rela1
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 391
  - .. mis en court-circuit et tombe, coupant ainsi la communication à trouN e > . ,
  - jelTedu relai R2, qui tombe à son tour et coupe la communication a
  - , !elTe du relai R. Ce dernier tombe également, coupant le circuit du
  - ,.,lînpresseur qui s’arrête.
  - Lq second type de régulateurs est le régulateur Thomson-Houston, raployé sur un grand nombre de réseaux en France (entre autres : Compagnie Générale des Omnibus de Paris, Compagnie Parisienne de Tramways, tramways de Rordeaux, Nice, etc.). Son réglage est, en 'énéral, tel que la différence entre les deux pressions déterminant son fonctionnement soit de 700 grammes par centimètre carré.
  - Les figures 329 et 330 représentent en coupe ce régulateur.
  - La pression de l’air agit ici contre un diaphragme A en caoutchouc pur qui actionne un jeu de leviers de manœuvre commandant l’ouverture ou la fermeture de l’interrupteur-disjoncteur MN. La tête du cylindre est reliée au réservoir d’air par une conduite V. Cette tête, boulonnée à la carcasse, applique le diaphragme contre une rondelle d’appui -»Tvant en même temps de butée au plateau R, lequel est maintenu par le ressort C, qu’on peut régler au moyen de la vis de pression R. La tige ü, fixée au plateau R, commande par son extrémité inférieure un des leviers de manœuvre. Enfin, O est une bobine de soufflage pour 'Teindre l’arc jaillissant entre les mâchoires MN, au moment de l'ouverture du circuit.
  - Lorsque la pression d’air au réservoir devient trop forte, le diaphragme A se soulève et force la tige D à manœuvrer le levier E autour •le son axe F. Le pivot H est ainsi porté au-dessus de la ligne de tension les ressorts J, reliant le levier intermédiaire G avec le levier R. A partir de cet instant, l’action propre de ces ressorts tend à porter leur ligne '1 axe de l’autre côté du pivot P, et la rupture brusque du contact se produit au moment précis où ce pivot est dépassé.
  - Si la pression au réservoir diminue jusqu’à une certaine valeur, la d?e D soulève l’extrémité relevée du levier E par un talon que porte le levier G. Ce mouvement porte la ligne de tension des ressorts au-dessus '^u Plv°t P et ramène le doigt de contact vers le haut, fermant brusque-roent le circuit.
  - ^ avantage de ce double système de leviers est d’éviter, en amenant * Mouvements brusques des mâchoires MN, la combustion des contacts Q Maintenant entre eux une pression constante jusqu’à ce que la rup-lure Se produise.
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- - 392
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Fig. 329.
  - Fig. 320,
  - Coupes d'un régulateur de pression Thomson-Houston.
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- - FREINAGEvDES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 393
  - joo Détermination de la puissance d’un compresseur. — Il est néces-,re de choisir assez largement les dimensions des compresseurs d’air. v,u> allons indiquer par un exemple, comment on peut évaluer le débit prévoir pour un compresseur.
  - Supposons qu’il s’agisse d’un train de 10 voitures ayant chacune deux vlindres de frein à un piston de 203 millimètres de diamètre et de n millimètres de course. La durée d’un voyage est de 60 minutes et , nombre d’arrêts, pendant un voyage, de 12. On emploie le frein .jioinatique.
  - Pour bloquer une voiture, il faut introduire, dans le cylindre de frein, .volume d’air comprimé, à 4 kilogrammes, de :
  - X 2’03 X 2 = 6,5 d.c.m.3.
  - 4
  - Si donc on admet que l’on bloque complètement le train à chaque rrét, il faudra chaque fois dépenser :
  - 6,5 x 10 = 65 d.c.m.3
  - ,ir a 4 kilogrammes, soit par voyage :
  - 65 X 12 = 780 d.c.m.3
  - moyenne, par minute :
  - 780 60 :
  - 13 d.c.m/
  - rameoés à la pression atmosphérique, donnent environ :
  - 5 X 13 = 65 d.c.m.3.
  - ^ faut, en outre, tenir compte des fuites qui sont assez importantes 1Sondu grand nombre de joints des conduites et qu’on peut évaluer r amment largement, en admettant, par exemple, que tous les réser-'e ddent —-----1-----
  - U* \
  - ;°*ron
  - en une heure.
  - °lume de chaque réservoir auxiliaire est de 40 d.c.m.3. Nous sup-s(lUe le volume du réservoir principal est de 800 d.c.m.3.
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- - 394
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les fuites consommeront donc en une heure :
  - 10 X 40 -f800 =.1.200 d.c.m.3
  - d’air à 6 kilogrammes.
  - Soit, par minute :
  - 1200
  - ~6(T
  - = 20 d.c.m.3,
  - qui, ramenés à la pression atmosphérique, donnent un débit de :
  - 7 X 20 = 140 d.c.m.3.
  - Le débit total devra donc être :
  - 65 -J- 140 = 205 d.c.m.3 par minute.
  - Si on admet, pour le compresseur, un rendement en volume .> 70 p. 100, on devra aspirer :
  - 205
  - ÔJ
  - = 290 litres par minute.
  - Mais il faut admettre que le compresseur marchera au plus pemk la moitié du temps, de façon à laisser une marge suffisante enca-<:-modification accidentelle au service. On devra donc compter sur u débit deux fois plus grand, soit :
  - 290 x2 = 580 litres par minute, correspondant à une puissance de :
  - 580
  - w
  - 6,44 chevaux, soit 7 chevaux
  - environ pour le moteur du compresseur, en admettant une production 90 litres d’air à 6 kilogrammes par cheval et par minute ainsi qu il a été dit (§118).
  - 123. Consommation d’air pour le freinage. Données expérimentales-Il est difficile de donner une consommation moyenne de ces comp^ seurs, car la dépense d’air varie beaucoup suivant :
  - 1° Le ralentissement que l’on veut obtenir;
  - 2° La distance sur laquelle on veut opérer le freinage ;
  - 3° Le profil de la ligne ;
  - 4° L’état du rail.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 395
  - D'autre part, les fuites sont importantes et la dépense doit être comptée • .Renient-
  - Des expériences nombreuses faites sur la Ceinture de Paris, il résulte ,e l'on dépense par freinage normal 111 à 164 litres d’air à 4 ou ji0oramnies de pression pour un train de 10 à 15 voitures, soit environ 1 litres par voiture. Il sera prudent de compter sur 15 à 20 litres par ehicules de 10 tonnes.
  - En résumé, on peut compter sur 2 litres à la pression de 4 kilo-gammes, soit 8 à 10 litres aspirés à la pression atmosphérique par tonne y train et par freinage.
  - Le travail nécessaire pour comprimer 1 kilogramme d’air à la pression ti kilogrammes est d’environ 25.000 à 30.000 kilogrammes suivant les ,\pes de compresseurs.
  - Or, 1 litre pèse 1^293; donc, pour comprimer à 6 kilogrammes un ire d’air pris à la pression atmosphérique, on dépensera :
  - —- X 1,293=40 kilogrammètres.
  - En tenant compte du rendement du moteur électrique (0,75) et des •niirenages (0,90), il faudra donc fournir aux bornes du moteur :
  - •oit
  - 40
  - 0(75 X 0,90
  - 60 kilogrammètres environ,
  - 60 X 9,81 34500
  - 0,165 wattheure environ.
  - 3. Freins électromagnétiques.
  - ^1- Principe. — Ces freins reposent sur le même principe que les 'ibrayages magnétiques : ils consistent en l’emploi d’électro-aimants '•^•lorsqu’on y fait passer un courant, produisent le frottement de pièces !'roPnées, soit contre un disque ou tambour calé sur l’essieu, soit ,Illre les rails.
  - ^ Le courant d’excitation des électros est fourni, soit par une batterie, f Larla ligne, soit plus généralement, et de beaucoup, par les moteurs donnant en générateurs comme dans le freinage électrique que nous "Jdlerons plus loin.
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- - 396
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Employés dès 1889, ils ont été notablement perfectionnés depui | donnent maintenant lieu à de nombreuses applications.
  - 125. Frein à plateau sur essieu de la General Electric Go._L'Un ,j
  - premiers freins électromagnétiques et qui a été très employé est celui, la G. E. Go, qui comprend un électro, dont les enroulements sont ]oe.. dans un plateau circulaire (fig. 331) à rainure construit en deux parlif. L’armature est formée par un plateau calé sur l’essieu. Pour empèch>•
  - CoÜPE AXIALE
  - I. Disque. — E. Essieu.
  - N. Rainures de l'enroulement.
  - Suspension d’un frein isolé et attache avec le Iruckr
  - Fig. 331. Fig. 332.
  - Frein électromagnétique de la Général Electric Co. — Détails.
  - l’inducteur de tourner, on l’attache au truck (fig. 332) ou à la carcasse moteur, ou bien, comme ces freins sont généralement montés par Paire on relie deux inducteurs à l’aide d’une barre longitudinale (fig- 333 • freinage est ainsi obtenu par l’adhérence magnétique entre les deux pl* teaux; il en résulte un effort de frottement très énergique.
  - s fon
  - Le courant d’excitation de l’électro est fourni par les moteurs tionnant en générateurs et son réglage se fait au moyen d’une résidai appropriée. Au moment du freinage on ferme les moteurs en par sur le circuit des freins suivant le schéma (fig. 334) en prenant la t ^ caution d’inverser le courant dans les inducteurs pour rendre lesniok
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 397
  - lo-escilaleurs, sinon il n’y aurait pas d'amorçage à cause du magné-ne rémanent. Dans le cas où le courant dépasse dans l’appareil une ‘ r|ajIie limite, le solénoïde A repousse la palette du disjoncteur qui met
  - Suspension par paires des freins électromagnétiques de la Général Electric Co.
  - Moteur N°1 Frein
  - \Frein N°2 MoteurN°2
  - Disjoncteur
  - Fig. 334.
  - Schéma du montage des freins électromagnétiques de la Général Electric Co.
  - inducteurs en court-circuit et désamorce les moteurs. Cette limite du °urant doit être celle qui produit le patinage des roues, elle est géné-ement comprise entre 30 et 35 ampères pour une voiture de tramway Suaire, soit 15 à 18 ampères par moteur.
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- - 398
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Le fonctionnement de ce frein est toutefois assez
  - déHcat. p0(]r
  - CL o'
  - décoller les plateaux, lors de la remise en marche du véhicule- 00; faisait au début de leur emploi, passer un courant de sens inverse pn'
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 399
  - privation sur un shunt commandé par la première touche du contrô-0u par une touche spéciale, mais ce dispositif est assez compliqué (enoutre peu sûr. On l’a abandonné par la suite. pe frein est d’ailleurs maintenant remplacé par l’un des suivants.
  - 1°6. Freins modernes à patins sur rails. — Ce type de frein se déve-Appe beaucoup et fait maintenant l’objet de nombreuses applications „ar les Sociétés Thomson-Houston, Westinghouse, Oerlikon, Brown-Boveri, etc.
  - Fig. 336.
  - Ces freins sont des freins multiples en ce sens qu’ils comprennent plusieurs électros dans une même carcasse. Les pôles sont en outre alternés, de façon à ce que le circuit magnétique d’un pôle à l’autre se Mme par les rails. Deux patins sont le plus généralement employés ; ils '*»nt logés dans l’empattement des roues, et montés sur le châssis de la 'oiture, un de chaque côté, appuyant sur le rail correspondant. Excep-l|onnellement, on emploie deux freins de chaque côté.
  - Le frein Thomson-Houston comprend généralement de six à douze Mes alternés.
  - La figure 335 montre la disposition et la construction d’un tel frein.
  - La figure 336 représente le frein Westinghouse, monté sur un châssis. ''** frein est généralement à deux électros de polarités inverses. Si l’em-Mtement des roues est assez grand, on peut y loger de chaque côté deux
  - ces patins pour obtenir une puissance de freinage plus grande, ainsi l'M est indiqué sur la figure 337.
  - Le frein Oerlikon présente une disposition analogue au précédent.
  - T°Us ces freins, quelle qu’en soit l’origine, sont établis en différents IfWj* ^0U1 développer un effort vertical d’appui sur le rail, variant de a 4000 kilogrammes, suivant la puissance des électros et leur
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- - 400
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - nombre, soit par exemple deux freins développant chacun une force ticale sur le rail de 2000 kilogrammes. La force de freinage effedi dans le sens de la marche du véhicule dépend naturellement du coefl cient de frottement, d’ailleurs très variable, entre le patin et le rail le<|U dépend essentiellement, en particulier, de l’état de la voie et de 1 vitesse du véhicule, au moment de la mise en action des dits freins ^ valeur de ce coefficient peut atteindre 0,30 à 0,35 sur des rails sec^c à l’arrêt du train pour descendre à 0,1 et même à 0,08 sur des rail, humides et à des vitesses de 10 à 15 kilomètres.
  - Vue schématique du frein Westinghouse à 4 électro-aimants.
  - En admettant un coefficient moyen de 0,15, valeur sur laquelle on peut en général compter, on obtient un effort total de freinas-ulilisable de :
  - 2 X 2000 X 0,15 = 600 kilogrammes,
  - qui s’ajoute évidemment à l’effort total de freinage développé liar l’action des sabots sur les roues et éventuellement par faction 'lu freinage électrique.
  - 127. Excitation des freins. — Les bobines des freins précédai peuvent êtte excitées de différentes façons, suivant les exigence? service.
  - a) Par une excitation simple, au moyen du courant de freinage pr
  - duit par les moteurs fonctionnant en générateurs.
  - . ° . i teHue-
  - L’importance du freinage réalisé, c’est-à-dire la vitesse ou
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 401
  - ut alors être réglée par la variation d’une résistance appropriée insérée lui' Ie circuit- des électro-aimants. Ce réglage dépend également du ,,nbre de plots prévus au contrôleur (1).
  - 1 e schéma correspondant à ce cas est donné sur la figure 338.
  - L
  - ^ruYui-iO[W5'_
  - Oüm
  - —'TSTRP—
  - Electro de frein
  - Fig. 338.
  - Schéma d’excitation des freins électromagnétiques
  - t
  - b Par une excitation double : ligne aérienne (ou 3e rail, suivant le i' el courant de freinage des moteurs.
  - Ce mode d’excitation sera généralement prévu pour les chemins de • secondaires, le mode précédent étant plus ordinairement réservé aux
  - ximways.
  - Chaque électro est alors, le plus souvent, muni d’un double enroule-! ’nl (enroulement compound), chacun étant suffisant pour déterminer d-nhiralion de l’aimant. L’un des enroulements — enroulement série (,d placé dans le circuit des moteurs fonctionnant en générateurs, "lire enroulement — enroulement shunt — est alimenté directement ,r 'a ligne.
  - 'p> bobines série sont utilisées pour le service normal : elles perdent d’opérer tout freinage en régime permanent ou de secours ^le et de maintenir constante la vitesse sur une pente donnée.
  - bobines shunt ne sont employées que dans un cas d’urgence et 0|1 à la dernière touche de freinage du contrôleur, soit à l'aide d’un rrupleur d’alarme disposé à portée sur la plateforme du wattman, ln> dans le cas d’un freinage rapide, les électros peuvent être
  - '"ru J ^ Radierons plus loin en détail, § 131 et suivants, l’action du freinage *urlUe .^ar *es moteurs et donnerons à cette occasion divers schémas de eon-lealisant ce mode de freinage, ainsi que le freinage électromagnétique.
  - 28
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- - 402
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - excités à la fois par les moteurs et par la ligue. On peut ainsi obtenir freinage énergique, lors même que les roues sont bloquées par le fr^ à main par exemple, la voiture glissant sur les rails à la façon (pt * traîneau.
  - Dans le procédé Oerlikon, les conditions d’emploi de la double e\r tation sont différentes et il n’est fait emploi que d’un seul enroulement l’action du courant de ligne venant compléter celle du courant moteurs.
  - \
  - 7
  - R
  - LrfvJWLTÜ
  - Oiwnr
  - Olim
  - Electro de frein
  - Fig. 339.
  - Schéma d’excitation des freins électromagnétiques.
  - 11 suffit pour cela .de prévoir l’arrivée du courant de ligne en pari «cuber sur la dernière touche de freinage au contrôleur suivant la disp. sition du schéma de la figure 339, ce qui permet d’obtenir l'arrêt «t véhicule par l’excitation indépendante, aussi bien du frein que <L
  - moteurs.
  - Remarquons que ce résultat ne pourrait être atteint si l’on ne iai-a usage que du courant des moteurs.
  - Le schéma précédent pour excitation indépendante était empb' par la Société Oerlikon, jusqu’en 1915. Il présente cependant un J" sérieux inconvénient. En effet, au moment du passage de lauto-e-1 tation des moteurs à l’excitation par le courant de la ligne, le colin' passant dans les électros du frein change de sens et le freinai-1 trouve momentanément interrompu, d’où un retard apporté dans de la voiture.
  - Pour parer à cet inconvénient, les Ateliers Oerlikon ont adopP nouvelle disposition représentée par le schéma de la figure 340.
  - Les bobines des freins sont connectées en série avec les mi ^ ^ des moteurs pendant la période de freinage; de sorte que le coui traverse toujours dans le même sens, que leur excitation se i«* ~
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 403
  - moteurs fonctionnant en générateurs ou par le courant de ligne. Le ,irCUit de freinage est fermé par un contact mobile P sur la résis-ince R, R comprend en outre une résistance appropriée de réglage Rt, j?e d’autre part à la terre.
  - Ce mode de connexion permet en outre, pendant la période de freine électrique, le réglage de la vitesse par variation de la résistance, -uivant le nombre de crans de freinage au contrôleur, comme nous le verrons plus loin.
  - Electro de frein
  - Fig. 340.
  - pour freins électromagnétiques ayant un seul enroulement (procédé Oerlikon).
  - Pendant l’excitation des moteurs et du frein par le courant de la -ne, le contact mobile P se trouve vers l’extrémité de la résistance R, "le moteur sur le schéma. En passant d’un mode d’excitation à l’autre,
  - '-eus du courant change seulement dans Rt, ce qui n’a aucune influence ''F le fonctionnement du frein.
  - La double excitation avec deux enroulements séparés donne évidement une plus grande sécurité, mais cela complique quelque peu la cons-• uetion des freins et en augmente l’encombrement; or, l’espace dont on ''Pose est le plus souvent assez réduit. En outre, le nombre de sorties ,Jr càlile est doublé.
  - c Un dernier mode d’excitation des freins consiste dans l’emploi Ulle batterie d'accumulateurs, ce qui rend leur action complètement
  - '-‘Pendante du circuit de traction.
  - Ce
  - v. e m°de d’excitation sera avantageusement employé pour donner un
  - na»e de secours, les freins étant normalement excités par le courant .„r ni0^eurs- C’est, par exemple, dans ces conditions qu’il est appliqué es hamways de Nice de la ligne Menton-Sospel.
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- - 404
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On aura encore recours à cette excitation dans le cas d’équipenien[. monophasés ou triphasés. Dans ces cas, les freins électromagnétiques dp seront en général employés que comme frein de secours, la batterie d’accumulateurs pouvant d’ailleurs être remplacée par un petit group moteur-générateur à courant continu, comme cela a été réalisé au chemin de fer à crémaillère à courants triphasés de la Jungfrau où Un locomotives et les voitures de remorque sont munies de freins électromagnétiques sur rails, employés comme secours sur les sections à adhérence. Ces freins sont assez puissants pour déterminer seuls l’arrêt complet du convoi. Le groupe moteur-générateur est alimenté dans <v cas particulier, soit directement par la ligne, soit par le rotor d'un «h-* moteurs de traction. (Voir plus loin, le schéma général (fig. 367) déconnexions des locomotives de la Jungfrau.)
  - Fig. 341.
  - Frein sur rail Westinghouse pour remorque avec transmission aux sabots.
  - *
  - 128. Freins à patins sur rails pour voitures de remorque. — Les freiic précédents peuvent sans difficultés être employés sur des voitures dr remorque : il suffît de les intercaler dans le circuit des freins dr moteurs.
  - Afin de ne pas être forcé de se servir d’électro-aimanls inutilement grands, en particulier, dans le cas de voitures lourdes, il est à recommander d’utiliser le poids adhérent même de la voiture. On y arrive dan la disposition Westinghouse, en transmettant horizontalement et »ieca niquement la force de freinage des électros suivies sabots de frein dr roues par l’intermédiaire de tringles, comme le montre la figure 34b
  - Par un choix approprié du ressort de fa transmission, on peu* elU pêcher d’une façon absolue le blocage des roues.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 405
  - jo9_ Application des freins électromagnétiques à patins sur rails. Calcul de la distance parcourue jusqu’à l’arrêt par une voiture.
  - Soient :
  - p Le poids en kilogrammes d-e la voiture ;
  - P' Son poids d’inertie en kilogrammes ;
  - p La pression totale verticale en kilogrammes exercée sur les rails par les patins des freins électromagnétiques ;
  - f Le coefficient de frottement des roues sur les rails (soit, par exemple, f — a = 0,14) ;
  - f Le coefficient de frottement des patins des freins sur les rails (soit, par exemple, f = 0,15) ;
  - i La pente sur laquelle descend la voiture (soit, par exemple, une pente de 5 p. 100, i = 0,05) ;
  - v, La vitesse en mètres-secondes au moment de l’application des freins.
  - En procédant, comme nous l’avons fait au début de ce chapitre pour déterminer les conditions d’arrêt d’une voiture freinée seulement par les -abois sur les roues, on voit que dans le cas actuel, l’équation différentielle du mouvement est :
  - ff
  - - du = (P sin 6 — F — pf) dt.
  - Eetlort retardateur résultant de Faction des freins à patins étant évidemment pf et de même signe que F.
  - Un calcul identique à celui donné en détail pour l’étude du cas ci-dessus rappelé, donne facilement pour l’expression de la distance
  - dierchée :
  - pv
  - P2 g
  - f— *~f-
  - Pf'
  - mètres.
  - frei
  - Ou observera que si on fait ici p = o, ce qui équivaut à supprimer le na patins, on retrouve la formule déjà établie.
  - Eu reprenant le même exemple que précédemment : P = 10.000 kilo-
  - a,ntnes avec —- = 1,10, f =a= 0,14(coefficient d’adhérence),une pente dpw ^
  - p P- 100, c’est-à-dire i = 0,05 et v0 = 20 kilom. heure, avec en outre j- kilogrammes (on suppose deux freins à patins donnant chacun *"30 kll°grammes) et f’ = 0,15.
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- - 406
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On trouve :
  - «y
  - 2 X 9,81
  - x = 1,10 X
  - X
  - 1
  - 0,14 — 0,05 -f- ^00° X
  - = 19m,50 environ
  - 10.000
  - (au lieu de 19m,20 précédemment trouvé, £ 111).
  - Cas d’une automotrice et d'une remorque, l'automotrice étant supposée seule freinée. — Soient P, le poids en kilogrammes de la remorque P'i son poids d’inertie en kilogrammes et r le coefficient global de résistance au roulement en palier et rapporté au kilogramme, soit r = O.iM (ce qui correspond à 10 kilogrammes par tonne), les autres quantité» pour l’automotrice étant celles du cas précédent.
  - L’équation différentielle du mouvement est alors :
  - Pf+-P'i
  - 9
  - [(Psi
  - du = 1 (P sin S — F —pf') -f- (Pi sin S — Px r) I dt.,
  - laquelle donne finalement comme expression de la distance cherchée:
  - ,, 2 p' I p'
  - 5? nr~i)+pf'-p. u-r)
  - mètres.
  - De même que ci-dessus, si on fait ici p = o, on retrouve la formule déjà établie pour un tel train, mais sans freins à patins.
  - Nous rappellerons enfin, en passant et pour mémoire, la secomb méthode de calcul (§ 113) que nous avons employée pour établir les formules de parcours jusqu’à l’arrêt, soit d’une automotrice seule, soit d une automotrice attelée d’une remorque, mais sans freins à patins; m>u-engageons le lecteur à l’appliquer à titre d’exercice aux deux cas qui viennent d’être étudiés.
  - 130. Avantages des freins électro-magnétiques, — On peut les n-1 mer ainsi :
  - Action immédiate du freinage, sure et énergique à toute vitesse.
  - Pas d’à-coups sur les moteurs.
  - Grande puissance de freinage disponible. ^
  - Accroissement de l’adhérence du véhicule et pas de glissement i1 voiture.
  - Economie de sable.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 407
  - Simplicité de construction et facilité d’adaptation aux châssis de tout
  - -.lire.
  - Facilité de conduite.
  - Frais d’entretien minimes.
  - II. — Freinage électrique par les moteurs.
  - 131. Divers procédés. — Le freinage électrique par les moteurs peut ,\tre réalisé par leur inversion de marche ou par leur fonctionnement en générateurs. Dans ce dernier cas, on peut faire débiter les moteurs sur ,|t>$ résistances appropriées réglables, réalisant un mode de freinage cunlinu réglable, ou on peut les mettre en courbcircuit franc, réalisant un mode de freinage d’urgence. Enfin, on peut, sous certaines conditions, F-faire débiter sur le réseau, réalisant ainsi le freinage par récupération.
  - Nous allons examiner l’application du freinage électrique aux différents types de moteurs étudiés.
  - A. Courant continu.
  - 13'2. Freinage pour inversion de marche. — C’est l’équivalent de la marche à contre-vapeur sur les locomotives. On inverse le couple moteur mi inversant le courant dans l’inducteur ou l’induit. La f. é. m., développée par le moteur fonctionnant alors en dynamo, s’ajoute à la tension •lu reseau et tend à produire un courant exagéré, ce qui donne lieu à un :,rrèt trop violent, en même temps qu’on risque dlcndommager le mo-1,,||r. si l’on n’a soin d’intercaler dans le circuit une très forte résistance.
  - fin sait que l’intensité absorbée par un moteur en marche est
  - fonctionnant en générateur, pour la marche arrière, il débitera un
  - ''ôurant :
  - r =
  - U + E' R ’
  - 1 1 diffère de I d’une quantité voisine de
  - 2U R '
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- - 408
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Ainsi, pour un moteur de 30 ampères normaux sous 500 V et (j résistance R = 1,3 ohm, on aurait, au moment de l’inversion:
  - T, 1,000
  - 1 = - — //Oamperes,
  - 1 ,o
  - alors que la limite pratique pour ce moteur est d’environ 60 ampères
  - Il faudra donc ajouter, au moment de l’inversion, une résistance de 15 à 20 ohms pour ramener le courant à 60 ampères; elle sera trg volumineuse. En outre, ce rhéostat supplémentaire entraîne une dépense inutile d’énergie de :
  - 500 X L joules par seconde.
  - Il faut enfin remarquer que cette méthode n’est pas sûre parce qu’elle exige le contact du trolley sur la ligne et que toute rupture de ce coulai t la rend inefficace. De plus, la voiture, étant arrivée à l’arrêt, repart immédiatement en arrière, ce qui peut être la cause d’accidents.
  - Cette méthode ne doit donc être employée que dans des cas d’extrême urgence.
  - 133. — Freinage électrique par fonctionnement des moteurs en générateurs débitant sur résistances. — Les inconvénients précédente disparaissent si on supprime au moment du freinage l’arrivée du courant de ligne, tout en fermant le moteur sur des résistances, lesquelles permettront d’éviter la production de courants exagérés et, en outre, de graduer l’action du frein.
  - Le moteur, dont l’induit se trouve mis en mouvement par l’essieu, devient générateur en s’excitant lui-même et débite son courant dau-des résistances.
  - Soit p la résistance totale en circuit et E la f. é. m. du moteur fom tionnant en dynamo à l’instant t. L’énergie produite à ce moment est
  - j*E I dt = f*E . j dt= j J E2dt,
  - et elle est transformée en chaleur dans les résistances. Elle est d aillcU^ empruntée toute entière à la force vive du véhicule, d’où action freinage. . ,
  - Cette méthode repose sur l’auto-excitation du moteur. Celle produit sans artifice spécial pour le moteur shunt, dont le champ 1
- p.408 - vue 458/870
- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 409
  - ieUr reste fixe, mais avec le moteur-série, il n’en est pas de même. Si,
  - , ,n0teur étant disposé pour la marche normale en moteur, on fermait on circuit, le courant qu'il produirait dans ces conditions tendrait à détruire l’aimantation des inducteurs. Il faut donc avoir soin, ici, d’in-,r<er en même temps les connexions entre l’induit et l’inducteur, tout minime pour le changement de marche.
  - Lorsqu’il s’agit d’un équipement à deux’ moteurs, les moteurs étant ,u parallèle (fig. 342), on peut se contenter, tout en coupant l’arrivée K ,|u courant,, d’inverser les connexions pour chaque moteur (fig. 343) entre «ou induit et ses inducteurs.
  - terre
  - Fig. 342. Fig. 343.
  - hans ces conditions, les deux moteurs développent, par leur magné-i,Mne rémanent, des f. é. m. opposées e, ë. Par suite de la petite différence qui existe toujours entre les champs magnétiques des deux mo-le,|rs, e et ë ne seront pas égales, soit e'>>e. Il en résultera un petit 'tarantdans le groupement en série qui sera formé, égal à
  - ë — e X +2R’
  - ' ^ant la résistance ajoutée dans le circuit.
  - courant inversera la polarité du moteur le plus faible. A partir c - ^ornent, les moteurs s’amorceront rapidement et l’intensité du courai
- p.409 - vue 459/870
- - 410
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - débité sur le circuit commun croîtra pour prendre une valeur égale celle que donnerait chacun d’eux fermé isolément sur lui-même.
  - Cette méthode, dite de Short, présente, deux inconvénients : si ]e moteurs sont bien construits, la différence e' — e peut être très faible et alors les moteurs sont longs à s’amorcer, d’où résulte un freinage tardif Enfin, en cas d’accident à un moteur, l’autre ne peut fonctionner puisque le circuit est commun.
  - On peut remédier à cet inconvénient en fermant séparément le circuit de chaque moteur sur des résistances; chaque moteur fait alors frein pour son propre compte.
  - Il est préférable et plus simple de faire simplement débiter les moteurs en parallèle sur une résistance commune X, réglable suivant le schéma ci-après (figure 344), avec emploi d’un fil d’équilibre entre le* circuits des deux moteurs pour parer à une dissymétrie possible.
  - E,
  - WWL. .
  - 4—AAA/A________
  - e2
  - jerrs ' Fig. 344.
  - Schéma du fonctionnement des moteurs en freinage
  - Terne
  - Il faut toutefois veiller, dans ce montage, à ce qu’il ne puisse se produire des courants de circulation locaux à travers les induits, par suit? d’une dissymétrie exagérée des circuits, par exemple. De tels courant' pourraient atteindre des valeurs dangereuses et ne produiraient, en outre, aucun effort de freinage supplémentaire, puisqu’ils ne passerai?»1 pas dans les inducteurs. Il est d’ailleurs facile de se rendre compte si il? tels courants se produisent, car ils passent forcément dans le fil d ellul libre. Or, théoriquement, celui-ci ne doit être parcouru par aucun e°u rant. Pratiquement, il ne doit y circuler qu’un courant très faible, d11 à la dissymétrie inévitable des deux circuits MjEi et M2E2.
  - Il y a là un inconvénient auquel il remédié dans le montage ie|',e senté par le schéma ci-dessous (fig. 345), dans lequel les conueXl011 entre induits et inducteurs sont croisées.
  - Ces deux derniers schémas sont ceux actuellement employés.
- p.410 - vue 460/870
- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 411
  - Terre
  - Fig. 345.
  - Schéma de freinage avec champs croisés.
  - ,/*ns
  - 4*R3 R2 r4^Rl ®L I
  - I
  - I
  - O
  - rWvwv—
  - uiMJuinnJinj
  - Sch
  - Fig. 346.
  - ^ma des connexions d'un contrôleur rhéostatique Thomson-Houston à un moteur avec freinage sur résistances.
  - i à
- p.411 - vue 461/870
- - 412
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - 134. Contrôleurs à freinage électrique. — Comme applications nou donnons :
  - 1° Le schéma (fig. 346) d'un contrôleur rhéostatique à un seul moteur, comportant trois crans de freinage. Ce contrôleur est dérivé du contrôleur précédemment vu des figures *33-35.
  - 2° Le schéma (fig. 347) d’un contrôleur Thomson-Houston très em ployé, type B-13 (ou B-23), convenant à un équipement à deux moteur* de 40 chevaux (ou 60 chevaux). Ce contrôleur comporte cinq crans de marche en série, quatre de marche en parallèle et sept de freinage Comme tous les contrôleurs de ce genre, il peut être employé en plu« pour le freinage électro-magnétique. Les bobines des électros de co-freins sont représentées en Bj et B2 sur les schémas annexés à la figure.
  - Le circuit du freinage réalisé par ce contrôleur est conforme au schéma de la figure 344.
  - 3° Le schéma (fig. 348) d’un équipement à contrôleurs moderne-Thomson-Houston type B-302, pour deux moteurs de 60 chevaux, comportant 5 crans de marche-série, 3 crans de marche parallèle, .7 crans de freinage, avec circuit de freinage à champs croisés, suivant le schéma de la figure 345 (1).
  - Ce contrôleur permet l’emploi de freins électro-magnétiques et comporte en outre la connexion à pont.
  - Les différentes combinaisons qu’il réalise sont données sur la fig. 34îf
  - On remarquera qu’il est en plus prévu un relais de sécurité à bobine à maxima dans le circuit de freinage. Ce relais a pour effet, en cas de surcharge, de shunter les inducteurs, d’où réduction immédiate du courant débité.
  - 4° Le schéma (fig. 350) d’un contrôleur de la Compagnie Electro-Mécanique (Brown-Boveri) pour deux moteurs de 100 chevaux ou quatre de 50 chevaux, comportant 5 crans de marche-série, 4 de marche parai lèle-et 7 de freinage. En outre, il comprend deux crans pour le contrôl* par le champ par suppression de spires inductrices, un pour la maicte série et l’autre pour la marche parallèle. Sur le schéma précédent, l|n* dication I —f— II correspond à la marche normale avec les deux gl0UPl de moteurs en circuit, l’indication I correspond au groupe I des moteur en circuit, le groupe II étant hors circuit, etc.
  - (1) Les figures (348), (349), (350) et (351), sont sur planches hors-texte-
- p.412 - vue 462/870
- - 0 C|i‘cuit de freinage réalisé par ce contrôleur est conforme au nia de la figure 345 avec champs croisés.
  - MrC»i
  - Fi
  - BB
  - ÀQteQr
  - F2
  - -QD-
  - ^ Avant Arrière
  - • 20 »\
  - 1 «ta Hil
  - i :sS
  - i si i sG
  - .Marche Frein
  - Cl!T
  - 41 L#26r*
  - Frein
  - Marche
  - Les mêmes repérages indiquent que ces contacts sont reliés entre eux. Quand on emploie /'interrupteur automatique on peut supprimer le coupe-circuit.
  - •14 V
  - El
  - 1ere Position de marche
  - fie
  - G
  - Av
  - Pour avoir sur chaque contrôleur le levier de changement démarché en avant pour lamarche avant, faire les connexions comme ci-dessous.
  - Connexions des freins
  - R
  - râi0— N°2) Ai B20__BB ^
  - G
  - S —VWWWVWW'-1
  - / A2 .
  - ContrôirjAAî
  - -AA2\
  - - A2 l Contrôleur -AAi f N°1 Al )
  - Fig. 347
  - Schéma d’un contrôleur Thomson-Houston, type B-13 à freinage rhéostalique et freinage électromagnétique.
  - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES 413
- p.413 - vue 463/870
- - 414
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 5° Le schéma (lig. 351) d’un contrôleur Westinghouse T-4, permettant les mêmes combinaisons que les précédentes : série-parallèle, contrôla par le champ et freinage avec champs croisés, mais avec, en plus, un fil d’équilibre entre les deux groupes de moteurs.
  - Certains contrôleurs à freinage permettent des combinaisons très variées.
  - Ainsi, les contrôleurs Thomson-Houston des automotrices à deux moteurs de la ligne Grenoble-Villars de Lans, permettent soit le freinage électrique seul, soit le freinage électrique et le freinage électro-magnétique combinés.
  - D’autres contrôleurs type B-234-A de la même ligne pour les voitures à quatre moteurs, permettent : a) le freinage sur résistances, b) le freinage sur résistances et le freinage électro-magnétique combinés, et c) le freinage électro-magnétique de secours par le courant de la ligne.
  - Les contrôleurs B-234-B des automotrices à quatre moteurs en service sur la ligne Menton-Sospel, de la Compagnie des Tramways de Nice, permettent les mêmes combinaisons que les précédents (B-234-A), mais le freinage électro-magnétique de secours est obtenu par l’emploi d’une batterie d’accumulateurs.
  - 135. Théorie du freinage électrique par fonctionnement des moteurs en générateurs débitant sur des résistances, — Nous nous proposons d’analyser ce qui se produit dans le mode de freinage ci-dessus.
  - Nous admettrons que le champ magnétique du moteur fonctionnant en générateur reste sensiblement constant pendant toute la durée du freinage, de sorte que le couple retardateur produit par le moteur varie proportionnellement au courant. Cette hypothèse est suffisamment exacte pour la pratique.
  - Ceci étant, pour écrire l’équation du freinage, nous exprimerons que la puissance vive du système est égale au travail résistant nécessaire pour l’amener au repos.
  - Si donc w est la vitesse angulaire du moteur, MK2 son moment d’inertie, K étant le rayon de giration de l’induit, on a :
  - MK2 A = v (_. M F)i
  - ou s(MaF), c’est-à-dire la somme des moments des forces retardatrices, n’est autre que le couple retardateur électrique C du moteur, en négh-
- p.414 - vue 464/870
- - Marche - Moteur 1 hors circuit.
  - Fl F2
  - AM J R7_noR6nnR5 +2 A2 15 Î2
  - • > H-fV-K
  - ,1 A x-vAAl T lu i\6 R5 +2 A2 ^AÂ2. v—^ rtirMirf *--—•—g)—<.
  - J i+;+2+-3;feJ
  - FF2
  - Marche - Moteur 2 hors circuit.
  - « +1 Al R7 R6 R5 +2 A2 /-nAA2 ^f2 15 Î2
  - X$st&~4 L+?;U&U '_________Z?.J
  - freinage - Moteur 1 hors circuit
  - Fl
  - 3 î G A
  - -----
  - \.
  - r£®nèï
  - FFl
  - F2
  - 4 4'
  - FF3
  - _______________________________
  - — Th B2 R3 Rl R5 R6 317 +1
  - Connexions à suivreemploi de circuit /imitateur de courant
  - rsansN
  - c\
  - ^<a\/ec'
  - ;fc'
  - B -r Bl B2 ,,, G
  - -vW-
  - T hMÉd-r-
  - ..s\t\>y £L_ a a £
  - au freinage.
  - ïVvV
  - I
  - —ix
  - Freinage - Moteur 2 hors circuit
  - Fl
  - 3 ,'4>^G
  - "s
  - FFl
  - »Y
  - F2
  - 1 G
  - FF2
  - I_____________________________________________
  - i^lPlA^nn^lèî R5 R6 R7+2ÎR? i+1
  - T^t++* + i5 +^+6 441+6 * +
  - ♦ 't + +*-^ + ++t + +^ _ i
  - ^^VW^LJ^/yyG
  - Annexions à s ' ^a*sans^^
  - uivre emploi de relais Iimitateur de courant
  - -•—_______ ^ai/ec'^ au freinage
  - Y ^''É-
  - -fc.______________
  - \ A B! B2 A A A G v r* v v
  - Marche normale à Z moteurs . Série . Crans 7a 4
  - Tl R.4 É3 B2 Ri Ro +1. i3 *-1-2
  - +1 Al
  - AAl
  - Fi
  - fài-
  - fH»—•—g)—*c *
  - FFl
  - R7 R6 R5 +2 A2 AA2 S
  - >"ŸJUl#IUlr*vJt?—*+++*—(g)—-»C ? '
  - la-AM m
  - 15 T2
  - Fi n série . Cran S.
  - Ti Rs Bâ R2 Ri Ro
  - f •Tn^lMWflr*
  - t*- -»- + •*• 4-•*--*-+ + '4-4-
  - +1 Al ^ AAl
  - ^-•- - -•—(ky—<'
  - R7 R6 R5
  - >-tjiwir«
  - +2 A2 AA2 J—•—•—(g)—•«<
  - 15 T2
  - FFl
  - FF2
  - n
  - Translation de série à parallèle. Pont Rl R3 R2 R1 Ro +1 Al „ AAl TtT R7 Ro R5 î + i FFl {
  - .15
  - T2
  - Parallèle. Crans 6,7et8.
  - Tl B* Râ JSï Bl Rû +1 Al AAl & Rî RB R5 T2
  - ♦-•—•—gÉ~< s ,>-fJUlMJlr«-**—•
  - Tl i Î6 + *;8 +7 •+ .
  - 04. + 4.J.*-*t+***+** + + + * + 4.+-tt | FFl + ** + 4 + *+» /
  - 15 Ta
  - FF2
  - Freinage normal à 2 moteurs Al AAl
  - ------ix
  - Fl
  - 3^2>.G
  - /<
  - FFl
  - Â2
  - FF2
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  - i___liai---____________
  - B Ro Ri R2 R3 R^ia7 R5
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  - ^2 R6 R7
  - J5 i\0 lu ji2 . fiii fi.* "j a7 fib jlii .4.1
  - Î 1 i2 t3 {5 • ' fft |6 i4 *6 +.
  - + +-»+ + + + -t + + +X + -t-J „ tu. 4-1+-*.-4- +4+-4» 4.-R ±
  - b-aaaS-®wfg
  - L.
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  - i.
  - \ F2
  - 4>«: %i y>-------------!
  - sans<, ^
  - 1 Connexions à suivre^ vy emploi de relais Iimitateur de courant |__ ^^ave.c^ du freinage
  - Bl B^a, G i
  - Y ? * A v v — vr\i~*-------------------
  - ns-
  - LÉGENDE
  - -j- 4—|—j- -(- Connexions de l'hélice principale.
  - -----------------Connexions des cylindres inverseurs.
  - —. —. —. —.— Connexions' facultatives du relais limiteur de courant au freinage.
  - Fig. 349.
  - Schémas des combinaisons obtenues avec un contrôleur Thomson-Houston, type B 302, avec la connexion du pont et freinages électrique et électromagnétique.
- p.n.n. - vue 465/870
- - arche
  - démarrage
  - ai ^0TA- — S’il n'y a pas de freins électromagnétiques,^connecter les'bornes B des contrôleurs a la terre. S’il y a des freins pfOHïagnétiques sur l’automotrice et les remorques, brancher les deux coupleurs Bi et B2 respectivement entre eux. S’il dit 1 es ^reins électromagnétiques que sur les remorques et non sur l'automotrice, le coupleur B2 de 1 automotrice est réuni taTi ement à G et le coupleur B, à B. Dans le cas d’emploi du dispositif limileur de courant à freinage par relais alimen-‘es inducteurs, suivre le tracé indiqué en éléments; l’entrée des freins n’est plus alors connectée à B, mais à la sortie
  - ^ relais comme indiqué.
  - Nota. — Pour avoir sur chaque contrôleur la manette de changement de marche inclinée vers l'avant pour la marche avant, les connexions entre les contrôleurs doivent être faites comme l'indique ce schéma, c'est-à dire : Contrôleur n° l.......
  - m
  - pqA/VVpt-
  - JEFl
  - .Fl
  - FF2
  - -F2
  - i F2vvvFF?
  - • Fig. 348.
  - Schéma des connexions d’un équipement à contr5ieurs Thomson-Houston, type B-302, à connexion à pont et à freinages électrique et électromagnétique.
- p.n.n. - vue 466/870
- - Frein
  - t 6 5 S' J 2 1
  - ff
  - ïT
  - Marche
  - série parallèle
  - 1235 5 6 7891011
  - Nota. — Dans le contrôleur, les contacts ayant les mêmes désignation sont reliés entre eux.
  - Marche en sérié
  - Pl Wi
  - W2 W3 m Ws W6 Wr
  - Marche en parallèle
  - P 6 Wi Wz W3 m W5 W6 Wr W8
  - p A Wi W2 W3 W* Ws Ws Wr
  - Marche avec groupe I
  - P A Wi W2 W3 W* W5 Ws W7 Ws
  - Marche avec groupe H
  - LÉGENDE
  - V, avant. V6, frein avant.
  - R, arrière. V6, frein arrière.
  - Fig. 350.
  - Contrôleur Brown-Boveri, type G 6/0, pour 4 moteurs, avec freinage électrique et régulation par le champ.
- p.n.n. - vue 467/870
- - Trolle\
  - Contrôleur N?1
  - Série Parallèle 12345 1234
  - Freinage 6 5 4 3 2 1
  - Avant Arrière Avant Arriére
  - Frein
  - magnétique
  - |Ri
  - ÎRz
  - fora
  - PS
  - P?
  - Disjoncteur
  - Parafoudre
  - ~OCH
  - T Résistance
  - -%UÎT-_>
  - Bnbmes de 3 soufflage
  - Résistance
  - -w-
  - -- IVWVNMAAWA
  - -li---*Fl+ 1 Fl-
  - Ivvswwlww
  - F3-
  - pWA/VVV\A|/fVV*—<
  - “fe Sér,e N'-
  - r
  - Disjoncteur
  - "T—t^wwvvvvI^>^A/>» 1 A4- ^ A4* F4
  - A3- ^ A3*
  - ;\_yv«S #/WWWVNMVS*
  - 3 +3 •---*F3+ K3S»—.t
  - Bobines de 3 soufflage
  - + + •---*t++ F4S»1 I ♦
  - —•/^vwsi IwwwwvvW» ^
  - 1—Série N°5
  - T Résistance
  - ^ÎUIIUK
  - Bobines de soufflage
  - /-s. Al-
  - —j jVWWWVp/W^
  - - / wvwl Ivwwwlwvî
  - 3- "S An*
  - jpAAVvAAA^/VVV^
  - » ^^Tuir
  - A4- A4*
  - Parallèle N
  - l*n«r nu*tire hors circuit les moteurs 1 et 3, lever les doigts AH-.*'-, F'*- A*+. A*—, F**. F'+.
  - l*opr mettre hors circuit les moteurs 2 et 4, lever les doigts A*A1-, F**, A*+, A*—, F**, F*4-.
  - (Jutnd il n'y a pas de frein magnétique, il faut connecter les d<$gls B et G entre eux.
  - Fusible
  - Bobines de soufflage
  - Frein
  - -------!
  - magnétique
  - JG£
  - Fig. 351. — Contrôleur T. I S-, «le la Société anonyme Westinghouse, de Paris. Schéma des connexions avec freinage rl.éostaliq„e, freinage magnétique et réflation par le champ.
- p.n.n. - vue 468/870
- - freinage des voitures électriques
  - 415
  - [es
  - On a
  - couples retardateurs produits
  - donc :
  - MK2
  - doi
  - dt
  - par les frottements de toute
  - C.
  - ^'ailleurs,
  - El — wG,
  - d'où :
  - G
  - El _ E2
  - co pco
  - eu désignant par p la résistance totale clu circuit de l’induit (moteurs et rhéostat), résistance que nous supposerons constante.
  - Or, „
  - E = nN 4> 10 8 = -- wN4>10—8,
  - 2tt
  - par suite,
  - C =
  - N4>10-8\2
  - 2ir
  - \ 1 w
  - / P ’
  - ce que nous écrirons :
  - C = H2—, en posant, pour simplifier l’écriture : H =
  - N4>10-8
  - 2tc
  - L’équation du freinage s’écrit alors finalement :
  - MK2 ~= — W
  - dt
  - dco _ H2 77 ~~ ,MK2p’
  - dt,
  - doù, en intégrant entre les limites o et t et appelant el w les valeurs
  - correspondantes de co :
  - Log
  - H2
  - M K2p
- p.415 - vue 469/870
- - 416
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - et finalement “ e ” étant la base des logarithmes ^périens :
  - u) = co0 e
  - -H2-., MKSP ’
  - ce qui est de forme exponentielle. On en conclut que :
  - La vitesse angulaire w ne s'annule jamais.
  - L’amortissement est d’autant plus rapide que p est plus petit et (i. c’est-à-dire 4>, plus grand.
  - La conclusion est différente si on tient compte des résistances passives jusqu’ici négligées.
  - Soit, en effet, P la somme de leurs moments, que nous supposerons constante, l’équation du freinage devient :
  - MK2 ~ dt
  - H2
  - o) —|— P
  - t.
  - et son intégration montre que w = o, au bout d'un temps fini. En effet, l’équation précédente donne :
  - MK2aà*>
  - Son premier membre est de forme
  - a d x mx -\- n
  - dont l’intégrale est :
  - * — Log (mx -j- n) -|- Cte.
  - Pour t = o, w = w0, ce qui permet d’avoir la valeur de la consO11* On a donc :
  - o
  - Faisons t = o, w = oj0. On a :
  - MK2
  - H2
  - + n
- p.416 - vue 470/870
- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 417
  - L'équation précédente devient alors :
  - o
  - + p) — L°g
  - 0
  - <loù:
  - H2
  - — w —
  - P
  - Log^
  - H2
  - P
  - H2
  - VÏK^ ’ *’
  - et finalement :
  - H2
  - + p)e-
  - H2
  - MK2 p
  - . t.
  - Pomme vérification, si on fait P = o, on retrouve bien l’équation du cas précédent.
  - On voit ici que w = o, au bout d'un temps fini “ ^ ”, tel que :
  - MK2? ? + P
  - ‘ = Log------P---’
  - 'aleur obtenue immédiatement en faisant w = o dans l’équation (2). ü est à remarquer que dans ces formules toutes les quantités peuvent déterminées, ce qui permet d’obtenir un arrêt tout à fait précis dans ^conditions voulues.
  - f-elte question a son application non seulement pour déterminer le !ssement des véhicules, mais pour le pointage des pièces d’artil-
  - «lenl
  - éric
  - an’ets des monte-charges, ascenseurs, etc.
  - ^ ^a»s ce freinage électrique où les moteurs, fonctionnant en généra-1^-, débitent un courant d’autant plus grand qu’ils tournent plus vite,.
  - °d de freinage, considérable au commencement, va en diminuant ’’u lo ["1Verïlent avec la vitesse, et il ne peut y avoir calage des roues 'k'ej aU rao^ns ^ ne saurait être que partiel puisque la puissance El, JPpee par le moteur, s’annule avec son mouvement: les roues ne °nc pas s’arrêter complètement, il y a ici une sorte de limita-i^Ur U^°nia^(ïue de l’effet du freinage, ce qui est une circonstance très Se- Le frein est en plus susceptible de graduation, par fermeture
  - 27
- p.417 - vue 471/870
- - 418
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - du moteur sur un rhéostat réglable et on diminue progressivement Içv résistances pour augmenter l'effort de freinage et le maintenir à une valeur raisonnable, malgré la diminution de vitesse du moteur.
  - Ce mode de freinage présente quelques inconvénients :
  - L’amorçage demande quelquefois un temps très appréciable.
  - Si les résistances sont trop fortes, l’amorçage est lent ou nul; si elles sont trop faibles, l’amorçage est brusque, il en résulte un choc brutal pour les voyageurs et le matériel, et il y a production de surtensions. Les roues commandent les moteurs dans le sens roue-pignon; le choc de l’arrêt, s’il y a choc, se répercute sur les engrenages et sur l’armature, ce qui peut les endommager assez rapidement.
  - On peut toutefois aisément éviter ces inconvénients et, en définitive, ce mode de freinage est éminemment pratique et sûr et est très employé, pas assez cependant, car certaines administrations sont encore rebelles à son utilisation, malgré les avantages incontestables qu’il présente sur tous les autres et qui ne sont plus à prouver.
  - Remarque. — 11 est à noter que ce mode de freinage sur résistance-, caractérisé par la mise hors-circuit, des moteurs par rapport à la ligne,
  - après inversion des connexions entre leur induit et leurs inducteurs cl
  - leur fermeture sur eux-mêmes avec insertion de résistances extérieure-, ne s’applique ^qu’aux moteurs courant continu, les autres ne poman! s’exciter eux-mêmes; observons d’ailleurs, en passant, que ce procole s’appliquerait mal aux moteurs shunt, courant continu — non emplo.'*’ toutefois en traction — par suite du risque qu’il y aurait qu ils ne désamorcent si l’on réduisait trop la résistance en circuit avec 1 induit-
  - 136. Résistances de freinage. — Dans la plupart des cas, on empi0^ comme résistances de freinage, celles de démarrage en les gi°ul d’une manière appropriée. Toutefois, il arrivera qu’en général L P' mière résistance de freinage sera insuffisante, car avec une telb r tance, mise en circuit à la première touche de freinage, ou d -e duira des surtensions exagérées, si la vitesse est trop élevée a ct ment, ou bien il arrivera que l’intensité du courant, sans a^e en valeur absolue une valeur dangereuse, dépasse la valeur coi dant à l’effort de freinage maximum admis. 11 faudra donc vérifîer qu’aucune de ces circonstances ne peu tse produire. Si 1 UIie
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 419
  - ;,> produisait, il faudrait adopter une résistance plus grande, en s’assurant toutefois que l’amorçage a bien lieu.
  - Comme surtension maxima, on admettra en général, suivant le type ,|e moteur, une valeur de 25 à 50 p. 100, supérieure à la tension normale jt> service. Remarquons qu’à ce point de vue particulier, les moteurs à pôles de commutation sont avantageux.
  - En ce qui concerne l’effort de freinage maxima, fonction de la résistance maxima et aussi de la vitesse maxima admise, on ne dépasse guère ôu kilogrammes par tonne, ainsi que nous l’avons déjà vü (§ 111), afin de m1 tenir suffisamment éloigné des conditions limites d’adhérence.
  - 11 y a dans ces déterminations un élément arbitraire servant de base • t qui est la vitesse maxima à admettre pour le véhicule. Il suffira, en général, de prendre pour cette vitesse, celle atteinte par le véhicule à vide en palier et alignement droit.
  - Dans certains cas, il y aura lieu cependant de calculer directement
  - résistances de freinage en vue de satisfaire à des conditions particules, par exemple d’obtenir sur la pente maxima d’un parcours donné mu* vitesse maxima donnée, quel que soit le tonnage des trains ou encore tue la vitesse puisse toujours,être maintenue entre deux limites données 'i « va nce.
  - La solution de ces problèmes résulte immédiatement de l’étude •'livante ;
  - L37. Caractéristiques du fonctionnement d’une voiture en freinage •Métrique sur une pente donnée. — Si une automotrice descend une kBle d inclinaison suffisante pour que l’accélération due à la pesanteur sUPérieure aux résistances à vaincre, les moteurs seront entraînés iniquement par l’essieu et seront susceptibles de produire de n' rgie électrique. En dissipant cette énergie dans des résistances, on un freinage continu. Il s'agit de régler ces résistances pour
  - "ünii
  - Ullr ta régulation de la vitesse, c’est-à-dire pour obtenir sur la pente une vitesse constante donnée. Le mode de freinage qui nous tidy r<^Sourï parfaitement le problème et on détermine facilement les ‘°us de fonctionnement des moteurs au moven de leurs caracté-
  - Uqijg-, ^
  - 5 comme nous allons le voir.
  - Jl) ^ R
  - a Uïl freinage continu réglable d’un emploi très précieux sur jj'nCs a tangues pentes.
  - a&d) étant donnée la vitesse que l’on veut obtenir sur une pente
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- - 420
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - donnée, de déterminer l’effort retardateur à produire, l’intensité du courant à faire débiter par les moteurs, fonctionnant en générateurs, enfin la valeur de la résistance à insérer dans leur circuit.
  - 1° Effort retardateur. — Il est égal à l’effort moteur résultant de la gravité.
  - Soient : i, la pente en millimètres par mètre et r le coefficient global de traction rapporté à la tonne sur la voie considérée et que nous admettrons être le même, que les moteurs fonctionnent en moteurs ou en générateurs, et en outre constant.
  - Courants
  - Fig. 352.
  - Soit enfin P en tonnes le poids du train.
  - L’effort total retardateur cherché est en kilogrammes :
  - Fl = P(i-r),
  - c’est l’effort ou plutôt le travail correspondant qui doit être absoib les moteurs fonctionnant en générateurs. On .en déduit 1e 0 moteur F',.
  - I u!!
  - 2° Intensité du courant débité. — Ce courant est celui pion11 couple retardateur correspondant à l’effort Fh aux jantes. y
  - On suppose connues les caractéristiques du moteur -kilom./heure et efforts F en kilogrammes à la jante (fig- 352).
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 421
  - S’il s’agissait d’un moteur sans pertes, les efforts théoriques F" à la jante évalués en fonction de I seraient représentés par une courbe sensiblement une droite), passant par l’origine, car on devrait avoir :
  - F"V (U — RI) I
  - iMT “ 93Ï ’
  - d'où :
  - (U-RI2J 2,7 V '
  - On trace facilement la courbe des efforts théoriques F" en fonction de I en s’aidant de celles des vitesses V.
  - Des deux courbes F et F", on déduit facilement celle des efforts F' correspondant à un courant débité I par les moteurs fonctionnant en ffénérateurs, si on admet que dans les deux modes de fonctionnement les pertes dans les moteurs sont les mêmes pour un même courant et malgré les différences de vitesse correspondant aux deux régimes en question. Celte hypothèse est très suffisamment exacte en pratique. Dès lors, eomme ces pertes (noyau et frottements divers) s’ajoutent à l’effort théorique F" ci-dessus pour retarder la marche sur les pentes, c’est-à-dire ‘lans le fonctionnement en générateur alors qu’elles se retranchent de r,‘t effort F" dans la marche en moteur, il suffit de reporter au-dessus de la courbe théorique F" la différence F"—F qui représente précisément cos pertes.
  - Les efforts F' en générateur sont donc définis par l’équation :
  - F' = F" 4- (F" — F),
  - P°Hr chaque valeur de l’intensité.
  - ^ La courbe F' étant tracée, il suffît de prendre sur cette courbe l’or-',nnee F' =. précédement calculée, pour avoir en abscisse le courant rc le débité par un moteur fonctionnant en générateur et produisant couple retardateur correspondant à F,. Soit I, ce courant.
  - ^ Résistance à insérer dans le circuit des moteurs :
  - ‘ 01 X, cette résistance et V la vitesse à maintenir constante sur la
  - donnée.
  - Soit ni,. ...
  - u> ia résistance totale intérieure du moteur.
  - La f'
  - e m-, induite par le moteur, fonctionnant en moteur, est E = U —RI.
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- - 422
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - S’il fonctionne en générateur, elle sera :
  - (2) E' = (X+R)I.
  - Pour un véhicule équipé avec un seul moteur, si V et V' sont les vitesses correspondant aux deux modes de fonctionnement précédents on aura évidemment :
  - v 7 V' E' (X-fR)I
  - car le courant étant le même dans les deux cas, le flux inducteur est également le même.
  - Dans le cas où [le véhicule serait équipé avec deux moteurs, ceux-ci étant en parallèle pour le freinage, la résistance X serait traversée par le courant total et on aurait :
  - c’est-à-dire :
  - (4)
  - V U —RI
  - Y7 “ (2X -f R)T
  - Or, V vitesse en générateur, n’est autre que V0 donné, V' = V,. D’autre part, on connaît I d’après le calcul précédent et quant à V, c est la valeur lue sur la courbe de vitesses en moteur et correspondant à ï. L’équation précédente permet donc de calculer X, seule inconnue, soit :
  - X
  - 2\V X I
  - RI
  - R
  - d’après l’équation (4).
  - Pratiquement, on termine le calcul en vérifiant que la résistance -mettre en circuit peut dissiper sans échauffement exagéré la quantité chaleur correspondant à X X (21 f watts pendant la durée du ^ie|Iia^ dépendant de la longueur de la pente et de V0. On choisit d âpre» types de résistances de valeur ohmique X celle qui convient.
  - Remarque. — Ayant ainsi déterminé la résistance X à mettre cuit pour obtenir une vitesse V0 sur une pente i, on peut se piopo® ^ calculer la vitesse qui sera réalisée sur une pente i' pour la même
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 423
  - lance X en circuit. L’équation (4) résout évidemment le problème. X est ici connue. La seule inconnue est Y' et on a :
  - (2X+R)I U —RI
  - 138. Calcul des résistances de freinage, la vitesse devant rester dans des limites données. — Nous nous proposons de calculer ces résistances, afin que la vitesse du véhicule puisse être maintenue entre des limites données a et b (a < b).
  - Nous supposerons, pour simplifier, qu’il s’agit d’un véhicule à un seul moteur.
  - Remarquons d’abord que la formule établie ci-dessus :
  - Y Ü — RI Y' — (X + R) I’
  - fM-rmet de construire en fonction de I, la courbe des vitesses d’un moteur fonctionnant en générateur, et pour une valeur quelconque de la résistance X. •
  - Soit alors Xi, la résistance maxima admise, déterminée par tâtonnements, satisfaisant aux conditions précédemment indiquées. La courbe vitesses correspondantes Y,, sera telle que :
  - Y U —RI
  - v,— (xT^hRyr
  - Cette courbe est tracée sur la figure 353.
  - 1 façons les deux horizontales des vitesses limites a et b. La partie "llle ta courbe V, est le segment Ai Bi, compris entre ces deux 1 es- Pour le point Bi en particulier où la vitesse est “ 6 ”, on a :
  - 5 V U —RI
  - b *“(X1-j-R)f
  - q j«
  - n Perche la résistance X2 qui, sous le même courant, ramène la sea ta valeur “ a correspondant au point A-2. On a pour ce point :
  - V_ U —RI a (X2 -f- R) I*
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- - 424
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - D’où en divisant membre à membre, les formules 5 et 6 :
  - b _ Xt + R a xT-p-R’
  - expression .qui permet de calculer X2.
  - Ampères
  - Fig. 353.
  - Epure de résistances de freinage.
  - On tracera la <?ourbe des vitesses correspondant à X2 et on cale lera de même la résistance suivante X3 pour laquelle on devra ai01
  - b___X2 -f- R
  - a~X3 + R’
  - et ainsi de suite, de proche en proche.
  - La vitesse suit ainsi la ligne brisée Ai Bi A2 B2, etc.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 425
  - 139. Exemple. Epure du freinage. — Soit une voiture à un seul ,->teur de résistance totale intérieure 0,7 ohm. Le poids de la voiture 4 î tonnes. La tension de service est 500 volts et les caractéristiques, ..tesses V et efforts F, sont données (fîg. 354). On construit comme'il a dit, les courbes F' et F".
  - 350 38
  - 300 36
  - 850 3%
  - 800 32
  - 750 30
  - 700 28
  - P 650 26
  - '*450 IB
  - Courants en ampères
  - Etude
  - Fig. 354.
  - êraphique du freinage d’une voiture de 7 tonnes équipée avec un moteur-série.
  - h s,
  - °it à
  - a maintenir une vitesse uniforme de 15 kilom.-heure, sur une
  - L’ejf ^^^mètres par mètre.
  - accélérateur F\ dû à la pesanteur sur cette.pente est :
  - F5 = 7 (40 — 10) = 210 kilogrammes,
  - w ^ comme coefficient global de traction en palier 10 kilo-e* Par tonne.
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- - 425
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - En portant sur la courbe F' l’ordonnée 210, on obtient comme valeur du courant débité 9 ampères, auquel correspondrait en moteur une vitesse de 38 kilom.-heures.
  - La résistance à mettre en circuit est (3) :
  - X = i X ^ (500 - 0,7 X 9) - 0,7 = 21 ohms.
  - 2° Soit à déterminer les résistances de freinage pour maintenir la vitesse entre les limites a = 14 kilom.-heure et b = 16 kilom.-heures.
  - Pour déterminer la résistance maxima, nous prendrons comme vitesse maxima celle correspondant à la pleine vitesse en palier. Dans ces conditions, la résistance à la traction est 7 X 10 = 70 kilogrammes, correspondant à une vitesse de 24 kilom.-lieure.
  - Soit 25 ohms, la résistance maxima admise, elle correspond à la vitesse de 24dulomètres-heure, à un courant de 20 ampères et à un elTor:
  - résistant de
  - 370 kilogrammes, soit
  - 370
  - ~T
  - 53 kilogrammes par tonne
  - environ, valeur un peu forte, mais cependant encore acceptable.
  - Quant à la surtension produite à la vitesse de 24 kilomètres-heure elle est de :
  - E' = (25 + 0,7) X 20 = 514 volts,
  - valeur très acceptable.
  - Ceci étant, la résistance X2 est telle que :
  - 0,7 + 25 _ 16 W+% ~ Ï4’
  - d’où X2 = 21 ohms, et ainsi de suite.
  - 140. Freinage par mise des moteurs en court-circuit franc. ^ dans le mode de freinage précédent, on supprime les résistance^^ mettre lès moteurs en court-circuit franc sur eux-mêmes, on 1 nouveau mode de freinage comme cas particulier du précédent.
  - Le mode d’action des moteurs est le même que ci-dessus, nia ^ bien évident que ce freinage ne saurait être employé que _j jV» temps très court. C’est un freinage d'urgence et, à ce titre, emploi très pratique et est à recommander.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 427
  - L-i plupart des contrôleurs modernes sont prévus en vue de la réali-lion de ce freinage s’ils ne permettent pas le freinage continu et ’!able, qui est surtout intéressant dans le cas de parcours comprenant /longues déclivités.
  - Sq fej £5* «t{
  - par mise du moteur en court-circuit.
  - ^ - avons donné antérieurement divers schémas de contrôleurs <• j ^èle qui comportaient l’application de ce mode de freinage ^ ^ous donnons en outre ici le schéma (fîg. 355) d’un •r^®ostatique Thomson-Houston pour un moteur, dérivé de »ures 33 et, 35, mais comportant ce freinage.
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- - 428
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 141. Freinage par récupération. — On se propose ici, au lieu dedi siper dans des résistances, l’énergie électrique produite par les moleuN de la renvoyer à la ligne d’alimentation pour aider à la propuldoti d’autres trains en l’ajoutant à celle produite par les stations génératrice*.
  - Comme le mode de freinage que nous venons d’étudier, celui-ci e-1 avantageusement employé pour maintenir une vitesse donnée sur un» pente donnée.
  - Soit un moteur courant continu fonctionnant comme dans le cas précédent, c’est-à-dire débitant sur des résistances pour réaliser le freinas:» électrique continu réglable, si on le relie à la ligne en parallèle avecce* résistances en supposant que la tension à ses bornes soit suffisante, puisqu’on supprime ensuite ces résistances, on voit que le moteur renvois théoriquement de l’énergie à la ligne. Toutefois, si la f. é. m. du moteur vient à baisser, le courant se renverse et on se trouve dans le cas Je l’inversion de marche : la voiture s’arrête, puis repart en arrière si on ik coupe pas les connexions. Il est ainsi essentiel pour récupérer que h tension aux bornes du moteur soit maintenue supérieure à celle dr « ligne.
  - D’autre part, la tension de la ligne au point de captation du couran; est essentiellement variable. Or, supposons qu’elle vienne à décroître.» courant de récupération croîtra, d’où accroissement du champ du m<-teur, ce qui tendra encore à amener un accroissement du courant pre duit qui pourra ainsi facilement atteindre des valeurs exagérées, bupp sons d’autre part que la tension de la ligne croisse soudainement a|*r que le moteur a commencé de fonctionner en récupération. Le court* produit diminuera, d’où une diminution du champ du moteur et nom diminution du courant, lequel sera finalement renversé pom ^ ensuite rapidement dans ce sens inversé et il est alors su^cepi d’atteindre des valeurs excessives de court-circuit, car la tension duite par le moteur s’ajoutera à celle de la ligne.
  - De tout ceci, il résulte que le moteur série ordinaire ne peut employé sous sa forme normale pour récupérer, car, tel qu il e‘ ^
  - trait, ce moteur ne peut pas produire une f. é. m. suffisante p1 monter la tension de la ligne. eef*-1
  - On est ainsi amené à envisager l’emploi d’une excitation sep ^ surexciter les moteurs dans le fonctionnement en récupérah011^^ conduit naturellement à l’installation sur la locomotive d une
  - supplémentaire.
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 429
  - Mais il se présente ici des difficultés particulières inhérentes à un „.rvice de traction.
  - L'ne locomotive fonctionnant en récupération n’est, en effet, en .--finilive, autre chose qu’une sous-station se déplaçant entre les sous-aalions fixes et fonctionnant en parallèle avec celles-ci. Ces dernières lentle voltage à la ligne et la locomotive doit produire ce voltage plus t chute de tension due au retour du courant aux harres omnibus. Si nergie récupérée alimente une autre locomotive, la tension à laquelle Mtr énergie doit être produite dépend de la chute de tension correspondit au courant pris aux sous-stations par les locomotives ne fonction-,mtpas en récupération. Il est d’ailleurs possible pour un train descendit et récupérant, de faire mouvoir un train plus léger voisin montant, ouïe l’énergie produite passant par les barres omnibus d'une sous-•alion, mais sans que cette sous-station fournisse réellement de -nergie. Dans ce cas, les groupes générateurs de la sous-station fixent ' mplement la tension du trolley.
  - Tout système de récupération doit ainsi tenir compte des mouve--ntsdu train récupérant et des autres trains, dont les uns peuvent être •pleine marche et les autres démarrer, des variations du profil de la •aie, d où variations de la charge sur la ligne, delà distance variable drain récupérant aux sous-stations, etc., toutes circonstances qui se ^'luisent par de grandes et rapides variations de la tension de la ligne •endroit où le train récupérant se trouve à chaque instant. De là il 'ulle que les moteurs fonctionnant en générateurs doivent produire ‘•courant sous une tension variable à chaque instant, cette tension 'ant>d« seul fait que la locomotive s’éloigne ou s’approche d’une sous-
  - Mion
  - croître ou décroître, l'effort de freinage ainsi que la vitesse
  - ^supposés constants.
  - -n définitive, les principales conditions auxquelles un système de UP* ration doit satisfaire, peuvent être formulées ainsi :
  - J( la production de courants d’armature trop intenses, sur-
  - 'itia^ fraildes vitesses. Il est à remarquer en effet, que le couple de . e^an! proportionnel au produit du courant d’armature et du *di' lnc^Uc*'euri il est évident qu’aux grandes vitesses pour lesquelles }*Jr *p esl faible, le courant d’armature sera relativement important n effort de freinage appréciable.
  - c°urants d’armature sont, en outre, sujets à de brusques varia-
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- - 430
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - tions, dont la cause principale réside dans les brusques variations .tension à la ligne dues à des démarrages voisins par exemple. Une aulr cause peut être un réglage insuffisamment progressif de l’excitation,), moteur. Il faudra donc un assez grand nombre de crans au rhéostat ô réglagem moins que le système ne tienne compte automatiquement a-cette circonstance.
  - ~ Au point de vue qui nous occupe, les moteurs à pôles de comnniti-tion sont particulièrement avantageux, et, en fait, l'avènement (Ucrs moteurs a beaucoup aidé à la solution du problème.
  - 2° Dans le cas où pour le fonctionnement en récupération il >tr, nécessaire de séparer d’abord le moteur de la ligne pour le remettree circuit ensuite, il sera nécessaire qu'à ce moment la tension produite, ses bornes ne soit que très peu supérieure à celle de la ligne.
  - 3° L’énergie récupérée doit provenir, par parts aussi égales que lisible, de chacun des moteurs de l’équipement.
  - 4° L’effort de freinage ne doit pas décroître d’une manière trop .'••lisible, quand la vitesse croît et croître d’une manière trop sensible quan: la vitesse décroît. D’autre part, de brusques variations de cet elle doivent être évitées en cas de variations dans la tension de la ligne.
  - 5° Enfin, les moteurs ne doivent pas produire de surtensions exar • rées en cas d’interruption du courant de ligne. Or, la tension produit n’étant plus alors limitée par celle de la ligne, tend à croître jusqu a • • que la saturation soit atteinte et comme les moteurs sont toujours a^-loin de la saturation aux grandes vitesses quand ils fonctionnent générateurs, cette tension atteint facilement deux à trois fois la normale, ce qui peut amener de violents crachements et mèinf ruptures d’isolants.
  - Il est bien évident que tout système de contrôle axrec récup^^1 doit tenir compte automatiquement de toutes ces nécessités. ^
  - On voit, par ce qui précède, que le problème est en réalité ex ^ ment complexe et, en fait, jusque récemment, la récupération en <• ^ continu n’a pas été réalisée en traction. Les divers systèmes qu! L successivement essayés, comportaient l’emploi de combinais011 roulements shunt et série, mais aucun d’eux n’a été réellemeid1 ^ exploitation. Nous nous bornerons à examiner celui en usage
  - sur
  - la -
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 431
  - ,ne où le freinage par récupération fonctionne en exploitation nor-|e celle du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul à 3000 volts et aussi le ^lème de traction auto-régulateur à récupération dit système S. T.A. R.
  - \teliers de Constructions Electriques du Nord et de l’Est, essayé par .Compagnie du Métropolitain de Paris en 1913, et que nous avons déjà lentionné au Chapitre V, § 54, à propos des méthodes de régulation de , marche des automotrices. Ce dernier système fait, dans son ensemble, objet d’un chapitre annexe au Chapitre XIII.
  - 142. Fonctionnement en récupération des locomotives du Chicago-Ïilwaukee-Saint-Paul.
  - ai Locomotives à huit moteurs de la General Electric (Locomotives ,pe!915). — Le schéma de principe du fonctionnement-en récupéra-mu des moteurs de ces locomotives est le suivant (fïg. 356) :
  - Fig. 356.
  - Schéma de principe du fonctionnement en récupération.
  - 4 fait emploi d’un petit groupe moteur-générateur A E, dont la r, qu! constitue l’excitatrice du moteur d’essieu M est bran-dérivation aux bornes de l’enroulement série F du moteur. Cette ,.JQ ,est a enroulement compound différentiel pendant la récupé- est là la caractéristique essentielle du système. Nous verrons
  - faction.
  - «'.-rs j. °^ge de l’excitatrice est plus grand que la chute ohmique à nr°ulement série, le courant qu’elle débite passera dans ces
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- - 432
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - enroulements en s’ajoutant au courant venant du trolley, pendant } fonctionnement des moteurs en moteurs. Gomme la vitesse ne ehani-pas pratiquement, la f.e.m. des moteurs croîtra et ceci à peu près et proportion du courant ainsi ajouté. Si, par suite, l’excitation des moteur-est suffisamment renforcée, cette f. e. m. deviendra plus grande que U tension du trolley, le courant à travers les moteurs sera inversé, c’est-*, dire qu’il sera dans le sens rails-trolley et le système fonctionnera ei récupération.
  - Remarquons que si, au moment où on établit les connexions née**-saires au fonctionnement en récupération, le voltage de l'excitatrice <-* plus petit que la chute ohmique à travers l’enroulement série, une portion du courant de cet enroulement passera par l’induit de l’excil a trÉ* qui jouera alors le rôle d’un shunt. Il en résultera une diminution : flux inducteur des moteurs d’où un accroissement de vitesse de ceux-et par suite un accroissement de leur f. é. m., ce qui rétablira lequilil*’-avec la tension du trolley.
  - Lorsque le courant est renversé pour la récupération, le cours: d’induit de l’excitatrice est la somme des courants de l’enroulement s*r-et du courant d’induit du moteur, et, puisque le couple de freinage produit est proportionnel à cette somme, on voit que la puissance defn* nage peut être réglée en agissant sur le voltage de l’excitatrice.
  - Nous avons dit que l’excitatrice était à enroulement compound du1 rentiel pendant la récupération. Pendant cette période, son excitaü série J est parcourue par le courant de récupération, lequel agit en d’opposé de celui de l’excitation shunt H. Dans ces conditions, si le u’’ rant de récupération tend à croître, soit par suite d’une baisse d*,r sion sur la ligne, soit par suite de changements effectués dans lecia-^ de contrôle, cet accroissement provoquera une diminution de la ten^ de l’excitatrice, d’où il résultera une diminution correspondait champ du moteur M fonctionnant en générateur, laquelle c01llie^ eera toute tendance à un nouvel accroissement du courant de ration. ^
  - D’autre part, tout accroissement de la tension de la ligne ^ ^ d'un accroissement proportionnel du voltage d’excitation du 111 ^
  - La régulation de l’excitation du moteur M. est ainsi aut°n suivant les variations de la tension à la ligne. ^ pv
  - Nous avons vu que dans.ee système, le courant de l’induit v tatrice est la somme du courant d’excitation et du courant
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 433
  - -itioo (lu moteur M. Ceci conduit à une excitatrice relativement impor-mleavec un collecteur également important.
  - pn avantage intéressant de ce système est qu’il évite la nécessité de yparer le moteur de la ligne pour le remettre en circuit lors de son .nctionnement en générateur. En effet, ici, le moteur reste relié à la me de la façon normale et l’excitatrice est simplement connectée au ,»ment opportun, de manière à shunter l'enroulement série du moteur, vin excitation est alors augmentée jusqu’à ce que la tension produite Hiit suffisante pour surmonter celle de la ligne. La récupération se prc-ail alors automatiquement. Ceci nécessite la manipulation de deux lanettes séparées de contrôle.
  - Le système est appliqué comme suit aux locomotives, 1er type du Milwaukee, lesquelles comportent, comme nous l’avons déjà vu, deux îités, chacune étant à 4 moteurs à engrenages, de 430 chevaux, grou-•'par deux en séries, sous la tension totale 3000 volts.
  - Le schéma simplifié des connexions est donné figure 357.
  - L’excitatrice est à double induit, chaque induit étant connecté aux nies extrêmes des enroulements série de chaque groupe de deux mo-«rs. Elle est entraînée par un petit moteur alimenté directement sous •4|d volts, qui entraîne en même temps le ventilateur des moteurs et petite dynamo à 125 volts pour les circuits auxiliaires contrôle, éclai-,'l‘, etc...
  - L excitation shunt du schéma de principe de la figure 356 est, en lfe,remplacée ici par une excitation indépendante réglable, alimentée ’rle circuit à 125 volts.
  - Le réglage du voltage de l’excitatrice est obtenu au moyen d'un dont le fonctionnement est sous la commande d’un petit contrô-r<l1* (*e récupération manœuvré par le wattman.
  - À re'a>s a un double enroulement: un en série avec l’induit de l’exci-r'Ce’ 1 autre est une bobine de tension alimentée sous une tension Je P91’ le petit contrôleur. Le noyau de ce relais agit sur une arma-asaintenue normalement par un ressort antagoniste convenablement • Cette armature, qui est à double contact, permet de faire passer iraQt dérivé du circuit auxiliaire à 125 volts dans l’une ou l’autre <ia üot>llles d’un embrayage magnétique, ce qui détermine la rotais,.. ns Un sens ou dans l’autre d’un petit moteur qui commande le
  - dû 1' * *
  - v | " 1 excitation séparée de l’excitatrice et qui tourne pendant
  - mPs de la récupération.
  - 28
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- - 3000 volts C. C
  - Fig. 357.
  - Schéma simplifié des connexions du freinage par récupération des locomot du Chicago-Mihvaukee-St-Paul de la Général Electi’ic Co-
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  - ^nsi, tandis que pendant la marche en moteur, le wattman règle la en agissant sur les résistances de démarrage au moyen du contrô-principal, pendant la marche en récupération il règle le fonctionnât des moteurs en générateurs en agissant sur le rhéostat de l’exci-,11011 indépendante de l’excitatrice au moyen du petit contrôleur de
  - opération.
  - Enün, le fonctionnement en récupération n’est possible que pour les ,; iix positions de pleine marche du contrôleur principal correspondant à fleurs en série et moteurs en parallèle. A cet effet, les deux contrôleurs v.nt rnclanchés de manière à rendre toute fausse manœuvre impossible.
  - D'après ce qui précède, on voit que la méthode de contrôle employée ,-rmot d’obtenir une assez notable variation dans la tension produite ir les moteurs fonctionnant en générateurs et, par suite, une assez .T.mde variation dans la vitesse du train marchant en récupération, dépendant, dans ce système, et tout système analogue, la vitesse à "lindle on peut freiner par récupération ne peut pas être abaissée au-'sms d’une certaine valeur correspondant au couplage série des mo-"rs et dépendant en outre du degré de saturation des inducteurs : la v'*e minimum correspond à la saturation maximum possible des mo-':;|S- hn effet, d’abord la récupération ne peut avoir lieu que si la ten-' ’n Produite est supérieure à celle de la ligne. Ensuite, si la vitesse est ' que, même avec les inducteurs saturés, on ne puisse obtenir une u'10n supérieure à celle de la ligne, il est bien évident que la récupé-!'"n ne pourra avoir lieu. Gomme d’ailleurs, les moteurs usuels sont 11 saturés à leur régime uni-horaire, on ne pourra pas, en général, ''nir de récupération à des vitesses sensiblement inférieures à celle llllr régime horaire. Des vitesses inférieures ne pourront être obte-*{u ea réduisant la tension à leurs bornes, ce qui pourra être obtenu
  - '^lle,ixpar leur couplage en série.
  - 1 Cependant, par un moyen quelconque, la tension aux bornes des . ^'1Is peut être abaissée à volonté, on conçoit qu’on puisse alors 1 Par récupération jusqu’à l’arrêt. Ce moyen consiste dans l’emploi arvolteur-dévolteur automatique et constitue la caractéristique du système S. T. A. R., mentionné plus haut.
  - Ce concerne le système du Milwaukee, dans la marche mo -Parallèle où les quatre moteurs de chaque demi-locomotive
  - obtenù.
  - aneetés en deux groupes en parallèle de deux moteurs en série,
  - pratiquement, en freinage par récupération toute vitesse
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  - comprise dans des limites qui sont presque dans le rapport. 2’1 entre 27 et 50 kilomètres-heure (1), avec un train ordinaire à marchan dises de 2300 tonnes sur des pentes moyennes (2). Dans la march moteurs en série, où les quatre moteurs de chaque demi-locomotive sont en sériel le freinage peut être obtenu approximativement à demi-vite*,, entre 14 et 27 kilomètres-heure environ.
  - Le fonctionnement en récupération est, en outre, entièrement automatique et l’effort de freinage çsl maintenu constant pour une position déterminée du contrôleur de récupération, étant entièrement indq>en-dant de la variation de tension au trolley, de la distance de la locomoliV à la sous-station ou à la locomotive la plus proche, de la variation J.-profil de la voie, etc...
  - Dans les essais de consommation d’énergie qui ont été effectués avo-ces locomotives, un compteur wattheuremètre était branché defaçona tourner en sens inverse en cas de récupération, de sorte que les lectures faites sur cet appareil donnent l’énergie réellement consommée par les locomotives, circuits auxiliaires compris.
  - Le tableau suivant donne des résultats moyens obtenus à la miiif d’un grand nombre de parcours pour l’énergie récupérée avec un Irait de voyageurs effectuant un voyage complet, aller et retour.
  - TRAJET SENS ÉNERGIE UTILISÉE entre stations, p. 100. ÉNERGIE lîÉCOrÉRf» sur les pent* en p- R*** celle util**
  - Deer Lodge à Three Forks Est 100 25
  - Three Forks à Deer Lodge Three Forks à Harlowton Ouest Est O © o o i h «i
  - Harlowton à Three Forks Ouest 100
  - Moyenne Est 100 |o
  - Moyenne Ouest 100 13
  - Moyenne dans les deux sens 100
  - (1) La vitesse de 50 kilomètres-heure est la vitesse maxima de rna^cn)0teuc ^ à marchandises. La vitesse correspondant au régime horaire de» d’environ 24 kilomètres-heure. Courant : 240 ampères).
  - (2) Une seule demi-unité est utilisée sur ces pentes pour retenir Ie
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  - On voit ainsi que la moyenne de l’énergie récupérée, dans les deux ,. est de 13 p. 100 de l’énergie utilisée.
  - Les localités ci-dessus, qui appartiennent à la région des Montagnes Rocheuses, sont situées l’une par rapport à l’autre suivant le schéma . i-dessôus :
  - K. 366 K. 284 K. 242 K. 185 K. 0
  - Donald Piedmont Three-Forks Harlowton
  - 4les parcours en question comprennent des rampes de 0,3, 1, 1,1 et •>p. 100. Les trains réguliers comprennent une locomotive complète de •.va tonnes, remorquant neuf voitures d’un poids total de 600 tonnes
  - .‘iiviron.
  - En fait, les relevés de consommation enregistrés pendant le mois de novembre 1916 ont montré que, pendant cette période, la quantité d’énergie récupérée a été de 11,3 p. 100 de l’énergie totale consommée aux moteurs.
  - Pour donner, sous une autre forme, une idée de l’importance de iénergie récupérée, nous ajouterons que le calcul et l’expérience montrent qu’un train descendant une pente de 2 p. 100, en récupérant, ren-"'ieàla ligne presque 60 p. 100 de l’énergie’qu’il absorberait dans la montée et qui est utilisée par d’autres trains montants.
  - Ou a constaté, en particulier, que sur la section Piedmont-Donald, b parcours Deer-Lodge-Three-Forks, d’une longueur de 42 kilomètres, '"r laquelle règne uniformément la rampe maximum de 2 p. 100, une fr.omotive récupérant maintenait un train remorqué de 1.600 tonnes à a'4essede27 à 32 km./h., en produisant le même courant que celui tu» serait absorbé par un train montant de 1.100 tonnes, à la vitesse de 1 km./h.
  - système précédent est en fonctionnement régulier depuis 1915 et ’‘'°nné toute satisfaction.
  - J) Locomotives à 12 moteurs de la Général Electric (locomotives j j0 Pour ces locomotives, encore actuellement en construction,
  - r^. m°^eurs de 270 chevaux, de la même ligne, le fonctionnement en j ^ Potion est réalisé différemment. Le principe en est le suivant. On ^ ^rouPe moteur-générateur-excitateur des moteurs pour le ei par deux moteurs d’essieu dans chaque groupe de six moteurs. 1 Iïl0^eurs sont par suite ainsi divisés: deux moteurs servent à 8 quatre autres, qui fonctionnent alors en récupération.
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  - Le schéma des connexions et le détail du fonctionnement du svsté(l n’ont toutefois pas encore été publiés.
  - c) Locomotives à 12 moteurs de la Westinghouse (locomotives typ 1918). — Le fonctionnement en récupération de ces locomotives oi encore obtenu par excitation séparée des moteurs d’essieu. A cet efîei comme la locomotive complète est formée de deux unités accouplée' les moteurs d’essieu, au nombre de six, par demi-locomotive, reçoivem leur excitation d’une petite dynamo, laquelle est entraînée par un de' deux essieux (le second) du bogie porteur d’extrémité. Cette dviiam.. est montée sur cet essieu à la manière d’un moteur à engrenages ordinaires type tramway. L’encombrement de chacune des deux excitatrice' est d’ailleurs à peu près celui d’un moteur ordinaire de tramway. Ce* excitatrices sont représentées sur le schéma d’ensemble de ces locomotives, schéma donné en planche hors texte.
  - B. — Courant alternatif monophasé.
  - 143. Observation générale. — Le moteur monophasé à collecteur qu’il dérive du type-série ou du type-répulsion, peut être employé pou-réaliser le freinage électrique comme le moteur-série courant conlim Toutefois, les conditions de fonctionnement de ces moteurs en générateurs sont beaucoup plus complexes et dépendent de la façon rivant laquelle sont effectivement réalisés leurs différents enroulements ' elles peuvent donner lieu à des phénomènes divers et, par suite, à d' dispositions particulières à chaque type exact de moteur. Comme dalles installations’ réalisées en traction, le moteur utilisé fonctionne
  - marche normale comme moteur-série, c’est seulement dans ces com
  - tions que nous examinerons son fonctionnement en générateur.
  - 144. Freinage par inversion de marche. — Pour réaliser ce helIia^ il suffira, en général, comme en Courant continu, d’inverser connexions des inducteurs à l’induit afin de renverser le sens i
  - SOD
  - t?Vf
  - flux inducteur, le moteur restant relié au réseau pour assurer tation. jftB?
  - Même observation qu’en courant continu: le procédé est biu saurait être admis que pour un cas d’extrême urgence.
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  - 145. Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs, — [i*mènie qu’encourant continu, pour faire fonctionner un moteur mo-hasé à collecteur en génératrice, on inverse les inducteurs ou l’in-iuit le sens de rotation restant le même. Ceci n’est toutefois pas suffî-•aiit dans le cas actuel, car le moteur n’est pas auto-excitateur, ou lUi< exactement on ne peut pas être certain qu’il s’amorcera de lui-même. Il faut, par suite, commencer par l’exciter, ce qu’on réalisera le lu> simplement en le laissant relié à la ligne d’alimentation par l’in-ynnédiaire de son transformateur. Une autre méthode pour assurer son citation consistera à le faire fonctionner en excitation séparée.
  - Nous verrons ci-après des applications" de ces deux méthodes.
  - On peut réaliser les modes de freinage suivants :
  - Transformateur
  - Excitation
  - Pôles
  - auxiliaires
  - Résistances de Freinage
  - Fig. 358.
  - Schéma pour le freinage, avec moteur monophasé-série Oerlikon.
  - 1^' binage sur résistances. — En opérant comme il est indiqué . _ -us et en absorbant l’énergie produite dans des résistances régla-y0Q balisera le freinage comme en courant continu.
  - ^ ICl Quelques exemples de réalisation de ce procédé, oley ^Ure donne le schéma des connexions de freinage avec un "4-à “ene COmpensé Oerlikon. On règle l’excitation du moteur, >iruf *re ^ ÎHtensité du freinage, et par suite la vitesse au moyen d’un •^lei ma^eUr auxibaire-qui est ici un auto-transformateur alimenté Mhc^j 8 0rniateur principal. Il est intéressant de noter que par cette 'lui ae°n ^6U*' r®Sier le freinage pratiquement jusqu’à la vitesse zéro, ’-f'û.ii ^re obtenu en courant continu en dehors de l’emploi de
  - leUrs-dévolteurs.
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  - Sur la locomotive d’essai Westinghouse du Midi, prévue à l’origin pour fonctionner en récupération, mais qui, en fait, a été utilisée av*-freinage sur résistances, le problème est résolu différemment : le moteur fonctionnant en générateur est excité séparément. Les deux moteur» sont, pendant cette période, connectés de la manière suivante:
  - Marche
  - Inducteurs
  - Freinage
  - Marche
  - Freinage
  - Fig. 359.
  - Automotrices monophasées Westinghouse du Midi. Schéma simplifié du circuit princP*
  - Les inducteurs du premier moteur sont alimentés séparément t dérivation prise sur le transformateur principal; son induit, foncti°ü ^ alors en excitatrice, alimente les inducteurs également séparés du »e
  - moteur, lequel débite en génératrice à excitation séparée sur de»
  - tances. M'di ‘
  - Sur les automotrices à quatre moteurs Westinghouse du -méthode employée repose sur le même principe. Pour le freiuan j, les inducteurs sont connectés en série et alimentés sépareiu secondaire du transformateur et les induits débitent sur des Les moteurs fonctionnent ainsi encore en génératrice à ex ^3 séparée. Le schéma des connexious du circuit principal est donu
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  - GOOÜ v.
  - ligure 359, avec un tableau permettant de suivre la succession de fermeture des contacteurs en marche normale et en freinage.
  - Xons donnons encore comme exemple les schémas des connexions (Ig. 360 et 361) en marche normale (I) et en freinage (II) des moteurs-HTie-répulsion Latour des Ateliers ,je Constructions Électriques du .Nord et de l’Est, dont sont équipées le> automotrices du chemin de fer monophasé 6.000 volts, 25 périodes, tlAiles-sur-Tech à Prat-de-Mollo et à Sainl-Laurent-de-Cerdans, qui a un parcours assez accidenté, avec des rampes dépassant 5 p. 100. Ces automotrices sont à quatre moteurs de 50 chevaux. On remarquera que chaque moteur est pourvu d’une bobine de self branchée en dérivation aux bornes du moteur. Son but est de limiter à vide la vitesse a 26 km./h. Chaque bobine est en outre doublée d’un enroulement -upplémentaire destiné à faciliter Iamorçage des moteurs fonction-nanl en freinage. Les contrôleurs de '^voitures sont à cinq crans pour Marche normale et sept pour le ’nage. 11 y a un transformateur lar groupe de deux moteurs.
  - ia i
  - freii
  - Fig. 360-361.
  - Tramway monophasé d'Arles-sur-Tech. Schémas du circuit principal :
  - I. Marche en moteur.
  - II. Marche en freinage.
  - Freinage par mise des moteurs en court-circuit. — C’est un t Parhculier du précédent en réduisant les résistances à zéro. Ce iili 6 U toutefois Pas intéressant pratiquement, car devant cons-. f Seu^emenl un freinage d’urgence, il doit être absolument sûr, ce 4 Ûe Saurait être ici, puisque le moteur doit être relié à la ligne, tout ^oms à l’origine du freinage, afin d’être assuré à ce moment de l’expo mo^eui5 après quoi il fonctionnera en auto-excitation. Or, il hgne ^0uj°Ul‘s arriver que la prise de courant quitte inopinément la au moment où son action est nécessaire ou qu’il y ait inter-
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  - ruption de courant sur la ligne, ce qui rendrait le freinage en queslion inopérant.
  - 148. Freinage par récupération. — A priori, la récupération apparaît comme possible avec les moteurs monophasés, puisque les différent* voltages qu’il est possible d’obtenir au secondaire des transformateur* alimentant ces moteurs donnent le moyen de régler la tension produite par les moteurs, de telle sorte qu’on pourra facilement obtenir une tension convenable à opposer à celle de la ligne, à laquelle elle devra être supérieure. Mais cette condition n’est pas la seule, car comme, en définitive, les moteurs travaillent en générateurs en parallèle avec les alternateurs de la centrale, la tension des moteurs doit avoir par rapport a celle de la ligne, non seulement une grandeur mais encore une phase convenable quelle que soit la vitesse de la locomotive.
  - Les phénomènes qui se produisent ici sont toutefois très complexe;-, et, au premier chef, il faut prendre des précautions afin qu’au courant alternatif monophasé de fréquence égale à celle du réseau produit par le? moteurs, ne se superpose pas du courant continu et du courant alternatif à basse fréquence provenant de l’auto-excitation des moteurs.
  - Si, en effet, un moteur monophasé à connexions série est alimente, par le secondaire d’un transformateur, sans autre intermédiaire, il constitue un circuit fermé contenant en série l’induit, les inducteurs et k secondaire du transformateur. Rien ne s’oppose, dans ces condition?. * ce qu’il ne s'amorce un courant continu dont l’intensité ne serait limite que par la très faible résistance du circuit. Il a donc tendance à devenir très intense, et un fonctionnement stable n’est possible qu’à de tff faibles vitesses. Un tel procédé, appliqué ainsi brutalement, est to"1 fait impraticable et dangereux pour l’équipement.
  - En outre, rien ne s’oppose à la possibilité d’amorçage d’un c0liral alternatif parasite à faible fréquence, se superposant au courant P11 eipal, qui est aussi nuisible qu’un courant continu et qui prodm1 couple à pulsations lentes aussi dangereux pour le fonctionnement-^
  - II est facile d’éviter la propagation du courant continu en sep l’enroulement d’excitation du moteur et en 1,’alimentant par un , mateur spécial dont le primaire est en série avec l’induit, con111.^ montre la figure 362, dans laquelle on a représenté un molelir compensé : E est l’enroulement d’excitation, et C l’enroulement pensation.
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  - Ce dispositif, sous sa forme simple, est toutefois insuffisant, car il ne jurait s’opposer à la transmission du courant alternatif à faible fré-
  - quence.
  - Fig. 362.
  - Schéma d excitation avec transformateur.
  - r
  - Fig. 363.
  - Schéma d’excitation avec transformateur et résistances en série.
  - ^°u^e^°^s ^re rendu efficace et pratique moyennant certaines °ns, ainsi que l’a montré M. Alexanderson, de la General Elec-suthra d’employer un transformateur à grand courant magné-lUl sera, par suite, d’une efficacité moindre pour transmettre du
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  - primaire au secondaire des courants de faible fréquence que des cou rants de plus haute fréquence. Ceci sera réalisé en employant untraiK-formateur présentant un entrefer dans son circuit magnétique principal Il conviendra, en outre, d’ajouter des résistances appropriées dans le secondaire ou dans le primaire ou dans les deux circuits du transformateur-série pour empêcher la machine de s’exciter d’elle-même comme génératrice-série et de produire par auto-excitation un couple pulsaloire parasite de faible fréquence, nuisible au freinage. La figure 363 donne1<-schéma de cette disposition avec deux résistances r et R. S est le train-formateur spécial. Il convient de remarquer que la résistance de l’induit peut être suffisante pour rendre non nécessaire la résistance R, tandis que la résistance r en série, avec le secondaire du transformateur, sur ordinairement indispensable.
  - Ces résistances R et r ainsi ajoutées ont toutefois l’inconvénifn! d’absorber une partie non négligeable de l’énergie produite par le moteur, diminuant d’autant le rendement de la récupération.
  - Cette disposition de principe, indiquée par M. Alexanderson, a élr appliquée par la Compagnie Thomson-Houston sur sa locomotive des** du chemin de fer du Midi, dont nous avons précédemment (fig- ^ donné en planche hors texte le schéma général des connexions. ^ rappelons que les moteurs de cette locomotive sont du type série-repu-sion, démarrant en répulsion et fonctionnant en marche normale « série-répulsion.
  - Le transformateur spécial S précédent est représenté en TS <lan'rt schéma, et son primaire est, au moment de la récupération, relie [* l’intermédiaire de la résistance RE (1) au circuit formé par les i»dull‘ M4M2 des moteurs et les enroulements de commutation G4C2, tandis
  - TT T
  - son secondaire est relié, par l’intermédiaire de la résistance a • inducteurs E4E2.
  - Ce transformateur est mis en circuit par les contacteurs 16 et se ferment au moment du freinage, pendant que le contacter^ H ^ ouvert, tandis que dans la marche en moteur le contacteur H
  - ferm^ et les Ifi fit 17 rpsl pnt niivp.rt.s
  - (1) Cette résistance est en réalité une réactance pour s'opposer à de courant trop importants par suite de fausse manœuvre ou autre cau-
  - j**’
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  - plies et la puissance renvoyée à la ligne a souvent atteint 400 kws, mais le facteur de puissance était assez bas.
  - Dans la locomotive du Midi des Ateliers de. Constructions Electriques ,la Nord et de l'Est, où les moteurs sont du type série-compensé-répul-.ion, avec démarrage en répulsion et marche normale en série-compensé, le procédé employé pour réaliser la marche en récupération est assez différent. Son principe est le suivant :
  - Pour cette marche, on substitue à 1 excitation-série des moteurs une excitation indépendante qui est néanmoins liée au réseau par le système tjue nous allons voir. Ils fonctionnent ainsi en génératrice shunt sur le
  - n*>°au.
  - Leur excitation est fournie par un enroulement auxiliaire pris sur le 'talor des moteurs de compresseurs, qui sont du type répulsion. Cet ^roulement est dans l’axe du court-circuit et fournit du courant décalé •le90° en arrière sur le courant de ligne. Il s’ensuit que la f. é. m. E1, développée dans l’enroulement auxiliaire, est en quadrature avec la tendon aux bornes des transformateurs priacipaux Tr (voir en planche hors texte, fig. 100, le schéma général des connexions) et le courant d’exci-btion qu’il fournit est, par suite, sensiblement en phase avec E1. Il en est alors de même de la f. é. m. E2, engendrée par les moteurs de traction.
  - fri agissant, d’autre part, sur les régilateurs d’induction, dont nous a'°ns parlé à l’occasion de l’étude des moteurs de ces locomotives chapitre VII, § 68), on peut faire en sorte que leur tension secondaire, JJ°ulée à celle des transformateurs, soit précisément identique à E2 en
  - -tondeur et en phase.
  - ^pendant, dès que les moteurs de tiaction débitent, il se produit un Calage considérable du courant par rapport à la tension de ligne dû à ^ ande self de dispersion et à celle des régulateurs. On rectifie la 3 e courant d’excitation proportiornellement au courant renvoyé à
  - aii
  - gne.
  - jf30*" es^ atteint au moyen d’un petit transformateur tr à entrefer, Vt automatiquement sur la phase de la tension appliquée aux mo-compresseur.
  - ^ria8j.essa*s de récupération ont été satisfaisants, la puissance renvoyée '•Vu- a SOuyent atteint 350 kws, et il est à noter que le facteur de vCa^nCe est très voisin de l’unité. Le courant débité a même pu être
  - en avant de la tension de la ligne.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Quoique dans les deux exemples ci-dessus la marche en freinage par récupération ait rempli, aux essais, les conditions imposées, les locoiao-tives qui suivront ne sont prévues que pour le freinage électrique SUr résistances.
  - Le fonctionnement en récupération n’a, en effet, été obtenu qu’au prb de complications considérables de l’équipement et est, en outre, toujour* d’une réalisation assez délicate et instable suivant la vitesse, due principalement à la possibilité de production du courant continu parasite*.-superposant au courant alternatif. 11 faut remarquer d’ailleurs qu’un M fonctionnement n’est réellement avantageux qu’à la condition que l’énergie récupérée soit utilisée pour la propulsion d’autres locomotive*, ce qui n’était pas le cas; par suite, cette énergie devait être dissipé dans des résistances à la Centrale. D’autre part, si plusieurs locomotive* récupèrent en même temps, on ne peut exactement prévoir ce qui - passera, les facteurs de puissance étant en général différents. Dans de telles conditions, le freinage électrique sur résistances donne de meilleurs résultats et est d’un fonctionnement sûr et simple. Il est, en outre, à noter que, dans ce mode de freinage, il importe évidemment peu qui! y ait production de courants parasites, continu ou alternatif, à ba*--fréquence.
  - Nous ajouterons que, dans le cas qui nous occupe, il était d’aillrur* seulement stipulé par la Compagnie des Chemins de fer du Midi, que 1<-locomotives devaient, dans des conditions données, freiner électrique ment, ce freinage pouvant être réalisé, au choix du constructeur, pr récupération ou sur résistances.
  - A noter enfin que pour la ligne plus récente du Lœtschberg et " en construction du Saint-Gothard, les Ingénieurs des Compag»ie'' chemin de fer se sont prononcés contre la récupération.
  - En résumé, l’emploi de la récupération en courant monophasé nJl donné jusqu’alors des résultats pratiques satisfaisants et ne paia'* f actuellement être à recommander.
  - V-
  - 149. Nouveau procédé de freinage par récupération (Oerlikon)- " ^ donnerons, pour terminer, le principe d’un nouveau procédé de 1 ^ par récupération, en ce moment en cours d’essais aux ateliers ^ ^ et que cette firme se propose d’appliquer à une locomotive de» 1
  - Saint-Gothard.
  - D’après le Dr. Behn-Eschenburg, de la société Oerlikon, clul
  - je'r
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  - loppé récemment dans la presse technique (1) le fonctionnement de ce procédé, ses caractéristiques essentielles seraient les suivantes :
  - Le schéma de principe est donné sur la figure 364 : a est l’induit et ,n l'inducteur. Tous les enroulements éventuels de compensation ou de pôles auxiliaires sont figurés ensemble par l’enroulement c. Le mode de ,-onnexions de ces enroulements enti’e eux est sans importance pour le fonctionnement qui nous occupe. Une bobine d’induction ordinaire, d une réactance de valeur fixe et déterminée est ajoutée en série avec l'induit en d. Celte bobine est le seul appareil qui vienne s’ajouter à l’ins-lallation normale des moteurs et constitue la nouveauté du procédé, eu même temps que l’inducteur est connecté au transformateur t en deux points comprenant entre eux une tension e.2 convenablement choisie. Enfin, la tension appliquée au système de l’induit en série avec c et d <4 également réglable.
  - é
  - Mé/WW\AAAA/WWWWWW\AAAA/VWWNAAA/YWWWWW\AAAA
  - Fig. 364.
  - Schéma du montage Oedikon
  - schéma représente ainsi dans son ensemble un moteur shunt 'binaire.
  - ^ p 1 on choisit convenablement la valeur de la réactance d, cette ma-llle développe, dans un sens comme moteur et dans l’autre comme ^era^euri à chaque vitesse à partir de l’arrêt complet, un couple cons-P°ur chaque valeur des tensions appliquées ei e2. La puissance croît P°r6onnellement à la vitesse.
  - l v
  - Particulier la Revue générale de VElectricité des 7 décembre 1918, d'où
  - s extrait les renseignements donnés ici, et 18 janvier 1919..
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  - Pour une tension appliquée donnée, l’intensité du courant croît p|u rapidement que la vitesse, à partir d’une valeur minimum à l’arrêt-]e facteur de puissance s’approche de l’unité.
  - En générateur, comme le courant de l’induit et celui de l’inducleur sont complètement séparés, aucune auto-excitation n’est à craindre si b-balais sont convenablement ajustés, et aussi si les enroulements train-verses sont court-circuités. Pour régler l’effort de traction et la vitesse seul le réglage de la tension appliquée ex est nécessaire. La tension e2 peul également être rendue réglable. On peut d’ailleurs aussi faire varier b réactance de la bobine d et la faire contribuer au réglage.
  - Le passage de la marche en moteur à celle en générateur se fait par des moyens très simples : pour le premier service, la bobine d’indncliorr peut être court-circuitée et l’enroulement inducteur connecté à l'induit
  - Le passage du freinage en récupération au freinage sur résistance, qui peut être désiré pour descendre les pentes en étant séparé de la lign^ d’alimentation, est également”facile à réaliser; il suffit de prévoir une résistance de freinage qui sera à volonté court-circuitée ou mise en circuit.
  - Au moment du freinage, le changement des connexions ou l'ajusta;.*' des enroulements de compensation et des pôles auxiliaires qui sérail nécessité pour les commutations, peut se faire en même temps et par b même inverseur de marche qui établit les nouvelles connexions de [inducteur et de l’induit pour le freinage avec récupération.
  - D’après le Dr. Behn-Eschenburg, ce montage permettrait “délenilrr les limites d’opération du freinage avec récupération, sans aucune rer triction, à toutes les charges et à toutes les vitesses, jusqu à 1 arîV' complet ”.
  - G. — Courants alternatifs triphasés.
  - On peut réaliser les modes de freinage suivants ;
  - 150. Freinage par inversion de marche. — Ce procédé est an ^ comme effet aux procédés correspondants du courant continu et ( rant monophasés.
  - L’inversion du sens de marche se fait en intervertissant deux i ce qui a pour effet d’inverser le sens du champ tournant et de tm1 suite, à arrêter le moteur, puis à le faire tourner en sens inverse-
  - Ire P*:
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  - Ce procédé est brutal, absorbe énormément de courant à la ligne, qui doit toujours demeurer reliée au primaire du moteur pour l’exciter comme nous le verrons en détail ci-après, et a en outre besoin pour être actif. qu’°n ajoute une résistance supplémentaire en série avec l’induit, variable d’ailleurs avec la vitesse, afin d’obtenir à chaque instant, c’est-a-dire à chaque valeur de la vitesse, le couple maximum. Or, on ne peut certainement réaliser cette condition que fort imparfaitement, en intercalant des résistances que l’on fera varier à la main.
  - On peut se rendre compte de la manière suivante (.1) de la valeur des rcdstances à mettre en circuit dans ce fonctionnement :
  - Soit g le glissement en moteur avant l’inversion. Dans le fonctionnement inversé, le glissement devient symétrique du précédent par rapport àj = 1, de sorte qu’au moment de l’inversion, si g' est le glissement,
  - 9 + 9' _ i '
  - 2
  - <1 où :
  - sorte qu’au moment de l’inversion, la résistance R' qui devrait théoriquement être insérée dans le circuit du moteur est telle que :
  - R' + r _ 2 —9
  - r 9 m
  - S- étant le glissement correspondant au couple maximum sans rhéostat, résistance du secondaire.
  - 9n en déduit sensiblement en négligeant g devant 2 :
  - enc°Ie approximativement :
  - R' = — -r . 9
  - 'aid à la dernière résistance ainsi intercalée correspondant à l’arrêt,
  - Prés Blondel et Dubois, ouvrage déjà cité, tome II, page 323.
  - 29
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- - 450
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - c’est-à-dire la résistance minima, elle sera précisément celle que n0u avons trouvée pour le démarrage, savoir :
  - R =
  - r
  - Pendant le parcours d’arrêt, il faudra ainsi déplacer constamment la manette du rhéostat. Pratiquement, on déterminera la valeur moyenne unique qui sera la plus avantageuse.
  - Malgré cela, l’expérience montre que le freinage ainsi obtenu ce beaucoup moins efficace qu’en courant continu.
  - 151. Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs asynchrones. — On sait que la vitesse maxima à laquelle tend à tourner un moteur asynchrone est sa vitesse de synchronisme, laquelle ne peut d’ailleurs pas être atteinte tant que le moteur fonctionne comme moteur. Mais si, mécaniquement, on entraîne un tel moteur au-dessus de •< vitesse de synchronisme, il devient générateur ainsi d’ailleurs que nou-l’avons déjà vu au moment de l’étude électrique des moteurs asynchrone?-La vitesse et le glissement continuent à augmenter en valeur absolue, de même que le couple résistant et cela jusqu’à ce qu’un nouvel équilibre soit atteint, ce qui arrivera lorsque le couple résistant ou retardateur <1“ moteur fera équilibre au couple moteur développé sur l’essieu moteur-sous l’influence de la gravité sur une pente d’inclinaison suffisante.
  - Quand le moteur devient ainsi générateur, le courant watté cliane* de signe et est absorbé dans des résistances pour le freinage sur res* tances ou renvoyé à la ligne pour le freinage en récupération, sul'3^ que le courant secondaire est fermé sur des résistances ou renvoya ligne. Mais le courant déwatté conserve toujours le même sens d ^ toujours emprunté)à la ligne.
  - Dans ces conditions, le moteur fonctionne en génératrice asyn
  - ch** k
  - et on voit qu’une nécessité du fonctionnement du système est<lue^ moteur reste constamment relié à la ligne, de façon qu’il en re^°i'[9r courant déwatté nécessaire à son excitation, sans quoi il y aurait1 diatement décrochage et annulation du couple, donc de lach°° freinage.
  - La condition ci-dessus étant supposée remplie, le fonctionne0^ générateur a lieu automatiquement sans qu’il y ait à modifier en <1° ^ ce soit les connexions de l’équipement, dès que la vitesse depa-'
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 451
  - synchronisme. C’est là un avantage intéressant; par contre, la vitesse inima obtenue dans ce mode de freinage demeure nécessairement supé-. re à la vitesse de synchronisme, ce qui est un inconvénient. On peut ulefois aisément la réduire de moitié avec les équipements permettant - contrôle, soit par montage en cascade, soit par^modification du tnibre de pôles et avoir, en somme, autant de vitesses de freinage qu’on ,ut avoir de vitesses de régime en marche normale.
  - Le fait que dans le mode de fonctionnement qui nous occupe, les mo-ur<doivent rester constamment reliés à la ligne, constitue un sérieux çonvénient, surtout sur les lignes à crémaillère où la sécurité du freine à la descente doit être absolue. Or, il peut toujours arriver que rsane de prise du courant quitte inopinément la ligne d’alimentation, lire qu’il peut se produire une interruption de courant sur la ligne 'me par suite du fonctionnement intempestif ou non du disjoncteur ou toute autre cause. Aussi, les véhicules automoteurs fonctionnant dans ^conditions devront-ils être munis — du moins ceux circulant sur des -mes à pentes très raides — de freins puissants, entrant automatique-nt en action dès que le freinage électrique par les moteurs est rompu. ”4ainsi que sur les premières locomotives Brown-Boveri, de la Jung-il était fait emploi d’un frein à ruban qu’un levier, actionné par un '•tro-aimant, serrait automatiquement dès qu’il était libéré par suite da rupture du courant de ligne.
  - loute rigueur, si on applique le procédé du freinage sur résis-'“•es en fermant le secondaire du moteur sur un rhéostat, on peut :'arer Ie moteur de la ligne pendant cette période. Il suffira, en effet, V|ter son primaire au moyen d’un petit alternateur monté, par n(de, en bout d’arbre du moteur. Toutefois, cette solution est cora-"‘ee, car il faudrait alors exciter l’alternateur; elle est, par suite, peu 'lUe, de sorte qu’en définitive dans le fonctionnement en généra-H^nchrone, les moteurs resteront, de toute façon, en permanence , a la ligne, et la méthode en question n’est guère appliquée qu’en | rati0rij ce qUj d’ailleurs en constitue l’intérêt. sj °n veu^ opérer le freinage sur résistances, il est préférable de ... c°mplètement de la ligne et de faire fonctionner les moteurs en
  - '‘'Tri fa O
  - rs synchrones comme nous le verrons plus loin.
  - aSramme du fonctionnement en récupération. — Nous allons laminer le diagramme de fonctionnement des moteurs en
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- - 452
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - générateurs asynchrones, la possibilité de ce fonctionnement ayant i démontrée antérieurement (§-79).
  - Soit U la tension aux bornes, \m le courant magnétisant, \w , jec rant watté absorbé en marche, b le courant normal, Im2 le courant wat et I2 le courant en générateur.
  - On construit le diagramme de la figure 365. La puissance développ. par le moteur a toujours lieu sous un facteur de puissance cos ; tr-médiocre. C’est ce qui fait que la récupération est bien plus faible queu semble l’indiquer l’intensité du courant qui circule alors.
  - U
  - 153. — Caractéristiques du fonctionnement en freinage électrique s-une pente donnée. — Pour étudier les conditions pratiques du frein1-' nous nous reporterons aux caractéristiques électro-mécanique> moteur.
  - Traçons en fonction du courant absorbé les courbes : vitesses et etf effectifs développés à la jante, en marche normale en moteur. Les cour du fonctionnement en générateur s’en déduisent en suivant la 111 méthode que pour le tracé des courbes de freinage des moteurs cou* continu. ‘
  - La courbe des vitesses est symétrique de la première pai' ial^, l’horizontale du synchronisme. On trace ensuite la courbe de* théoriques, déduits de l’épure circulaire, sans tenir compte ... ments et des engrenages, et en reportant les différences des entre les courbes d’efforts effectifs et d’efforts théoriques, au-t cette dernière, on obtient les efforts fournis par la pesanteur, ainsi une épure dans le genre de celle de la figure 366 (!)•
  - (1) Empruntée à Blondel et Durois, ouvrage déjà cité, tome II, Pa=
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 453
  - 154. — Rendement de la récupération aux moteurs. — On peut facile-ell( se rendre compte, en utilisant l’épure circulaire, du rendement de récupération donnée par les moteurs.
  - 80 .30
  - Courant dans un circuit du moteur en ampères.
  - Fig. 366.
  - Etude graphique de la marche en récupération d'un moteur asynchrone.
  - Traits pointillés : régime normal
  - I. Effort de traction effectif.
  - II. Vitesse en marche normale.
  - rl0s • régime en récupération
  - SIII. Composante de la pesanteur parallèle à la voie.
  - IV. Effort théorique.
  - V. Vitesse en récupération.
  - VI. Courant watté et puissance récupérée.
  - .,fjlUl,P°s°ns qu’à une certaine pente corresponde un effort à la jante de .. un courant absorbé de 8 ampères et une vitesse de 18 kilomètres ,-re- En se reportant à l’épure circulaire que nous supposerons ,J’-''S0°n 6n par exemple due courant watté est 58 ampères
  - '°lts composés. On en conclut que la puissance récupérée est :
  - 58 X 220 X =22110 watts.
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- - 454
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La puissance fournie par la pesanteur étant donnée par la formul
  - F. Y.
  - connue :
  - 3,6
  - X 9.81
  - qui donne ici :
  - 600 x 18
  - 3.6
  - X 9.81 = 29450 watts ;
  - le rendement théorique de la récupération donnée par le moteur est
  - 22110
  - 29450
  - 0,75.
  - 155. Applications du fonctionnement en récupération. — Le freinar par récupération a donné lieu en triphasé à des applications importante-en dehors des lignes à crémaillère. Les principales ont été réalisées-;: les chemins de fer italiens de la Valleline, du Giovi, de Savone -• du Mont-Cenis. Aux Etats-Unis, nous trouvons celles du Great Norlhen. et plus récemment, celles du Norfolk et Western et du Pennsylvania, ce deux dernières particulièrement remarquables, en ce sens qu’elles con-' tuent une innovation, les locomotives étant, comme nous l’avons vu,/ système mono-triphasé à convertisseur de phases. La possibilité de réopérer l’énergie a même été, pour ces deux installations, un des fadra" déterminants pour l’adoption du système. La marche en récupération y fait exactement comme s’il s’agissait de locomotives triphasées od naires.
  - Des essais de récupération effectués en 1909 sur les lignes du 6rw Northern, avec les locomotives triphasées de 100 tonnes à conlr rhéostatique de la General Electric Co, ont donné les résultats sui'aD
  - Un train pesant 850 tonnes descendant une pente de 17 mill’111^ par mètre à la vitesse de 24 kilomètres à l’heure, a renvoyé à la ^ comme moyenne de plusieurs essais, une puissance d’environ soit 0,70 kws par tonne.
  - (300 k** ires*
  - Dans d’autres essais, un train constitué par trois loconioh' triques accouplées, une locomotive Mallet et une charge a .^f 1.400 tonnes, a renvoyé à la ligne, dans les mêmes conditions de 1 de vitesse, une puissance de 950 kws. ,^.jr
  - Des essais effectués en 1910 en Italie, sur les lignes du Gio' locomotives de 60 tonnes (contrôle en cascade), sur des pentes
  - aVtH.n
  - deS*
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 455
  - mètres avec des trains de 350 tonnes, ont montré que l’on récupérait 55 et même 60 p. 100 de l’énergie absorbée sur les mêmes rampes pendant la montée. La récupération est prévue normalement sur ces lignes quand la vitesse, dépassant 23 à 25 kilomètres à l’heure, est considérée comme trop élevée.
  - 11 est intéressant de noter que les trois lignes italiennes du Giovi, de Savone et du Mont-Cenis sont reliées entre elles, constituant ainsi ùn véritable réseau; elles fonctionnent par suite en parallèle; l’énergie récupérée sur l’une ou l’autre est donc sûrement utilisée sur une partie quelconque du réseau électrifié.
  - La récupération est surtout importante sur les lignes du Giovi, à rause du plus grand nombre de trains qui y circulent. Elle est moindre, quoique non négligeable, sur les lignes de Savone et du Mont-Cenis. Au total, l’énergie récupérée a permis de réduire les consommations spécifiques jusqu’à 20 watts/heure par tonne kilomètre remorquée, ce qui constitue un résultat remarquable.
  - 156. Freinage par fonctionnement en générateur synchrone sur résistances,— Nous avons vu que dans la méthode précédente, l’inconvénient tu fonctionnement en générateur asynchrone résulte de la nécessité de bisser relié à la ligne le primaire du moteur. En séparant complètement 1^ moteurs et les excitant au moyen de courant continu provenant, soit 'lune batterie, soit d’une petite dynamo calée par exemple sur l’arbre Ie!un d’eux, ils deviendront de véritables alternateurs, dont il suffira fermer les induits sur des résistances graduées pour obtenir le frei-Iiage désiré.
  - Ï1 faut toutefois que les résistances soient bien choisies, car en court-.,rcuit> ta puissance absorbée serait à peu près nulle. Les résistances evr°nt décroître avec la vitesse.
  - ^ N est à noter que cette méthode présente cet autre avantage. Le vitesse de freinage dans lequel on peut opérer est plus étendu e ftansle cas précédent. On n’est plus, en effet, limité inférieurement
  - yjt 1
  - Jlesse de synchronisme.
  - j*r 6 méthode ai en particulier, été appliquée aux locomotives • n itaveri, types 1912 et 1914, de la Jungfrau, pour lesquelles il est
  - tapul,
  - e au
  - Point de vue freinage électrique que :
  - ' N
  - 0rtnalement, la descente des trains doit s’effectuer sans qu’il soit
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- - 456
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - nécessaire d’avoir recours à la ligne de contact, donc uniquement par freinage sur résistances ;
  - 2°) Exceptionnellement, la descente doit pouvoir s’effectuer avec récupération totale de l’énergie sur la ligne.
  - Pour'réaliser la première condition, les moteurs fonctionnent à différentes vitesses en générateurs synchrones, leur excitation étant fournie par une petite dynamo série à courant continu, disposée à l’intérieur d'un moteur, calée sur son arbre même, et alimentant en série deux des phases statoriques de chacun des deux moteurs. En réglant le courant d’excitation et les résistances de freinage, il est possible de faire varier la vitesse entre 6 et 9 kilomètres à l’heure sur les trajets à crémaillère et entre 12 et 18 kilomètres à l’heure sur les trajets d’adhérence.
  - Pour réaliser la seconde condition, les moteurs fonctionnent en générateurs asynchrones, empruntant leur excitation à la ligne de contact.
  - La ligure 367 représente le schéma général des connexions d'une telle locomotive, sur iequel sont en outre représentés les schémas de? deux modes de fonctionnement en freinage. On remarquera sur ce schéma que l’équipement comporte l’emploi de freins électro-magnétiques ainsi que nous l’avons déjà mentionné (§ 127-C).
  - D). — Remarques générales sur le freinage électrique
  - PAR RÉCUPÉRATION OU SUR RÉSISTANCES EN COURANT CONTINU, MONOPHASE
  - OU TRIPHASÉ.
  - 157. Nature du freinage par récupération. — Le procédé de freina?6 par récupération ne constitue pas, à proprement parler, un freinage-dans ce sens qu’il ne permet pas en général d’amener un véhicule a l’arrêt, mais on peut l’utiliser, en partie du moins, dans ce but, pump permet de l’amener d’une vitesse initiale V0 à une vitesse plus petde Le poids d’inertie du véhicule— ou du train — étant P', léne!r mécanique que l’on pourra ainsi transformer en énergie électrique i .pérable sera :
  - 1 P'
  - iy — (Vo2 — V2).
  - Supposons que V soit seulement égal à-^-obtenu par exempt
  - & N
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- - 650 V. i-Oryj
  - M2
  - il
  - hM
  - [>
  - Ml M2
  - LÉGENDE
  - J, Bobines inductrices.
  - Ma, Interrupteur à maximum.
  - Rs, Inverseur.
  - Avv, Résistances de démarrage et de freinage. Ew, Résistances du circuit d'excitation.
  - Ml, Moteur 1.
  - M2, Moteur 2.
  - Bg, Groupe moteur-généraleur pour l'excitation des freins à patins et l'éclairage avec ventilateur.
  - Ee:, Dynamo excitatrice (courant continu).
  - Bi, Transformateurpourlecircuit d’éclairage Sr, Frein électromagnétique sur rails.
  - Ss, Commutateur étoile-triangle.
  - Sk, Contrôleur du frein sur rail.
  - Hw. Cylindre de couplage principal.
  - Ew, Cylindre de couplage pour l'excitation. Am, Ampèremètre.
  - Vm, Voltmètre.
  - E, Terre.
  - S, Lampe-signal.
  - T, Sectionneurs.
  - S. Fusibles.
  - Ds, Interrupteur.
  - St, Fiches de contact pour le chauffage, l’éclairage et les freins sur rails.
  - Fig. 367. — Locomotive Brown-Boveri, du chemin de fer de la Jungfrau. (Schéma des connexions.)
- p.n.n. - vue 511/870
- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 457
  - iant au montage en cascade en triphasé, on voit qu’on pourra ipérer une quantité d’énergie égale à :
  - lilles 3/4 de la puissance vive du train. Ceci sera par exemple réalisé, automatiquement en triphasé, en employant le montage en cascade. On terminera le ralentissement jusqu’à l’arrêt au moyen d’autres nins, celui à air, par exemple.
  - 158. Rendement de la récupération en fonction de la pente, — Nous pus proposons d’examiner à partir de quelle pente la récupération Wient théoriquement intéressante.
  - Soient :
  - Le rendement global moyen de la ligne et de la locomotive (équipement et moteurs) ;
  - r Le coefficient de traction en kilogrammes par tonne; i La pente en millimètres par mètre;
  - V La vitesse en mètres par seconde; .
  - P Le poids du train en tonnes;
  - W La puissance en kilowatts fournie par l’usine au train à la montée et évaluée à la sortie de l’usine;
  - W' La puissance renvoyée par le train à l’usine pendant la des-
  - cente.
  - On a évidemment ;
  - W= -
  - 1 0,736 X (i-MPV
  - 75
  - Nous supposons que le rendement des moteurs est le même, qu’ils jeûnent en moteurs ou en générateurs. Le rapport^, que l’on aPpeler le rendement global de la récupération, est égal à
  - W'
  - l —- 7’
  - e<lui permet d’étudier les variations de ce rendement en fonction
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- - 458
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Supposons un chemin de fer à crémaillère où i = 200 millimètres h r— 15 kg./t. Si la perte dans les transformateurs et les moteurs, pn„r,. nages compris, est de 25 p. 100, la perte en ligne de 15 p. joo moyenne, la perte totale moyenne sera de 40 p. 100, donc r, =0,(1- |,ar suite :
  - W' ' 185 AOl
  - _ = 0,36 X 215 = environ,
  - ce qui n’est pas négligeable ; l’importance pratique du rendement ^
  - dépendant bien entendu du coût de l’énergie électrique. C’esl aind que sur les lignes suisses, même avec des systèmes se prêtant naturellement à la récupération comme le triphasé, on récupère rarement, vu l'extrême bon marché de l’énergie électrique, et on préfère le freinage sur réX-tances par fonctionnement des moteurs en génératrices synchrones, tel à la Jungfrau, pour rester absolument indépendant de la ligne à Ij descente.
  - Il faut cependant observer que par contre, la récupération, ouln-l’économie d’énergie qu’elle procure, présente l’avantage de la suppresion des résistances-de freinage toujours volumineuses et dont le pn\.) compris celui de leur ventilateur généralement nécessaire et arre-soires, ne représente pas une fraction négligeable dans le prix totahk l’équipement électrique d’une locomotive.
  - 159. Avantages du freinage électrique par récupération ou sur rési-
  - ik
  - tances. — On peut les résumer ainsi :
  - Suppression, pendant les périodes de freinage sur les Pen*e ^ l’usure des sabots, des freins et bandages des roues des voiluie?. ^ réduction considérable des frais d’entretien, ce qui constitue ulia'* ^ très important pour une ligne de montagne. Dans le même ^ d’idées : réductions de l’usure des rails sur les pentes et dans les c0
  - de faibles rayons. Au Loetschberg, où l’on a cru pouvoir se pa freinage électrique pour des trains de 300 tonnes, descendant rampes de 22 millimètres se prolongeant pendant plusieurs 0 ,,
  - les bandages des roues et les sabots des freins sont porte? *- ^
  - sombre à l’arrivée à Brigue : l’usure du matériel et de la-
  - extrêmement rapide.
  - Elimination des difficultés d’obtenir du frein à air sur les longues pentes.
  - un bon fonctionne*1
  - lient rq
  - rul^
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- - FREINAGE DES VOITURES ÉLECTRIQUES
  - 459
  - plus grande sécurité d’exploitation sur les pentes, par suite de l’emploi d’un double système de freinage: les freins à air doublant le freinage dectrique, ce qui a permis d’augmenter la vitesse des trains sur les des-.entes, en particulier des trains de marchandises, d’où possibilité d’augmentation du trafic.
  - Plus grand confort des voyageurs et réduction de l’usure des attelages et parties mécaniques, par suite de la possibilité d’une vitesse uniforme maintenue automatiquement sur les pentes, et d’un freinage progressif dans les ralentissements pour les passages en courbe et les arrêts.
  - Suppression des grincements des roues et bruits dus au frottement -les sabots contre les bandages sur les fortes pentes.
  - Facilités accrues pour l’exploitation de lignes à profil capricieux de !a plupart des chemins de fer de montagne, avec réduction des frais 'I exploitation.
  - Ces avantages sont communs aux deux modes de freinage électrique, b faveur du freinage par récupération, il y a naturellement à considérer "a plus l'économie d’énergie qu’il procure, économie qui peut d’ail-•“urs varier notablement d’une ligne à l’autre. Sur la ligne de Chieago-'lilwaukee-Saint-Paul, dans la région des Montagnes-Rocheuses, cette "'Onomie a été trouvée égale à 15 p. 100 environ.
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- - CHAPITRE XIII
  - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES. TRACTION DOUBLE SYMÉTRIQUE.
  - ' I. — Systèmes de traction à unités multiples.
  - SOMMAIRE. — Introduction. — Caractéristiques de ces systèmes. — Remarqu<‘-sur les conditions économiques d’établissement.
  - A. SYSTÈMES A UNITES DOUBLES.
  - Premier système (Ligne Invalides Champ de Mars). — Deuxième système Siemen-et Halske). — Troisième système (Métropolitain de Paris, Thomson-Houston — Critiques de ces systèmes.
  - B. SYSTÈMES A UNITÉS MULTIPLES.
  - Principe. — Systèmes divers.
  - 1° Systèmes à contrôleurs asservis.
  - __
  - Système pneumatique Auvert. — Système électro-magnétique Sprague. électro-pneumatique Westinghouse (Mersey). — Système électro-pneum Siemens-Schuckert.
  - 2° Systèmes à contrôleurs relayés.
  - Système électro-magnétique General Electric ou Thomson-Houston. — Éq modernes électro-magnétiques Sprague, General Electric ou Sprague-Houston. Équipements non-automatiques, semi-automatiques, a aC |aj__ -automatique par le contrôleur, à accélération- automatique par u” t^ue. -Détails des principaux appareils d’un équipement à relais autom Système électro-magnétique Dick-Kerr. — Systèmes électro-pue modernes Westinghouse “ Turret type ” et “ Unit Switch type
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 461
  - C. APPLICATIONS DES SYSTÈMES A UNITÉS MULTIPLES.
  - jUipements à unités multiples pour la traction à courant alternatif monophasé ou pour la traction mixte courants monophasé et continu et pour la traction à courants triphasés. — Application des systèmes à unités multiples à des motrices isolées. — Extension des systèmes à unités multiples à la commande de machines fixes.
  - II. — Traction double symétrique.
  - raction double symétrique sur les chemins de fer de l’État italien. — Répartition de la charge entre les locomotives d’un train à traction symétrique.
  - III. Annexes.
  - juipements des automotrices du chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris. — Équipements des automotrices de la Compagnie du chemin de fer de l’Ouest-Etat. — Systèmes de traction S.T.A.R. de la Compagnie du chemin de fer Métropolitain de Paris.
  - I. — Systèmes de traction à unités multiples.
  - 160. Introduction. Caractéristiques de ces systèmes. —Toutes les mé-udes vues précédemment pour la régulation de la marche des dures automotrices se rapportent au cas où les moteurs sont 'unis sur un seul véhicule automoteur soit du type locomotive, soit •• ^pe automotrice. Elles conviennent donc parfaitement au cas - tramways électriques, des lignes suburbaines de petite et Oenne capacité et aussi au cas où une locomotive sert à remor-ier sur une portion de ligne (tunnel ou terminus de grandes ‘Qes; des trains remorqués sur le reste du parcours par des loco-v uves à vapeur (locomotives électriques du quai d’Orsay, du New-Central, etc.).
  - *“Ile nouvelle classe d’application de la traction électrique cor-^nd aux lignes de banlieue des grandes agglomérations et aux •°es métropolitaines. Ici, en effet, il faut transporter à certaines N matin, midi, soir, chaque fois dans un seul sens en général, ' ^orme afflux de voyageurs et prévoir pendant le reste du temps, /'a~dire pendant les heures mortes de la journée et de la soirée, ^'ice assez restreint.
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- - 462
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Pour de telles installations de .traction électrique, il est néce^air» d’arriver à des temps de transport extrêmement réduits. Pour oeh étant donné les distances en général assez courtes entre les station-' il ne suffit pas d’augmenter la vitesse de pleine marche que l'on ne pourrait pas d’ailleurs augmenter au delà de certaines limite-il est nécessaire de réduire le temps de mise en vitesse, autrement dit d’adopter de fortes accélérations'.
  - Pour résoudre complètement le problème assez complexe qui -*? présente, il faut en outre pouvoir modifier facilement la composition des convois et obtenir des efforts de traction très élevés pendam les mises en vitesse.
  - Avec un train remorqué par un seul véhicule automoteur, type locomotive, la modification de la composition des trains peut évidemment se faire, dans certaines limites tout au moins, par adjonction ou suppression de voitures de remorque. Or, pour un véhicule automoteur donné, l’importance du train qui peut être remorqué est limité, en dehors de toute condition de puissance, par la valeur admise pour l’accélération en même temps que par l’adhérence maxima sur laquelle on peut compter au démarrage.
  - Pour des services intensifs qui nous occupent, l’expérience semble prouver qu’il faut réaliser pendant les périodes de mise en vitesse une accélération moyenne d’au moins 50 à 60 centimètre' par seconde/seconde (avec la locomotive à vapeur on ne depa-' guère 15 centimètres seconde/seconde). Une accélération de 60 centimètres seconde/seconde correspond à un effort accélérateur d»n viron 60 kilog. par tonne de train, auquel vient s'ajoute: résistance au roulement de celui-ci, soit 5 kilog., ce qui conduit un effort total à développer au démarrage d’au moins 65 kilog- P3-tonne de train, soit 75 à 80 kilog., en tenant compte du coeffic^ d’inertie des parties tournantes. s
  - Avec des moteurs à couple constant ou sensiblement (c0 continu ou triphasé),'l’expérience montre que l’on peut compt^ ^ un coefficient d’adhérence de 0,25 à* 0,30. En admettant ^ patinage des roues qui correspond à l’effort moteur limite u- ^ aux jantes, commence à se produire pour un effort de 200 kilff
  - tonne de poids adhérent. Or------= 0,3. Le poids adhérent de^f<-
  - don-
  - 250
  - être au minimum approximativement égal au tiers du poids
  - du
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 463
  - online il s’agit de réaliser les accélérations précédantes avec des -ains à pleine charge, on est rapidement conduit à des poids inad-,.,qbles pour un tracteur unique.
  - La solution du problème consiste à utiliser comme poids adhérent . poids du convoi lui-même en totalité ou en partie : pour cela il .jffît de placer les moiteurs- sur les essieux mêmes des voitures en multipliant ainsi le nombre des essieux moteurs. C’est ce qui carac-xise les systèmes à unités multiples dont Frank J. Sprague a été initiateur. Dans ces conditions, la puissance totale du train peut .voir une valeur aussi élevée que l’on veut : cette puissance, ainsi ;j»? l’effort de traction que l’on se propose d’obtenir, déterminent la .•"portion du nombre d’essieux moteurs au nombre total d’essieux, în fin de compte, le nombre d’essieux moteurs dépend de la valeur ioisie pour l’accélération, dont dépend, à son tour, la vitesse :.oyenne de marche.
  - Ainsi, dans ces systèmes, la puissance motrice est répartie sur grand nombre d’essieux appartenant à plusieurs automotrices, ou plusieurs remorques pouvant d’ailleurs être attelées à cha-•np d’elles, l’ensemble ne formant toutefois qu’un seul train.
  - ’ n tel train n’est autre, en définitive, que la réunion de plusieurs lUls élémentaires ayant chacun son tracteur propre. Leur nombre 'irra d’ailleurs être quelconque : on disposera toujours d’un effort-od pour ainsi dire proportionné au poids à mettre en mouvement, ailleurs, chaque train élémentaire pourra être séparé à volonté
  - • convoi total pour former une unité complète : d’où le nom multiples donné à ces trains.
  - toutefois, pour être complète, la solution exige que le système tel que l’on ait autant de postes possibles de commande de tous Voleurs du train total que l’on veut obtenir de fractions ou trains dentaires et tel en outre que la commande du train puisse se -dun poste quelconque.
  - En
  - s Conditions sont effectivement et entièrement réalisées.
  - 1 outre, en disposant une automotrice à chaque extrémité du 1 .total, on aura également un poste de commande à chaque
  - -mité
  - 4'0i
  - d’où un changement de marche sans retournement de
  - systèmes à unités multiples permettent donc bien aux heures ' de la journée de ne lancer sur la ligne que des trains d’im-
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- - 464
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - portance réduite, mais suffisante cependant pour offrir aux vov geurs toutes les facilités désirables, chacun de ces trains comprenant à peu près le nombre strict de places jugé nécessaire. Ce résulta-sera obtenu par le fractionnement rationnel des convois en train-élémentaires.
  - Aux heures chargées, au contraire, l’accouplement de plusieur-fractions ou trains élémentaires ou unités simples, dont la mardi.-sera réglée d’un seul poste de manoeuvre par un seul agent, donnera le moyen d’utiliser aussi complètement que possible la puissance de transport de la ligne en y lançant, à des intervalles aussi rapprochés que peuvent le permettre les systèmes de « block » les plu-perfectionnés, des convois offrant au public le plus grand nomlirv de places possible.
  - On voit ainsi que les combinaisons les plus variées sont possible — et facilement réalisables — en vue d’une exploitation rationnel' et pratique.
  - En somme, de tels systèmes sont caractérisés par les proprict*'-suivantes : symétrie, réversibilité et divisibilité, et les avantage;- qu: en résultent les rendent éminemment propres aux cas de trafic' in-
  - tenses, et variables.
  - La répartition des moteurs sur un certain nombre d’essieux 4. train aura, en outre, pour conséquence de réduire dans une notais proportion la fatigue de la voie par suite de la diminution du P01** supporté par chaque essieu moteur.
  - Cette répartition présente cependant un inconvénient.
  - En effet, il pourra arriver que l’on soit obligé, pour obtenir lapa-sanoe totale nécessaire, d’adopter, étant donné la place relate em< restreinte dont on dispose, un nombre de moteurs tel que J serait nécessaire pour faire patiner les roues ne puisse être a ^ sans danger tout au moins. Or, le patinage des roues, qui -e aussitôt que la limite d’adhérence est atteinte, constitue le ni ^ protecteur des moteurs en cas de surcharge, car aussitôt q ^ produit, la vitesse du moteur Croît et par suite sa f. c- e-
  - diminution du courant absorbé.
  - vec la locomotive-
  - il
  - Ainsi, à l’inverse de ce qui se produit aveb ±o. -------- c0ll-
  - arriver dans le cas actuel que l’on ait un poids adhérent^ r ^ dérable au point de vue qui nous occupe, le phénomène ne pouvant plus se produire.
  - du pâti»*-'
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 465
  - ]gl. Remarques sur les conditions économiques d’établissement. —
  - envient, pour terminer, de noter que les dépenses d’établissement v semblables installations sont très élevées, et si, pour les métro-.[itains la solution s’impose, pour les lignes suburbaines et inter-rbaines elle peut, au contraire, être discutée, si le trafic n’est pas dieulièrement intense et variable.
  - Par contre, il faut bien observer que le système à unités multiples •rmet de supprimer toutes les manœuvres de formation et de ^'•formation des trains, manœuvres de mise en tête et autres, et que, ont donnée la rapidité des démarrages, le dégagement rapide des oies est possible. Les trains sont en effet immédiatement formés en .Dupant judicieusement les automotrices.
  - Tout ceci conduit, avec un système de voies existantes,, à une cementation notable du trafic possible et, par suite, à éviter des avaux d’agrandissement qui autrement seraient nécessaires.
  - Les conditions complexes du problème des unités multiples étant osi posées, nous allons aborder l’étude des systèmes dont la pra-pe a sanctionné l’emploi.
  - A. — Systèmes a unités doubles
  - Premier système (Ligne Invalides-Champ de Mars, 1900). —-Sidérons un train mû par une automotrice à quatre moteurs.
  - pouvons imaginer que ces quatre moteurs au lieu d’être montés " ttrême voiture soient divisés en deux groupes de deux moteurs
  - •'tenant à deux voitures : un groupe étant, par exemple, monté ^voiture de tête, l’autre sur la voiture de queue; les deux groupes reunis électriquement. Chaque voiture motrice comportera, en " Un poste de manœuvre avec un contrôleur, un jeu de résis-les appareils de prise de courant et accessoires, en un mot l^ra Ulle automotrice complète à deux moteurs.
  - ^ cables reliant les contrôleurs aux moteurs vont d’un bout à ‘ frain. Us sont jonctionnés entre les voitures par des pièces J,1Plement souples. L’ensemble du train peut être ainsi ma-'V 1 Un ^es P0^63 comme une voiture.
  - -, Valise bien ainsi un train à « unités multiples » qui, en l’es-on train à « unités doubles ».
  - '-•îrç
  - Aï,
  - 30
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- - KCTHIOUK
  - 466
  - T U A CT IO N K UC CT HIO U IC
  - Ce système a été appliqué eri particulier en 1893 sur la r Docks de Liverpool et en 1900 aux trains légers de la lig-n ^ Invalides, Paris-Champ de Mars de la Compagnie des Chem^5' Cor de l’Ouest. Pour cette dernière ligne, chaque train « ms de
  - ^ 0:Hl'X)pû ri a ’ '
  - 4 voitures dont deux motrices encadrant deux remorques Ch ^
  - que
  - motrice comportait deux moteurs de 30 chevaux, 22 fiis v,An ,.
  - ^5 1 ^partis pn
  - deux câbles de 11 conducteurs, régnant d’un bout à l’autre du Les deux câbles d’une voiture aboutissaient à des boîtes de ' ^
  - fixées sous les traverses. Sur les onze conducteurs d’un câble^h^ avaient comme section 15 n""2, deux 0 et un 50mra=
  - La figure 368, en planche hors-texte, donne le schéma
  - général de?
  - connexions d’une des automotrices précédentes.
  - Ce système a donné de bons résultats, mais il est toutefois trè: limité dans ses applications -en raison de l’importance des câbleriez et des accouplements. Il faut d’ailleurs remarquer que dans l’exemple ci-dessus la puissance des moteurs était assez faible et par suite le-câbles relativement de faible diamètre.
  - Pour des équipements un peu puissants le système devient rapidement impraticable.
  - 163. Deuxième système (Siemens et Ilalske). — On a cherché à diminuer le nombre et la section des conducteurs. Dans ce but, la Société Siemens et Ilalske a adopté, pour le Hochbahn de Berlin, le dispositif suivant : chacune des motrices porte un jeu complet des résistances nécessaires pour le train entier ; les résistances de la voiture de tête sont seules employées et un seul câble suffit à la commande de la régulation.
  - En outre, pour éviter de faire aller les câbles des moteurs de queue le long du train pour la marche arrière, la voiture de tête fonctionne seule dans cette manœuvre. Dans ce cas, pour éviter que les deux moteurs inactifs fonctionnent en générateurs, on a plaCt un électro (fig. 369) qui, lorsque la voiture motrice n’est pas en ser vice rompt le circuit formé par les deux moteurs de cette voiture.
  - Sous cette forme le système est encore d’un emploi très mu
  - • j pans•
  - 164. Troisième système (Thomson-IIousfon, Métropolitain e On a cherché à diminuer le nombre des fils de jonction
  - section. On y est arrivé en appliquant le principe
  - de la comm
  - andt
  - i
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- - ig-.368 TRACTION ELECTRIQUE PAR COURANT CONTINU
  - SYSTÈMES A DEUX UNITÉS MOTRICES-LIGNE CHAMP DE MARS-INVALIDES (1900)
  - 1« AUTOMOTRICE
  - 2* AUTOMOTRICE
  - Marché- eu sérié
  - T”<t>-------
  - CONTROLEUR
  - CONTROLEUR
  - Sérié Pai'atLàle 5 3f
  - Marché jiaraHélé
  - MOTEUR
  - MOTEUR
  - —i
  - Frotteurs J
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- - SYSTÈMES I)E T H ACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 467
  - à distance à certains appareils de manœuvre au moyen d’électro-aimants et c’est pour assurer l’inversion du sens de marche qu’on y a songé tout d’abord.
  - En effet, la nécessité de croiser les connexions de l’induit par rapport à l’inducteur oblige à amener aux postes de manœuvre quatre conducteurs du circuit principal. Si ce croisement. est effectué au moyen d’un appareil approprié dit « inverseur » commandé à distance, celui-ci peut être placé à proximité des moteurs et l’on n’a
  - V^M\Wv\AAWWv
  - ^ Terne
  - —WM/vWAWWWW-
  - % Terre
  - ^ Terre
  - plus alors qu’à amener aux postes de manœuvre deux conducteurs par moteur correspondant aux bornes d’entrée et de sortie du courant. En outre, tous les moteurs devant être inversés à la fois, les différents inverseurs correspondant à chaque moteur ou à chaque groupe de moteurs peuvent être mis en parallèle et commandés tous ensemble, ce qui n’exige en définitive que deux fils de jonction et de faible section.
  - C’est ce qui a été réalisé par la General Electric Co et la Société Claret-Vuilleumier. Dans cette méthode, le train n’est plus parcouru Que par un seul gros câble pour le circuit de traction et par les deux dis précités.
  - Un tel système, sous la forme encore d’unités doubles, a été appliqué au chemin de fer Métropolitain de Paris par la Compagnie homson-Houston avant l’adoption des systèmes modernes à unités
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- - 468
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - multiples à contacteurs. Dans ce cas, les deux moteurs de chacun des deux voitures motrices étaient normalement couplés en paraît] formant un groupe et le contrôleur effectuait le couplage série-pa^i lèle de ces deux groupes.
  - Pour marcher avec les deux moteurs d’une voiture seulement. 0I1 manœuvrait un commutateur spécial qui permettait d’effectuer couplage série-parallèle de ces deux moteurs.
  - Le fonctionnement de ce système s’explique facilement au niov.-n du schéma de couplage représenté par l’une ou l’autre des figures 370 et 371. Pour celui de la première figure, une automotrice est en tête de chaque train partiel; pour celui de la seconde, les motrice* sont l’une en tête, l’autre en queue du train total.
  - Chacun des modes de couplage correspondant à ces schéma> -, ses avantages au point de vue de l’exploitation. Le mode qui semble avoir donné le plus de satisfaction sur la ligne du Métropolitain <>: celui qui consiste à avoir les deux motrices respectivement en tèP et en queue du train total, de manière à pouvoir marcher dans un sens ou dans l’autre en cas de nécessité. Il suffit, pour cela, au watt-man, de se transporter de la cabine de tête à la cabine de quoii" et de marcher en sens inverse pour reprendre immédiatement f service «en retour».
  - Au Métropolitain, chaque motrice du type de celles qui nous oceujr comporte une cabine où sont installés les appareils suivants :
  - 1 contrôleur à soufflage magnétique comportant sept positions avec résistances dans la marche série, et six positions avec résistances dans la marche en parallèle;
  - 1 disjoncteur automatique;
  - 1 plomb fusible à soufflage magnétique;
  - 1 parafoudre;
  - 1 commutateur spécial à deux positions;
  - Puis, sur la voiture motrice se trouvent encore :
  - 1 jeu de résistances pour la marche eh série-parallèle;
  - 1 inverseur électro-magnétique pour la marche en arrière;
  - 2 moteurs de 150 chevaux (type T-H 4);
  - 4 frotteurs de prise de courant pour troisième rail ;
  - 1 compresseur d’air électrique à commande automatique pour les h1111
  - Enfin, sur chacune des faces avant et arrière de la voiture, se trouvent
  - 1 coupleur pour câble principal de train (circuit des moteurs);
  - 1 coupleur à deux fiches pour inverseurs.
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- - aux frotteurs
  - Uaû/e
  - Voiture N?
  - Motrice
  - Voiture N°5
  - Motrice
  - Remorgues
  - Commutateur
  - Ml
  - Commutateur
  - Ml
  - Inverseur électromagnétique
  - Inverseur électromagnétique
  - TDB
  - —j
  - W, Terre
  - MoteursliW1-
  - Train unitaire de 4 voitures
  - Moteurs
  - Résistances
  - Train unitaire de 4 voitures
  - Train eompjet de 8 voitures
  - Fig. 370.
  - Schéma de câblage d'un train à 8 voitures (lre combinaison).
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- - aux frotteurs
  - f coupleurs J
  - Contrôleur
  - Commutateur
  - Ml
  - ntrôk w
  - Commutateur
  - Ml
  - Inverseur électro-magnétique
  - Inverseur électromagnétique
  - Terre m
  - 'Moteurs TH4 \x y Train unitaire de 4 voitures
  - V / MoteursT.H'
  - Train unitaire de 4 voitures
  - Résistances
  - Résistances
  - Train cornp I e t d e 8 voitures
  - • Fig. 371.
  - Schéma de câblage d’un train à S voitures (2* combinaison).
  - aux frotteurs
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- - SYSTÈMES DE TIîACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 471
  - 165. Critique de ces systèmes. — La principale critique de ces v=tènies résulte de la nécessité d’un câble du circuit de traction panant sur toute la longueur du train, car si l’installation d’un tel •àble parcouru par le courant total ne présente aucune difficulté pratique, elle fait naître des craintes au sujet des incendies dont ce .•àble pourrait être la cause dans les voitures qu’il traverse. Dans ces ,-onditions, il est difficile de multiplier le nombre des motrices. C’est ünsi que l’on a été amené à rechercher des systèmes dans lesquels !(?s intercommunications soient uniquement constituées par des inducteurs ne donnant passage qu’à de faibles courants. C’est dans cet ordre d’idées que sont conçus les systèmes modernes à unités multiples dont nous allons maintenant nous occuper.
  - B. — Systèmes a unités multiples
  - 166. Principe. Systèmes divers. Le principe fondamental de ees systèmes dans lesquels on peut employer un nombre quelconque île motrices est celui de l'emploi exclusif de la commande asservie.
  - Pour supprimer les grosses canalisations, Sprague, en 1885, proposa d’attribuer à chaque motrice un régulateur distinct et d’actionner tous ces appareils par une seule transmission.
  - En 1894, Siemens et Halske proposèrent de commander les régulateurs par des tringles articulées, mais l’etîort à fournir pour un 'ertain nombre de voitures devenait considérable et le système devenait rapidement peu pratique.
  - On a été ainsi conduit à des systèmes dans lesquels chaque paire <lr moteurs, le contrôleur et les résistances qui lui correspondent, forment un ensemble que l’on commande à distance par l’intermé-diaire d’un servo-moteur actionnant le tambour principal du contrô-'‘ur, d’où le nom de systèmes à contrôleurs commandés à distance "•«asservis».
  - Ee servo-moteur actionnant le contrôleur peut être pneumatique, ''omme dans le système Auvert, ou électro-magnétique comme dans ,e système Sprague, dont le principe a été particulièrement fécond,
  - encore électro-pneumatique comme dans les systèmes Westin--house et Siemens-Schuckert.
  - On est ensuite arrivé aux systèmes plus modernes dans lesquels hoque manœuvre est effectuée à distance au moyen de relais, d’où
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- - 472 '
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - le nom de systèmes à contrôleurs relayés. Les uns sont à command électro-magnétique, tels le,s systèmes General Electric ou Thomson Houston et Sprague-Geueral Electric ou Sprague-Thomson-Houston qui participent du principe dlu système Sprague, et le système Diek Kerr dont le principe est assez différent bien que toujours purement é le c tro-m agnéti que.
  - Les autres sont à commande électro-pneumatique, c’est-à-dire qu, Les relais, au lieu d’être électriques, sont électro-pneumatiques • l’électricité qui est empruntée à une source étrangère à basse tendon (batterie) servant uniquement à régler, au moyen de soupapes appro priées, l’admission de l’air dans les appareils de commande des circuits des moteurs. Tels sont les systèmes Westinghouse, deuxième et troisième types (Turret type et Unit Switch type).
  - On voit d’après cet exposé d’ensemble, que l’on a des systèmes pneumatiques, électro-magnétiques et électro-pneumatiques.
  - Nous allons examiner successivement ces différents modèles.
  - 1° Systèmes à contrôleurs asservis
  - 167. Système pneumatique Auvert (1895). — Ce système a été appliqué par la Compagnie du chemin de fer P.-L.-M. à la ligne du Fayot à Ghamonix. Il a en outre comme autre caractéristique celui d’être rhéostatique. (Le système Sprague et ceux que nom verrons par la suite sont à contrôle série-parallèle.)
  - Chaque automotrice comprend un servo-moteur commandant l’arbre du contrôleur rhéostatique appelé ici « combinateur ». b" poste du mécanicien est sur la motrice de tête.
  - Tous les servo-moteurs du train sont mis en relation entre eux par deux conduites générales servant, l’une pour la marche avant, l’autre pour la marche arrière, et réunies, d’un véhicule à l’autre, pa.' des demi-accouplements à soupape comme ceux du frein Westinghouse-Henry.
  - Principe du fonctionnement du système (1). —• Chaque ser\o-moteur de voiture se compose, en principe, d’un gros cylindre cont< nant un piston relié par une tige au combinateur.
  - (1) Cette description et la figure qui l’accompagne sont empruntées à 1 Indudrt électrique, du 10 mars 1901.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION 'A UNITES MULTIPLES
  - 473
  - En temps normal, le piston est au milieu de sa course et le compteur à zéro; mais si on vient à envoyer de l’air à une certaine v^ion sur l’une ou l’autre face, le piston va se déplacer et entraîner iui l’arbre du combinateur. On pourra donc provoquer à volonté ;l îa marche avant, soit la marche arrière du véhicule.
  - Restait à obtenir un démarrage graduel avec crans d’arrêt corres-,1(jant à chaque touche du combinateur, suivant les vitesses à jiser. Le problème a été résolu en envoyant sur les pistons de ..r à des pressions déterminées et graduellement croissantes.
  - La pression, qui a une certaine valeur pour le premier cran de ,relie, est rendue plus grande pour passer au deuxième, et ainsi . -uite. Pour que le piston ne se déplace chaque fois que juste de quantité nécessaire, on a échelonné sur son parcours une série de >e> constituées par les tiges de petits pistons soumis, eux, sur une leurs faces, à une pression toujours uniforme. Le gros piston du • no-moteur commence par rencontrer la tige d’un premier petit don qui l’arrête si la pression ne dépasse pas la valeur initiale, v <»n vient à augmenter la pression de l’air sur le gros piston, ce niier se déplacera, repoussant le premier petit piston jusqu’à la contre du deuxième, et ainsi de suite.
  - Le retour à zéro du combinateur se fait automatiquement en cas rupture d’un attelage, car, à ce moment, les conduites se rompent laissent échapper l’air comprimé agissant sur les gros pistons. Les tits pistons qui, eux, reçoivent l’air du réservoir à frein placé sous voiture, ramènent alors immédiatement le gros piston au milieu ni course et, par suite, le combinateur à zéro, en même temps que produit le bloquage automatique du frein Westinghouse.
  - dispositif présente donc une grande sécurité pour l’ascension ' fortes rampes.
  - description. — Le système comprend une série de servo-moteurs Maires placés'sur chaque véhicule et actionnés simultanément Un appareil de commande dit servo-moteur principal placé en
  - ’t que nous supposerons réduit au principe de deux robinets -U'.
  - ^aque servo-moteur secondaire se compose (fig. 372) :
  - ( ; T~ *
  - u un bâti G, sur lequel sont boulonnés deux groupes de cylin-^ composés chacun de cinq petits cylindres parallèles entourant
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- - 474
  - TRACTION- ÉLECTRIQUE
  - un cylindre plus grand; le grand cylindre a 130 millimètres de h-mètre et les petits 50 millimètres;
  - 2° D’un grand piston K, qui porte en son milieu un plateau v de fonte avec lui par l’intermédiaire duquel il vient buter SliP j ' tiges des petits pistons ;
  - 3° D’une tige O fixée au grand piston et par laquelle celui commande par crémaillère et pignon le combinateur électrique de \-voiture ;
  - cytuittres a*c res ervoiS' eut rt 'h&t-re
  - Appareil de commande (système Auvert) du chemin de fer électrique de Chamonix
  - 4° De deux conduites d’air M et M' mettant l’un des cote' 4; grand piston en communication avec la conduite générale de manh* avant et l’autre avec celle de marche arrière; ces conduites abêtissent chacune à un robinet R ou R' disposé d’une manière anab1^ aux appareils de manœuvre du frein modérable Westinghouse-deux robinets R, R’ sont placés sur la motrice de tête du tram permettent d’envoyer, sur l’une ou l’autre des faces du grand pis*011 de l’air comprimé à une pression déterminée, variable a
  - 5° De dix petits pistons formant deux groupes symétriq1^-^ cinq, l’un pour la marche avant, l’autr.e pour la marche arriéré. -
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 475
  - ! trpand piston est dans sa position médiane, les tiges des cinq petits ;4ons de chaque groupe portent sur des butoirs venus de fonte ^-ee le bâti. En même temps, la tige de l’un d’eux est en contact vec le plateau du grand piston. La tige du deuxième piston, plus x,urte de 16 millimètres, est en retrait sur celle du premier et ainsi je suite jusqu’au cinquième, dont la tige est en retrait de 54 millimètres ;
  - 6° De deux conduites N et N' faisant communiquer en perma-•ience les petits cylindres entre eux et avec le réservoir auxiliaire l'air comprimé à pression sensiblement constante, .soit 4 à 5 kg/cm-, je manière à appliquer toujours tous les petits pistons sur leurs mitoirs.
  - Fonctionnement. — Au repos, le volant de manœuvre du servomoteur principal est enclanché au cran zéro. Les soupapes d’admission des conduites marche avant et marche arrière sont fermées les soupapes d’évacuation sont ouvertes. Les grands pistons des -rvo-moteurs ne supportent donc aucune pression.
  - L’air comprimé (sous pression constante) des réservoirs auxi-.mires et, par suite, des petits cylindres maintient tous les petits pis-mrs contre les butées des corps de cylindre H; deux petits pistons, ai de chaque côté, maintiennent les grands pistons dans la position médiane.
  - Geci posé, soit 2p, la pression en kilogrammes par cm2 que l’on :'-'it donner à l’air agissant sur un grand piston pour équilibrer exac-"Ment l’effort dû à un petit piston. Si l’on établit sur l’une des faces grands pistons une pression 3p, ceux-ci refoulent lois premiers pistons et viennent buter contre les deuxièmes. Ils ne vont pas plus •-'n. parce que, pour refouler en même temps ces deuxièmes petits !':'tons, il faudrait une pression de 4 p.
  - combinateurs électriques sont alors placés dans leur pre-llere position de démarrage par l’intermédiaire de la tige O.
  - Si maintenant on établit une pression 5 p sur la même face des -ânds pistons, ils refoulent les deuxièmes petits pistons et sont • r,ks par jes troisièmes. Ils ne vont pas plus loin car, pour refouler derniers, il faudrait une pression de 6 p. Les combinateurs élec-s°nt alors placés dans la deuxième position de démarrage, ,|,nd de suite.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Par conséquent, pour amener tous les combinateurs des divo voitures du train à leurs positions 1, 2, 3, 4, 5, il suffit d’établir pu' de maintenir automatiquement, soit dans la conduite générale -t' marche avant, soit dans celle die marche arrière, des pre«q0rç égales à 3p, 5p, 7p et ïip kilogrammes : cm2 ; ce résultat s’obtien au moyen du servo-moteur principal et les mouvements des div*^ combinateurs sont bien .simultanés et synchrones.
  - Nous donnons, en planche hors-texte (fig. 373), le schéma géinVà des connexions de l’équipement électrique d’une des motrices de f ligne en question.
  - 168. Système électro-magnétique Sprague* — Ce système a reçu sa première application au « South Side Elevated Ry » de Chica^ en 1897.
  - L’équipement d’une voiture motrice comprend un contrôleur actionné par servo-moteur électrique, un inverseur commandé par électros et un tableau des relais.
  - Un train Sprague se présente alors schématiquement sous ! forme donnée par la figure 374.
  - ^Tableau des relais
  - Inverseur^
  - ''Contrôleur
  - Fig. 374. — Train Sprague.
  - Les relais agissent sur les circuits du servo-moteur du contrôla, et des électros de l’inverseur.
  - Au total cinq fils, soit trois de commande des relais et deux ù commande de l’inverseur courant d’une extrémité à l’autre du trac L’appareil de manœuvre est un petit commutateur qui pernn t
  - lancer le courant dans les fils de commande.
  - Le servo-moteur est muni d’un inducteur à deux enroulenu • correspondant aux deux sens de rotation. Il attaque le contrôleur I l’intermédiaire de ressorts et d’une roue à cames de manlt>H assurer un passage brusque d’une position à la suivante. EuJ^ des touches ordinaires correspondant aux couplages série-paI
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- - %S73TRACT!0N ÉLECTRIQUE PAR COURANT CONTINU SYSTEMES A UNITÉS MOTRICES' MULTIPLES
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- - ----"^sr--
  - Moteur M°2
  - I----------------------------------
  - ! i \ ! \ !
  - Suinte de Frem du Servo • moteur
  - Bobtne de rotation nègad ’
  - (RALENTISSEMENT^
  - àotj!ne de rotation position
  - (accélération)
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- - TRACTION A IMITES MULTIPLES _systeme~. sprague
  - Fier. •uZb Schéma des connexions d'une motrice.
  - LîTÀTEUK DE MANOEUVRE
  - COMMUTATEUR DE MANŒUVRE
  - 4-S-4—J-
  - ELAlfe
  - RESISTANCES
  - tosiZzorù ctzozésso
  - S&r&b avec, toutes résista»
  - SERVO
  - MOTEUR
  - -dn- R i étinunèe-
  - RESISTANCES DU MOTEUR hJ-2
  - ~73v- R 3
  - Parallèle toul&s re.
  - -et’- HlêUminéê.---..---
  - -c£b- sur l4s"ZMotc
  - ---^3*- I Tl
  - ~dF- R 4
  - -d°- son*s resistaac$i&^B^i
  - " de désserreufe;
  - CONTROLEUR A SERVO- MOTEUR
  - FUSIBL
  - R ECOULAT El U R AUTOMATIQUE . O (il FREIN
  - disjoncteur automaùxiue' j
  - MOTEUR
  - __I Bobines
  - v f0ÜdrruLaUMTUunJ MOTEUR ---------
  - ~--V-q J nu
  - Ma^se compresseur dair
  - inverseur
  - FROTTEURS
- p.n.n. - vue 535/870
- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 477
  - et aux différentes résistances, le tambour du contrôleur porte un certain nombre de segments dont l’utilité sera indiquée plus loin. Le ggrvo-moteur est muni d’un frein électro-magnétique qui Le bloque dès qu’ü ne reçoit plus de courant. L’inverseur est disposé de manière à revenir au zéro lorsqu’aucun des deux électros n’est excité; comme le contrôleur, il porte des touches supplémentaires. Lorsque l’inver-seur est au zéro, le courant n’arrive plus au moteur.
  - Les relais sont au nombre de cinq.
  - Trois de ces relais correspondent respectivement à la marche sans courant, à la marche en série et à la marche en parallèle. Le quatrième, dit « stop-relai », est placé dans un but de sécurité. Le dernier, dit «régulateur», dont la bobine est parcourue par le courant d’Un des moteurs, réalise l’automaticité du démarrage.
  - La figure 375 représente un schéma simplifié du système Sprague et la figure 376 le schéma détaillé.
  - Les cinq fils de commande sont marqués 1, 2, 3, 4, 5.
  - Les relais G, S, P sont ceux de marche sans courant, en série et en parallèle. Pour simplifier, nous n’avons, conservé au contrôleur et à l’inverseur que les touches supplémentaires qui ont été figurées sur un cercle, alors qu’en réalité elles forment des lignes de segments parallèles sur les tambours. Le commutateur de manœuvre a été également figuré plan, bien qu’il soit construit sous la forme combina-teur. La poignée de l’appareil de manœuvre doit être manœuvrée vers la droite ou vers la gauche, suivant que l’on veut faire marcher le train en avant ou en arrière. Dans la marche arrière, on ne peut pas passer en parallèle. Un ressort tend à ramener la poignée au zéro, ce qui oblige le machiniste à ne pas l’abandonner pendant la marche.
  - Le commutateur de manœuvre a pour effet de mettre les entrées des bobines des relais C. S. P. et les bobines de l’inverseur en communication avec la ligne.
  - L’inverseur, le contrôleur et le manipulateur étant au zéro, comme sur la figure 375, aucun courant ne peut passer.
  - ki l’on pousse Le manipulateur sur la touche 1 de marche avant, le relais G reçoit du courant; il se lève, mais aucun courant ne peut Parvenir au servo-moteur.
  - En même temps, le courant amené a l’électro de marche AY gagne aterre Par les contacts 20 et 0 de l’inverseur, la bobine du stop-relai,
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - les contacts 12 et 9 du contrôleur. Le stop-relai se lève et l’invep^ se place dans la position AY. Dans cette position, le courant de r verseur ne passe plus par 20 et 6, mais à travers la résistance • 700 ohms, il continue à passer par la bobine du stop-relai et la terre à travers les contacts bb' qui sont alors en prise.
  - En poussant le manipulateur sur la position 2, le relai S se lè\ Le courant passe dans le servo-moteur en traversant la bobine ,< rotation positive (accélération), passe par deux touches du stop-rel, traverse le contrôleur par 10 et 8, vient aux touches de relais S, pu;, aux touches du régulateur et de là passe par les touches 22 et 21 <j,. l’inverseur, traverse la bobine du frein du servo-moteur et game !, terre.
  - En conséquence, le frein se desserre, le contrôleur quitte la position zéro, le courant est lancé dans les moteurs et le train démarr--. Le contrôleur continuant à avancer, le courant augmente dam f. moteurs et, lorsqu’il atteint une certaine valeur, le régulateur se l»V et coupe le courant dans le servo-moteur. Celui-ci s’arrête, le contrôleur reste en position jusqu’à ce que le courant des moteurs diminu. par suite de l’accélération imprimée au train. Le régulateur finit pr retomber et laisse de nouveau progresser le servo-moteur. Les cho- ' continuent ainsi jusqu’à ce que le contrôleur soit dans la posilim: série sans résistances. Le courant du servo-moteur est alors rmp-en 8.
  - On pourra suivre de même ce qui se passe lorsqu’on fait avan«v' le manipulateur sur la touche 3 (marche en parallèle) et lorsqu-ensuite, on le ramène à l’une des premières positions. Dans ce dernier cas, c’est la bobine de rotation négative qui agit.
  - Lorsqu’on ramène le manipulateur au zéro, à partir d’une po tion quelconque, le courant est coupé dans les électros de l'inver- >• qui revient au zéro et coupe ainsi immédiatement le courant dam t* moteurs. Le contrôleur revient ainsi de lui-même au zéro.' L ne seur ne peut se mettre sur une position de marche tant que le •" trôleur n’est pas revenu au zéro.
  - La commande est donc entièrement automatique et ne pernud I les fausses manœuvres.
  - Il est enfin à remarquer que, dans ce système, chaque confie- ^ fonctionne indépendamment des autres et que sa marche ^ réglée que par la diminution de courant due à la f. c. e. nh
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- - SYSTÈMES DE 1 RACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - ppée Par ^es m°teurs correspondants, c’est-à-dire par les résis-" propres de l’unité considérée. Il est donc possible d’employer moteurs différents, pourvu que le tableau des relais correspondes soit réglé d’une manière appropriée pour le groupe de moteurs
  - fil commande.
  - I6(b Système électro-pneumatique Westinghouse. — Ce système, à 1[Umande électro-pneumatique, résoud également le cas général du iiitrùle série-parallèle. Il existe un gros contrôleur sur chaque voi-jiv motrice, manœuvré par des pistons à air comprimé dont l’ali -mutation est réglée par des robinets-valves commandés par des -lais à électros, dans lesquels passe un courant, sous 14 volts, fourni „(r des accumulateurs. Ge système, employant une énergie étran-.rre. soustrait ainsi la manœuvre à l’influence des incidents qui cuvent se produire en ligne. De plus, la tension dlu courant de rmiande est absolument inoffensive.
  - Trois modes de réalisation ont été successivement appliqués; nous rrons ici le premier et plus loin les deux autres qui sont du type contrôleurs relayés.
  - Dispositif du chemin de fer du tunnel de la Mersey (« drum type », ••ontrôleurs asservis.)
  - bans le premier dispositif Westinghouse, lequel a été employé la Mersey (1), et dont le schéma est donné sur la figure 377, chaque "trice est munie d’un contrôleur dit « régulateur-coupleur » repré-• ntc sur la figure 378 et qui comprend deux parties : la partie infé-"ure ou coupleur est le correspondant du contrôleur ordinaire de •niway et en remplit les fonctions; la partie supérieure ou régula-’;r comprend l’ensemble du système des servo-moteurs. mus les organes du coupleur (inverseur, disjoncteur, touches de 'l'tanees et de couplage des moteurs, etc.) sont mis en action par ' scrvo-moteurs à air comprimé, lesquels sont mis en relation '• ^7) par une ligne électrique à sept conducteurs, dite ligne de l,n- avec les manipulateurs des postes de commande qui se trouvent "n' chaque cabine d’avant et d’arrière de toutes les voitures mo-e>- ffe chacun de ces postes indifféremment, mais d’un seul à la
  - *-a description de cet équipement est empruntée à la Revue générale des ,ns de fepj <je décembre 1903.
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- - Manijrûlaterao
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  - itateur
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  - Fig. 378.
  - Contrôleur ouvert surmonté de l’appareil de commande ù distance.
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  - fois, le wattman appelé à la conduite du train peut gouverner moyen d’un manipulateur très simple, tous les contrôleurs du trdU et obtenir le synchronisme parfait dans leur fonctionnement
  - Tous les appareils susceptibles d’être mis en mouvement dan chaque appareil de commande pour le contrôle et le fonctionnement des moteurs sont munis de servo-moteurs à air comprimé lesquels sont alimentés par un réservoir spécial indépendant des cylindre-de frein, à savoir :
  - Inverseur. — L’axe de rotation de l’inverseur est terminé par un pignon denté engrenant avec une crémaillère H horizontale qui constitue la tige unique de deux pistons conjugués se mouvant chacun dan-un cylindre différent, G1 et G2. L’inverseur sera ainsi tourné dan-un sens (marche avant) ou dans, l’autre (marche arrière) suivant qu._ l’air comprimé arrivera à l’arrière de l’un ou l’autre des deux pi-ton-,
  - Coupleur-combinateur. — Le coupleur-combinateur, qui est du même type que ceux des contrôleurs dont sont munies les automotrices isolées, a son axe vertical terminé à sa partie supérieure pur un pignon p1 ; ce pignon engrène avec une crémaillère H calée sur la tige d’un piston se mouvant dans un cylindre à simple effet Cf Suce même axe du coupleur se trouvent deux roues à came r et H. dam lesquelles peuvent engrener deux cliquets qh g2, solidaires d’un piton qui se meut dans un cylindre C3. Un ressort antagoniste 5 maintient normalement le piston appliqué sur le fond du cylindre. Quand on envoie l’air comprimé sur la face arrière du piston, celui-ci -c déplace de gauche à droite et les cliquets engrènent les dents dm roues r, R, en faisant tourner le coupleur d’un cran, dans le sein dm aiguilles d’une montre. Un nouveau mouvement du piston, âpre-qu’il est revenu en arrière sous l’action de son ressort antagom- -provoque l’avancement du coupleur d’un nouveau cran.
  - Disjoncteur automatique. — Le disjoncteur automatique. 'I11, fonctionne de lui-même pour couper le courant en cas de coud-'1 cuit ou de surcharge, doit être relevé (pour la reprise du fomtm nement normal) après que le motif qui a nécessité sa mise en J a disparu. .
  - Ce relèvement se fait par un servo-moteur G6 actionnant la I
  - A * -, pn fiCu* *'
  - gnée P du disjoncteur. Un servo-moteur C peut etre nn*
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - •5 cas de danger pour s’opposer à la fermeture du disjoncteur sous •-ction du servo-moteur Ce.
  - çiedros et lignes de commande. -- Tous ces servo-moteurs sont unis de valves commandées par des électro-aimants L, L, L, L, L.
  - ces électros sont donc branchés sur des circuits de commande, .quels sont en relation aussi bien avec les manipulateurs Mi.et ]VL, .•nés respectivement sur la cabine avant et la cabine arrière de .utomotrice qUj les porte, qu’avec tous les manipulateurs situés sur .autres voitures motrices. Toutes les voitures communiquent en vtentre elles, comme nous l’avons déjà dit, par un câble électrique ; conducteurs qui parcourt tout le train, l’assemblage se faisant de :!ure à voiture au moyen des accouplements D.
  - Le courant à faible tension qui parcourt ces circuits est pris sur . batteries Ai, A2 et non sur les prises de courant de traction, de on qu’on soit toujours sûr qu’il ne circule pas dans ces circuits de .v.mande parcourant le train d’un bout à l’autre, de courants à haut itage pouvant donner lieu à des courts-circuits dangereux.
  - Fonctionnement. — Il est facile de voir, sans cependant, entrer •s trop de détails, comment fonctionne l’appareil.
  - Si on tourne la manette du manipulateur M vers la droite, pour la cche avant, on commence par envoyer le courant dans l’électro L ouvre la valve du cylindre Ci, la crémaillère H se mettant eu uvement tourne l’inverseur pour le mettre sur la marche avant ':r la marche arrière, c’est le cylindre C2 qui fonctionnerait) (1). !'es électros L ou L ne peuvent d’ailleurs être excités que lorsque T,-*mail'lère H du contrôleur dont il sera parlé plus loin est en d '“lion de la figure 3); car c’est seulement dans cette position (con-‘ur au zéro) que le circuit des électros est fermé par le contact g bire de la crémaillère H.
  - '"manipulateur envoie ensuite le courant dans l’électro I3 qui fait 'er 1 air comprimé dans le cylindre G3 ; La pression de l’air fait ' avancer le piston de ce cylindre en combattant- l’effort antago-ressort s. Les cliquets g1, g2, solidaires de ce piston, engrè-
  - , n l"'au de communication peut mettre en communication les deux cvlin-v . cle maniéré à équilibrer la pression sur chacun des pistons solidaires - h et, éviter le déplacement de celle-ci dans le cas où l’air comprimé
  - lntempestivement par une déviation au cylindre de l’inverseur.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - nent avec les roues r, R du contrôleur et font avancer celui-ci d'écran. La monture m du piston vient alors buter contre un butoir qui coupe un contact z sur le circuit de l’électro Is, le courant / interrompu, la valve commandée par L est relevée, le cylindre C3 ^ mis à l’échappement et le ressort antagoniste s ramène en arrière: piston et les cliquetis q1 et q2 qui en sont solidaires ; le contact r, referme alors, le courant se rétablit sur l’électro L, un nouvel aw cernent se produit, et le contrôleur avance d’un nouveau cran et ain» de suite automatiquement, réduisant progressivement les résistance pour arriver enfin à la marche en parallèle où l’avancement, cra par cran, par répétition automatique, est interrompu par l’effet de» contacts x, y, w qui sont fermés par le contrôleur lui-même arriv à la position de marche normale.
  - La remise au zéro du contrôleur pour l’arrêt se fait par l’électr.» t qui envoie l’air comprimé dans le cylindre G5.
  - Le piston de ce cylindre, solidaire de la crémaillère H, ramè;. d’un seul coup le contrôleur au zéro.
  - Le fond du cylindre G5 communique par une conduite avec !•• cylindres des freins, die manière que si le wattman freine avoir ramené Le conducteur à zéro, cette omission se trouve r; parée automatiquement et immédiatement par l’effet de l’air cor -primé provenant du cylindre de frein en action.
  - Batteries. — Les deux batteries A1, A2 sont disposées de telle que l’une puisse toujours être mise en charge quand l’autre Motionne. La charge des batteries se fait au moyen d’un circuit en «u-avec le circuit d’éclairage.
  - Pour charger les batteries, on fait usage d’un eommutafeiir ' 4 plots dont les connexions sont telles qu’on puisse facilement int^ vertir les batteries pour les mettre en charge ou en fonctionnement
  - Avantages de ce système. — Les principaux avantages attrU,!> dès l’origine à ce système sont Les suivants :
  - 1° L’usage de l’air comprimé au lieu de courants à haut u'h’ pour la manœuvre des appareils de marche ;
  - 2° Emploi d’un circuit tout à fait indépendant du courant de L tion et à très bas voltage pour commander les servo-moteurs .
  - 3° Maniement facile du manipulateur des commandes ;
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- - H—r-f^NF*"
  - J_ j-------j — ._j—i--------Ejlfcj*.
  - Fm. 379. — Système éleclropneumalique de traclion à unités multiples Siemens-Schukert. — Schéma général des
  - appareils de commande d’un équipement.
  - S, arbre de commande du cylindre du contrôleur principal ou coupleur dè vitesse. — s, pignon d'entraînement du contrôleur. — F, arbre de commande du cylindre de l’inverseur. - t, crémaillère de commande du contrôleur. — Ei, Ea, cylindres d’avancement. — I)i, 1)», pistons d'avancement. — N, piston antagoniste. — O, cylindre admettant l'air comprimé à la gauche du piston antagoniste. — m, orifice d'admission d'air comprimé- — P, commandé du piston à huile. — K, cylimlre à huile. — Q, piston correspondant. — X, soupape de retour d'huile. — r, tube d'admission d'huile au tiroir équilibré U7— U, Iiroir équilibré réglant le frein à huile. — T, chambre du tiroir de frein à huile. — M», électro réglant l’avancement du contrôleur. — W, réservoir d’huile. — u, orifice d’échappement d'huile. — Y, électro limiteur de courant.
  - Z, prise de courant générale. — Zi, dérivation du courant pour l’appareil de commande. —-za, dérivation du courant pour les moteurs et les résistances. — X ligne de train à 4 fils. — y*, dérivation de la ligne de train sur le poste de commande. — y2, dérivation de la ligne de train sur les contacts accessoires. — ai, oc2, coupleurs assurant la continuité ae la ligne de train.
  - Mi, Ma, soupapes électromagnétiques d'avancement. — L, conduite d amenée d’air comprimé aux soupapes. — Vi, Va, enveloppes des clapets d'admission. — n, r2, conduiles d'admission d’air aux cylindres L)i, 1J2. — cnei, a2e2, tiroirs mettant ri et ra en communication avec l’air sous pression ou avec l’atmosphère.
  - 131, Ba, tiges d’avancement. — Ai, Aa, projection servant à l'avancement de la lête de la crémaillère R. — B. tète de crémaillère. — II, pièce de commande de l'arbre d’inverseur. — h i, h a, butées d’arrêt. — C, Ca, cliquets d’arrêt des butées /ne t Aa • — Si, 5t, galets entrant en contact avec Ai Bi, Aa Ba.
  - a, développement du cylindre du manipulateur ou coupleur du vvaltman. — a\b\, marche avant, position série. — aa 6a, marche avant, position parallèle. — aa ba, marche an ière, position série.
  - P, développement partiel du cylindre du contrôleur principal, montrant les contacts auxiliaires. — pi, position série du contrôleur principal.
  - cp, développement partiel du cylindre de l'inverseur, montrant les contacts auxiliaires. — rfi, position de marche avant de l’inver seur. — A a, position de marche arrière de l'inverseur. — Xi, cylindre de frein à huile.
  - Les traits ponctués représentent les posilions des appareils pour la marche en série sans résistance.
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  - 4° Mise automatiquement au zéro de tous les contrôleurs quand les freins sont actionnés ;
  - 5° Ouverture de tous les circuits en cas de rupture d’attelage.
  - Ce système a cependant dû être perfectionné à cause des grandes niasses en mouvement qu’il comporte.
  - 170. Système électro-pneumatique Siemens-Schuckert. — Ce système fait appel, comme le système Westinghouse, à l’air comprimé pour effectuer le déplacement des organes divers de régulation et au courant électrique à basse tension provenant d’une batterie pour la commande des soupapes à air comprimé.
  - Il repose encore sur le déplacement d’un piston par l’air comprimé envoyé au cylindre dans lequel se meut le piston, miais, au lieu d’une course complète du piston pour chaque avancement d’un cran du contrôleur, le servo-moteur effectue le tour complet du contrôleur par le seul déplacement du cylindre d’une extrémité à l’autre de sa course. Enfin, ce déplacement ne s’obtient pas, comme dans le sys^-tème Auvert, pa.r l’action de pressions échelonnées sur le piston ou sur une série de pistons, mais par l’action antagoniste d’un frein dans lequel entrent en action l’air comprimé et l’huile sous pression d’air : cette dernière règle également la vitesse d’avancement du contrôleur, d’après l’orifice, le réglage des organes d’écoulement, la fluidité même de l’huile employée, etc....
  - Gomme exemple, nous décrirons (1) réquipement adopté pour les automotrices du métropolitain de Berlin (1903), dont la figure 379 représente le schéma général des appareils de commande d’un équipement.
  - Les deux appareils principaux du contrôle, appelés ici coupleurs, correspondent l’un, le compteur de vitesse, au contrôleur ordinaire,, et l’autre à l’inverseur dont ils ont respectivement les fonctions. Ils s°nt d’ailleurs comme eux du type tambour et sont représentés sur figure 379 par leurs axes : S pour le coupleur de vitesse (contrôleur) et P pour le coupleur-inverseur.
  - ^es deux appareils automatiques sont commandés par les pistons ^ L2, des deux cylindres à air Ei, Es, qui sont reliés par les tuyaux
  - (f) Cette descriplion est empruntée à Y Électricien, du 5 décembre 1903-
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - rh n aux boîtes-à soupape Vi, Va. Les deux électro-aimants M, \i vent à la commande de ces soupapes. L’air comprimé est admis dan les boîtes à soupapes par le tube L. Ces boîtes sont à trois comparé ments séparés les uns des autres par une soupape double solid-' (ci, e2) ; tant que les solénoïdes sont inactifs, la chambre inférieur est en communication avec l’atmosphère et avec la chambre inter médiaire d’ou partent les tuyaux de distribution r± et r>. Au contraire quand le courant traverse les bobines de ces solénoïdes, les chambro médiane et supérieure sont reliées ensemble et l’air comprimé i-. admis dans les tuyaux n et n.
  - Les tiges des pistons Bi, B2 des cylindres Ëi, E2 sont terminées j,a,. deux projections d’équerre Ai, A2 dirigées l’une vers l’autre. Entre tv-deux pièces est logée une manivelle à trois bras H portant un "aie* (Ki, K2, Ks) à l’extrémité de chacun de ces bras ; P est un axe horizontal autour duquel peut tourner la manivelle H.
  - Le coupleur de vitesse S est commandé par un pignon s et un»* crémaillère t qui est fixée par une de ses extrémités à un piston N et se termine à son autre extrémité par une tête d’équerre placée via-vis des deux projections Ai, A2 des pistons des cylindres Ei, E_. L pièce R porte deux goupilles hi, h2 qui font saillie et permettent, concurremment avec les taquets mobiles Ci, C2, de limiter la course de h crémaillère t dans la position « série » des coupleurs de vitesse.
  - Le cylindre I dans lequel se meut le piston N est en communication constante avec la canalisation d’air comprimé ; mais la pression v est a peu près la moitié de celle qui existe dans les cylindres E-.. L-La tige du piston N est solidaire de celle du piston Q ; ce derme: piston vient obturer le cylindre K qui est rempli d’huile. Ce cylindre K se prolonge par un tuyau qui vient aboutir sous un réservoir ^ du fond duquel part un tube r ; ce tube réunit le cylindre K a l! l boîte à soupape T identique à celles décrites ci-dessus, dont le> '"u papes sont commandées par l’électro-aimant Ms ; la soupape de r* tenue X sert à relier la chambre W à K. t
  - Ce système amortisseur est destiné à régulariser et à limiter * vitesse du coupleur de vitesse. . I
  - Pour permettre de suivre la marche du courant et par sU'^ fonctionnement du système automatique que nous venons de on a représenté sur la figure, le développement schématique 1 ensemble de trois coupleurs comprenant les deux coupleurs auto
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - çS (coupleur de vitesse, coupleur-inverseur) et le coupleur de com-•nande (ju wattman ou manipulateur.
  - Supposons que le coupleur du wattman «oit sur la position mar-£,e ^ (moteurs série, en avant), le courant à basse tension entrant ,vir i passe par L, li, 1, de là se rend au plot 5 du coupleur-inverseur, ,-ir 12 P&sse à 6 et aboutit finalement au solénoïde Mi pour se rendre , la terre ; d’autre part, ce même courant se dérive par le chemin 2. 16, aboutit au solénoïde Ma puis à la terre. Voyons ce qui va se .,A5èer. Le noyau du solénoïde Mi étant soulevé, l’air comprimé est uimis en Ei ; le piston Bi s’avance grâce à la différence de pression '.ans les cylindres Et et I, tandis que, d’autre part, la soupape U est ittirée par le solénoïde Ms et qu’une petite quantité d’huile peut ^échapper de K dans W. Le coupleur de vitesse S est mis en marche jKir la crémaillère h Mais le mouvement du piston* Bi manœuvre la manivelle à 3 bras H qui est solidaire du coupleur d’inversion et place •vlui-c-i dans la position « en avant. » (marquée en pointillé). En même vriips le taquet Ci est soulevé (position marquée en pointillé). Le mou-ament du coupleur inverseur a eu pour effet de rompre la connexion 1 à 8 par le plot 13 et de relier 7 à 11 par 14. La vitesse de manœuvre "4 réglée par la soupape U et par le coupe-circuit à maximum 16 qui livre le circuit du solénoïde Ms dès que le courant dans le moteur épasse une valeur déterminée. Toutefois, le wattman peut arrêter le "Mûrement à un moment quelconque en mettant la manette de son rpleur (manipulateur) sur la position marquée au La crémaillère "Utinue d’avancer jusqu’à ce que l’ergot h* rencontre le taquet C2.
  - moteurs sont alors groupés en série et la pièce de contact 16 du "Upleur de vitesse réunit 9 et 10. Pour atteindre la grande vitesse, " wattman met alors sa manette sur la position marquée a? (moteurs a parallèle, en avant) et le courant passe maintenant de 1 à 3Ç pois ' 3-6.16, 10, 11, 14, 7, pour se rendre au solénoïde Ma qui, en action-int la soupape ei, admet l’air comprimé dans le cylindre E2 ; le ‘'Ion B2 se déplace d’une petite quantité, jusqu’à ce qu’il rencontre -alët k3; ce petit déplacement est suffisant pour écarter légère-•“nt le taquet C2 qui laisse passer l’ergot lu permettant par suite à )(1 reinaillère t de continuer son mouvement. Mais le plot 16 du cou -(yur de vitesse s’étant déplacé, ne relie plus 9 à 10, le solénoïde Ma - ' 'ient inactif et le cylindre E2 se vide d’air comprimé.
  - Pour arrêter les moteurs, on place la manette du coupleur de com -
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - mande (manipulateur) dans la position marquée «arrêt», par ja quelle tous les circuits sont coupés. Le piston B est ramené à sa poq tion initiale par la pression qui s’exerce contre le piston Q et l’huiip s’écoule de W dans le cylindre K par la soupape X. En même temps" le coupleur de vitesse S est ramené à sa position antérieure parla crémaillère t, tandis que le coupleur inverseur est également remis an départ par le mouvement de recul de la projection Ai du piston B Gomme le courant se trouve coupé par le coupleur S, il n’y a pas d’étincelles à craindre sur le coupleur inverseur.
  - Pour la marche arrière, le wattman doit placer , sa manette sur h position marquée as (moteurs-série, arrière) et sauf que l’air comprimé est admis d’abord en E2, la manoeuvre automatique des coupleurs s’opère de la même façon. Dans cette position, on ne peut mettre les moteurs en parallèle.
  - La figure 380 représente le dispositif monté sur une voiture. On voit que les cylindres Ei E2 sont placés côte à côte ; la pièce R du diagramme a été remplacée par des crémaillères et des pignon' Les pistons des deux cylindres et celui du cylindre I sont reliés aux crémaillères h, L et t qui engrènent avec les pignons dentés 3i, 3* et 3 ; le pignon 3i est fou sur l’arbre 1 tandis que les deux autres sont duvetés sur cet arbre qui est relié au contrôleur de vitesse par l’intermédiaire du point K. Les deux taquets m et n fixés sur le pignon 3 e' qui correspondent aux deux butées a et p des pignons 32 et 33 servent à relier les cylindres Ei E2 au cylindre I.
  - L’arbre F porte la manivelle à trois bras H avec ses trois galet' ki, ks, ks, les mouvements de cette manivelle sont commandés par le-saillies Ai, A2 et les crans Bi, B2 des tiges des pistons des cylindre:-Ei, E2. Les mouvements sont transmis au coupleur d’inversion a 1 aide d’un -engrenage conique et d’un joint de couplage j. Les autres oi-ganes de l’appareil sont conformes à ceux décrits plus haut.
  - Signalons enfin que le coupleur, de vitesse est muni de souffleur magnétiques et que, en cas d’avaries, on peut couper rapidement n'1 moteur et marcher avec l’autre seulement.
  - IL — Systèmes a contrôleurs relayés
  - 171. Système électro-magnétique
  - Houston. — Le combinateur à servo-
  - General Electric ou Tho®S°°c'
  - moteur du système Sprague
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- - M, M.
  - vuvol/vwwm ru vjyvwvxr'’
  - Fig. 380. — Système électropneumatique de traction à unités multiples Siemens-Schuckert. Ensemble des appareils. Les organes essentiels subsistent dans cetlc figure avec la même dénomination que dans la figure 379.
  - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES 489
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- - 490
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ici remplacé par une série d’appareils dits « contacteurs » qUj , des interrupteurs électro-magnétiques commandés électriquement •' distance et répartis, par exemple, sous la caisse de la voiture, dan-des boîtes appropriées où ils doivent être accessibles. Ces appareil, effectuent les mêmes combinaisons que les contrôleurs- ordinaire* • insertion die résistances, couplage en série ou en parallèle, march-avant ou arrière, etc.
  - L’interrupteur-inverseur destiné à assurer les changements d, marche, est mis en action par deux électros à pistons plongeurs déterminant sa rotation de l’angle voulu pour passer de la marelr avant à la marche arrière.
  - La commande de tous ces électros est obtenue au moyen d'un contrôleur du type série-parallèle, basé sur les mêmes principe* que les contrôleurs ordinaires que nous avons étudiés, mais dans ce contrôleur il ne passe que le « courant de contrôle » nécessaire à faire fonctionner les électros. Le courant de traction n’y a plus accès. Ce! appareil est, par suite, de dimensions plus réduites.
  - Les électros des différentes automotrices sont évidemment commandés rigoureusement en synchronisme et, par suite, les moteur' eux-mêmes.
  - Le contrôleur peut être placé à n’importe quel point du train, d pratiquement un contrôleur sera installé en dérivation sur le circuit de commande en chaque point d’où on peut avoir à commander la marche du train.
  - Quant aux contacteurs, ils seront autant que possible placés pre des moteurs, ce qui aura pour effet de réduire d’autant l’importance du gros câblage.
  - Enfin, les circuits principaux de chaque automotrice d’un train sont autonomes, aboutissant à des frotteurs spéciaux, qu’on est d ailleurs libre de laisser indépendants ou de relier entre eux. Cette der nière disposition pourra être utile dans le mode d’alimentation troisième rail où celui-ci présente des interruptions aux croisentf*1-ou aux aiguillages.
  - De ce qui précède, il résulte qu’en définitive la seule intercom^ nieation nécessaire régnant tout le long du train est constituée P un circuit de contrôle à fils fins. Ce circuit comprend 9 fils, à sa'01 2 fils pour l’inverseur et 7 fils pour les électros.
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- - Schéma, simplifié Ses connexions pour ]explication Su fonctionnement
  - , Bobine d enclenchement
  - Moteurs
  - 1 u. 10. Triait des résistances
  - 11*12.13. Ifeiais Seivo - parallèle
  - 11 lave vs moteurs en série
  - lèves : moteurs en para
  - Controleur
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- - Fig. 382.
  - Schéma d'un équipement Thomson-Houston à 2 moteurs.
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- - SYSTEMES DE TlîACTION A UNITÉS MULTIPLES 491
  - qq système est ainsi essentiellement un système électro-magnétique.
  - La flgure 381 représente le schéma simplifié de démonstration jeS connexions d’un équipement Thomson-Houston, la figure 382 le' schéma d’ensemble d’un équipement à 2 moteurs, enfin la figure 383 montre là disposition usuelle sur une automotrice des différents
  - organes.d’un tel équipement..
  - Qe système a reçu sa première application en France, en 1900, à des automotrices du chemin de fer d’Orléans (Paris-Juvisy), lesquelles étaient a bogies, et à quatre moteurs. Leur équipement, ne diffère de celui de la figure 382 que par les détails résultant de l’emploi de quatre moteurs au lieu de deux. Nous signalerons toutefois un point particulier relatif à leurs contrôleurs, qui comportaient un dispositif de sécurité pour assurer l’arrêt automatique du train au cas où, pour une raison quelconque, il échapperait au contrôle du mécanicien,'ou si celui-ci voulait couper instantanément le courant. A cet effet, les premiers segments du contrôleur qui amènent le courant de ligne dans les électros de l’inverseur et les contacteurs ne sont pas solidaires de la poignée de manœuvre et des autres segments que cette poignée entraîne ; ils sont montés séparément sur un manchon traversé par l’arbre de commande du contrôleur. Pour assurer le mouvement d’entraînement, on solidarise les deux pièces en pressant sur un bouton d’enclenchement approprié placé au sommet de la manivelle. En cessant la pression, un ressort rappelle brusquement au zéro le manchon, d’où coupure totale du courant de contrôle, et les contacteurs s’ouvrent immédiatement, d’où coupure du courant d’alimentation des moteurs.
  - Divers perfectionnements ont été par la suite apportés à ces équipements, tels que :
  - Adoption de la poignée de sécurité. — La manette du contrôleur est disposée die telle façon que si le wattman venait à tomber ou perdre connaissance, le courant soit coupé automatiquement sur toutes les toitures. En outre, dans certains contrôleurs, ce dispositif fait fonctionner les freins.
  - démarrage automatique et adoption de la connexion à pont pour a transition de série à parallèle, et l’on est ainsi arrivé aux sys-
  - tenaes suivants.
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- - jZJ a Si a B Si B Si a B B E B ,
  - Vu.. I >is|iosil ion u^ut'llt* <1 un t*quipeni<Mil l'Iiomson-IIoiislon à <|<*u\ mofnurs.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 493
  - 172 Équipements modernes électro-magnétiques « Sprague-General Electric » ou « Sprague-Thomson-Houston ». — Ces équipements, perfectionnements des précédents, sont de quatre types différents, sui-v'iiit ies exigences qu’ils sont appelés à remplir :
  - 1° Equipements non automatiques, oo — semi-automatiques.
  - 30 — à accélération automatique par le contrôleur.
  - 40 — — — par un relais.
  - Nous allons les examiner succintement :
  - D'abord, tous ces équipements sont établis pour que la transition entre le couplage en série et le couplage en parallèle s’effectue sans interruption de courant par application de la « méthode du pont », méthode que nous avons étudiée au chapitre V, à propos de l’étude de ta régulation de la vitesse des voitures (§ 39).
  - Conta eteurs
  - Uraos
  - Démarrage lent
  - Accélération en série
  - Fig. 384.
  - Schéma du circuit principal d’un équipement utilisant le système du pont au passage J de série à parallèle.
  - Grâce à cette méthode, qui n’était pas appliquée dans les premiers •‘quipcments à unités multiples, l’effort de traction oscille réguliè-^'ment sans interruption entre deux valeurs constantes pendant la b riode de démarrage.
  - hes figures 384 et 385 représentent les schémas du circuit prin-‘l'dl d'un équipement utilisant la connexion du pont au passage de v‘rie 0 parallèle.
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- - 494
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 1° Equipements non automatiques. — Ils diffèrent des
  - équip,,
  - ments G. E. ou T. H., vus ci-dessus, par l’adoption de la méthode pont. e du
  - Moteurs
  - en
  - série
  - Résistances en circuit
  - -MÎ)-^A—TP-rU1—ffP"
  - Rhéostat
  - Résistances shuntées
  - 5 J* _» I
  - '^-wJqpIqpIV-
  - £-vw-©JqpIqp£npIqp^
  - Résistances hors circuit
  - Pont
  - Moteurs
  - en
  - parallèle
  - 1TP-'lP-i’-ï
  - Résistances en circuit
  - ^-(î>^v—1IP-TP-TP——U?
  - —TP-ffP-Tplffffi-î
  - Résistances shuntées
  - .'^-Chvw-^ipWW1 ^w^-^-iffplapIffpIap-i-^
  - Fig. 385.
  - Développement des connexions du circuit principal.
  - Chaque équipement comporte alors, en résumé, deux circuits . * circuit de contrôle et le circuit principal ou circuit de traction. mentés tous deux par le trolley ou le troisième rail, suivant le Cl
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 495
  - Ju I . J j "ParâÎOTAre
  - S Bobine dt self
  - Boîte de contacteupa
  - Fig. 386.
  - Câblage du circuit de contrôle.
  - Interrupteur principal
  - Tlhéostats GF.
  - ''i»
  - Bcîte de contacteurs
  - Inverseur
  - Fig. 387.
  - Câblage du circuit principal.
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- - 496
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Les figures 386 et 387 montrent la disposition des câbles des cuits de contrôle et du circuit principal. La première indique en ^ l’emploi d’un commutateur de sectionnement. Cet appareil eq, ' tallé dans chaque motrice sur le circuit de contrôle. Il permet mettre la motrice en circuit ou hors circuit.
  - La figure 388 donne le schéma d’un équipement non-automat' à quatre moteurs avec passage de série à parallèle par la méthud du pont et, pour comparaison, nous donnons (fig. 389) celui d’un équipement ne différant du précédent qu’en ce que le passade de série à parallèle est obtenu par rupture du courant.
  - 2° Equipements semi-automatiques. — Ges équipements ont éf spécialement établis pour les locomotives dans lesquelles il k nécessaire que le contrôleur n’exige qu’une manœuvre très faoiP
  - Ils diffèrent des précédents en ce que le contrôleur est muni d'un frein électromagnétique. Ce frein immobilise le cylindre du contrôleur à chaque touche de démarrage et ne le rend libre qu’au momen; où l’intensité dlans les moteurs a atteint une limite inférieure appropriée déterminée à l’avance.
  - Ce réglage de l’intensité est obtenu par l’intermédiaire d’un relaie appelé relais d’intensité (Sprague) ou relais d’accélération parcouru par le courant d’un des moteurs. Cet appareil ouvre le circuit de la bobine de frein lorsque le courant dans les moteurs a atteint la valeur minima qu’on s’est imposée (Voir chap. Y, régulation de la vitesse des voitures, § 35 et 36), et ferme ce même circuit pendant toute la période où le courant est supérieur à cette valeur minima.
  - Le courant maximum est limité à chaque touche par la valeur de la résistance de démarrage.
  - Le contrôleur est également muni d’un dispositif à force centrifuge, réglé, de telle façon que la rotation du cylindre du contrôleur s’effectue dans un temps donné, sensiblement constant pour un effor constant de la main du wattman.
  - Le contrôleur est manœuvré comme un contrôleur ordinaire, nia à la première touche, la manette se trouve arrêtée par le frein électn magnétique, car le courant, dans les moteurs, est supérieur au nl,n mum.
  - Le wattman continue néanmoins à exercer un effort sui ^ nette de telle sorte que, aussitôt que le frein n’agit plus, le O
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- - Am'g/v Avant
  - Coulrurs d«s Cli H,
  - 3 « Roaqe et K 4- Verd3 „,
  - S -, jjJir et Bis
  - CmnmixUteur de sectionnement
  - IMS. 40 C M6.ÎA MSJLA
  - Les catiles 8 etO de]ab<îitç &Çonn«bon
  - sont connectes & Oetad .ae latente N* Z.
  - InversetiT’ DB 22.B 7
  - 175 Ohm:
  - Disjoncteur DB-104 a n
  - CO
  - K-
  - Fig. 388.
  - Schéma d’un équipement à 4 moteurs avec contrôleur non automatique, utilisant le système du pont au passage de série à parallèle.
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- - Arrière Avant
  - Cylindre inverseur îiar----
  - Interrupteur auxiliaire £ gg—-Crans de marche -
  - Crans de démarrage
  - Couleurs_des fils Tîîl. Rouge _ 2. Vert et blanc _ 3.Rouqe et blanc _ TiJe iï _ b .Noir et blanc _ 6- Rouqe et vert _ 1- Jaune _ 8 - Blanc _ 0 /fo/r
  - Commutateur de. sectionnement
  - DH7
  - Boîte de connexions
  - BJ335A
  - [81831
  - / es cêAfay S et 0 de la boîte de connexions N?1 sent connectés a'0 et 8 delà boitent
  - °\ Coupleurs fixes
  - Rhéostat iéi..
  - T119D2
  - [Fusible
  - ï Bobine de self
  - Fie..
  - 498 TRACTION ÉLECTRIQUE
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 499
  - rte'Contacts puisse tourner jusqu’à la touche suivante où il se ' e de nouveau bloqué et ainsi de suite.
  - Ou conçoit donc qu’avec un tel dispositif, si le wattman exerce effort constant sur sa manette, le démarrage obtenu est pratique-’ t aussi bon que s’il se faisait automatiquement.
  - et 4° Equipements à' accélération automatique. — Dans les ...eaux métropolitains et sur les lignes à arrêts fréquents, où il est , conséquent nécessaire d’obtenir le maximum possible d’accélé-,!iun. sans que ce maximum soit dépassé au détriment de la bonne nervation des moteurs, le système semi-automatique est insuffi-.uil. car il nécessite une attention trop soutenue die la part du uittraan.
  - On emploie alors les équipements à accélération automatique ..ivantFun des deux types ci-après.
  - '' Equipements à contrôleur automatique (Métropolitain de Paris).
  - - Ils ne diffèrent des semi-automatiques que par le contrôleur qui,
  - . plus des organes dont il a été parlé plus haut, comporte un ressort • "vant de liaison entre la manette et le cylindre du contrôleur.
  - Le démarrage automatique est obtenu en mettant directement à ml (le course la manette du contrôleur. Gela constitue vraiment la cuctéristique des équipements modernes Sprague-Thomson-Hous-- Dette maifœuvre a pour effet immédiat la tension du ressort qui, '‘in tour, entraîne le cylindre du contrôleur.
  - Lf mouvement de rotation du cylindre est réglé, comme il a été 'précédemment, par un dispositif ralentisseur et un frein électro-'-nétique agissant sous l’action d’un relais.
  - Qh conçoit facilement que, aussitôt que le frein magnétique a ‘“'rr le cylindre du contrôleur, ce cylindre, sollicité par le ressort, ‘'"'tsans aucune perte de temps, au cran suivant où il est arrêté de ,J'eau par le frein.
  - bien évident que si on désire ne pas dépasser une certaine • 'e- soit en courbe, soit pour une manœuvre, il suffit, au lieu de
  - ..vMn »
  - ' la manette du contrôleur à fond de course, de la mettre direc-
  - ^nl an
  - ' u Cran correspondant à la vitesse désirée.
  - également démarrer cran par cran pour obtenir une Ration inférieure à celle du démarrage automatique ; dans ce *9^ re^a*s n’aura d’autre but que d’empêcher un démarrage plus ' lue le démarrage automatique.
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- - 500
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On peut enfin, si cela est nécessaire, supprimer l’automaticité (p contrôleur automatique, autrement dit supprimer l’action du tv*1 magnétique et du relais. Dans ce but, une manœuvre simple perm , de relier directement la manette au cylindre et de débrayer le du sitif à force centrifuge. Le frein magnétique et le relais n’ont, pL alors aucune action.
  - La figure 390 représente le schéma d’un équipement à 4 moteur avec contrôleur automatique (même schéma pour un équipenien* semi-automatique).
  - Les circuits de contrôle des équipements ci-dessus comportent neuf fils (deux pour l’inverseur et sept pour les électros) visibles -ur les schémas précédents (fig. 388, 389, 390). Ils sont numérotés de 0 à 8.
  - 4° Equipements à relais automatiques (Equipements récents, .Métropolitain, et équipements Nord-Sud- et Ouest-Etat). — Dans le? équipements à contrôleur automatique, l’automaticité est en somme obtenue par l’action combinée du relais et du contrôleur et le contrôleur est relativement compliqué.
  - Dans les équipements à relais automatique, l’automaticité e-' réalisée par l’action combinée d'un relais et de contacts auxiliaire-reliés mécaniquement par groupes plus ou moins nombreux aux différents contacteurs, et le contrôleur est extrêmement simple et d1’ dimensions très réduites. Enfin, cinq fils seulement suffisent a con-
  - tituer le circuit de contrôle au lieu de neuf.
  - Dans ces équipements, le contrôleur joue le rôle d’un simple commutateur qui a pour but de contrôler les phases principale* démarrage : sens de la marche, mise en marche, arrêt et couper des moteurs ; mais le démarrage proprement dit, c’est-à-dire shuntage progressif des résistances, est réglé automatiquement dar.
  - chaque automotrice par un relais d’accélération,
  - Ge relais est connecté en série avec les moteurs et son régla?* fait de telle sorte que le courant de démarrage des moteur- a'^ entre deux valeurs absolument constantes, à condition cm c
  - que les résistances de démarrage soient bien établies.
  - ' -PI
  - Ce relais est à deux enroulements : l’un a gros ni u ~ ^ ^ passe le courant de l’un des moteurs, l’autre en fil fin d111 courant du fil n° 1 (voir plus loin) du circuit de commande.
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- - Couleurs des fils N? 1 - Ronde ,
  - _ 2 . Voir et blanc _ 3 - Rouqe et blanc _ 5 . l/eu? ,,
  - _ 5 - Noir et blanc _ 6 . Rouqe et vert -1 .Bleu _ 8 _ Blanc
  - lît)~ %ouge et blanc
  - Relais DBI15 C1
  - Boîte. Ne connexions
  - B J 335A JSTÎ2 .
  - Coupleurs fixes
  - Les câbles Oet8 de la boîte de connexions
  - N?1 sont connectés a 8 et O de la boîteWi2
  - Inverseur DB 407 A
  - Rhéostat
  - T203E12
  - Connexions du circuit des moteurs '
  - Fusible
  - Parafoudre ,_________________________
  - ---C=>----G < . |
  - fBobine de self
  - Résistance des tubes 'du rhéosfat 100 ohms 1.2.4.5.7.8.10.11 125 „ ' 3.6.9.12
  - Contacteurs encianchésà chaque cran
  - Fig. 390.
  - Schéma d'un équipement à 4 moteurs avec contrôleur automatique, utilisant le système du pont au passage de série à parallèle
  - (môme schéma pour un équipement semi-automatique).
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- - 502
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - enir
  - ;ur deux
  - de ce dernier enroulement s’ajoute à celle des spires série pour soulever un noyau d’acier doux.
  - A ce noyau est fixé un plateau qui, en venant reposer s bornes, ferme le circuit du fil (1) de commande.
  - Aussitôt le noyau soulevé, le courant du fil (i) est coupé et l noyau ne retombe que lorsque l’intensité du courant passant dam Inspires série n’est plus suffisante. Un dashpot ralentit et règle la chut' en même temps qu’il atténue l’effet des trépidations.
  - En retombant, le plateau ferme le circuit du fil (1), ce qui a pou-résultat de supprimer une résistance du circuit de traction et pa-suite d’augmenter l’intensité du courant de traction, jusqu’à la valeu-
  - maxima admise. Sous l’action des deux enroulements, le novau soulevé et le plateau coupe le fil 1. Le noyau retombe quand Pinten-h est descendue à la valeur minima admise et ainsi de suite.
  - Au moyen d’une première série de contacts auxiliaires, on verrouille électriquement les contacteurs entre eux, de telle sorte que les contacteurs agissent successivement et toujours dans le même ordre.
  - L’ordre d’enclenchement des contacteurs est le même, que le contrôleur soit manœuvré lentement ou bien placé d’un seul coup '•» position de pleine marche.
  - Tous les contacteurs du train sont contrôlés simultanément pale contrôleur en ce qui concerne l’interruption et le rétablissement L courant, mais le démarrage est réglé sur chaque motrice par son relais particulier : il dépend donc du réglage de ce relais, qui a et-réglé pour le courant requis sur chaque motrice particulière.
  - La figure 391 représente le schéma d’un équipement à 4 moteur-avec relais automatique utilisant le système du pont au pas-n--1 >1' série à parallèle.
  - Le contrôleur consiste simplement en un cylindre entraîne hr" tement par la manette. La manette peut se mouvoir dans le- dtuï sens par rapport à sa position zéro. Dans un sens, on obtitnt . marche avant. La manette peut occuper dans ce sens quafie fions : la première correspond au démarrage lent, avec *ou*e ^ résistances en série; la Cnfe^Éième correspond au démarra?» ^ mafique en série ; la troisième correspond au démarrage en Par ^ avec toutes les résistances en série ; la quatrième corresp démarrage automatique en parallèle.
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- - Couleurs des fils
  - Rouqe _ 2. Blanc _3 .Vert _ V !Sert et blanc _5. Jaune _6 .Rnuqe et blanc
  - H kUH.
  - Commutateur de i sectionnementT)tt\h ± Relais DB 112
  - MS40C MS.2A
  - : J 1 Bobine il fl: de self'"j "T
  - soufTIagt
  - Boîte de comexi
  - =-i i
  - les cables 3» et 5 de la boîte de connexions N?1 sont connectés à b et^ü de la boîtelW 2
  - r, Coupleurs fixes
  - ÎDB f&WTUOobms ' BÛohms Wïïphms 35IToîitns IZSpEms
  - Bü^irns
  - Inverseur
  - DB22B2
  - Fig. 391.
  - Schéma d’unéquipement à 4 moteurs, avec relais automatique, utilisant le système du pont au passage de série à parallèle.
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- - 504
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Dans l’autre sens de rotation de la manette, on obtient la m
  - *4* ClPÇna
  - arrière. Elle comporte habituellement deux positions correspond " aux deux-premières positions de la marche avant, mais on p^j évidemment, si cela est nécessaire, prévoir sur le contrôleur marche arrière en parallèle.
  - La manette revient d’elle-même à la position zéro aussitôt qu'on la lâche, grâce à un ressort qui se trouve à l’intérieur du contrôleur
  - Cinq fils partant du contrôleur servent pour le contrôle pm prement dit. Deux autres filsl parcourant le train permettent de couper et de rétablir d’un seul point, en cas d’urgence, le circuit principal sur toutes les motrices du train.
  - Le rôle des cinq fils du contrôleur est le suivant :
  - 1 pour la marche avant,
  - 1 — arrière,
  - 1 pour la marche en série,
  - 1 — en parallèle,
  - 1 pour le contrôle de l’accélération.
  - A la 'première position avant du «contrôleur, le fil de marche avant est alimenté et fait fonctionner l’inverseur qui prend la position démarche avant. Immédiatement après, les contacteurs de marche en série enclanchent et ferment le circuit sur toutes les résistances. L train démarre à très faible vitesse. A cette position, aucune autn-action ne se produit.
  - A la deuxième position, le circuit d’accélération (fil n° 1 ec fermé. Le premier contacteur de résistances est alimenté et court circuite la première portion de résistances. Le courant alimentant e' contacteur passe aussi dans la bobine à fil fin du relais ainsi qm* travers les contacts et le disque de ce relais- Le plongeur de ce cela.-est attiré, mais il n’agit pas immédiatement sur le disque, il y a uc temps perdu calculé de telle sorte que le temps nécessaire à 1 attrai tion du relais soit sensiblement égal au temps nécessaire a 1attra* tien d’un contacteur.
  - L’attraction du relais et celle du contacteur se font donc siniuü
  - nément. ^ ^
  - Chaque contacteur de résistances ou groupe de contacteurs
  - i • -f H'accéléra-
  - Donnant simultanément est alimenté d’abord par le circuit u .. j. tion sous l’influence du relais et reste enclenché par un ci maintien.
  - irciiü
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 505
  - Le circuit d’accélération de chaque groupe de contacteurs traverse un contact auxiliaire de ce groupe. Ce contact auxiliaire ferme le •ircint d’accélération lorsque le contacteur est au repos et coupe ce jnême circuit lorsque le contacteur est enclanché.
  - Le circuit de maintien traverse également un contact auxiliaire.
  - contact auxiliaire ouvre le circuit lorsque le contacteur est au repos et ferme ce circuit lorsque le contacteur est enclanché.
  - Ces deux contacts auxiliaires ont, comme on le voit, deux rôles absolument différents et constituent deux nouvelles catégories de contacts.
  - Il y a donc, en résumé :
  - contacts auxiliaires de. verrouillage, contacts^auxiliaires d’accélération, contacts auxiliaires de maintien.
  - Contacts
  - auxiliaires
  - Résistances
  - Contacteur
  - Relais de tension <
  - vers le Ri N?Z du Contrôleur
  - Bobine d'attraction /
  - — Bobine de - — maintien
  - ----vers le fil N?!
  - du Contrôleur
  - Frotteurs de 3 frai!
  - Fig. 392.
  - Schéma d’un groupe de contacteurs avec contacts auxiliaires.
  - La figure 392 représente le schéma d’un groupe de contacteurs ,Vec contacts auxiliaires.
  - première résistance ayant été court-circuitée, il en résulte un "-r°i$sement du courant dans les moteuirs>; ce courant traversant la ^ine à gros fil du relais, son accroissement est suffisant pour main-Qlr le plongeur du relais attiré (nous avons vu que ce plongeur été attiré par la bobine à fil fin). Le train accélère et il en
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- - 506
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - résulte une diminution de courant. Lorsque ce courant a atteint l limite inférieure pour laquelle le relais a été réglé, le plongeur <j, relais retombe, rétablissant le court-circuit d’accélération.
  - Une nouvelle série de contacteurs enclenchent et oourt-circuitent une nouvelle portion de résistances. Le premier contacteur encleneip reste enclenché. Les nouveaux contacteurs viennent se connecter m série avec le contacteur déjà enclenché et deviennent indépendant du circuit d’accélération qui, d’ailleurs, se trouve coupé par le relai« et ainsi de suite.
  - A la troisième position du contrôleur, le circuit parallèle est établi et le contacteur du «pont», ainsi que les contacteurs de parallèle enclenchent et les moteurs s© trouvent connectés en parallèle avec les résistances en série.
  - A la quatrième position du contrôleur, le démarrage continue et les résistances sont court-circuitées progressivement comme pendant la marche en série.
  - La même succession d’enclenchements et de déclenchements des contacteurs est obtenue lorsque la manette du contrôleur est placée directement à la position de pleine marche, c’est-à-dire à fond do course.
  - Pendant le démarrage, le wattman peut, à son gré, arrêter la progression de l’enclenchement des contacteurs de façon à continuer la marche sur résistances. En sorte qu'il peut ralentir le démarrage. mais il ne peut, en aucun cas, accélérer ce mouvement au delà de la limite qui dépend uniquement du relais.
  - Pour maintenir une vitesse quelconque de marche en série, d suffit-, au moment où la vitesse est atteinte, de ramener la manetf à la position 1. Si la vitesse désirée correspond à la marche en parallèle avec résistances, il suffît de ramener la manette du contrôler! à la position 3.
  - Un autre relais automatique dit relais de tension est place - *• chaque équipement. La bobine de ce relais est constamment con nectée, d’une part, à la prise de courant de la motrice à laquelb appartient et, d’autre part, à la terre. ^
  - Lorsque la prise de courant passe sur une interruption dt ligne, la bobine du relais de tension n’est plus alimentée et le P geur de ce relais retombe, entraînant dans sa chute un disqllL coupe le circuit des contacteurs et ramène le tout à la première I
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 507
  - tion de démarrage en série. Aussitôt que le courant est rétabli, le relais de tension est de nouveau attiré et ferme le circuit des contacts ; l’enclenchement successif des conta etc ur s se reproduit dans l'ordre jusqu’à la position correspondant à la vitesse du train.
  - Xous venons de voir le rôle des cinq fils de contrôle. Il reste deux fils dont voici l’usage :
  - Le sixième et le septième fil régnent sur toute la longueur du ;rain et sont reliés aux bornes d’appareils enclencheurs-dèclen-rheurs permettant de faire enclencher ou déclencher simultanément .ur toutes les motrices un interrupteur placé sur chacune d’elles. Ces derniers interrupteurs sont en même temps disjoncteurs automatiques.
  - Cette disposition est recommandable, car il peut arriver que, par suite de courts-circuits locaux dans le circuit de contrôle, les contac-t.'urs d’une motrice restent enclenchés et n’obéissent plus au controleur. Le train continue alors à marcher jusqu’au moment où l’on coupe le circuit sur la bobine avariée. Cette manœuvre devient très 'impie, grâce aux interrupteurs commandés à distance.
  - 173. Détail des principaux appareils d’un équipement à relais automatique. — Les figures 393 à 398 représentent les vues d’un contrôleur, d’un contacteur, d’un inverseur, d’un relais d’accélération, d’un relais de tension et d’un commutateur de sectionnement de l’équipement de la figure 391.
  - Xous avons déjà vu comment est constitué un contrôleur. Le con-hôleur actuel, construit sur le même principe, est particulièrement 'impie et de dimensions réduites. En outre des organes dont il a été question, ce contrôleur comprend souvent un dispositif agissant 'ur tes freins à air pour arrêter le train au cas où le wattman :;if-herait la manette.
  - i n contacteur est, ainsi que nous l’avons vu, un interrupteur dutro-magnétique destiné à fermer ou ouvrir certaines parties du lrmut de traction, de façon à permettre le couplage en série ou en dmallèle de deux moteurs ou de deux groupes de moteurs, ainsi que “‘mise hors ou en circuit de résistances.
  - i-n contacteur comprend deux parties : l’une est formée par deux ^'hoires jouant le rôle d’interrupteur. Dans la position de repos,
  - Mâchoires sont écartées. Le courant du circuit de commande pro-
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- - 508
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - duit leur fermeture en passant dans une bobine dans laquelle il fajf mouvoir un noyau d’acier doux articulé à l’une des mâchoires.
  - Fig. 393.
  - Contrôleur pour unités multiples Sprague-General Electric ou Thomson-Houston.
  - U'1
  - L’autre partie du contacteur comprend une série de P^3^ 4, 3 ou 2), qui forment autant d’interrupteurs du circuit de conini
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 509
  - plateaux sont manœuvrés par le noyau d’acier doux ; ils consti-ent les contacts auxiliaires. Quand le contacteur est ouvert, cer-t ins plateaux sont en contact avec des bornes fixes et d’autres sont vartés de leurs bornes ; quand le contacteur est enclenché, l’inverse ;e produit.
  - Fig. 394. — Contacteur.
  - l'inverseur est également du type électro-magnétique et est formé ir un balancier que deux noyaux d’acier doux placés dans deux ^ines font basculer. Suivant la bobine dans laquelle on lance le 1Jrant, des fds 4 ou 5 du circuit de contrôle, l’inverseur bascule dans 1 >eus ou dans l’autre, ce qui inverse le courant dans les inducteurs ' moteurs et en même temps change la direction du courant dans ' 4 et 5 (voir schéma) du circuit de commande.
  - Relais d’accélération. — Nous avons vu que cet appareil est un '-fi’o-aimant à deux enroulements, un à gros fil (circuit de traction),
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- - TRACTION ELECTRIQUE
  - Fig. 39.). —-Inverseur.
  - Fig. 396.
  - Relais d’accélération (pour équipements à relais automatique).
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 511
  - raUfre à fil fin (circuit de contrôle). Il agit neuf fois pendant le uiïiarrage : cinq fois en série et quatre fois en parallèle. On peut ,ire qUe c’est, au point de vue du contrôle de la marche du train, l’or-' ]]e le plus important die réquipememt. De son fonctionnement ;.pend, en effet, l’aocélération du train. Le dash-pot ralen tisseur de chute du plongeur est visible sur la figure, placé dans le prolongent du plongeur à la partie supérieure du relais.
  - Fig. 397. — Relais de tension.
  - ttelais de tension. — C’est un électro-aimant à un enroulement dérivation entre la prise de courant de la motrice à laquelle il Radient et la terre. c
  - ~r"amutateur de sectionnement, 2 moteurs, 4 moteurs. — Cet pareil est destiné, ainsi que nous l’avons vu, à mettre hors circuit 'r°upe de deux moteurs en ca.s d’avarie; ce commutateur se com-
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- - 512
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - pose de contacts fixes entre lesquels se déplace, par rotation cylindre muni de segments de formes et de longueurs appropriée
  - Fig. 398. — Commutateur de sectionnement DH-7.
  - 174. Système électro-magnétique Dick-Kerr : « Unit Sériés Control .
  - — Ce système très original, adopté par la Société Dick-Kerr pour le Lancashire et Yorkshire Ry (1907), est encore purement électro-
  - Fig. 399.
  - E
  - Schéma de principe d'un équipement Dick-Kerr “ séries multiple unit
  - magnétique, mais au lieu que les solénoïdies de commande des ton 1 acteurs soient, comme dans le système Sprague et dérivés, des s noïdes shunt alimentés par des courants locaux sous la Pieine
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 513
  - . ,j je la ligne, ils sont ici des solénoïdes série alimentée par le cou-l de retour des moteurs du train. Par suite, il n’y a plus de cou-sous la pleine tension de la ligne circulant d’un bout à l’autre ju train.
  - La figure 399 représente le schéma de principe d’un équipement pck'Kerr pour deux moteurs. Le fonctionnement du système est le vivant : T est la prise de courant. Le circuit entre T et la terre peut ,.,e complété soit au moyen des contacts ce et E, soit au moyen des aitacts GG, des solénoïdes SS et de Ei.
  - La première connexion qu’il est nécessaire d’établir est la con-7‘X.ioii entre T et E. On l’obtient en fermant ce vers la terre E par /intermédiaire des moteurs par la manœuvre du commutateur W à : directions. Si ce sont maintenus fermés, et si W est déplacé pour tire passer le courant vers la terre Et, à travers les solénoïdes SS, • d ces solénoïdes ferment les contacteurs CG, les moteurs démar-.•nf. Si les contacts cc sont ouverts, aucun circuit n’est interrompu,
  - iisque ces mêmes contacts sont doublés par les contacteurs GG. On :i.mopuvre alors vers E le commutateur W, le courant qui passait nr les solénoïdes ss va directement à la terre et les électro-aimants
  - sont plus excités, les circuits sont donc ouverts en GG. Sur le cir-iit W, SS, Ei peuvent être dérivés d’autres circuits indiqués en Outillé, contenant autant de solénoïdes qu’il est nécessaire pour la inmande et le réglage de la vitesse, et le déplacement de W permet mettre ces solénoïdes en circuit ou hors circuit. Tel est le principe
  - "lequel repose ce système de commande.
  - ta ligure 400 donne le schéma développé des connexions d’un ’mpement à 2 moteurs correspondant au schéma de principe de la -’-'o1 précédente. Les mêmes lettres de référence y sont reproduites.
  - * n tel équipement comprend le contrôleur du wattman, lequel 'G encore parcouru qute par le courant du circuit-contrôle, et un semble de contacteurs : contacteurs de l’inverseur, contacteurs des -'dances et contacteurs du couplage série-parallèle commandés " 'e c°urant du circuit de contrôle.
  - contrôleur (un contrôleur est installé sur chaque plate-forme ' haque motrice, comme à l’ordinaire) se compose lui-même de ('Parties distinctes : 1° un tambour série parallèle (switch barrel); ‘e Griibour des contacteurs GG (contacter barrel) et 3° le tambour •>enr (reversing barrel).
  - 33
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - MASTER CONTROLLER
  - 8ARREL 18 MOVED
  - EARTM A? BEAR END OF TRAIN (E, ON FIG.1.)
  - Schéma d'un équipement à 2 moleurs, système “ Séries Multiple Unit” Dick Kerr. (Notu. — Où il est indiqué ligure 1 sur eu schéma, su reporier à la ligure ,‘IPP.)
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - deux premiers sont montés sur le même arbre et sont manœu-... par la même poignée, mais le premier peut se déplacer indé-qamment du second, suivant un arc indiqué en développement . la figure. Après ce premier déplacement, le second tambour est -aîné en même temps que le premier jusqu’à La position de pleine ,rche.
  - 11 v a 8 crans au contrôleur ; la direction du courant correspondu premier cran est celle indiquée par les flèches sur la figure, fa première manœuvre à faire est de mettre le tambour inverseur 4 position convenable pour la direction de marche voulue. Ceci •„mr effet d’établir le circuit de contrôle à travers les moteurs à la -•re E par Le secteur de mise à la terre (earthing sector) dans le couleur. En même temps, la manette principale du contrôleur, qui it mécaniquement maintenue en place, est libérée.
  - Au premier cran, le courant arrive aux touches, supérieures du ibour série-parallèle, les quelles ferment un circuit de contrôle qui uprend l’inverseur, les moteurs avec Leurs inducteurs et résistes, les solénoïdes 8, 9, 10, 11 de l’inverseur et le solénoïde 1, série -rroupe, des contacteurs série-parallèle, le tout en série et aussi : les organes analogues des autres motrices du train, la connexion
  - • la terre étant faite à l’arrière.du train.
  - Les quatre crans suivants donnent l’élimination des différentes stances.
  - Au cran 6 commence le couplage en parallèle des moteurs. Au "âge du cran 5 au cran 6 il y a rupture du courant, Les contacteurs
  - • •'“ésistances et le contacteur de marche en série s’ouvrent immé-"ment. Le circuit de contrôle correspondant au cran 6 ferme les ideurs de marche en parallèle 6 et 7, éliminant les résistances, •''du 8 les moteurs sont en parallèle pour la pleine marche.
  - ^,ur couper le courant, on ramène la poignée du contrôleur à zéro,
  - iUl a pour effet de mouvoir le tambour série parallèle indépen-
  - du tambour des contacteurs, Lequel reste à la position de
  - heen parallèle, et d’amener en place le secteur de mise à la terre £ \
  - ' A ce moment, le courant de retour des moteurs est détourné n circuit à travers les solénoïdes pour passer par ce secteur et
  - r_ 11 la terre, d’où ouverture des contacteurs et rupture du circuit lftion.
  - Psf *
  - lrnportant que les deux mises à la terre soient effectuées
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - chacune à une extrémité du train, et afin que la commande de 1” pement puisse être effectuée de chaque plate-forme d’extrémité^i' circuit de contrôle est réversible à chaque contrôleur.
  - Les contacteurs sont disposés par quatre dans des caisses en f placées sous le truck de chaque automotrice. Les électro-aimant série ayant une très faible self-induction, les fermetures et les ruptures se produisent presque immédiatement. LTarc formé à la ruptur, du circuit à chaque contact est soufflé par l’action d’une bobine de soufflage. Cette bobine est commune aux quatre contacteurs dispo-". dans le même coffre, elle est placée sur un noyau en fer centra Chaque contacteur est établi pour porter normalement 300 ampère» les solénoïdes sont prévus pour un courant normal de 10 ampètv-Quand les solénoïdes ne sont plus excités, leurs noyaux retomber par leur propre poids et ouvrent les circuits des contacteurs
  - Le contrôleur de commande pour le réglage des moteurs est u: peu plus gros que ceux habituels pour les unités multiples, mais .• mécanisme des appareils répartis le long du train1 est simplifie. Comme il n’a pas à rompre directement de courant, il ne comporté aucune bobine de soufflage.
  - Toute la manœuvre dépend du mécanicien et il n’y a aucun appareil automatique.
  - Le contrôleur comporte toutefois un régulateur mécanique q:: permet seulement une avance cran par cran.
  - 175. Systèmes électro pneumatiques modernes Westinghouse, a) Dispositif du chemin de fer métropolitain de Paris (« Turret type»}- -
  - Au contrôleur des équipements die la Mersey vu plus haut (§' if avec contacts circulaires, étagés les uns au-dessus des autres, a v substitué un appareil « Turret » (Tourelle) ainsi appelé à cause de -forme (flg. 401) et où les contacts circulaires sont remplacés par d' contacts indépendants à pression, au nombre de 13 (contacteur' rangés sur le pourtour de la tourelle.
  - La tourelle Westinghouse comprend (1) ainsi 13 interrupteur-u1 polaires fixés circulairement autour d’un socle en fonte muni soufflage magnétique formé d’une seule bobine centrale B conun
  - (1) Cette description est empruntée à la Revue générale des Chemin» décembre 1903.
  - s de T
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - lous les interrupteurs. Ges derniers sont actionnés par des pistons à air travaillant verticalement.
  - G.
  - fî'i'o
  - JDe car*alisation unique amène l’air comprimé dans une chambre G, de laquelle partent des canaux aboutissant à 8 valves
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - électro-magnétiques V qui commandent l’admission dans les „ .i-dres des pistons des interrupteurs. (Il n’y a que 8 valves pour 13 tacts, car plusieurs de ces derniers ont lieu simultanément, par exe®' pie les contacts 3 et il ou encore 13, 4 et 12).
  - La pression dans le réservoir est maintenue constante par un valve spéciale, de sorte que l’action de l’air est toujours uniforme
  - Lorsque l’air arrive dans la chambre d’un piston P, [\ ref0 celui-ci qui était relevé par son ressort antagoniste r, le piston tr • alors sur un train de bielles b qui produisent le contact en t. Ouai • la chambre du piston est mise à l’échappement, le ressort antagoiib*, le relève et le contact en t est détruit..
  - Le train de bielles b est combiné de telle façon que lorsque ' contact a lieu, il s’opère aux surfaces en présence une friction lut. raie qui nettoie le contact.
  - La rupture du courant, quand le courant cesse, se fait très rapui- -ment sous l’action puissante du ressort antagoniste r. En outre, IV-verture pour l’arc de rupture peut être très grande, puisqu’on dispu-ici dans le sens vertical de tout l’espace qu’on désire, ce qui 11 Vp^ lieu dans le sens horizontal avec les contrôleurs ordinaires où l'intervalle où se forme l’arc de rupture ne dépasse pas 25 millimètres: c*-: intervalle peut être facilement porté à 75 millimètres et même dav.r.-tage dans leis contaoteurs à tourelle.
  - Enfin les contacts sont bien isolés les uns des autres dans «t* chambres successives.
  - La figure 402 donne le diagramme des circuits de commande q :
  - relient la batterie et le manipulateur M et les organes de la touref
  - cette dernière étant placée sous la voiture. La batterie, indépendant
  - de la ligne de travail, donne un courant de 14 volts ; c’est ce eouran.
  - seul qui parcourt le train s’il y a plusieurs motrices actionner:- p-
  - le même contrôleur. Sept fils, comme on le voit dans le haut d< 1
  - figure, sont suffisants pour l’intercommunication nécessaire •> •
  - marche du système (il n’y a en effet que 7 touches au manipulât*
  - Le courant de travail est capté par chaque unité motrice au moy ^
  - ses propres moteurs sur le troisième rail, et il va directement^ ^
  - frotteur au contacteur et de là aux moteurs qui sont voium 1 .
  - dernier sous la voiture, en sorte que si un court-circuit se 1 '
  - 1 foulon*'
  - il serait localisé dans un espace très restreint qu 011 peui *>-mettre à l’épreuve du feu.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - 'e contacteur peut être très facilement inspecté en ouvrant le cou-
  - circulaire qui permet de visiter chaque interrupteur séparé-ent.
  - Contacteur
  - Fui. 402.
  - Schéma dos connexions de l'équipement WesLinghonsc-Tumd.
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - L’appareil de commande du wattman est très réduit. La figllre en montre l’aspect.
  - b) Dispositif moderne dit à « contacteur unité » « Unit Switch System » _
  - Dans ces nouveaux équipements, les contacteurs à commande éloetri pneumatique sont montés dans une caisse et l’ensemble constitue m
  - groupe de contacteurs (« Switch group Les figures 404 et 405 représentent mi <|, ces groupes, vue avant et vue arriéiv Les contacteurs d’un tel groupe assurer les connexions convenables des moteur* et dies résistances. Un contacteur comporte deux parties essentielles : l’interrupteur et le cylindre pneumatique am-son électro-valve. Les figures 400 et 4o: en montrent T aspect.
  - La figure 408 représente le schéma d principe des connexions d’un éqnip-'-ment à 4 moteurs dont le fonctionnenm!!* est le suivant :
  - Le contacteur de ligne (line switdi et les contacteurs Mi et J R sont fernU les- premiers par l’action du contrôleur du wattman au premier cran, ce qui me en circuit et en série les moteurs et tout'’' les résistances.
  - Fig. 403:
  - Manipulateur du watlmann.
  - Le second cran correspond à la pleine marche moteurs en avec la fermeture du contacteur S. La fermeture de S entraîne m. moyen de contacts auxiliaires (interlocks) appropriés la fermeture L circuit par R Ri, lequel par des contacts, auxiliaires détermine 1> fermeture de Ri, puis successivement R R2, R2 R Rs et Rs élinunaii ainsi dans l’ordre prévu les différentes résistances.
  - Au troisième cran du contrôleur le circuit est fermé par i '! " détermine l’ouverture de J R et de tous les contacteurs de résidam Geci détermine la fermeture de M et G, puis ensuite rouvertur* “ J. Les moteurs sont alors en parallèle. L’ouverture de ce dernier r< blit le circuit par les contacteurs des résistances, lesquels se fera1
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - Vue avant.
  - Vue arrière.
  - Fig. 404 et 405.
  - Groupe de contacteurs, système “ Unit Switch ” électropneumalique Westinghouse.
  - 1 ig. 406. Fig. 407.
  - C°itacieur électropneumatique. Le cylindre pneumatique avec son électrovalve.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - dans le même ordre que précédemment jusqu’à la marche en parai, lèle sans résistance.
  - La vitesse suivant laquelle les contacteurs se ferment successivement est réglée par un relais d’intensité (limit coil, fig. 408).
  - L.a figure 409 représente le schéma complet die l’équipement ci-dessus et la figure 410 montre en perspective la disposition générale des appareils.
  - Inverseur. —• Get appareil est également à commande électro-pneumatique comme les contacteurs. Il e>t commandé par le contrôleur du watt-man quand la poignée de celui-ci es! poussée dans un sens ou l’autre • à partir de la position zéro, suivant la direction, de marche désirée. 11 est disposé die telle sorte que leis contacteur ne peuvent pais être fermés tant qu'il n’est pas dans la position convenable, marche avant ou marche arrière, déterminée par le mouvement du contrôleur.
  - Contrôleur. — Le contrôleur du wattman, de dimensions réduites, a 1' même aspect que celui vu précédemment.
  - Autres organes. — L’équipenm11, comprend encore un commutateur d» sectionnement 2 moteurs-4 moteu*--un relais de tension, un relais d’arre lération, unie batterie à 14 volts f°u-nissant le courant de contrôle (en réalité deux batteries sont lées : une étant en service pendant que la seconde se chargé différents accessoires, etc.
  - Schéma des connexions d'un équipement “ Unit Switch ” Westinghouse.
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- - Master Controlleb
  - Reverse Forward
  - Master Controller Reverse Forward 1 2 34. 3 5 4 3 2 1
  - Reverse
  - Reverse
  - Storage Batteries
  - + 11!
  - Motors
  - Motors
  - Motor Control Cut Out
  - Compr essor Motor
  - RR3 RR2 RRi Cz S R3
  - Main Switch Box
  - Full Sériés
  - • I Full M u lti ple
  - SEQUENCE OF SWITCHES
  - N?9830
  - Main Controller or Unit Switch Croup
  - Fig. 409.
  - Schéma complot d'un équipement électropneumatique “ Unit Switch " Westinghouse à 4 moteurs.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 523
  - G) Applications des systèmes a unités multiples
  - 176. Equipements à unités multiples pour la traction à courant alternatif monophasé ou par la traction mixte, courants monophasé et continu, «t pour la traction à courants triphasés. — Les systèmes précédents d’équipements à unités multiples, système électro-magnétique General Electric, Thomson-Houston ou électro-pneumatique Westinghouse, sont évidemment applicables aux lignes à courant alternatif monophasé seul ou aux lignes divisées en sections telles que les unes soient alimentées par ce courant, qui sera, en général, à haute tension, 3.300, 6.600, 11.000 volts... (sections interurbaines), et les autres par du courant continu, qui sera, en général, à basse tension, 600 volts (sections urbaines).
  - Les appareils de l’équipement proprement dit sont, dans l’ensemble, très semblables à ceux figurant dans les équipements à courant continu, et leur fonction ainsi que leur fonctionnement sont les mêmes. Les modifications qui leur sont apportées, modifications nécessitées par la nature du courant monophasé d’alimentation, sont des plus simples, et les caractères essentiels et avantages des équipements à unités multiples courant continu sont conservés. •
  - L’ensemble d’un équipement comprend encore deux circuits : l’un, circuit principal ou de traction, comprenant les contacteurs et les moteurs avec leurs résistances ; l’autre, circuit de commande ou de contrôle, permettant d’actionner les contacteurs et comprenant le contrôleur et les bobines dies électros.
  - On sait que pour les lignes de traction à courant alternatif monophasé, la méthode de régulation de la vitesse consiste à faire varier la tension aux bornes des moteurs en employant en général à cet effet un transformateur à rapport de transformation variable. Ge transformateur remplace les résistances employées en courant continu.
  - Quand il s’agit d’une ligne mixte, courant monophasé et courant continu, on emploie un commutateur spécial qui permet d’effectuer en une seule manoeuvre tous les changements nécessaires dans les connexions, y compris la substitution du transformateur aux résistances ou inversement, ces deux organes étant naturellement prévus dans réquipement. De plus, Les inducteurs sont connectés en série Pour la marche en courant continu et en parallèle pour la marche en courant alternatif.
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- - 11.; 110.
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- - À.C.SWITCH
  - COKTPOL COUPLER SOCKET
  - MOTORS
  - Fig 411.
  - Schéma perspectif d'un équipement à unités multiples Spraguo General Electric pour alimentation mixte,
  - courant monophasé et courant continu.
  - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES 525
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  - TRACTION ÉLCCTR'.QUE
  - La manœuvre indiquée ci-dessus est faite au passage de la « sec tion morte » qui est une section sans courant séparant la section courant monophasé de celle courant continu. La voiture franchit cette section morte à pleine vitesse et au moment où elle quitte une section sous courant, un interrupteur principal actionné par un solénoïde coupe automatiquement le circuit principal parce que le courant qui passe dans son solénoïde et qui fait fonction de courant de maintien est naturellement supprimé. Le wattman a alors, et seulement, ;i enclencher le commutateur spécial indiqué plus haut et à fermer l’interrupteur principal courant alternatif ou courant continu sui vant le cas.
  - Gomme exemple, nous donnons, figure 411, le schéma d’un équipement mixte monophasé-continu Sprague General Electric, et figure 412 celui d’un équipement Westinghouse pour courant monophasé seul.
  - Remarque sur les contacteurs. — Dans les systèmes électro-ma-gnétiques, les contacteurs à courant alternatif sont construits sur le même principe que ceux- à courant continu; toutefois, à cause de la nature du courant, ils sont à circuit magnétique feuilleté. En plus, des précautions doivent être prises pour éviter le bruit qui se produirait par suite du mouvement vibratoire qui prendrait naissance comme conséquence de la nature pulsatoire du courant et aussi pour obtenir un effort d’attraction suffisamment constant. A cet effet, on munit les contacteurs d’un second bobinage dans lequel on envoie un courant déphasé par rapport au courant principal de contrôle qui circule dans le bobinage principal (London Brighton et South Loast
  - Ry. A. E. G.). »
  - On peut aussi employer (General Electric Co) de petites bobine* - en court-circuit sur elles-mêmes et formées d’anneaux de cuun-logés sur les faces de la carcasse feuilletée de l’électro, du côté d« l’armature mobile et dans lesquels il se développe des courant* & Foucault suffisants pour maintenir l’attraction de l’armature mobih aùx passages aux zéros du courant alternatif.
  - Les contacteurs du système électro-pneumatique sont natur- _ ment intégralement applicables dans le cas du courant monoph3-^ puisqu’ils sont actionnés par l’air comprimé et que le courant contrôle des valves est fourni par une batterie d’accumulateurs. ^
  - Enfin le système des unités multiples a reçu une interes-^
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  - Fig. 412.
  - action par courant alternatif monophasé, système Westinghouse. Equipement à unités multiples. Schéma perspectif des connexions,
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - application à la traction par courants triphasés aux locomotive- : 6.000 volts du Great. Northern de la General Electric, à 4 moteur* d». 475 chevaux, qui fonctionnent normalement pour être accouplés deux ou trois unités, ainsi que nous l’avons déjà signalé. L’équipe-ment de ces locomotives, qui est à contrôle rhéostatique, est du (yp.. « Sprague General Electric ».
  - 177. Application des systèmes à unités multiples aux motrices isolées. — L’emploi des systèmes à unités multiples se généralise de plus en plus et l’on peut dire qu’actuellement, pour Ja traction électrique des chemins de fer, il est devenu la règle plutôt que l'exception.
  - Ces systèmes sont utilisés avec avantage pour des automotrice-toujours mises en service isolément genre tramway et locomotive Dans ce cas, leur adoption est tout à fait indiquée et même s’impo>'' quand la puissance des mioteurs est trop considérable pour permettra de faire usage d’un contrôleur ordinaire de plate-forme. Il en résulte la suppression complète des coups de feu, évitant ainsi les avarie' au matériel, et offrant d’autant plus de sécurité pour les voyageur' dans le cas de tramways) que l’on peut généralement disposer 1--appareils du circuit principal en dehors de leur portée.
  - De tels systèmes devraient même toujours être employés sur 1*' tramways de préférence à celui à contrôleur ordinaire, dont ils s‘,n‘-une généralisation et un perfectionnement, si leur application néiait pas limitée pratiquement par leur prix et par l’encombrement d< leurs organes qui seraient tout à fait exagérés pour les voitures ordi-
  - naires de tramways.
  - Pour les locomotives, il offre cet avantage :
  - Il permet immédiatement l’accouplement de deux ou pluuel11^ locomotives si on a besoin de remorquer un train plus lourd que train normal correspondant à une locomotive. Si, par suite, le- ctl ditions d’exploitation sont telles que l’on ait à envisager noitf ment la remorque de trains de X tonnes et exceptionnellement
  - trains de Y tonnes, Y nettement plus grand que X, soit 2 X, on P° prévoir seulement l’emploi d’une locomotive pour le train X, en accouplera deux pour le train Y. Ce sera là, la solution 'ra|^ue blablement la plus économique en même temps que la plus PlL
  - Cette méthode a reçu entre autres une application importante 1
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  - jes locomotives de 1.900 chevaux du G peut Northern, triphasées à tiOOO volts, de la General Electric. Ges locomotives fonctionnent normalement, S'Oit seules, soit accouplées par deux ou par trois, suivant le tonnage à remorquer sur le parcours du tunnel des Cascades, en rampe de'1,7 p. 100. Normalement, deux locomotives sont accouplées pour les trains de voyageurs pesant au total environ 800 tonnes et qui comprennent, outre les deux locomotives électriques, une locomotive à vapeur et dix voitures à voyageurs, et elles sont accouplées par trois pour la remorque des trains de marchandises pesant au :dal environ 1.900 tonnes et qui comprennent, outre les trois locomotives électriques, une locomotive à vapeur Mallet et le train de marchandises. Ges locomotives fonctionnent même exceptionnellement par quatre unités accouplées.
  - 178. Extension des systèmes à unités multiples à la commande de machines fixes. — Ainsi qu’il a déjà été dit, les contacteurs ou interrupteurs à commande électro-magnétique jouent exactement le rôle i'un contrôleur et en tiennent place. Les ruptures de courant se font mtre les mâchoires des contacteurs1 au lieu de se faire entre les. ontacts et doigts du cylindre du contrôleur.
  - Chaque cou tac heur peut être comparé à uin doigt de contact de "ntrôleur avec son soufflage magnétique propre et constitue un '"-ane complet. Il présente une grandie flexibilité relativement aux -'Nupements qu’il permet de réaliser en vue d’obtenir diverses com-inai&ons de moteurs et résistances pour correspondre à diverses ‘éditions die fonctionnement.
  - Concurremment avec les contacteurs, un contrôleur doit être em-; mais son rôle est seulement de « contrôler » le courant de Amande des solénoïdes actionnant les dits contacteurs et il n’a •'•niais à couper de forts courants. Gomme conséquence, il est de tit€s dimensions et aisément maniable.
  - conçoit bien alors que le système de commande par petit Voleur et contacteurs dont l’emploi est en somme la base du sys-a unités multiples de traction, pourra être avantageusement ‘^e°u l’on aura à distribuer des courants très intenses.
  - lc^e’ on le voit, est très féconde et susceptible d’applications peinent variées.
  - ^me exemple remarquable d’applications à la commande de
  - 31
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - machines fixes, nous citerons seulement celle de moteurs d’induc tion de 6.000 chevaux employés aux aciéries de Gary de l’Indian-Steel Truist Go (Ohio-Etats-Unis), pour la commande de trains de laminoirs. Ici, le contrôleur ordinaire à cylindre était absolument prohibé à cause des dimensions auxquelles on aurait été conduit et de la difficulté de manœuvre d’un tel. appareil.
  - II. — Traction double symétrique.
  - La puissance des locomotives n’est pas la seule circonstance qui puisse intervenir dans la Limitation du tonnage des trains à remorquer, la résistance de l’attelage (1) entre aussi en jeu et cette consécration devient prépondérante sur nos lignes de chemins de fer pour les trains de marchandises sur des rampes de 10 millimètres et pim. Là, en effet, le poids de ces trains n’est pas, comme celui des expre.v. Limité par la puissance des machines, mais bien par la résistant des attelages. Un seul moyen permet de tourner la difficulté pour franchir ces rampes ; il consiste à mettre une machine en queue pour réaliser le poussage du train. Cette machine pouvant d’ailleur être dételée en dehors de ces passages.
  - Ce procédé, dit « de traction symétrique », est couramment employé en traction à vapeur.
  - Voyons comment il est réalisé en traction électrique.
  - Le système à unités multiples est ici en défaut, car on no lMMî{ songer à installer tout le. long d’un train de marchandises les câl'L nécessaires à assurer l’intercommunication électrique entre les deux locomotives. Néanmoins, la traction électrique fournit encore un solution plus complète que la traction à vapeur où il n’existe P*' pratiquement de mode sûr de communication entre la tête et la q111 du train.
  - Il y a plusieurs années déjà, M. Parodi, ingénieur en chef du -vice électrique, du Matériel et de la Traction à la Gompacnl^n Paris-Orléans, a proposé un moyen très simple de commune qui utilise le conducteur même du courant de traction, ^an^ cas où le courant est continu. Le courant de correspoi
  - (1) Voir à ce propos la note ap bas de la page de “ 1"Avant-Propos
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  - ,4 un courant périodique, de faible intensité, émis -et reçu par ind-uc-•ion et qui se superpose sans difficulté au courant de traction. En faisant varier la forme du courant périodique et la durée de ses émis-,ions, on établit entre les deux machines une communication très . .miplète par signaux conventionnels. On peut aller plus loin et employer ces courants secondaires à actionner à distance sur la locomotive de queue, par l'intermédiaire de reliais électriques ou électro-.noumatiques le contrôleur de mise en marche et le frein à air comprimé. L’électricien de tête devient ainsi complètement maître de la aarche et de l'arrêt des deux machines.
  - L’emploi d’une semblable combinaison, sans être impossible, est x'âucoup plus délicate quand le courant de traction est lui-même eriodique à haute tension. En outre, quelle que soit la nature du mirant die traction, ce double emploi diu fil de traction devra être •.impiété par un dispositif empêchant le courant secondaire émis par 5 machine de tête d’atteindre, les machines de trains voisines-'
  - Si l’expérience démontrait que la correspondance par le fil de '•action soulève des difficultés pratiques trop grandes, rien ne serait plus aisé que d’ajouter à côté du fil de traction un fil pilote de petit liamètre, complètement isolé et divisé en sections concordant avec •"s cantons de .circulation. La prise de courant de chaque machine tarte alors deux frotteurs isolés l’un de l’autre, un qui capte le cou-‘Qt de traction, l’autre qui établit la communication par le fîl pilote tvec retour du courant par les rails.
  - Le fil pilote n’est utile qu’au dessus des voies principales franchies 11 pleine vitesse. Dans les grandes gares, qui sont toujours établies "n palier et parcourues à vitesse réduite, la machine de queue n’a ls besoin d’intervenir et le fil pilote est supprimé. On évite ainsi
  - ‘'•'implication du double fil au-dessus des aiguillages où il .est gê-'înt.
  - Dans la traction par courant continu ou monophasé direct, qui 'Ure l’indépendance complète des deux machines, on est conduit ppPartir le travail entre elles de la façon suivante : l’assistance de échine de queue, pour pousser ou retenir, n’est utile que dans déclivités ; en palier et sur les déclivités faibles, la ma-f"r* queue roule comme un simple véhicule; sur les déclivités Pentes ou rampes, elle travaille à pleine charge. Elle sera donc iQhse au rég-ime du tout ou rien, avec changements peu fréquents
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- - 532
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - et les petites variations de la marche seront réglées par la de tête seule.
  - Ces conditions de marche sont, on le voit, bien différentes des trains à unités multiples étudiés plus haut.
  - Machine
  - de cellgg
  - La Compagnie du Paris-Orléans a procédé, en décembre 1917 et janvier 1918, à des essais que nous allons indiquer de marche en double traction symétrique sur une portion de sa ligne électrifiée de Paris à Juvisy. Trois trains d’expérience ont circulé d’Ivry à Juvisy ils ont été formés en gare d’Ivry avec du matériel quelconque, comme! des trains de marchandises ordinaires : le premier comportait 50 wagons pesant 685 tonnes et les deux autres 70 wagons pesant 910 tonnes.
  - Ils ont été remorqués, à la vitesse de 46 km.-h., par deuîl’ locomotives électriques semblables, attelées, l’une en tête, l’autre en queue. La section parcourue, tom -e rl'> 17 kilomètres, présente des déclivités variant de —0 à-fo mm., avec se ^ points bas. A chaque voyage, 011 a exécuté cinq démarrages et cinq arrêts, eiff appliquant toujours à la machine de- queue La règle du tout ou rien\ Dans le dernier voyage, un wra.gon dynamomètre, placé au milieu. .. du train, enregistrait les variations de la vitesse et celles de l’efforl; | transmis ou reçu par l’attelage. j
  - La communication entre les deux machines était établie au moyen;>] d’un fil volant, unique, qui fonctionnait exactement comme le ferait un fil pilote doublant le conducteur de traction. Le courant de retour |j passait par les rails, se superposant à celui de traction. Le courant de |j communication était, soit continu de 1 ampère et de 100 volts, soit | alternatif de 6 volts et 300 périodes. Les deux machines communi- | quaient en outre téléphoniquement par le fil pilote. ^
  - L’électricien de tête, en se servant du courant continu, comman- . dait, à l’aide d’une seule manette, deux relais électro-pneumatiques, s placés sur la machine de queue, l’un qui actionnait le levier de la mise en marche, l’autre le frein modéirable.
  - Des quinze manœuvres complètes exécutées, neuf l’ont été à laide des relais, sans l’intervention de l’électricien de queue, et six a\ec l'intervention de cet agent sur envoi de signaux. » .
  - Les résultats obtenus ont toujours été satisfaisants ; nregistre ment dé l’effort de traction par le dynamomètre, au milieu du trair-a montré que les attelages tantôt tirés, tantôt comprimés, osci
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- - SYSTÈMES DE TH ACTION A UNITÉS MULTIPLES
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  - lentement sans aller à fond de course. Les arrêts, très courts, ont été
  - remarquablement doux.
  - Leg divers systèmes de communication entrevus permettront à l'électricien de tête de commander simultanément plusieurs machines lacées en des points quelconques du train ; ils conviendront donc au cas d’un train en forte rampe, assez lourd pour justifier l’emploi d’une troisième machine qu’on placerait au milieu pour obtenir le maximum de garantie contre la dérive.
  - En supprimant la limitation des trains par la. résistances des attelages, la traction électrique symétrique est de nature à modifier radicalement le mode d’exploitation des lignes accidentées. M. Sabouret estime que les trains pourront être composés sans limite de charge de :
  - 50 wagons sur les lignes à rampes de 25 à 20 millimètres et rayons de 250 à 200 mètres ;
  - 60 wagons sur les lignes à rampes de 19 à il millimètres et rayons de 450 à 300 mètres ;
  - 70 et 80 wagons sur les lignes de 10 à 8 millimètres et rayons de 500 mètres et plus.
  - Ces prévisions semblent raisonnables, par comparaison avec les trains symétriques de 3.000 tonnes de la ligne des montagnes Rocheuses (Chicago-Milwaukee-Saint-Paul Ry) qui circulent avec un nombre de wagons dépassant souvent 60, sur un tracé sinueux, où le rayon des courbes descend à 175 mètres (1).
  - A noter, toutefois, que sur cette dernière ligne, la traction symétrique est réalisée simplement comme suit : le mécanicien de la locomotive de queue sé borne à surveiller l’attelage du wagon qui précède cette machine et règle, en conséquence, le démarrage, la marche et l’arrêt suivant, en s’aidant des lectures des ampèremètres et watt-mètres.
  - Traction symétrique sur les chemins de fer de l’Etat italien. — exemple remarquable de double traction symétrique, en exploitation^ est fourni en traction par courants triphasés par les loco-
  - vemb 6 P1’®0®1!® es^ extrait d’une conférence très documentée, laite le 9 no-
  - b0nr ** ®ocl®té d’encouragement, pour l'industrie nationale, par M. Sa-
  - tecilt^’ln»énieur en chef des Ponts-et-Chaussécip, ingénieur en chef des services lciues de la Compagnie du chemin de fer de I\. ris-Orléans.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - motives Brown-Boveri de l’Etat italien, que nous avons préc'ri ment étudiées (Voir § 84-4c). 6Iïl'
  - Plusieurs essais de démarrage et de marche continue, sur ra de 12 millimètres, ont été effectués avec des locomotives en tracti S symétrique, avec des trains de voyageurs et de marchandises et ü ont montré, en particulier, que les dispositions prises pour les résis tances de démarrage répondaient au but recherché qui est la divisio égale du travail entre les deux locomotives, par réglage du glisse ment des moteurs des locomotives (§ 86-6). Ces essais ont été les suivants :
  - Le poids remorqué était pour les. trains de marchandises de 600 tonnes (poids total 784 tonnes avec les. deux locomotives), et celui des trains de voyageurs de 374 tonnes (poids total 558 tonnes avec les deux locomotives). Les trains die marchandises marchaient à la vitesse maxima de 50 kilomètres à l’heure et les. trains die voyageurs à celle de 100 kilomètres à l’heure. Les deux locomotives étaient placées l’une en tête, l’autre en queue du train. Primitivement, on voulait, établir entre les deux locomotives une communication par signaux donnés au moyen du sifflet; on dut y renoncer, parce que les signaux acoustiques, par suite de la grande longueur des trains et du bruit pendant la marche, n’étaient plus suffisamment distincts. Ces essais ont du reste prouvé que le réglage de la marche au moyen de l’observation des wattmètres installés dans les postes de mécanicien était pleinement suffisant. Au démarrage, le branchement des deux locomotives sur la première vitesse du régime se faisait à peu près simultanément. Pour passer à une vitesse supérieure, l’on procédait ainsi : la première locomotive prenait le rôle de conductrice ; dès que les connexions pour le nouveau couplage des moteurs étaient établies, l'effet se répercutait sur la locomotive d’arrière, dont l’aiguille de wattmètre montait d’abord fortement (au moment dé la miise hors circuit des moteurs de la première locomotive) et. descendait ensuite (après le changement de mode de couplage des moteurs de la Pre mière locomotive) au-dessous de la position qu’elle occupait primib vement. A ce signal, le mécanicien opérait aussi le changement des connexions sur la seconde locomotive le plus rapidement P0SS^' De cette manière, le démarrage put s’opérer sans réactions dans attelages et sans que là puissance absorbée momentanément par ^ locomotive de tête, qui avait naturellement à supporter les à-coup
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- - SYSTÈMES DE TliAGTTON A UNITÉS MULTIPLES
  - 535
  - i s plus forts, ne dépasse 2.000 kilowatts. Le personnel s’assimila facilement ce procédé de démarrage et exécuta ensuite les démarrages avec une grande sûreté.
  - pes essais de durée, qui furent effectués à de grandes vitesses,
  - rticulièrement à 75 et à 100 kilomètres à l’heure, ont donné également des résultats satisfaisants.
  - La traction symétrique est également employée normalement sur les lignes du réseau du Giovi. Elle est réalisée comme suit avec des trains non munis de freins continus (i).
  - Les trains sont de 350 à 650 tonnes suivant la ligne, une locomotive en tête et une locomotive en queue. (Lignes de Gênes à Ronco, ligne succursale et ligne die Savon© à Geva.)
  - Pour le démarrage en palier, après échange de signaux entre les deux locomoteurs, c’est le mécanicien de queue qui met en route le premier, sur le cran de vitesse, 25 km.-h., poussant ainsi le train ; lorsque le mécanicien de tête sent que son locomoteur est poussé, il démarre à son tour progressivement. Arrivé à la vitesse normale de 25 km.-h., le mécanicien de telle fait le passage au cran de grande vitesse en prévenant le mécanicien de queue par un coup de sifflet prolongé. Le mécanicien de queue observe attentivement ses appareils, ampèremètre et wattmètre, règle le démarrage pour que son locomoteur soit régulièrement chargé, et passe à la grande vitesse quand il s’aperçoit que son collègue de tête a exécuté lui-même cette manœuvre.
  - A l’arrêt, en palier ou en montée, c’est le mécanicien de tête qui coupe le courant sur ses moteurs, en appelant l’attention de son collègue par un coup de sifflet prolongé. Le mécanicien de queue constatant ce qui se passe par l’observation de ses appareils (augmentation de charge) désinsère à son tour ses. moteurs, et participe au freinage, en même temps que les garde-frein® répartis le long du train; s’il s’aperçoit que le train va s’arrêter trop vite, il remet en r°ute pour le pousser légèrement jusqu’au point d’arrêt.
  - En principe, quand le courant s’abaisse à la valeur de 60 ampères, qui correspond au courant d’aimantation des moteurs à 15 périodes et 3.000 volts, les mécaniciens mettent leurs moteurs hors circuit.
  - (1) D’
  - tiques.
  - après les règlements pour le personnel des machines des trains élec-
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Au démarrage en rampe, exceptionnellement le mécanicien do tête met en route le premier, suivi presque aussitôt du mécanicien de queue.
  - Chaque locomotive comporte un petit carton die forme spéciale qui, intercalé entre les mâchoires die l’interrupteur de court-circuit du rhéostat liquide, sert à empêcher sa mise en court-circuit et à maintenir, par suite, dans le rotor la résistance la plus faible correspondant au niveau le plus élevé die rélectrolyte dans la cuve. L*-mécaniciens se servent fréquemment de ce petit carton pour éviter qu’une mise en court-circuit intempestive ne provoque des choc-dans le train.
  - Dans les descentes, il est fait un fréquent usage die la récupération, avec deux vitesses de 50 km.-h. et 25 km.-h.; les longues descente?-doivent être parcourues seulement à 25 km.-h. par les trains de marchandises n’ayant pas die frein continu.
  - Pour opérer un arrêt ou un ralentissement en descente, le machiniste de tête coupe ses moteurs et freins, et le machiniste de queue, prévenu par la diminution die la puissance récupérée, coupe à son tour, quand il s’aperçoit que cette puissance est devenue sensiblement nulle, puis freine autant qu’il est besoin.
  - Les mécaniciens doivent faire attention à ne pas remettre leur-moteurs en service par récupération, avec une vitesse du train trop différente de la vitesse normale, car la puissance mise en jeu serait très grande et provoquerait des à-coups dangereux.
  - Répartition de la charge entre les locomotives d’un train à traction symétrique. — Quoique nous ayons déjà étudié la question de la répartition de la charge entre les différents moteurs d’une locoinolm triphasée, il nous paraît utile d’y revenir pour examiner comment la conduite des trains à traction symétrique ci-dessus est réalisée P°lir tenir compte de cette circonstance.
  - On pourrait craindre, en traction symétrique, que la moind-différence entre les caractéristiques des locomotives d’un même ha^ (diamètre des roues, résistance du retour) amène des écarts de chah, considérables entre les deux locomotives.
  - En fait, la pratique a montré que la répartition de chajg^ faisait dans de très bonnes conditions .et qu’il était seulement IKt saire die prendre certaines précautions lorsque les roues des
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 537
  - motives présentaient des diamètres trop différents par suite de l’usure.
  - Le diamètre des roues motrices d’une locomotive type Giovi E 550 ,><{ 1.070 mm. à l’état de neuf, et on le laisse diminuer jusqu’à 1.006 mm., soit une usure de 64 mm., ou 6 p. 100.
  - En montée, c’est la locomotive à roues plus grandes dont le mo-piir tournant le moins vite présente le glissement le plus important et absorbe la puissance la plus élevée ; en descente, au contraire, c'est la locomotive à roues plus petites dont le moteur tournant le plus vite a le glissement le plus important et fournit la puissance réeupérée la plus grande. Pour égaliser les charges, il faut introduire une résistance dans le rotor du moteur à glissement plus grand1, c’est-à-dire dans la locomotive à grandes roues à la montée et dans la locomotive à petites roues, à la descente.
  - Les dispositions réglementaires adoptées sont le.s suivantes :
  - Le mécanicien est prévenu du diamètre des roues de sa locomo-tive et de celle de son collègue. Pour un écart de diiamètre inférieur ou égal à 5 mm. on ne prend aucune disposition spéciale, mais on >o contente seulement de veiller à une bonne ventilation des moteurs
  - plus chargés et à une utilisation convenable des sablières pour éviter le patinage.
  - Pour un écart compris entre 6 mm. et 15 mm1., on supprime le 'ourt-circuit du rhéostat (par interposition diu carton isolant) dans bs deux locomotives; le mécanicien de la locomotive à plus petit Pissement conserve sa manette dans la position de résistance mi-!11mum, et celui de l’autre locomotive règle la charge d’après le Kofil.de la ligne et l’indication de ses appareils.
  - Pour un écart de diamètre égal ou supérieur à 6 mm., la loco-H^tive à plus petit glissement voyage avec rotor en court-circuit f^nc, et l’autre règle la charge au moyen de son rhéostat.
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- - III. — Annexes.
  - Equipements des automotrices du chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris.
  - 179. — Ces équipements sont du type à unités multiples Sprague Thomson-Houston, à accélération automatique par relais.
  - . La distribution du courant est à trois fils réalisés par un conducteur aérien, un rail latéral et les rails de roulement, ces derniers con>-tituant le fil neutre. La tension totale est de 1.200 volts soit 600 volt' sur chaque point, + 600 sur le fil aérien, •— 600 sur le troisième rail et zéro sur les rails de roulement.
  - Le fil aérien d’alimentation est un fil de 150 millimètres carré-en cuivre, il est supporté en moyenne tous les 18 mètres.
  - Le troisième rail est en acier extra doux de 49 kilogrammes au mètre courant.
  - Les organes des équipements fonctionnent sous 600 volts, mai? l’isolement est prévu pour 1.200 volts.
  - Chaque train comporte deux motrices avec une, deux ou trot-remorques ; les poids respectifs des trains étant de 96, 121 et la" tonnes.
  - Les motrices sont à deux bogies à deux essieux et à traverse danseuse. Chaque essieu est actionné par un moteur de 125 chevaux pa! l’intermédiaire d’engrenages dont le rapport de réduction de vite? -
  - 17 1
  - est7^ = —pour le moteur Thomson-Houston, TH-206.
  - 69 4,05
  - Un train normal comporte par suite 8 moteurs de 125 che'aUX soit une puissance totale de 1.000 chevaux.
  - Les quatre moteurs d’une motrice sont couplés en deux gioup^ de deux moteurs. Les deux moteurs de chaque groupe sont con'^v ment montés en parallèle. Enfin un groupe comprend les deux ^ teurs extérieurs des bogies et l’autre groupe les deux moteurs
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 539
  - rieurs- Les deux groupes de moteurs d’une automatrice permettent le contrôle série-parallèle.
  - Les huit moteurs d’un train sont également répartis sur les deux ponts, soit les quatre moteurs d’une motrice sur chaque pont.
  - Il en est de même des compresseurs. Le compresseur d’une motrice est alimenté par le même pont que les moteurs de la motrice
  - correspondante.
  - L’éclairage et le contrôle sont alimentés normalement par le conducteur aérien ; le courant pour cet ensemble étant pris sur la voiture de tête. Normalement, c’est donc là seulement le seul courant do désiquilibrage des ponts et par suite le seul qui circule dans les rails de roulement et il est naturellement très faible. Les phénomènes d'électrolyse sur les conduits métalliques environnantes sont donc pratiquement nuis.
  - Chaque automotrice est munie de deux prises de courant aériennes du type pantographe double Védovelli, dont les frotteurs sont à base d'aluminium et capables, de capter 800 ampères sans étincelles et de doux patins frotteurs sur troisième rail.
  - Normalement, le pantographe, ou plutôt l’ensemble des panto-^raphes de la voiture motrice de tête est en prise avec le conducteur aerien -j- 600 volts, et les frotteurs de la motrice de queue sont en contact sur le troisième rail — 600 volts.
  - Les pantographes sont à commande pneumatique.
  - Les tensions limites de fonctionnement de l’équipement sont 350 etfioo volts.
  - Deux gaines de câbles séparées parcourent le train total d’un bout a l’autre. La première gaine comprend 7 fils dont 5 pour le contrôle, 1 pour des relais spéciaux dits de « sécurité » et 1 de disponible. La fuxième est aussi composée de 7 fils dont 2 en parallèle pour l’éclai-3 pour les sonneries et 2 disponibles.
  - Normalement, les appareils sont combinés pour réaliser les confions suivantes pour démarrer :
  - Les deux motrices doivent être sur deux ponts différents. .
  - La motrice de tête doit être sur le fil aérien et celle de queue sur Loisièrne rail.
  - archets pantographes des deux motrices ne peuvent pas être Prl?e en même temps.
  - ^ Ces conditions ne sont pas toutes réalisées, le train ne démarre
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- - 540
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - pas normalement. Mais on peut, en cas de nécessité, mettre tout train sur le pont troisième rail.
  - Nous donnons, en planche hors texte (fig. 413), le schéma de connexions d’un équipement Nord-Sud. La légende qui y est annexée en explique la constitution.
  - Les organes principaux de l’équipement d’une motrice sont :
  - Les deux contrôleurs, l’inverseur, le commutateur 2 moteur» -4 moteurs, le relais d’accélération, le relais de tension, un groupe de 15 contacteurs, des résistances sur le circuit de traction, le relais dr sécurité, 2 commutateurs spéciaux.
  - Ceux-ci sont destinés à assurer au courant de contrôle un sen.» convenable, quand les circuits de contrôle et de traction, pour unr même motrice, ne sont pas sur le même pont. Leur action est combinée à celle des relais de sécurité. •
  - Le relais de sécurité est un organe spécial destiné à assurer l'alimentation des deux voitures motrices du train par des ponts différents. 11 se compose d’un enroulement à fd fin, agissant sur un noxuii d’acier doux, auquel est fixé un plateau qui, en se soulevant ou m s’abaissant ferme ou coupe le circuit (fil 2 du schéma) entre doux contacts appropriés. Les relais de sécurité sont normalement enclan-chés.
  - Les relais de tension coupent le fil 2 pouq une interruption du bi aérien ou du troisième rail.
  - L’enclanchement des contacteurs dépend des fils 1, 2, 3.
  - Le basculement des inverseurs et la préparation à la mise en marche se font à l’aide des fils 4 ou 5.
  - Nous ajouterons enfin que des résistances sont intercalées dam circuit de contrôle pour régler le courant de contrôle.
  - Equipements des automotrices de la Compagnie des chemins de fer
  - de l’Ouest-Etat.
  - 180. — Les nouvelles automotrices de la ligne Paris-Invalide Versailles dont la mise en service a été effectuée en 1912, eompm l’emploi d’équipements à unités multiples modernes. Les train s généralement formés de trois automotrices. La longueur des Q1*' permet un maximum de 8 motrices. Elles sont à bogies a -ou trois essieux. Un seul bogie est moteur et comprend 2 m
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 541
  - jeuinont ou Westinghouse) de 235 chevaux sous 600 volts, donnant ne vitesse maxima en palier de 80 kilomètres à l’heure, et en rampe P 10 millimètres (tunnel de Meudon, Val Fleury) une vitesse de
  - kilomètres à l’heure.
  - Les moteurs sont prévus pour marcher avec un cran de shuntage ui delà de la marche à plein champ, moteurs en parallèle, donnant me vitesse supérieure d’environ 5 à 6 p. 100 à celle correspondant , ee dernier régime. La marche en shuntage n’est, toutefois, prévue pie dans le but de pouvoir forcer l’allure pour compenser un retard.
  - Fig. 4M.
  - P'Uais double d’accélération t es nouveaux équipements Sprague-Thomson-Houston
  - de l'Ouest-État.
  - 'équipement de contrôle des premières voitures était uniquement système Sprague-Thomson-Houston. Ensuite (1915), quelques 'lapements de contrôle Westinghouse furent mis en service, les-devaient pouvoir fonctionner en unités multiples dans un train f‘rague-Thom son.
  - °Us allons examiner sommairement les caractéristiques parti-
  - ulk
  - res de ces équipements.
  - Com
  - me caractéristiques communes, ces équipements fonction-
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- - 542
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - nent avec accélération automatique par relais et permettent la march avec shuntage des inducteurs.
  - 1° Equipements Sprague-Thomson-Houston. — Ils sont dans leur ensemble semblables aux équipements que nous avons décrits anté rieurement (§ 172-46) et comprennent, en particulier, le contrôleur 1 poignée de sécurité avec freinage et la connexion à pont. En dehor> de quelques perfectionnements de détail, nous signalerons le suivant :
  - Emploi d’un double relais d’accélération à la place du relais simple de la figure 396. Ce dernier appareil doit être établi, ainsi qu.-nous l’avons vu, de telle sorte qu’il y ait simultanéité dans les attractions du relais et d’un contacteur. Cette condition est souvent difficile à remplir, surtout quand il y a des variations appréciables de tension sur le réseau, et il arrive que les contacteurs n’enclanchent pas avec régularité d’un équipement à l’autre. Dans le but de remédier à cH inconvénient, on a imaginé un double relais dont l’aspect est montré sur la figure 414. Un tel relais a deux bobines d’attraction à fil fin et une bobine commune de maintien (enroulement série traversé par le courant de traction).
  - Les circuits des bobines fil fin sont alternativement fermés sur la
  - ligne 1 (fil de démarrage série et fermeture automatique des contac-teurs) qui bifurque ainsi à l’entrée des deux bobines. Par suite, dam l’ordre de succession où fonctionnent les contacteurs, ceux 4'
  - rang pair, sont actionnés par le courant d’une des lignes, et ceux do rang impair par le courant de l’autre. Les deux relais agissent aim-alternativement, ce qui annule l’influence de la variabilité des contantes de temps des circuits et rend impossible le jeu d’un conta' teur avant que les opérations du précédent ne soient complètes Une autre caractéristique de ces équipements résulte de 1 empt • d’un cran de shuntage. ,
  - Nous donnons, figure 415, le schéma simplifié du circuit princq ^ avec le tableau (figure 416) donnant l’ordre de succession de la iern1 ture des différents contacteurs‘qui sont au nombre de U-Le contrôleur comprend 6 crans de marche en sérié, a marche en parallèle et un cran de shuntage.
  - l'or
  - pdi"
  - Le circuit de contrôle proprement dit, alimenté comme a naire sous 600 volts, comprend 6 fils au lieu des 5 des équip ^ normaux, le 6e correspondant précisément à la marche axec
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 543
  - OH O O 12
  - wwnjwjL-^—*
  - Fig. 415.
  - Schéma simplifié du circuit principal.
  - Positions Nos DEs Contacteurs
  - Séries feraHehs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
  - 1 • « • • •
  - 2 • • • • •
  - 3 • • • • • •
  - 4- • • • • • • • •
  - 5 • • • • • • •
  - 6 imt • • • • • • • •
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  - 7 • • • • • • •
  - 8 • • • • • • • • •
  - 9 • • • • • • • •
  - 10 • • • • • • • • • •
  - Sîiunt • • • • • • • • • • • •
  - Fig. 416.
  - Tableau de fermeture des contacteurs.
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- - 544
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - tage. Ces six fils, numérotés 0, 1, 2, 3, 4, 8, en plus desquels il v a le fil 5 des compresseiibs, ont les fonctions suivantes :
  - Fil 0. Marche avant, établit les circuits;
  - Fil 1. Démarrage en série, fermeture automatique des contacteuix
  - Fil 2. Maintien des combinaisons réalisées par les fils 1 et 3.
  - Fil 3. Marche parallèle.
  - Fil 4. Shuntage des inducteurs.
  - Fil 5. Compresseurs.
  - Fil 8. Marche arrière.
  - En plus deux Fils 6 et 7 en réserve.
  - 2° Equipements Westinghouse. — Ces équipements, qui sont du type à contacteur unité (« Unit switch System »), présentent quelque.' particularités dues à la condition qu’ils doivent pouvoir fonctionner en multiple avec des équipements. Sprague-Thomson.
  - Dans les équipements normaux Westinghouse, les électro-valve-sont alimentées par un courant à 14 volts fourni par une batterie : dans le cas actuel, ils sont alimentés, sous 100 volts par des dérivations prises sur une résistance dite de « commande à distance . branchée en potentiomètre entre la ligne à 600 volts et la terre. Kn outre, on a intercalé entre la ligne du circuit de contrôle Sprague-Thomson et le circuit de commande électro-pneumatique Westinghouse un relais auxiliaire dit «relais transformateur)). Cet apparei: ne demande d’ailleurs aucun réglage.
  - Chaque équipement comporte trois relais transformateurs intercalés sur chacun des fils suivants :
  - Fil 1 de marche série.
  - Fil 3 de marche parallèle.
  - Fil 4 de shuntage.
  - Les fils 0 et 8 qui, dans le système Sprague-Thomson, actionne^ respectivement les bobines d’inverseur pour marche avant et nian arrière traversent, dans le système Westinghouse, chacun une re~ tance et alimentent les électro-valves d’inverseur pour marche a'1 et arrière, ils aboutissent ensuite à la terre. ,
  - Le fil 2, au lieu d’alimenter les contacteurs, alimente une tance de commande à distance et aboutit à la terre. C’est sur 1 résistance que sont dérivés les circuits à 100 volts, alimentant électro-valves des contacteurs.
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- - r
  - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES 545
  - Les fils 1, 3 et 4, au lieu d’alimenter des contacteurs, alimentent lUeun un relais transformateur qui a pour fonction de fermer un ,cliit ou un ensemble de circuits d’électro-valves.
  - Le manipulateur Sprague-Thomson envoie des courants de com-:ande à 600 volts dans la ligne de train, dans les conditions .sui- mtes :
  - | A sa position 1 (manœuvre): fils 0 (oa 8 en marche arrière), 2. y A sa position 2 (démarrage et marche série) : lits 0 (ou 8 en marche arrière), 2, 1.
  - 3° A sa position 3 (transition et démarrage parallèle) :'fils 0 (ou 8 en marche arrière), 2, 3.
  - P A sa position 4 (démarrage et marche parallèle] : fils 0 (ou 8 en marche arrière), 2, 3, 1.
  - .V A sa position shunt. Fils 0 (ou 8 en marche arrière), 2, 3, 1, 4.
  - La figure 417 représente le schéma simplifié du circuit principal dm équipement Westinghouse avec un tableau (fig. 418) donnant succession de fermeture des contacteurs.
  - On retrouve dans ce schéma les dispositions essentielles de celui la figure 408 qui se rapportait à l’équipement normal à contacteur "té. On remarquera entre autres, sur le nouveau schéma, l’adjonc-m des shunteurs.
  - treize contacteurs sont employés et leurs fonctions sont les sui-mtes :
  - Pe contacteur L Si admet le courant des frotteurs dans l’équipe-mt.
  - ^ contacteur L S2 court-circuit au premier cran du démarrage " résistance L, en même temps que, par la disposition même des IQexions, il diminue de moitié l’intensité du courant à couper par ' °ntacteur L Si dans la marche en parallèle.
  - contacteur Mi admet le courant dans le moteur 1. contacteur IVh admet le courant dans le moteur 2 pour la mar-"en parallèle.'
  - contacteur J R groupe en série les deux moteurs avec leurs -dances.
  - _r contacteur G met le premier moteur en relation directe avec la Pendant la marche parallèle.
  - . \ contacteur J court-circuite les résistances de démarrage pen-la Période de transition de marche série à marche parallèle et
  - 35
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- - 546
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ferme le pont qui permet le passage d’une formation à l’autre *air coupure de l’alimentation des moteurs.
  - Enfin, les contacteurs R et RR court-circuitent progressivement les résistances pendant les périodes de démarrage série et parallèle
  - rNYtrtessvn .. 'i
  - •5'' RAIL
  - ORDRE DE FERMETURE DES CONTACTEURS
  - Cnt7ii o s s) ? & S S a; 5 <*: O *3 <o
  - SERIE MANŒUVRE
  - { f • 4
  - « 4 ^REMARXACS
  - * £ i « 4
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  - f • l i 1 4 4
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  - 'a • • • • • • • • • • MARCHE
  - TRANSIT! SR ^ 4 • • •
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  - TARALLElt ^ <5 • • 4 4 • ^ DEMARRAGE
  - 4o • • 4 • £ « •
  - 41 « 4 f £ i « #• 0 •
  - 12 • • 4 • 4 4 • • 4 • • MARCHE
  - • • • • 4 • • • • • • « MARCHE
  - Fig. 417 et 418. *
  - Schéma des circuits de puissance.
  - Le shunteur place une résistance en dérivation aux borne*.^^ inducteurs de chaque moteur, pour accroître leur vitesse par tion du champ inducteur. . a
  - On remarquera sur ce schéma deux interrupteurs bip0 deux directions, dont les connexions avec le circuit prmdïr^patelles que, dans leur position normale (comme figurée), le cou
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 547
  - V(,rse le moteur correspondant, tandis que, dans leur position reniée, il est dévié par un court-circuit et les moteurs se trouvent dés. Chacun de ces interrupteurs permet de mettre un moteur .varié hors circuit.
  - Ces deux interrupteurs bipolaires, du type à couteaux, sont montés jans une boîte protectrice à l-’extrémité diui groupe; des 11 contaeteurs.
  - Quand on rabat l’un d’eux on rabat en même temps, un interrup-nr unipolaire qui coupe le circuit de commande de la formation du ,'oupement parallèle, et modifie le réglage du relais d’accélération, lien résulte que, si la voiture a un moteur mis ainsi hors circuit, elle iiitinue à fonctionner dans le train avec l’autre moteur seul, le ànarrage de celui-ci restant placé sous l’asservissement du relais accélération qui le protège contre les excès de courant.
  - A part ce dispositif, l’ensemble des contaeteurs Westinghouse père comme l’ensemble des contaeteurs Sprague-Thomson, c’est-à-ire que, dans le démarrage en série comme en parallèle, la transi-"n et le shuntage se produisent pour les diverses voitures d’un train •multanément, et avec la même accélération.
  - l'équipement Westinghouse comprend 8 crans de marche en série, !«rans de marche en parallèle et un cran de shuntage. Le nombre rrans marche en série est ainsi plus grand que dans l’équipement 'dague-Thomson, mais cela n’a aucun inconvénient dans le cas de “:‘dion en unités multiples.
  - les équipements ont ainsi résolu, et d’une manière satisfaisante,
  - " problème assez délicat du fonctionnement en unités multiples • "‘lapements électro-magnétiques Sprague-Thomson et électro-''uniatiques Westinghouse, de sorte que des équipements de ces ,ix systèmes entrent normalement ensemble dans la composition ln même train.
  - Système de Traction auto-régulateur à récupération, dit système S. T. A. R.
  - des ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Est.
  - Compagnie du chemin de fer Métropolitain de Paris)
  - ___ » .
  - Alnsi que nous l’avons mentionné au chapitre Y, ce sys-caractérisé par les propriétés suivantes :
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- - 548
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Démarrage automatique;
  - Récupération, soit au freinage, soit sur les pentes ;
  - Applicable aux trains à unités multiples.
  - La première application a été réalisée pour la Compagnie du Métropolitain de Paris et essayée en 1913 sur la ligne « Gambetla-Champerret ».
  - Le fonctionnement de ce système est essentiellement basé sur remploi d’un survolteur-dévolteur automatique à intensité constante, intercalé dans le circuit des moteurs de traction (fig. 420 et 421 . p est entraîné par une dynamo à vitesse constante, calée sur le même arbre ; une petite excitatrice placée en bout d’arbre, dont le rûlt dans la récupération sera expliqué plus loin, complète le groupe 1
  - Le survolteur-dévolteur dit régulatrice, est une machine à courani continu à induit ordinaire, mais dont l’excitation comprend un enroulement branché aux balais de la régulatrice et un enroulement indépendant parcouru par un courant constant pris sur le réseau. Sun induit est connecté en série avec les moteurs de traction.
  - La dynamo à vitesse constante est simplement une dynamo com-pound, branchée sur le réseau.
  - Fonctionnement de la régulatrice. — Soit (fig. 419) X X un axe suivant lequel nous porterons les ampères-tours d’excitation et 1 celui des différences de potentiel aux balais.
  - La caractéristique de l’excitation shunt, supposée seule, représentant Les variations des ampères-tours de cet enroulement en fonch»-de la différence du potentiel à ses bornes, c’est-à-dire aux balan. > une droite. Ceci étant, on comprend facilement que en agissant la résistance ohmique de l’enroulement sfiunt, on puisse faire 'dr“ à volonté l’inclinaison de cette droite et la faire coïncider au« caractéristique à circuit ouvert O R (ou caractéristique magnéh<D_ de la régulatrice, qui est très sensiblement une droite, pour la P
  - non saturée du circuit magnétique. t.:
  - Cet enroulement shunt est d’ailleurs branché de telle façon
  - est rêd-'
  - (’) L’exposé qui suit concernant le fonctionnement du systeme^^^ ('' d’après une communication de M. Legouëz, des Ateliers de constiu triques du Nord et de l’Est, à la Société internationale des eC 3 décembre 1913.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION' A UNITES MULTIPLES
  - 549
  - '•roduise dans l’induit de la régulatrice, une f. é. m. de sens opposé la différence dp potentiel appliquée aux balais.
  - + 55 0 V
  - - 550 v.
  - Fig. 419.
  - diagramme du fonctionnement de la régulatrice d'un équipement S. T. A. R. au démarrage et au freinage.
  - ^résulte de cette condition de sens et de la coïncidence des carac-*^Ues que, quelle que soit la d. d. p. appliquée aux balais de 1a.
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- - 550
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - régulatrice, pourvu qu’elle soit inférieure au début de la saturation l’enroulement shunt développera dans l’induit, une, f. é. m. égale o{
  - ..X
  - ----------r
  - rAAAAn
  - Fig. 420.
  - Schéma simplifié d'un équipement S. T. A. R., courant continu. Demarr
  - opposée à la d. d. p. appliquée : la machine ne peut donc ni ni recevoir de courant.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 551
  - L'enroulement indépendant agira différemment, suivant le sens . courant qui l’excite.
  - Si les ampères-tours sont de même s-ens que ceux de l’enroulement aunt, la f. é. m. développée par l’ensemble des deux enroulements, .,ra de sens opposée à la d. d. p. appliquée aux bornes de la régula-ce et plus grande qu’elle : la machine débite alors du courant et uetionne en générateur.
  - Si, au contraire, les ampères-tours de l’enroulement indépendant vint de sens contraire à ceux de l’enroulement shunt, les phénomènes int inverses et la machine absorbe du courant et par suite fonctionne , moteur.
  - En résumé, la régulatrice établie et utilisée dans les limites indicées est donc une machine qui, automatiquement, quelle que soit :d. d. p. appliquée à ses bornes, débite ou absorbe un courant cons-.nt. dont l’intensité est déterminée par 1a, valeur de l’excitation indé-endante.
  - L’influence de la saturation modifie naturellement la valeur du rnrant : si 1a, machine travaille en génératrice, l’intensité du courant < en diminuant au fur et à mesure 'que la tension aux bornes aug-'iite, tandis que l’inverse a lieu si la machine fonctionne en moteur. Enfin il est évident que, lorsque la régulatrice fonctionne en géné-teur, la dynamo, avec laquelle elle est accouplée mécaniquement, netionne en moteur et inversement.
  - a, Démarrage. — Ceci posé, examinons la période de démarrage.
  - Le schéma des connexions de l’équipement est représenté sur la ':ire 420 ci-contre, dans laquelle :
  - ^ est la ligne d'alimentation ; t L la terre ;
  - 'h les induits des deux moteurs de traction;
  - 'jy leurs excitations série;
  - j S dynamo accouplée mécaniquement à la régulatrice Fi ;
  - ; ^es enroulements d’excitation de cette dynamo;
  - - lenroulement shunt, branché de façon à produire dansFx, une f.é.m. égalé et de sens opposé à la tension appliquée, ainsi que nous allons
  - H .. le v°ir;
  - enroulement d’excitation indépendante.
  - , ^ la mise en marche, on ferme l’interrupteur (1) après avoir placé 'er$eur (2.), de manière que les ampères-tours de H soient opposés
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - à ceux de E. La fermeture de (1) permet le démarrage du groupe fq p au moyen du rhéostat RH et provoque en outre l’alimentation de rej, roulement E de la régulatrice ; ses ampères-tours produisent à c* moment, une f. é.. m. opposée à la tension du réseau et qui lui deviez sensiblement égale à la vitesse de régime. Gette vitesse atteinte ou ferme l’inverseur (3) dans le sens correspondant à la marche avair des moteurs, par exemple. Dans ces conditions, la régulatrice absorbe un courant dont la valeur, réglée par celle des ampères-tours de 11. correspond à l’accélération que l’on veut obtenir.
  - Les moteurs démarrent, prennent de la vitesse et la tension ù loirs bornes augmente. La tension aux bornes de la régulatrice, qui, durant cette première période, fonctionne en moteur et assure la constance du courant, dont la valeur est celle admise pour le démarrage, va en diminuant. A un moment donné, cette tension s’annule, puis elle s'inverse et croît dans ce sens inversé : les ampères-tours produits par E sont alors opposés aux ampères-tours invariables produits par 11 : la régulatrice fonctionne en génératrice à courant constant.
  - Dès que l’influence de la saturation se fait sentir, le courant va en diminuant ; on atteint donc un état d’équilibre pour lequel l'accélération s’annule : les moteurs continuent à tourner à vitesse constante, pour autant, bien entendu, que le profil de la voie ne varie pa*.
  - Le diagramme (fîg. 419) permet de suivre la succession des phénomènes :
  - X X est l’axe des ampères-tours de la régulatrice;
  - Y Y l’axe des différences de potentiel aux bornes de la régulatrice, ce^ différences étant portées en dessous ou en dessus de l'axe XY,sum que la f. é. m. développée par l’enroulement shunt est opposée 3 tension du réseau ou de même sens;
  - O'Z l’axe des différences de potentiel aux bornes d’un des moteuis- ^ échelle est donc double de l’échelle de l’axe XX et O’ en est 1 on-111
  - R R la caractéristique en circuit ouvert de la régulatrice;
  - E E la caractéristique de l’excitation shunt; . .
  - H H une parallèle à EE, dont la distance dépend de la valeur des anl^-ja tours indépendants et de la résistance ohmique de 1 induit régulatrice.
  - Au début du démarrage, la régulatrice étant motrice, les aD)1^u. tours de l’enroulement shunt sont de sens inverse a ceux de 1ea ^ lement indépendant et, pour une différence de potentiel telle qu aux bornes de la régulatrice, l’intensité du courant est nie^
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITÉS MULTIPLES
  - 553
  - ((| ; dans la seconde partie du démarrage, la régulatrice étant génératrice, les ampères-tours shunt et les ampères-tours indépendants ;0üt de même sens et pour une différence de potentiel telle que OV, intensité du courant est mesurée par CD.
  - Dans la première partie du démarrage, la dynamo P2 fonctionne T?n générateur et débite du courant dans le réseau ; dans la seconde partie, l’inverse se produit. Dans ces conditions, bien que le courant reste sensiblement constant dans les moteurs de traction, le courant fourni par le réseau varie régulièrement et progressivement d’une valeur sensiblement nulle jusqu’à une valeur double (et même un peu supérieure) de celle du courant constant traversant les moteurs de traction lorsque la tension aux bornes, de chacun de ceux-ci est celle du réseau, puis il diminue pour tendre vers zéro dès que l’influence de la saturation se fait sentir.
  - h) Freinage et récupération.— Il s’agit d’absorber l’énergie accumulée dans le véhicule en marche et de La transformer en énergie électrique susceptible d’être récupérée par le réseau.
  - L’ensemble des moteurs et du survolteur-dévolteur doit donc débi-:"p du courant sur le réseau. Or, la grandeur et le sens du courant flui les traverse dépendent de la grandeur et du sens des ampères-'riurs de l’excitation indépendante H.
  - Si nous supposons le véhicule en marche dans le sens obtenu par le démarrage décrit ci-dessus, il faudra donc pour débiter du '-'ourant sur le réseau fermer l’inverseur 2 dans la position opposée a relie adoptée pendant le démarrage. Cette manoeuvre ne devant se faire qu’après avoir fermé l’inverseur 3 également dans la position 'PPosée à celle adoptée pendant le démarrage, c’est-à-dire dans la position correspondant au fonctionnement des moteurs Mi et M2 en -Orateurs pour le sens de rotation suivant lequel ils tournent.
  - Toutefois les phénomènes sont plus complexes que lors du démarre.
  - ce qui concerne l’établissement du freinage, le véhicule étant ,n Mouvement, tout courant traversant les moteurs donne lieu à une ,rce olec-tromotrice aux bornes de ceux-ci ; il faut, par conséquent, Hnir compte des valeurs relatives de la self-induction des inducteurs moteurs de traction et de ceux du survolteur-dévolteur.
  - ^ En d’autres termes, l’action de l’enroulement shunt du survolteur-A°lteur est en retard sur l’action des inducteurs des moteurs et ne
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - peut, par conséquent, remplir son rôle défini précédemment à l’étude du fonctionnement de la régulatrice ; le courant débité par les moteurs atteindrait une valeur dangereuse si l’on n’avait recours à des précautions spéciales.
  - X -i-
  - rWWi
  - Fig. 421.
  - Schéma simplifie d'un équipement S. T. A. R., courant continu. Freinage et récuptr
  - De plus, le freinage doit pouvoir être établi quelle que
  - soit la VI'
  - tesse des moteurs, si grande soit-elle.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 555
  - En ce qui concerne la période de récupération proprement dite, fest-à-dire, une fois le régime établi, des précautions spéciales sont encore nécessaires parce qu’on fait usage de machines à excitation .érie fonctionnant en génératrices. Le fonctionnement de ces machines en génératrices est, comme on le sait, instable.
  - Pour parer à ces inconvénients, on a eu recours à l’amortissement du circuit inducteur des moteurs de traction.
  - Cet amortissement est obtenu en shuntant les inducteurs des moteurs, non par une résistance ohmique, mais par l’induit d’une petite machine auxiliaire (Fs) dont l’excitation perrqet de régler à 1a. valeur désirée le courant dérivé. Cette machine Fs appelée excitatrice est
  - calée sur l’arbre commun aux machines Fi et Fs et tourne donc à
  - 0
  - vitesse constante.
  - Les inducteurs de l’excitatrice portent deux enroulements, l’un A » alimenté par le réseau donne des ampères-tours constants, l’autre « B » branché aux bornes de Fi donne des ampères-tours variables en grandeur et en sens avec la différence de potentiel aux bornes de Fi, c’est-à-dire avec la vitesse dles moteurs. A et B sont- concordants lorsque la tension de Fi est opposée à celle du réseau.
  - L’excitation résultante de l’excitatrice est figurée en fonction de b tension aux bornes de Fi, par la droite G.M.K. de la figure 419 (dans Hypothèse d’une excitatrice non saturée).
  - OM représente les ampères-tours de l’excitation constante A et •excitation B est déterminée de manière que l’excitation résultante annule pour une tension OG aux bornes de Fi peu supérieure à la bnsion du réseau.
  - 11 s’ensuit que le courant qui circule dans les inducteurs des mo-teurs de traction est indépendant du courant principal et ne dépend '•Ue de la vitesse des moteurs.
  - L’excitation diminue lorsque la vitesse augmente, .elle s’annule ^°Ur une tension aux bornes des moteurs, mesurée par O'G' (fig. 419). 'eHe tension ne peut donc être atteinte que pour une vitesse infinie * Moteurs. Il s’ensuit que, quelle que soit la vitesse des moteurs au bornent de l’établissement du freinage, la tension à leurs bornes ne ^Passera jamais la valeur O'G' fixée préalablement. La tension aux Jrnes de Fi est par là même également limitée.
  - ^Là-eoup de courant produit par l’établissement de la récupération Pratiquement supprimé, grâce, d’une part, à la présence de l’ex-
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- - 556
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - citatrice et, d’autre part, à l’établissement du freinage en deux }M'. riodes : 1) couplage ; 2) excitation de l’enroulement H.
  - Quand le régime de récupération est établi, s’il pouvait se produira une augmentation accidentelle de la tension aux bornes des moteur' il en résulterait une diminution de leur excitation, ce qui assure h stabilisation.
  - Durant cette période, les phénomènes sont analogues à ceux du démarrage, ils peuvent être suivis sur la figure en substituant la droite H/H/ à la droite HH.
  - Divers degrés de freinage peuvent être obtenus en modifiant simplement la valeur des ampères-tours de l’excitation H.
  - Lors d’un freinage, poussé jusqu’à l’arrêt, le courant débité dans L réseau ne sera pas constant, pas plus qu’au démarrage.
  - Après l’établissement du freinage, si la vitesse du véhicule ed élevée, Pi fonctionne d’abord en moteur, c’est-à-dire en dévolteur par rapport aux moteurs, puis en générateur, ‘c’est-à-dire en survoltenr. Il en résulte que le courant débité, qui est la résultante du courant constant des moteurs et du courant variable de la machine F=, ira en diminuant depuis une valeur maxima jusqu’à une valeur sensiblement nulle à l’arrêt des moteurs.
  - Les équipements S. T. A. R. se prêtent parfaitement au fonctionnement en unités multiples dans un même train.
  - Résultats des essais effectués à la Compagnie du Métropolitain <L Paris. — Les Ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Ed. à Jeumont, ont fourni à la Compagnie du Métropolitain de Paris trou équipements à unités multiples S. T. A. R., permettant la formation d’un train composé de trois motrices et de deux remorques.
  - Ces équipements construits suivant les principes exposes preu demment comportent essentiellement (abstraction faite des appai01-de sécurité habituels) :
  - Deux moteurs de type normal à excitation série de 175 che^an chacun ;
  - Un groupe régulateur ;
  - Sept contacteurs ;
  - Quatre relais d’asservissement ;
  - Un contrôleur à deux cylindres ;
  - Une caisse de résistances de commande ;
  - Une résistance de démarrage pour le groupe.
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- - SYSTÈMES DE TRACTION A UNITES MULTIPLES
  - 557
  - Le supplément, de poids dû à l’emploi d’un équipement S. T. A. R., au lieu d’un équipement Sprague-Thomson, est de 1.400 kilos par •notrice. Ce qui fait pour un train normal à trois motrices pesant 3x14
  - 150 tonnes en charge — ’ X 100 = 2,8 -p. 100 d’augmentation du
  - .LOU
  - poids mort.
  - Les essais effectués sur la ligne N° 3 et ayant pour but la, comparaison des consommations respectives d’un train S. T. A. R. et d’un irain Sprague-Thomson fonctionnant dams les mêmes conditions ont accusé une économie de 25,16 p. 100 en faveur des équipements S. T. A. R. d’après les indications des wattheures;-mètres installés dans les motrices.
  - Indépendamment de cette économie importante' d’énergie électrique. l’emploi des équipements S. T. A. R. a pour effet de réduire dans de grandes proportions l’usure des rails, bandages et sabots de frein. Enfin, il y a lieu de noter, qu’au point de vue du confort des voyageurs, les équipements S. T. A. R. réalisent une amélioration notable par suite de la grandie douceur du démarrage et de freinage due à la ''onstance du courant dans les moteurs de traction, pendant ces périodes.
  - 1 implication du système S. T. A. R. au courant alternatif monophasé. — Les équipements- S. T. A. R. peuvent être employés avec intérêt dans le cas d’une ligne alimentée par du courant monophasé.
  - bans ce cas, la dynamo P2 est remplacée par une machine mono-phasée à collecteur, tandis que les moteurs de traction et le survol-bur-dévolteur forment un circuit fermé.
  - La puissance du groupe est, dans ce cas, doublée comparativement *u cas du courant continu.
  - butre les avantages dûs à l’économie d’énergie, le système permet conserver des moteurs de traction à courant continu bien supé-!eurs aux moteurs similaires à courant monophasé. On n’est donc astreint à adopter de faibles périodicités. En outre, la machine ,f,nîmandant le survolteur-dévolteur tournera à vitesse constante et ''Ura üne commutation parfaite et un cos 9 voisin de l’unité pour ’u*es charges.
  - . Ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Est ont 4;,ll(lié dans cet ordre d’idées un équipement S. T. A. R. pour la trac-
  - Jn Monophasée.
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- - CHAPITRE XIV
  - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION ÉQUIPEMENTS DES MOTRICES
  - SOMMAIRE. — Introduction. — Généralités. — Systèmes General Electric et Thomson-Houston. — Système Westinghouse. — Système Siemens-Scliuckert.— Système Brown-Boveri.
  - 182. Introduction. Généralités, — Le développement de la traction à courant continu est dû largement à l’emploi des systèmes à unités multiples et, sauf quelques exceptions (construction Brown Boveri;, on utilise toujours pour ce mode de traction des équipements appartenant à ces systèmes.
  - La General Electric Co et la Compagnie Thomson-Houston utilisent leur-système Sprague-General Electric ou Sprague-Thomson, le courant de contrôle, au plus sous 600 volts, étant fourni soit par un petit transformateur tournant dit dynamoteur, soit par un groupe moteur générateur.
  - La Société Westinghouse utilise son système élecfro-pneumaficpk' a\ec courant de commande' à basse tension fourni, soit par une batterie, soit par un dynamoteur du genre du précédent.
  - La Société Siemens-Schuckert utilise un système électro-magnétique à cointacteurs.
  - La Société Brown-Boveri, au contraire, conserve la commande par contrôleur traversé par le courant de traction haute tension. Lef applications réalisées ainsi n’ont, toutefois, pas dépassé 2.000 voit
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION 5591
  - Ce contrôleur présente des dispositions spéciales que nous verrons plus loin.
  - \ous avons mentionné au début de cet ouvrage (chapitre II, § 10) quelques-unes des principales installations réalisées en courant con-•iiiu haute tension ; nous allons maintenant examiner succinctement quelques applications types.
  - D'abord, d’une manière générale, les contacteurs, interrupteurs, ,-elais, inverseurs, etc., sont basés sur les mêmes principes que ceux. ! courant continu à 600 volts, mais leur nombre est plus grand et l'isolement à la masse est naturellement beaucoup plus soigné ; les .ntervalles de rupture sont plus grands. En outre, dans un circuit, les points de rupture sont multipliés et on y intercale au besoin une .-distance en série. En effet, à part l’isolement à la masse, le danger !< l'arc de rupture ne dépend que de la tension aux bornes, des pièces précédemment en contact.
  - Les moteurs sont la plupart du temps couplés par deux, en permanence, en série, ainsi que nous l’avons déjà vu, et la régulation se •ait par la méthode série-parallèle appliquée aux deux groupes de hux moteurs en série.
  - Pour la plupart des lignes interurbaines à 1.000 et surtout celles à l 'IW (très nombreuses) ou à 1.500 volts, les traversées des villes se !l,nt à demi-tension ; dans ce cas, pour ces derniers parcours, la vi-"sse maxima est réduite d’environ moitié, ce qui, d’ailleurs, n’offre !'a' d’inconvénient.
  - Pour quelques lignes, tel le cas de celle d’Indianapolis-Louisville, ''tr exemple, à11.200 volts, de la General Electric, comportant des v-dions à 600 volts, on a voulu conserver la même vitesse maxima lr *out le parcours ; dans ces conditions, il -est nécessaire, au .* r>age d’une section 1.200 volts à une section 600 volts, de ^'difîer le couplage des moteurs (qui sont par deux en série '",ls 1.200
  - dénia
  - *"•'1.200
  - Tour
  - volts et en parallèle sous 600 volts) et des résistances rrage. Ceci se fait au moyen d’un commutateur spécial deux positions.. Mais il faut prendre des précautions ^Ue Amarrage s°it rendu impossible, lorsque ce com-. UP n,esf; pas dans la position convenable, tout au moins au de la. section 600 volts à celle 1.200 volts.
  - K . Sl que nous avons déjà eu l’occasion de le dire (chapitre II), ^tallatlons courant continu se développent beaucoup actuelle-
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- - 560
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - ment, aussi bien pour des services de lignes interurbaines que pondes services de grandes lignes, surtout aux Etats-Unis, et l'expérience encourageante acquise sur les réseaux du, Butte Anaconda Pacifi.-à 2.400 volts et surtout du Chicago-Miwaukee-Saint-Paul à 3 0(kï volts, montre que ce mode de traction est parfaitement adéquat air exigences d’un service de grande traction.
  - 183. Systèmes General Electric et Thomson-Houston. — L’énergie employée pour le circuit de contrôle est, ainsi que nous l’avons dit. fournie par un dynamoteur. Cet appareil, dont le schéma est donné figure 422, est ainsi constitué : c’est une dynamo à deux enroulement'
  - 1200 volts
  - nwrnn
  - Schéma d'un dy.iamolcur l.îOO/oOO volts (General Electric Co).
  - induits indépendants, munis chacun d’un collecteur. Les balais nul tent les deux induits en série sous la tension totale. L’appareil est a 3 fils : fil d’alimentation, fil de terre et fil d’utilisation : contrôle, celai rage, compresseur, etc. La puissance d’un tel appareil est, général' ment comprise entre 5 et 10 kws. •
  - Il y a lieu de signaler, comme particularité, le dispositif enip ^ pour la mise hors-circuit ou en circuit du dynamoteur, subant se trouve sur une section à 600 volts ou sur une section à ce qui constitue le cas général des applications réalisées par la ral Electric. t,g
  - Les figures 423 et 424 représentent les schémas du disp0'1 question pour la marche à 1.200 volts et pour celle à 600 -solU-
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION
  - 561
  - 1° Marche à 1.200 volts. — Le courant arrivant (fîg. 423) au contacter C, ne peut pas passer par le fil 11, dont le circuit est ouvert automatiquement par un interrupteur S, mais passe à travers une bobine et sa résistance, et de là à la terre G. Le plongeur est attiré, entraîne les contacts, rompt le circuit du fil 11 et ferme celui du dynamoteur.
  - Résistance fixe en série avec la bobine du contracteur
  - Résistance fixe Dynamoteur
  - en série avec te r—WA----------
  - • dvnamoteur . I
  - J n n n I / \
  - Contacteur C enclenché
  - Fi! 12
  - Interrupteur S
  - vers les circuits d utilisation
  - Résistance fixe en série avec la bobine de / interrupteur
  - Fig. 423.
  - Schéma de la marche sous 1.260 volts, le dynamoteur fonctionne.
  - ^ obtient alors du courant sous 600 volts qui, par le fil 12, vient à ,. ^Pteur S et de là par le fil 9 va alimenter les différents circuits sation (contrôle, compresseur, lumière, chauffage).
  - ' Marche
  - * 1-200
  - sous 600 volts. — Le train, venant d’une zone alimentée v°Ps, passe d’abord sur une section neutre et franchit cette
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- - 562
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - section en vitesse. Le contacteur G n’étant plus alimenté, son pi011 geur retombe, ce qui a pour effet de rompre le circuit du dynanioteu-et de rétablir le circuit du fil 11 (fig. 424).
  - Pour que la marche sous 600 volts devienne maintenant possible le wattman est obligé de mettre à la position 600 l’interrupteur s
  - Résistance fixe en série avec la bobine du contacteur
  - Résistance fixe Dynamoteur
  - en série avec le pAAAK---------
  - dvnamoteur
  - J nnn /^~\ ......
  - Contacteur C déclanché
  - Interrupteur S .
  - (La bobine le maintient à cette position) j
  - vers les circuits d'utilisation
  - Résistance fixe U en série avec la c| bobine de maintien ê de l'interrupteur .1
  - . Fig. 424.
  - Schéma de la marche sous 600 volts, le dynamoteur est arrêté.
  - Celui-ci est maintenu â cette position grâce à une bobine de -b131® faisant partie de l’appareil, et qui se trouve mise en circuit ,
  - résistance sous les 600 volts de la ligne, dont le courant vient Pd| ^ 11 à l’interrupteur S et de là se dérive d’une part dans la j j. maintien, dont il vient d’être question, d’autre part dans le fil - là aux différents circuits d’utilisation.
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION
  - 563
  - Lorsque le train franchit de nouveau une section neutre, l’interrupteur S n’étant plus maintenu par sa bobine à la position 600, reprend de lui-même la position 1.200. Le wattman n’a donc à manœuvrer cet interrupteur qu’au passage de 1.200 à 600 volts, mais n’a pas a v toucher au passage de 600 à 1.200 volts..
  - Nous devons ici mentionner encore comme étant l’exemple le plus remarquable de traction à courant continu haute tension, la ligne à 3.000 volts du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul de la General Electric. L’équipement des locomotives est du système Sprague General Electric, mais étant donné la haute- tension d’alimentation, le courant de contrôle est fourni par un petit groupe moteur-générateur à 125 volts, dont le moteur est alimenté sous 3.000 volts. Nous avons mentionné ce groupe à propos de l’étude de la récupération j 142). Nous n’y reviendrons pas autrement,
  - Nous signalerons encore l’installation en cours de réalisation par la Compagnie Thomson-Houston, relative au prolongement de la Mure a Gap de la ligne de Saint-Georges de Gommiers à la Mure, dont la section existante est à 3 fils avec 1.200 volts par pont. Dans la nouvelle section, les fils extrêmes sont à -j- 1.200 volts et — 1.200 volts, les moteurs par deux en séries sont branchés entre ces deux fils donc 'Ous la tension totale 2.400 volts. L’équipement n’a aucun point à L terre. Le courant de contrôle sous 125 volts est fourni par un petit -roupe moteur générateur.
  - 184. Système Westinghouse. — Le courant de commande des élec-lr°-valves est fourni, soit par une batterie, soit par un dynamoteur du ~l>nre de celui décrit plus haut.
  - Le dynamoteur est ici employé pour les lignes à 1.200 et 1.500 ''^s ; au delà, on a recours à une batterie d’accumulateurs.
  - La figure 425 (1) représente le schéma d’un tel appareil alimenté Sous LoOO volts. Ge dynamoteur sert en outre à entraîner le compres-I.eur d’air au moyen d’un embrayage automatique commandé par J111’comprimé lui-même. Lorsque la pression tombe, un ressort anta-(V°Qbte crée la pression de contact nécessaire à l’entraînement du
  - Jrnpresseur. Le dynamoteur actionne parfois les ventilateurs pour le
  - 4ft mPruntée, ainsi que la figure suivante, au Bulletin de la Société internationale eetriciens, d’avril 1913 (Communication de M. Gratzmullerj.
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- - 564
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - refroidissement par l’air forcé des moteurs. La figure 426 est le sché ma du changement opéré dans le compresseur pour le passage de la basse à la haute tension ou inversement. Le déplacement du commutateur est encore produit par l’air comprimé grâce à la valve commandée magnétiquement par la tension du réseau. On suppose que les connexions des moteurs ne sont pas changées, la vitesse est alors réduite quand la voiture est sur la basse tension.
  - Compresseur d'air
  - Inducteur shunt
  - DynamotÇt
  - pneumatique
  - Bobine série'
  - CircuitL de lumière"J
  - ~1 Circuit J auxiliaire decontrôle
  - z Terre I
  - Fig. 425.
  - Diagramme élémentaire de dynamoteur-compresseur (Westinghouse).
  - Un exemple remarquable de traction courant continu haute tel sion est celui réalisé fin 1915, à titre d’essai, par la Société WestnL house sur une des lignes du réseau du Michigan. La tension d a^me tation était de 5.000 volts qui est la valeur la plus élevée app^Ç ^ jusqu’à ce jour en courant continu. Nous avons décrit les m employés dans cet essai au chapitre X (§ 90) et nous allons exa ici l’équipement qui en comporte quatre.
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TÉNSION
  - 565
  - Le contrôle série-parallèle est appliqué aux deux groupes de 2 moteurs bipolaires doubles en série, chacun étant alors sous 2.500 volts. le courant de commande des électro-valves est sous 150 volts et est fourni par une batterie d’accumulateurs, car on ne pouvait utiliser, pour une tension de service de 5.000 volts, le dynamoteur précédem-
  - Trolley
  - Interrupteur
  - Position supérieure : 600 volts Position inférieure : 1200volts
  - Résistance
  - berne
  - Inducteur
  - Shunt
  - Inducteur
  - Magne]:.Valve
  - Ressort
  - Cylindre d'an
  - Ressort
  - Alimentation d'air
  - Fig. 426.
  - '•'gramme de passage de la basse à la haute tension ou inversement (Westinghouse).
  - ^ent décrit. Cette batterie fournit également le courant des circuits ^iliaires : compresseur, éclairage, etc. Un limiteur de tension à J‘Ce contre-électro-motrice, comprenant quelques éléments, est con-* % en Parallèle avec la batterie pendant les périodes de charge pour
  - Proté
  - L’é
  - &er contre les surcharges ou vitesses excessives de charge.
  - e<îuipement peut, en outre, fonctionner sur des sections à 600
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- - 566
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - volts. A cet effet, un commutateur connecte en parallèle les quatre moteurs doubles.
  - Les figures 427-428-429, représentent le schéma simplifié des cou nexions du circuit principal, le schéma du contrôleur-manipulateur ainsi que deux tableaux permettant de suivre l’ordre de fermeture de" contacteurs dans la marche sous 5.000 volts et dans celle sous i;ùo volts.
  - Gomme point particulier de l’équipement, outre l’isolement spécialement renforcé, il y a lieu/le signaler que les coupures de l’inverseur sont immergées dans l’huile et suivant une remarque déjà faite, l’inversion est produite par croisement des connexions des inducteurs, lesquels sont branchés diu côté terre des moteurs, afin de diminuer la tension appliquée entre les bobines inductrices et la masse.
  - Une automotrice ainsi équipée a fonctionné pendant plusieur-mois (1915-1916) en service normal, sans donner lieu à des incident-particuliers, démontrant ainsi la possibilité technique d’employer une telle tension.
  - Les locomotives Westinghouse à 3.000 volts courant continu du Milwaukee sont également munies d’équipements à contrôle électro-pneumatique. Le courant de contrôle est sous 80 volts et est fourni par nn petit groupe moteur-générateur fournissant en même temps l’énergie aux circuits auxiliaires : ventilateurs des moteurs, compresseur-des freins, lumière, etc. Une batterie est, en outre, placée dans ce circuit pour fournir le courant pendant les arrêts.
  - Nous avons vu, à propos de l’étude de la récupération (§ U~-c • qu’il était fait emploi, pour exciter les moteurs d’essieu, d’une pd'*' dynamo actionnée par un des essieux du bogie porteur de cliaq11* demi-locomotive. Ces excitatrices peuvent ainsi alimenter les motein ^ des ventilateurs et du compresseur. Ces appareils peuvent aimi alimentés indépendamment du courant de ligne, ce qui es! mip1 • tant au point de vue de la sécurité de fonctionnement des frein-•
  - 185. Systèmes Siemens-Schuckert. — La majorité des installai!^ réalisées par cette firme sont sous 1.000 ou 1.200 volts. Nous (
  - rons toutefois la ligne industrielle de Maizières-Sainte-Marie a -
  - volts.
  - Comme exemple de ligne à 1.000 volts, nous mentionnerons
  - c ave-
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION 567
  - Moteur3 F2
  - ^ Moteurl
  - Moteur2
  - Moteur 4
  - Compresseur
  - Fig. 427.
  - Schéma du circuit principal.
  - j Terre
  - Marche sous 5000 volts
  - Cran 53 H* CÆ HJ LS3 s s CO Pt lO £ g H M H </) 03 C/3 b n
  - 1 o O O O O O O O
  - 2 O O O O O O O O O
  - 3 O O O O O O O O O
  - ' 1 O O O O O O O O O O
  - 6 O O O O O O O O O O
  - 6 O O O O O O O O O O O «5
  - O O O O O O O O O O
  - 1 O O O O O O O O O O
  - 8 O O O O O O O O O O O
  - 9 O O O O O O O O O O O
  - 10 O O O O O O O O O O O O
  - 11 O O O O O O O O O O O O O
  - Marche sous B00 volts
  - Cran ta H 03 H eO ta b pH w 03 K a 1-i 03 pM co h g s b
  - 1 O O O O O O O O O O
  - 2’ O O O O O O O O O O O O
  - |3 O O O O O O O O O O O O O O
  - Fig. 428.
  - ehéma du circuit de contrôle.
  - Fig. 429.
  - Ordre de fermeture des contacteurs 500 et 600 volts.
  - ';js de 1
  - ecFiipement d une automotrice Westinghouse sous 5.000 et 600 volts, courant continu.
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- - 568
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - quelques détails, la ligne de Bonn-Siegburg-Kônigswinter en servie» depuis 1911.
  - Les trains sont formés par deux automotrices à deux bogies et un certain nombre de voitures de remorque également à bogies. La vi tesse maxima des trains est de 40 kilomètres à l’heure. Chaque automotrice est munie de deux moteurs d’une puissance de 85 chevaux sous 1.000 volts, dont un par bogie. Le système de contrôle adopté est celui par unités multiples avec contacteurs.
  - Les moteurs sont couplés en série parallèle avec une position de shuntage des inducteurs pour la marche en série et deux positions de shuntage pour la marche en parallèle des moteurs ; il existe donc cinq positions de marche de régime. Les coupleurs de commande sont placés dans les cabines de mécaniciens, tandis que les contacteur-sont réunis en batterie et disposés sous la voiture.
  - La figure 430 (1) représente le schéma des connexions de la voiture. Les contacteurs sont alimentés par le courant de la ligne avec interposition de résistances additionnelles quand la voiture se trouve sous la tension de 1.000 volts. A l’intérieur de la ville de Bonn, les voitures fonctionnent sous, une tension de 550 volts et cet abaissement de tension ramène automatiquement la vitesse de marche à celle autorisée dans la ville. f
  - La mise en circuit ou hors circuit des résistances additionnelles pour les services auxiliaires est effectuée par un commutateur. Cet appareil sert également pour modifier le couplage des groupes de lampes qui fonctionnent sous la tension de 1.000 volts en dehors de la ville.
  - Le commutateur est ramené et maintenu dans sa position normale, qui est celle correspondant à 1.000 volts, par l’action d’un ressort approprié. Quand le train arrive sur la partie alimentée sous 55t* volts, le mécanicien ferme l’interrupteur H de la bobine de commuta tion U ; cette dernière pousse le commutateur, en opposition de 1^ fort du ressort, dans la position correspondant à 550 volts et dans dernière la bobine de verrouillage s entre en action. Au passage - ^ la section neutre, qui se trouve entre les parties de lignes alimen^ à 550 volts, et celles alimentées à 1.000 volts, la bobine de verrouü a^ libère le commutateur G et ce dernier retourne, sous l’action du r*-
  - (1) Empruntée au Bulletin delà Société internationale
  - des Electriciens, d’av
  - ril 1913-
- p.568 - vue 632/870
- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION
  - 569
  - W00 volts
  - 550 volts
  - P
  - IG- 430. — Schéma de contrôle des moteurs des voitures de Bonn-Siegburg (Siemens-Schukert).
  - sûreti^î'^de marche du coupleur; Sr, cylindre inverseur du coupleur; K, manivelle de de djr’ Y’ commutateur de réglage de la'tension des circuits auxiliaires ; F, commutateur ^ mainC r?n-^e marche à commande électromagnétique; Mi, Ma, moteurs; II, interrupteur deja?-: U, électro de commande de G; S, électro de verrouillage de G ; J, section isolée '?cteUp?nvL V™’. résistances de démarrage pour les moteurs Mi et Ma ; n, shunts; h, con-d* conf ’ Vs" résistances additionnelles pour les circuits décommandé; S?, relais du circuit ®ande; N, interrupteur de secours.
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- - 570
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - sort, automatiquement dans la position correspondant à 1.000 volts dans laquelle une résistance additionnelle est intercalée dans le cir cuit de commande des contacteurs. ainsi que dans le circuit du moteur du compresseur.
  - , Les bobines d’électros des contacteurs ainsi que les enroulement-du moteur du compresseur sont isolés pour une tension de 1.000 volts
  - Le contrôleur de commande du circuit auxiliaire placé dans la cabine du mécanicien est muni d’un cylindre de marche Sf et d'un cylindre inverseur représentés schématiquement sur la figure 430.
  - Les bobines d’électro des contacteurs h commandés par le cylindre de marche sont pour la plupart connectées en série.
  - Les enroulements d’électros des contacteurs non utilisés sont court-circuités par le cylindre principal, l’intensité du courant de commande reste sensiblement la même car, d’une part, le nombre de contacteurs en série ne varie que très peu et, d’autre part, la résistance additionnelle a une action égalisatrice. De plus, il ne se produit que très peu d’étincelles sur les contacts du coupleur par suite de la faible intensité des courants mis en jeu.
  - Les électros pour la manoeuvre de l’inverseur de direction de marche ne sont mis sous courant que passagèrement au moment de la manœuvre du cylindre inverseur. L’étincelle qui se produit est rendue inoffensive par la mise en série de ruptures multiples.
  - La manivelle du coupleur du mécanicien est munie d’un dispositif de sécurité. Le mécanicien est obligé d’appuyer sur la poignee pour fermer un interrupteur du circuit de commande des contacteurs. Si, pour une raison quelconque, il lâche la poignée pendant D marche, cette dernière remonte sous l’action d’un ressort et coupe le circuit de commande des contacteurs. Il ne suffit pas d’appuyer d< nouveau sur la poignée pour fermer les circuits de commande, niai? grâce à un relais S; il faut revenir au zéro pour pouvoir de nom eau les alimenter. c-
  - 186. Système Brown-Boveri. (Compagnie Electro-Mécanique.) Ainsi que nous l’avons déjà signalé, cette Société utilise la me i de contrôle direct par contrôleurs traversés par le courant de tra^ tion. Les applications réalisées comprennent des installations 1.000 à 2.000 volts. Des dispositions particulières doivent être Pr^ pour fournir l’éclairage et alimenter le moteur du compre--
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- - TRACTION PAR COURANT CONTINU HAUTE TENSION
  - 571
  - Elles consistent dans l’emploi d’un transformateur tournant constitué par un moteur et une dynamo génératrice.
  - Le moteur qui fonctionne sous la tension totale du réseau est muni de deux collecteurs et de deux enroulements induits montés en série ; la dynamo génératrice entraînée par ce moteur fournit une tension aussi basse que l’on désire.
  - Ce groupe doit tourner à vitesse aussi constante que possible le moteur sera par suite shunt. Afin d’éviter l’obligation d’avoir un -nroulement shunt en fil trop fin, l’excitation shunt du moteur est prise aux bornes de la dynamo.
  - Ligne à haute tension
  - Résistance
  - W? Terre
  - Fig. 431.
  - Schéma du groupe d’éclairage Brown-Boveri.
  - Le schéma (fig. 431) représente l’ensemble des connexions du -'roupe. M est le moteur à deux enroulements induits. Son enroule-meih shunt est D et il y a, en outre, un enroulement série P pour-^0nüer un couple de démarrage au moment où l’enroulement excréteur est sans courant. Afin de neutraliser l’influence sur la vitesse n ^rche normale de l’enroulement série F, il y a un troisième -Roulement en E, qui est un enroulement contre-compound traversé •ljar te courant principal du générateur.
  - lifj^ 6S^ ^ c^nam0 génératrice d’éclairage donnant, par exemple1 0 'tets. Elle est à excitation shunt B. On y a ajouté un enroulement ^ P°und A traversé par le courant du moteur afin de faciliter son ''-dation au démarrage.
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- - 572
  - THACTION ÉLI2CTIUQUE
  - Ajoutons enfin que les deux machines, moteur et dynamo munies de pôles de commutation P.S., PiSi.
  - L’expérience a montre que de tels groupes, pour une puissan secondaire utile de 1.600 watts, pouvaient être employés avec toute sécurité jusqu’à des tensions de 1.750 volts et pour 3.000 watts jUsm 2.000 volts. a
  - 1260 v.
  - I'k;. I3'2. — Schéma de l'automotrice du chemin de fer électrique Biasca-Acquarossa
  - , ampèremètre ; Aie, résistance (le réglage; li, parafoudres ; B/f, contrôleur du moteur VP; D, Coupe*® E, mise à la terre; II, radiateurs; .), bobine d'induction; JL, lampe pour éclairer *es aÇParel iàl tours; Mu, interrupteur à maxima ; SL, lampe signal ; St, contacta liclie ; V, voltmètre ; VP, P°"ï j, (Brown-Boveri) ; C, contrôleur central; Iv, groupe moteur-générateur, 1.•200/115 volts; II, imerseu , rage ; chauffage.
  - Les contrôleurs employés ne sont pas des contrôleurs de plate-forme, niais sont du type « contrôleur central ». Un tel contrôleur, un par automotrice, est installé dans une cabine centrale et est corn mandé des plates-forines des extrémités de la voiture au moye11
  - 1 j. d0
  - d’une transmission rigide, par arbres et roues d’angle. Au pom1 vue construction, ce contrôleur est muni de larges séparateurs darC
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- - 1
  - 2
  - LÉGENDE
  - L Pantographe.
  - 2. Bobine de self.
  - 3. Isolateur d'entrée de courant.
  - 4. Disjoncteqr automatique à maxima.
  - Fig. 433.
  - îmins de fer des Basses-Pyrénées. Schéma des connexions pour voitun
  - S Dispositif de déclanchement automatique du disjoncteur au |
  - passage des deux tronçons de tensions differentes- i
  - 6. Commutateur de tension. ;
  - 7. Régulateur. !
  - fi Tnvprseurde rnsrcn©- , , i
  - 9. Cylindre de mise hors circuit des moteurs, j
  - 10. Résistances,
  - automotrice avec quatre moteurs à courant continu.
  - 11. Moteurs.
  - 12. Radiateurs.
  - 13. Manivelle de commande du régulateur.
  - 14. Groupe moteur-compresseur.
  - 15. Lampe plafonnière.
  - 16. Lampes d'instruments.
  - 17. Lampes de signaux.
  - 13. Interrupteurs.
  - 19. Fusibles.
  - 20. Coupleur.
  - 21. Ampèremètre.
  - 22. Shunt.
  - 23. Régulateur de pression.
  - 24. Sectionneur.
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- - K:
  - Marche série
  - Parallèle
  - 6 5 4 3 2 1
  - 0 12 3 4 5 0 7
  - 8 9 10 11
  - HtH
  - i ' » ' T
  - )b 10a 10
  - 3- 20
  - légende
  - En;. 431. — Chemins de fer des Basses-Pyrénées. Schéma des connexions pour voiture automotrice avec deux moteurs à courant continu.
  - 5. Dispositif de déclanchement automatique du disjoncteur au 11. Moteurs.
  - passage de deux tronçons. 12. Radiateurs.
  - 0. Commutateur de tension. 13. Manivelle de commande du régulateur.
  - 7. Régulateur. 14. Groupe moteur-compresseur.
  - 8. Inverseur de marche. 15. Lampes d'intérieur.
  - • 9. Cylindre de mise hors circuit des moteurs. 16. Lampes d'instruments.
  - 10. Résistances. 17. Lampes de signaux.
  - 18. Interrupteurs.
  - 19. Fusibles.
  - 20. Coupleurs,
  - 21. Ampèremètre,
  - 22. Shunt.
  - 23. Régulateur de pression.
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- - traction par courant continu haute tension
  - 573
  - et de dispositifs die rupture brusque, en outre des bobines de soufflage
  - Nous donnons comme exemple (fig. 432) le schéma général des connexions de l’équipement d’une des automotrices de la ligne à 1200 volts Biasca-Acquarosa, en Suisse, mise en service en 1911. pour cette ligne, les moteurs sont à 1.200 volts directs. Le groupe d’éclairage est installé sous le châssis de la voiture.
  - Nous signalerons enfin comme application récente le réseau du chemin de fer des Basses-Pyrénées (chemins de fer Basques) à 1.350 et 600 volts, encore en construction. Les automotrices sont de deux types : automotrices à bogies et 4 moteurs de 67 chevaux sous 675 volts et automotrices à 2 essieux à 2 moteurs de même type ; nous donnons, en planche hors-texte (fig. 433 et 434), les schémas des équipements de ces voitures. Les moteurs, dans tous les cas, sont couplés par deux en permanence en série. Pour les voitures à 4 moteurs, le réglage est série-parallèle pour les 2 groupes de 2 moteurs, et pour celles à 2 moteurs, le contrôle est purement rhéosta-tique ne donnant par suite qu’une vitesse de régime. Autrement, les dispositions générales sont les mêmes.
  - Actuellement, seules, les premières voitures de ce dernier type sont en service.
  - <
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- - CHAPITRE XV
  - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - I. — Éclairage.
  - SOMMAIRE. — Éclairage des automotrices. — Eclairage' des remorques. — Cas <!<• l’alimentation en courant continu haute tension. — Cas de l’alimentation en courants alternatifs.
  - II. — Chauffage.
  - Divers modes de chauffage. — Comparaison entre les quantités de chaleurs dé<M-gées par le courant électrique et par la houille. — Divers modes de chauflairr électrique. — Conditions d’emploi des deux systèmes. — Appareils employée -Garanties de construction des chaufferettes. — Consommation d’énergie.
  - III- — Equipement électrique d’une automotrice.
  - Dispositions générales. — Causes d’incendie et précautions à prendre pour la câblerie.
  - I. — Éclairage.
  - 187. Eclairage des automotrices. — L’éclairage est naturelleiuen1 électrique. On utilise en général des lampes de 16 bougies, quelq111 fois de 10 ou de 25, dans tous les cas, montées en série par 5 P01^ les réseaux à 500/600 volts sur un circuit pris en dérivation =ur circuit principal et muni d’un interrupteur spécial. ^
  - Dans le cas le plus simple, on se contentera de 3 lampes à 1111 rieur de la voiture et des deux feux réglementaires a l’extérieur, .général, toutefois, on aura au moins deux circuits d’éclairage.
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 575
  - Les lampes ont d’abord été à filaments de charbon et construites spécialement en vue de résister aux vibrations qui se produisent pen-jant la marche. A cet effet, on ancrait le filament soit à la base de a lampe, soit à l’ampoule même, puis on s’est contenté des lampes ..rdinaires. Enfin, actuellement, on emploie de plus en plus des lampes à filament métallique qui sont avantageuses au point de vue consommation de courant, pouvoir éclairant et résistance mécanique.
  - Un inconvénient du montage des lampes en série est que l’extinction d’une lampe entraîne celle des quatre autres. On peut y remédier en shuntant la lampe par un électro-aimant, suivant le schéma de la figure 435. En cas de rupture d’une lampe, le courant, dans l’enroulement de l’électro, croît, et l’électro court-circuite la lampe en intercalant dans le circuit une résistance égale. Le dispositif est, toute-
  - Fig. 433.
  - bis, bien compliqué et, en définitive, très rarement employé. Gomme ^ y a en général plusieurs circuits indépendants d’éclairage, on n’a bere à craindre l’extinction complète de l’éclairage comme consé-
  - îuence de l’extinction d’ une lampe.
  - Ces lampes sont naturellement soumises aux variations de ten-'lon de la ligne, ce dont on se rend bien compte au moment d’un ‘barrage. Elles sont en général prévues pour subir des variations lj,J v°ltage de 12 à 18 volts.
  - Ces voitures sont le plus souvent pourvues d’un éclairage de
  - se-
  - -OUps
  - pour le cas où il y a interruption de courant sur la ligne
  - Com
  - Cet éclairage de secours .sera, ou constitué par des lampes à pétrole '^Pagnies des Tramways de l’Est-Parisien, de Paris et du départe-^ent de la Seine, de Paris à Arpajon, de Nice, etc.), ou. par des lam-^ a 10 volts, 10 bougies, alimentées par une batterie d’aecumula-i,ÜPs et entrant en action automatiquement en cas de suppression de Uî>ant sur le circuit principal. Ce dernier dispositif est, par
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- - 576
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - exemple, celui de la Compagnie Générale des Omnibus de parjs où le circuit d’éclairage die secours comprend 3 lampes de 10 volts, 10 bougies. Il y a, en outre, un inverseur automatique pour marche sur caniveau souterrain, qui donne lieu à ces inversion' de polarité. Ce dispositif est breveté. La figure 436 donne le schéma
  - Caniveau.
  - Trolley Terre
  - — l^nfiejipppr^ _< JëdaTrage normal
  - ' ' ' Çorgoo^SUrjnyeraeurcompiet
  - Lampes de J" secours V
  - Batterie desecoursEEr 1Û volts ' —
  - Schéma de l’éclairage de secours de la Compagnie Générale des Omnibus de Pari, (breveté S. G. D. G.).
  - de ce circuit. On voit que la batterie est, pour la charge, nl°nj^ en série sur le circuit d’éclairage normal; il est donc de nécessité, pour éviter sa décharge intempestive, d’intervertir connexions aux bornes de la batterie à tout changement de P ^ rité sur le caniveau. C’est dans ce but que l’on a prévu 1 seur à solénoïdes représenté sur le schéma ci-dessus, et qui
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 577
  - "une pa^, le maintien die la polarité convenable aux bornes de la literie pendant sa charge et, d’autre part,, l’allumage automatique ;u circuit d’éclairage de secours en cas d’extinction des lampes de .éclairage normal.
  - \ la Compagnie Parisienne de Tramways, l’éclairage de secours ,4 constitué par une batterie de 6 éléments de 35 ampères-heures, pimentant 6 lampes 10 volts, 10 bougies. L’appareillage ne comprend .ju'un conjoncteur-disjoncteur non polarisé, la charge ne s’effectuant que sur les lignes à trolley. Un interrupteur bi-polaire commande la batterie et le circuit principal d’éclairage. Ce dispositif équivaut a ,-iiclancher les deux circuits d’éclairage : circuit principal et circuit •> secours. La figure 437 donne le schéma de l’éclairage de ces voilures.
  - A la Compagnie des chemins de fer Nogentais, il est fait emploi lune batterie de 35 ampères-heures en série avec le circuit d’éclai-vire normal. La batterie se charge lorsque le circuit est fermé et est "lise automatiquement en décharge au moyen d’un dispositif spécial .orsque le circuit principal vient à manquer pour une cause quelcon-fue. La figure 438 donne le schéma de l’éclairage de ces voitures.
  - hS. Eclairage des remorques. — On se sert simplement de cou-.leurs reliant le circuit d’éclairage de la voiture automotrice à celui la voiture remorquée ; ces coupleurs sont des sortes de boîtes à '•tacts placées à l’extrémité des voitures et qui sont réunies par des -'••ducteurs souples enfermés dans une gaine. On peut également "ll,n‘r la voiture d’un petit frotteur spécial. lJans le cas des unités multiples à plusieurs frotteurs, il faut veiller •lue le conducteur d’éclairage ne fasse pas pont entre les voi-motrices (flg. 439). A cet effet, on prend la moitié de l’éclairage “ motrice avant et l’autre moitié sur la motrice de queue (fig.
  - >ii.i
  - . ^ Cas de l’alimentation en courant continu haute tension. —
  - evidemment impossible ici de recourir au montage de lampes _,rie comme il est indiqué ci-dessus dans le cas de l’alimentation volts. On peut employer soit une batterie assurant un ^uage indépendant ou adopter (Westinghouse, General Electric,
  - 37
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- - Interrupteur
  - Accumulateurs 12 v.
  - Conjoncteur
  - Fanal à foyers
  - Lampe Feu déposition
  - bateurs7'
  - Fanaux
  - Légende
  - Eclairage normal (2séries de lampes 20b.70i
  - r/O Ja oanmtno f R /jamnxïc Un 10^ 10^)
  - Fusible
  - Fig. 437.
  - Schéma de l'éclairage des voitures de la Compagnie Générale Parisienne de Tramways.
  - 578 TRACTION ÉLECTRIQUE
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- - — I ' ' 1 i1
  - C---------
  - I________________________________
  - ------------------------J.
  - Schéma du tableau de distribution A
  - Coupe\circuit,-
  - #*i**EEE3’
  - Edairaqe des disques
  - FU lumière ! des remorques, I
  - Disjoncteur H
  - Schéma de l'éclairage
  - avec lampes de secours
  - Trolley
  - Batterie
  - d'accumulateurs
  - L ég en de Eclairaae
  - <§> Lampes première série. de secours
  - © Lampes deuxième série. q Lampes de secours.
  - ____Circuit des lampes des VFet2eTeséries.
  - ____Circuit des lampes de secours.
  - ____Sortie commune du circuit des leet2‘sénes-
  - • Circuit du chauFFage.
  - Fig. 438.
  - Schéma de l’éclairage ordinaire et de secours de la Compagnie des Chemins, de fer Nogentais.
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- - 580
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Thomson-Houston) le dynamoteiir dont nous avons parlé au chapitre-précédent (§§ 183 et 184) ou un groupe moteur-générateur (Brown Boveri, § 186).
  - . I
  - U AT \ 1 t; u :
  - Fig. 439.
  - Disposition à ne pas suivre.
  - Fig. 440.
  - Disposition à suivre.
  - 190. Cas de l’alimentation en courants alternatifs.:— A première vue il suffit de munir le transformateur principal de prises appropriées ,à 110 volts, par exemple, ou d’employer un petit transformateur spécial. Ce procédé n’est toutefois pas recommandable, car la fréquence du courant d’alimentation est le plus généralement de là «ou 16 périodes, ce qui donne un éclairage très défectueux. On a alors j*ecours soit au groupe moteur-générateur Brown-Boveri que nous avons examiné plus haut, comme aux locomotives du Simplon. oa au courant du circuit de contrôle, comme aux nouvelles locomotive; triphasées italiennes, soit à une batterie spéciale.
  - II. — Chauffage.
  - 191. Divers modes de chauffage. — L’application de l’électricité au
  - chauffage des tramways électriques est relativement récente, h11 premiers essais est celui réalisé au chemin de fer électrique a cri^ maillère du Salève, en 1894, où on a employé des rhéostats const^e par du fil de fer galvanisé de 1 mm. 5 de diamètre, enroulé en 1 ^
  - et disposé sur cadres de 82x30x18 centimètres, placés sous les
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 581
  - jettes. La longueur totale du fil était d’environ 500 mètres par voi-(ure et la consommation d’ensemble de 8 à 9 kws.
  - Le chauffage électrique s’est surtout développé en Amérique.
  - Au point de vue répartition convenable de la chaleur dans la voiture, entretien, confort, hygiène, propreté, facilité de régulation de la consommation d’énergie (par groupement en série ou en parallèle des résistances), encombrement réduit, etc., ce mode de chauffage est de beaucoup supérieur aux autres qui sont principalement :
  - Chauffage par briquettes spéciales,
  - — par poêles,
  - — par bouillottes à eau chaude ordinaire ou à acélate de soude,
  - — à l’eau chaude avec ou sans thermo-siphon,
  - •- par la vapeur.
  - 192. Comparaison entre les quantités de chaleur dégagées par le courant électrique et par la houille. — L’énergie fournie par une
  - El
  - puissance (El) watts en une seconde est en kilogrammètres jr-— et si
  - y,81
  - l'on suppose le rendement des appareils égal à 1, la quantité de chaleur dégagée par seconde en calories (Kg-degré) est
  - dpar heure
  - C =
  - El
  - 9,81 X 424
  - ^OOXE. v 9,81 X 424
  - Si donc El = 1 kw, Q = 865 calories (Kg. degré).
  - ( On voit donc que 1 kilowatt-heure fournira une quantité de cha-,,für huit à dix fois moins grande que celle que fournit 1 kilogramme ^charbon à 6.000, à 8.000 calories. Il faut considérer en outre, pour Jlre une comparaison de prix, que si le charbon vaut 25 francs la soit 0 fr. 025 le kilogramme, le kilowatt-heure revient au moins
  - *0 fr. 10.
  - chauffage électrique ne saurait donc être substitué au chauf-we n la houille dans tous les cas. Nous allons voir dans quelles con-s peut être employé économiquement.
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- - 582
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 193. Divers modes de chauffage électrique.---Les premières appüc& lions comportaient le chauffage de l’air ambiant au moyen de radia leurs électriques. On conçoit qu’en raison des causes multiple (P refroidissement (ouverture fréquente des portes, étendue de la surface vitrée, étanchéité médiocre des parois), il faille fournir un.' grande quantité de calories. Il résulte d’essais faits en 1894, par !., Compagnie des Tramways électriques d’Atlantic-Avenue, à Brooklyn (Etats-Unis), qu’il faut environ 7 watts par mètre, cube à ehaulIVr et par degré centigrade au-dessus de la température extérieur.'. Cela revient à admettre une consommation d’environ 100 watts par mètre cube ou sensiblement par place pour maintenir un-température supérieure de 15 degrés à celle de l’extérieur. De-essais faits en 1902, à Berlin, sur la ligne de Treptow à Behrenstras-'. par la Compagnie A. E. G. et par des froids très vifs, ont donné d» résultats analogues. Cela conduit à une consommation d'environ 2.500 watts pour une voiture de tramway de moyenne grandeur, ri-25 mètres cubes ou 24 places.
  - Le chauffage électrique, dans ces conditions, c’est-à-dire par cliaui-fage de l’air (radiateurs) n’est jamais économique. Aussi les conclusions du Congrès de l’Union internationale des tramways en 1900 iu furent pas très favorables à ce mode de chauffage. Bientôt, toutefois un nouveau mode de chauffage, chauffage local par chaufferettes. survint, réduisant considérablement les frais de consommation au dixième environ de ce qu’ils étaient, donnant ainsi un système economique.
  - Dans ce mode de chauffage par chaufferettes, on se propose «1 chauffer les pieds des voyageurs au moyen de plaques portées a > environ. Il faut observer d’ailleurs que. c’est ce mode de chaufUr qui procure le plus rapidement une sensation de confort et de bieij être. Pour maintenir une plaque chauffante à la température de qui paraît être la température la plus convenable, il suffit de 10 -
  - environ par décimètre carré de chaufferette. En admettant une -face de chauffe de 2 décimètres carrés par place assise, ce qui d°n _ 20 watts par voyageur, la consommation d’une voiture de 25 place ^ de 500 watts et encore n’est-il pas nécessaire de fournir cette su^ à chaque voyageur par une disposition convenable de chaufîere
  - Outre l’économie de consommation, il y a encore une notable nomie de premier établissement.
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 583
  - 194. Condition d’emploi des deux systèmes. — Il ne faut pas cependant conclure de ce qui précède que le mode de chauffage par chaufferettes soit seul applicable en raison de l’économie importante qu’il présente. Il faut aussi considérer le service auquel sont destinées les voitures qu’il s’agit de chauffer. A ce point de vue, deux catégories bien distinctes sont à établir :
  - 1° Voitures parcourant de longues distances sans arrêt ;
  - 2° Voitures à arrêts fréquents avec mouvement continu de voyageurs et ouverture des portes, d’où résulte un renouvellement incessant de l’air de la voiture.
  - Dans les premières, service interurbain et de chemin de fer, le voyageur s’installe pour un certain temps et se débarrasse du man teau qu’il portait au dehors. L’air du compartiment doit être chauffé.
  - Dans les secondes, service urbain de tramways, les voyageurs ne restent dans les voitures que pendant un temps assez court et restent couverts ; il suffit de chauffer les pieds pour procurer rapidement foute la sensation désirable de confort.
  - Dans les pays froids, on pourra avantageusement combiner les deux modes de chauffage.
  - Fig. 441.
  - 195. Appareils employés. — 1° Radiateurs chauffant l’air. — Ces radiateurs chauffés par le passage du courant, abandonnent leur cha-'eur par convection et radiation dans l’air ambiant.
  - Pour éviter l’oxydation, on avait d’abord disposé un fil de maille-ch°rt. en zigzags dans un lit d’argile, le tout compris entre deüx pla-ques de fonte (appareil Durton, Etats-Unis), mais le dégagement de '-haleur est mauvais et le fil finit quelquefois par fondre. On se servit jdors de fils nus suspendus à l’air libre, sur isolateurs : American Heater (fig. 441).
  - autre type très répandu est formé de spirales de fil de fer
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- - 584
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - galvanisé, enroulés en hélice autour d’un tube de porcelaine (Coiui lidated Car Heating Go d’Albany (New-York) (fig. 442). Chaque radi-teur comprend deux bobines chauffantes de ce type et disposées l'une au-dessus de l’autre ; elles sont de résistance différente. L’ensemble est dans une enveloppe protectrice ajourée l’entourant complètement (fig. 443) où dont une seule face est à grillage (fig. 444-445), suivant
  - Fig. 442.
  - Bobine chauffante.
  - Fig. 443.
  - Radiateur pour sièges transversaux (vue de face).
  - le genre de sièges. Ces radiateurs sont installés sous les siege-(fîg. 446, installation d’un radiateur de la fig. 444. Le radiateur de L fig. 443 est simplement suspendu sous le siège). Dans un équipeme11 les bobines supérieures sont en série, et les bobines inférieures lement en série. L’une ou l’autre série, ou les deux à la fois Pem®m être mises en service au moyen d’un interrupteur approprie, schéma figure 447 représente un montage avec 8 radiateurs. Les ^ diateurs de la figure 444 sont entre autres, ceux adoptés poui tramways Nogentais.
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 585
  - Fig. 444.
  - Radiateur pour sièges longitudinaux (vue de face).
  - Fig. 445.
  - Radiateur de la figure 441, plaque de face enlevée.
  - Fig. 446.
  - Installation sous une banquette d'un radiateur de la figure 414.
  - Fig. 447.
  - Schéma de montage dune série de 8 radiateurs à deux bobines.
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- - 58.6
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - 2° Chaufferettes. — On utilise ici la chaleur rayonnée par cou duction, ce qui permet de diminuer les longueurs et les section* d< fd. Le fil résistant est mis en contact intime avec une surface métu1 lique conductrice de la chaleur dont il est isolé électriquement Ch aura par exemple une résistance serrée et comprimée à la pre*-hydraulique, entre deux couches de mioanite, de façon à former un tout. La plaquette chauffante ainsi constituée est serrée avec ou non insertion de plaque d’amiante, entre deux plaques métalliques ; L plaque supérieure est en fer, fonte, ou cuivre, à nervures minces, pour augmenter la surface rayonnante. L’ensemble forme une sort» de boîte plate de un à deux centimètres d’épaisseur, de 14 à 25 centimètres de largeur et de longueur très variable. La figure 448 représente une chaufferette d’un type ordinaire. Ces chaufferettes (Par-villée, Goîsot, etc.) sont généralement placées sur le plancher de la voiture, le caillebotis, quand il y en a., étant supprimé dans la parti*1 de leur emplacement afin que le plancher soit nivelé. S’il n’y a pa-de caillebotis, on les encastre dans le plancher.
  - Quand les voitures ont, dans leur plancher, des trappes de visit*1 pour les moteurs et qu’on n’a pas pris de mesures spéciales pour réserver aux chaufferettes des parties fixes dans le plancher, on ('< obligé de placer ces dernières sur les trappes mobiles elles-même-. Dans ce cas, on relie les chaufferettes au plancher fixe au moyen de fils souples et de prises de courant que l’on déconnecte en soulevai): la trappe portant la chaufferette.
  - Dans des voitures à banquettes transversales, on place les chaut-ferettes dans l’axe de chaque travée (fig. 449), et dans les voiture' •* banquettes longitudinales on peut mettre une série de chaufferetU' devant chaque banquette (fig. 450), ou seulement une série dans 1 av de la voiture (fig. 451) servant à la fois pour les deux rang' d* places.
  - Les chaufferettes sont généralement montées par cinq en sei sous 500 volts.
  - A titre d’exemples: '
  - Les voitures à banquettes transversales, à plates-formes et a 1 essieux de la ligne Paris-Invalides-Versailles (fig. 449), comprend ^ deux groupes de cinq chaufferettes en série en cuivre jaune es*aI^n -chaque groupe consomme un ampère sous 550 volts, la consomni^ totale est alors de 1.100 watts. Il y a 36 places assises, d où 30 ^
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 587
  - Fig. 448.
  - Chaufferette électrique.
  - Fig. 449.
  - Fig. 450.
  - Fig. 451.
  - Fig. 419 à 451. — Disposition des chaufferettes dans une voiture.
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- - 588
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - environ par place. La température des chaufferettes est de 70° p0U[» une température ambiante de 0°.
  - Les voitures du groupe dit du Châtelet, sont chauffées de la même manière.
  - 196. Garanties de construction des chaufferettes. — Les chaufferette^ doivent présenter un isolement électrique suffisant entre la résistance chauffante et l’enveloppe. On impose généralement, après une immersion de plusieurs heures dans l’eau, un essai à une tension alternative efficace de 2.000 à 3.000 volts.
  - Elles doivent présenter une étanchéité parfaite à cause de l’humidité à laquelle elles sont soumises, provenant du lavage des voiture" ou de la boue et de 1a. neige apportées par les voyageurs.
  - Elles doivent enfin être prévues en vue des surtensions possibles sur le réseau. Le double de la tension normale suffit en général.
  - t.
  - 197. Consommation d’énergie. — D’après ce que nous avons vu, on peut en moyenne compter sur les consommations suivantes pour une voiture ordinaire de 25 mètres cubes ou 24 places :
  - 100x25 = 2.500 watts pour le mode de chauffage par radiateur, et 20x24 = 480, soit en chiffres ronds 500 watts pour le mode de
  - chauffage par chaufferettes.
  - On en déduit, pour une journée de 16 heures, les dépenses suivantes, à raison de 1 kilowatt-heure pour O fr. 10.
  - 1er système : 2.500x16=40 kilowatts-heure, soit 4 francs ;
  - 2e système : 500x16= 8 kilowatts-heure, soit 0 fr. 80.
  - III. — Équipement électrique d’une voiture automotrice
  - 198. Dispositions générales. — Uue voiture automotrice quelconque comprend le plus généralement un poste de manœuvre à chaque ex trémité permettant de marcher indifféremment dans les deux :
  - en--
  - sans tourner la voiture aux têtes de ligne.
  - Dans ce qui suit, nous ne nous occuperons que du cas simple ^ général d’un équipement ordinaire, type tramway. Les équipeme
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 589
  - uités multiples ou à haute tension, courant continu ou alternatif, en privent, mais leurs dispositions de détail diffèrent trop d'un cas à [autre pour qu’il soit possible d’en donner un aperçu général.
  - Le système de prise de courant de beaucoup le plus employé pour i,.; tramways électriques est celui par trolley, archet ou frotteur sur Iroisième rail. Viennent ensuite le système à caniveau et celui (qui a maintenant disparu) à contacts superficiels, utilisés principalement dans les parcours de villes sur lesquels on n’admet pas le trolley. Le trolley, complètement proscrit à Paris entre autres, dans les débuts de la traction électrique, est maintenant de plus en plus toléré. Il n’est pas douteux que ce système est assez pèu esthétique, mais cette critique, quand elle ne forme pas une question primordiale, doit céder devant la supériorité économique du système.
  - Les tramways à accumulateurs ou à traction mixte accumulateurs et conducteur aérien, en faveur il y a quelques années, ne se développent plus. Certaines lignes utilisant ce système ont été transformées ; d’autres contiuent leur service ; mais il ne s’en crée pas de nouvelles ou du moins qu’exceptionnellement.
  - Dans tous les cas, l’équipement électrique des voitures comprenant les moteurs, appareils de manœuvre et de sécurité, et la câblerie, est à peu près le même quel que soit le mode de prise de courant. Ces différentes parties de l’équipement ont été décrites ailleurs. Il reste o indiquer comment elles sont disposées et reliées sur les voitures.
  - La fi gure 452 représente l’ensemble d’un équipement type d’une coiture à deux moteurs et à deux postes de commande, c’est-à-dire-deux contrôleurs.
  - Les connexions des touches des cylindres principaux avec le trol-1(,y- la terre, les moteurs et les résistances sont les mêmes pour les deux contrôleurs. Les fils joignant les induits aux inverseurs sont simplement. croisés de manière que les connexions correspondant à la Marche avant pour l’un des postes soient celles de la marche arrière p0,Jr l’autre poste.
  - La figure 453 représente en plan le schéma simplifié d’ensemble df'v connexions du même équipement de voiture à deux moteurs avec prise de courant par trolley et retour par les rails. Le courant venant 4u tr°lley T passe par un disjoncteur automatique D, puis par un "Rupteur principal I. Ces deux appareils sont normalement fer-l>- Us sont montés en série de telle manière qu’il suffise d’en ou-
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- - Prise de courant
  - ---------------------------- s
  - Interrupteur
  - principal
  - Contrôleur
  - Résistance de démarrage (etéventuellement de freinage)
  - 590 . TRACTION ÉLECTRIQUE
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- - O
  - ___________________________I
  - 1/ \ / /
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- - 592
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - D’une manière générale, aucun câble ne doit être visible à Tinté rieur de la voiture.
  - L’éclairage normal comprend un ou plusieurs circuits de 5 iam pes en série commandées par un interrupteur V et protégées par un fusible CG'. En plus, un éclairage de secours est installé ainsi que nous l’avons vu précédemment.
  - Les résistances sont fixées sous le châssis de la voiture, quelque fois sur le toit, de manière à être refroidies par le mouvement de l'air Toutes les parties de l’équipement exposées à l’humidité sont recouvertes d’une peinture isolante et hydrofuge.
  - 199. Causes d’incendie et précautions à prendre pour la câblerie. —
  - Les causes d’incendie peuvent se ramener ;
  - 1° Au défaut d’isolement pouvant amener un échauffement local ; les précautions à prendre seront alors fonction de la tension. Ces précautions sont toutefois indépendantes des intensités et par la même des puissance mises en jeu.
  - 2° Aux effets qui sont la conséquence directe de réchauffement des différentes parties de l’équipement ; les précautions à prendre seront fonction de l’intensité. Il y a à en tenir compte dans le calcul do sections et du refroidissement par radiation.
  - 3° Aux effets de la puissance à contrôler ; c’est cette cause qui-entre en jeu dans un court-circuit franc et l’on en tient compte par des fusibles ou des appareils à déclenchement automatique. Le fonctionnement de ces appareils n’étant toutefois pas instantané, il pourra se produire à l’endroit du court-circuit un débit momentané très important.
  - Dans le cas de faibles puissances, comme en tramway, il est a^ez facile d’éviter de graves désordres.
  - En ce qui concerne l’isolement, on prend des câbles isolés a raison de 1 mégohm par volt, soit 5 à 600 mégolims pour 5 à 600 Comme matériaux isolants, on emploie le bois sec, le bois paraffine-.la libre, le carton d’amiante, la porcelaine et quelquefois le maifire En raison des vibrations, il y a lieu de veiller spécialement à 1 cxe‘ tion des attaches de la câblerie en les faisant reposer sur des plancha ou dans des rainures en bois. ^ -
  - En ce qui concerne les effets d’éehauffement, il suffit, en génér
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- - ACCESSOIRES DE LA TRACTION
  - 593
  - ^ calculer les sections des câbles à raison de 1,5 à 2 ampères par uni3. Les sections de contact auront au moins cinq fois 1a. section finale.
  - Enfin, en ce qui concerne les effets de la puissance, lesquels se pro-juisent aux points de rupture du courant sous forme d’étincelles, enferme ces points dans des chambres à parois infusibles et in-.imbustibles (amiante par exemple) et le soufflage magnétique sera ni auxiliaire particulièrement efficace.
  - Ces précautions ne suffisent plus dans le cas de puissances assez .Modes, soit de 1.000 kilowatts. Quelques accidents ont montré que,, iaiis la plupart des cas, le sinistre a été causé par le fonctionnement iéfectueux d’un des appareils de contrôle, interrupteurs, etc..., où un: :.t mal soufflé se transformait rapidement en four électrique.
  - Il y a eu aussi quelques cas dus à ce que la câblerie avait été -ndommagée par les vibrations.
  - La première mesure consistera donc à éloigner les uns des autres points de l’équipement où se font les ruptures des courants priii-ipaux. Dans cet ordre d’idées, le remplacement du contrôleur à toutes multiples par les interrupteurs séparés ou contacteurs a réalisé ni progrès considérable.
  - Les appareils seront placés dans des cellules à parois isolantes, combustibles et infusibles (marbre, fibro-ciment, grès).
  - îfune manière générale, tous les éléments combustibles devront *,re proscrits autant que faire se peut. En outre, on réduira autant •le possible la longueur des gros câbles.
  - Certains ingénieurs préconisent l’emploi de tubes en fer ou acier •in' lesquels on place la canalisation ; c’est une grosse sujétion pour entretien des câbles dont la visite est rendue très difficile et ceci •"mande une plus grande section de cuivre pour un refroidissement ;al- Ce dispositif présente toutefois une grande sûreté et semble '°>r se développer de plus en plus.
  - Emplacement des appareils est assez variable : certaines Gom-'nies les réunissent dans de grandes cabines sous les veux des , (Métropolitain de Paris, Nord-Sud), d’autres les installent (cas -3t eiTîPE des contacteurs) dans des caisses suspendues au châssis e tes bogies (méthode générale aux Etats-Unis).
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- - CHAPITRE XVI
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
  - #
  - I. — Trucks.
  - SOMMAIRE. — Trucks rigides à deux essieux parallèles. — Trucks à grand empattement à deux essieux. — Trucks rigides à trois essieux parallèles. — Truck-rigides à quatre essieux parallèles. — Bogies-trucks. — Bogies-trucks à traction maxima. — Trucks à essieux radiaux. — Essieu-monté et bandages.
  - II. — Caisses des voitures.
  - Matériaux employés. — Dispositions intérieures des voitures. — Aspect extérieur de quelques automotrices types. — Nouvelles voitures de tramway américaine-Eliasse-corps, Ramasse-corps. — Attelages.
  - I- — Trucks.
  - 200. Trucks rigides à deux essieux parallèles. — Un véhicule à deu\ essieux comprend toujours un châssis généralement métallique, reposant sur les deux essieux par l’intermédiaire de quatre ressorts Ti 454).
  - Les deux essieux tournent dans des boîtes à graisse, couli?>ani elles-mêmes entre deux glissières verticales ou plaques de garde fî-^1' au châssis et suspendues comme lui. Les ressorts sont placés entre h châssis et les boîtes à graisse. Le châssis comprend, en général, dtt;x longerons extérieurs, des traverses intermédiaires et deux travers de bout sur lesquelles sont fixées les pièces d’attelage.
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
  - 595
  - Pour améliorer la suspension des voitures, certains constructeurs interposent entre la caisse et le châssis une seconde suspension formée de caoutchouc ou de ressorts spiraux.
  - Enfin, dans les applications récentes et pour éviter les réactions plus ou moins atténuées des moteurs, on établit des châssis à double suspension sur lesquels vient se placer la caisse (fig. 455).
  - U faut toutefois observer que la multiplicité des ressorts et organes •étiques peut finir par donner lieu à des mouvements de galop assez Agréables aux voyageurs.
  - ^ Les figures 456-457 donnent le détail d’un truck normal Brill à Ux essieux parallèles très employé.
  - ^es valeurs les plus habituelles de l’empattement sont i m. 800, . ni^res, 2 m. 133, 2 m. 440. Elles permettent difficilement l’emploi Cai§ses longues. Or, les exigences de l’accroissement du trafic con-
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  - cLt/nejzsù?rv &n. fiteds
  - ^/La.oqtJ^c ztsie.
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- - Fig. 458.
  - Truck à grand empattement de la Société des Appareils de Levage, pour voilure aulomolrice à plate-forme centrale de la Compagnie générale des Omnibus de Paris. Châssis en tôle emboutie.
  - D’axe en axe des essieux. . . „ 3mG00 | Longueur totale du truck. . . . 'Gm8G0
  - Diamètre des roues........... 800 m'm.
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- - 598
  - THACTION KI.KCTIUQUK
  - curremment avec les trucks ordinaires. Pour ces premiers, dont ligure 464 montre la disposition, on laisse un jeu de 3 millim't ^ entre les plaques de garde et les boîtes à graisse. s
  - La Compagnie des chemins de fer Nogentais emploie aussi de trucks à grand empattement (3 m. 400), dont la disposition représentée sur la figure 465 est assez spéciale. Le truck se compose de deux longerons en acier embouti entretoisés par des fers profilés et muni de boîtes à graisse Isothermos supportant les ressorts à lames. Deux systèmes de traverses oscillantes (fig. 466), suspendues par des, biel lettes, supportent la caisse par rintermédiaire de ressorts à boudins Il n’y a aucun jeu entre les plaques de garde et les boîtes à graisse' Le rayon minimum des courbes est encore de 18 mètres et en ces endroits, le rail est à gorge de 32 millimètres.
  - D’une manière générale, les trucks à deux essieux parallèles ne permettent guère d’aborder sans difficulté des courbes dont le rayon soit inférieur à cinq fois l’empattement. Or, d’une part, le tracé d’un réseau de tramway dans une ville impose souvent des rayons très faibles et, d’autre part, ainsi que nous l’avons vu plus haut, les nécessités du trafic peuvent imposer des caisses longues. Quand ces conditions seront incompatibles, il y aura lieu de s’adresser soit aux voitures à trucks à essieux radiaux, soit aux voitures à bogies, que nous étudierons plus loin.
  - 202. Trucks rigides à trois essieux parallèles. — Ces véhicules sont peu employés dans les tramways, mais on les trouve en assez grand nombre dans les chemins de fer P.-L.-M. français et en Angleterre. Les Allemands les emploient fréquemment dans la grande traction électrique.
  - Avec ce système, il est assez difficile d’obtenir une répartition convenable des charges entre les trois essieux.
  - L’empattement pour une voie normale va jusqu’à 10 m. 500, mais alors l’essieu du milieu est presque toujours prévu en vue de permettre un important déplacement latéral, pour faciliter le passage en courbe. Nous avons signalé des réalisations de ce dispositif à propos des locomotives du Simplon (§ 102).
  - 203. Trucks rigides à quatre essieux parallèles ou davantage-De tels trucks ne se rencontrent guère que dans la construction
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- - nattent
  - de la
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  - Profil.
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  - Ha. 462 Coupe EF.
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  - dc la. caisse : 7.510
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- - "i in ......
  - "Coupe'A B
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  - Coupe JCL. -OiS _+ J>i ,
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  - Fig. 464.
  - Iruck à grand empattement de la Compagnie des Tramways de Taris et du département de la Seine,
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- - 1.860
  - Vz Vue en bout
  - Coupe ef
  - (les Chemins <lc for No go
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
  - 601
  - locomotives (Simplon, Giovi, New-York Central, Loetschberg, etc...), lesquelles comprennent en outre généralement, à chaque extrémité, <oit un pony-bogie porteur à un essieu, soit un bogie normal, ainsi que nous avons eu l’occasion de le voir à diverses reprises. La même observation que ci-dessus, relativement au passage en courbe, est à faire (Voir § 102, locomotives du Giovi et du Loetschberg en particulier).
  - Coupe dans |'axe Coupe longitudinale
  - de la suspension AB ae la voiture
  - -----------------
  - | Traversé de tête \ de ta pa isse
  - Fer^ de ta traverse de tête de ta caisse
  - ^tinsu^ort
  - décaissé
  - Traverse de l'extrémité du truck
  - Lonoeron support
  - Longeron \ du truck
  - Axe de fixation
  - Fig. 466-
  - détail! (le la suspension oscillante du truck de la Compagnie des Chemins de fer Nogentais.
  - 204. Bogies-trucks. — Dans tous les cas précédents, la caisse du 'ehicule était directement montée sur un ensemble rigide portant sur essieux montés par l’intermédiaire de ressorts. Cet ensemble ri-'^e est dit truck.
  - Pour les véhicules dépassant 10 à 12 tonnes, on tend de plus en Mus à employer le bogie-truck ou simplement bogie. La caisse de la
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- - 602
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - voiture est alors portée sur deux de ces trucks ou bogies (fig. 467), qui sont le plus souvent à deux essieux, par l’intermédiaire de deux pivots portés chacun par une pièce transversale médiane du bogie correspondant.
  - Cette traverse M (fig. 468) dite traverse danseuse (swinging bolster) repose par l’intermédiaire de ressorts spiraux ou elliptiques sur une autre traverse placée au-dessous et parallèle à la première.
  - Fig. 468.
  - Cette traverse inférieure est habituellement suspendue élastiquemem aux longerons du bogie (type Brill) ou à deux entretoises (transonn. les reliant rigidement. Ces entretoises sont symétriques par rapport au plan vertical transversal passant par le pivot et forment guide-verticaux pour la traverse danseuse, pour son mouvement vertical résultant de la flexion des ressorts spiraux ou elliptiques précite-y La suspension de la traverse inférieure est généralement en quatre points au moyen de bieilettes disposées le plus souvent • manière à offrir une suspension élastique. Les axes de ces biel
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- - Fig. 469.
  - Bogie à petit empattement de la Compagnie américaine J.-G. Brill, pour moteurs extérieur^,
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- - <604
  - TRACTION ELECTRIQUE
  - peuvent être • verticaux — donc parallèles (Brill) — ou former ie* arêtes d’une pyramide — donc inclinés — dont le sommet est au-dessus du bogie, dans la direction du pivot.
  - On voit bien que ce mode de suspension de la traverse inférieure permet un mouvement oscillant transversal à la traverse danseuse (outre son mouvement vertical) et on comprend qu’il favorise beaucoup l’inscription dans les courbes en évitant, ou au moins en réduisant les mouvements die lacets et les chocs qui tendent à se produire à leur entrée. Quelquefois, souvent dans le cas de locomotives, il n’est pas nécessaire de recourir à ce mode de suspension de la traverse inférieure et celle-ci est seulement fixée rigidement aux longerons du bogie. La traverse porteuse du pivot, qui n’est plus à proprement parler danseuse, a seulement alors un mouvement vertical guidé par les mêmes entretoises que précédemment.
  - Le système de suspension par biellettes inclinées est excellent pour une suspension verticale, mais ne donne pas de résultats aussi irons pour l’amortissement des réactions latérales.
  - Le pivot du bogie est un axe de rotation. Il y a, en plus, pour .assurer l’équilibre transversal de la caisse, deux glissières supports, une à chaque extrémité de la traverse danseuse, sur laquelle s’appuie •et glisse horizontalement la caisse de la voiture quand les bogies tournent autour de leurs axes dans les passages en courbe. Pour faciliter ce glissement, on laisse entre deux glissières opposées en A (fig. -408. l’une appartenant à la caisse et l’autre à la traverse, un jeu d’environ S millimètres.
  - Les photographies (fig. 469 et 470) représentent deux bogies de U Compagnie Américaine J. G. Brill. On y voit clairement sur chacune d’elles la traverse danseuse avec ses glissières et son mode de sm-pension, réalisé d’ailleurs différemment sur l’un et l’autre de ce> bogies. La première se rapporte à un bogie à petit empattement pou1 moteurs extérieurs et la seconde à un bogie à grand empattement pour moteurs intérieurs.
  - La figure 471 représente un bogie-moteur des automotrices de^* Compagnie du Métropolitain de Paris et la photographie (fig- 41 un bogie-moteur des automotrices des chemins de fer Nord-Sud.
  - Nous rappelons en outre ici quelques-uns des trucks et -dont nous avons donné antérieurement, en différentes occasion-^ ^ dessins ou photographies, notamment la figure 221 représen
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- - Fig. 470.
  - Bogie ù grand empattement de la Compagnie américaine J.-G. Brill, pour moteurs intérieurs.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES 605>
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- - Fig. 472.
  - Bogie-moteur des automotrices du Chemin de fer sou lorrain Nord-Sud de Paris.
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- - o d) o
  - O <D O
  - \ir, i7î Bogie moteur Cd"du Métropolitain
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- - 1 RL'CKS LT CAISSES DES VOITURES
  - 607
  - truck des locomotives à moteurs à action directe Brown-Boveri, de la ligne Paris-Invalides-Versailles, la figure 225 le bogie-moteur des locomotives Westinghouse du New-York-Haven, la figure 231 le bogie des locomotives Thomson-Houston du Paris-Orléans, les figures 246-249-250 le truck et le bogie-moteur des locomotives à engre-nages du Milwaukee, de la General Electric, etc... -
  - Le bogie-truck comprend quelquefois trois essieux-moteurs parallèles, dans le cas du matériel lourd.
  - Dans le cas des bogies à deux essieux, les charges se répartissent d’elles-mêmes, mais avec trois essieux il n’en est pas ainsi et il y a lieu d’employer des balanciers égalisateurs de suspension, suivant le schéma de la figure 473.
  - Fig. 4/3.
  - A titre d’exemple , la photographie (fig. 474) représente un truck à trois essieux équipé avec moteurs triphasés Siemens-Schuckert et qui -a été employé dans les essais de traction à grande vitesse de Berlin-Zossen. On y voit, outre l’emplacement du pivot dans l’axe du bogie, quatre glissières-supports également réparties sur une circonférence concentrique à cet axe qui remplissent le même rôle que les deux .glissières-supports des extrémités de la traverse danseuse du bogie à deux essieux : assurer la stabilité transversale de la caisse. Mais elles assurent, en outre, la stabilité longitudinale du bogie-truck qui serait instable s’il n’était chargé qu’en son milieu.
  - Les nouvelles automotrices électriques de banlieue de 1 Ouest-Etat digne Paris-Invalides-Versailles) sont à bogie à trois essieux dont deux moteurs. Nous donnons plus loin un schéma montrant 1 ensem-de ces voitures.
  - Le truck-rigide est très employé pour les tramways, il l’est à peu
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - près universellement pour les locomotives, mais assez rarement dan* le cas d’automotrices pour lignes de chemins de fer où on emploie
  - plutôt le bogie-truck. Le chemin de fer Métropolitain, à Paris, est prL bablement le seul exemple de traction de ce genre où il est fait ploi de voitures montées sur trucks rigides, mais ce type dispan
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
  - 609
  - >t les nouvelles voitures sont montées sur deux bogies à deux essieux, l es automotrices à truck rigide ne sont d’ailleurs plus qu’exception-nellenient en service.
  - On se rend facilement compte des avantages du bogie : répartition parfaite et automatique des charges sur les essieux, inscription facile dans les courbes, suspension commode à établir et toujours satisfaisante, entretien simplifié par la possibilité de remplacement des bo-Oes, inertie transversale réduite au minimum.
  - Les empattements des bogies varient généralement dans les limites suivantes :
  - 2 ESSIEUX 3 ESSIEUX
  - Voie de 0m60.................... 0m,80 à lm,20 » »
  - — lm »....................... lm,20 à 2m, » » »
  - lm44................... lm,60 à 2m,70 2m,40 à 3m,50
  - 205. Bogies-trucks à traction maxima. — Ce sont ’des bogies à roues inégales. Cette construction permet d’obtenir une adhérence 'Uffisante avec un seul essieu moteur, duquel on doit en outre rapprocher le pivot-support pour augmenter sa charge. Ce système permet de répartir sur les essieux moteurs de 60 à 80 p. 100, suivant le 4pe de bogie, du poids total de la voiture.
  - Fig. 475.
  - Bogie truck à traction maxima.
  - La figure 475 représente schématiquement un tel bogie et la pho-^Phie (fîg. 476) montre un bogie Brill de ce genre.
  - 39
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- - uoi pu.i | nimn i
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  - •01/1
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- - Fig 477.
  - Bogies maximum traction à galets, montés sur traverse oscillante et châssis en tôle emboutie de la Société des Appareils de Levage, pour voiture automotrice à plate-forme centrale de la Compagnie Générale des Omnibus de Paris.
  - Diamètre des roues motrices. ... 800 m/m. | Diamètre des roues pilotes............. 500 m/m. | Empattement. . . . lm,510
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - T1 i A CT IO N KI.UCTRIQUE
  - Les ligures 477 à 480 représentent un bogie maximum traction ^ type de ceux construits par la Société de Construction et de Locati0 d’Appareils de Levage pour les nouvelles automotrices à bogies dej Compagnie Générale des Omnibus de Paris. Avec ce bogie parjj culier, l'adhérence est de 04 à 00 p. 100, suivant la charge de la VOj ture. Son empattement est 1 m. 510. La Compagnie des Tramwap de rEst-Parisien emploie uniquement pour ses automotrices dej bogies maximum traction dérivés du type Brill et donnant une adhé rencé de 72 à 78 p. 100.
  - 206. Trucks à essieux radiaux. — Ce genre de trucks a pour but d’éviter l’emploi de bogies sur des voitures de longueur assez restreinte et aussi d’éviter les empattements trop réduits nuisant à la stabilité longitudinale du véhicule, moyens qui seraient nécessaires dans le cas de passage en courbes de petits rayons.
  - Un truck à essieux radiaux joue en somme le rôle d’un ensemble de deux bogies à un seul essieu chacun.
  - Le truck lui-même est rigide, mais des dispositions sont prises afin de permettre aux essieux de se placer suivant le rayon quand la voiture franchit une courbe tout en restant parallèles entre eux et perpendiculaires à la voie en alignement droit. Dans de telles conditions, la position des essieux est fonction du tracé de la voie et il en résulte que les entrées en courbe sont facilitées, d’où une moindre usure des boudins des bandages et des rails. L’adoption de grands empattements est de plus possible, d’où amélioration de la stabilité longitudinale de la voiture, tout en permettant l’emploi de caisses de plus grandes capacités.
  - Enfin, dans certains cas, un tel truck pourra remplacer une pane de bogies, d’où prix moins élevé.
  - Une difficulté dans la réalisation du truck à essieux radiaux ®st de faire en sorte que les essieux reviennent à leur position normal® quand une courbe est franchie, or c’est là une condition essentiel®’
  - De nombreux types de trucks à essieux radiaux ont été essaye^-avee plus ou moins d’insuccès. Nous donnerons seulement le derm®j modèle de la Compagnie J.-G. Brill, dont quelques exemplaire5 été mis en service sur le réseau des Tramways de Nancy.
  - La figure 481 représente un demi-truek Brill à essieux radiaux ce genre et la photographie 482 en montre l’aspect.
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  - ^oof en courbe Section AB
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  - Fig. 481
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  - Ti'uck Brill à essieux radiaux.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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- - Fig. 482.
  - Tvuc.k Brill à essieux radiaux (Compagnie des Tramways suburbains de Nancy).
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- - TRCJCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - Le principe de ce truck est le suivant : la charge est non plus portée par lui, mais suspendue au-dessous de l’essieu. Les bielles de suspension formant articulation (swing links) prennent appui sur des ressorts spiraux et sont par deux, encadrant une boîte à graisse.
  - Le point d’appui est hémisphérique, ainsi que le montrent les figures 1 et 2 de la figure 481, qui figurent la suspension dans sa position normale et dans sa position extrême.
  - Chaque bielle porte deux axes sur lesquels appuie la charge. A c-e'S axes correspondent deux rainures du bâti. En alignement droit, la charge repose par les rainures précédentes sur les deux axes de chaque bielle. En courbe ou au passage d’une forte déviation de la voie, ces axes sortent de leur logement et par suite de la dissymétrie des efforts, ils se produit une réaction très puissante qui tend à ramener les axes dans leurs rainures. Dès que ce résultat est atteint, les bielles et par suite les essieux sont ramenés dans leurs positions normales.
  - D’autres points à considérer pour la construction de ce genre de truck s et qui demandent une étude assez délicate sont le montage du moteur et surtout le mécanisme des freins.
  - 207. Essieu-monté et bandages. — On nomme essieu monté l’ensemble d’un essieu et de ses roues avec lesquelles il forme un ensemble solidaire (fîg. 483).
  - L’essieu se compose d’un corps cylindrique, le plus généralement en acier Martin-Siémens avec deux épaulements AA' pour maintenir ' écartement des roues. A la suite se trouve la portée de calage, la /nsée et la patère de fusée.
  - La portée est introduite à force dans le moyeu, qui est toujours en fer ou en acier, maintenant en acier coulé, jamais en fonte, les règlements européens l’interdisent.
  - Le diamètre de cette portée est de un ou deux dixièmes de millimétré plus grand que celui d’alésage du moyeu, afin de réaliser un Certain serrage. On emploie à cet effet des presses pouvant donner
  - ^ à 100 tonnes d’effort.
  - Dans certaines locomotives électriques, la fusée est à l’intérieur m beu d’être à l’extérieur, afin de faciliter l’accouplement des % 484).
  - roues
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - La roue est constituée par le corps de roue et le bandage. Ce dernier est simplement calé à force ou boulonné, ou encore agrafé sur
  - le corps. Dans le bandage dit agrafé, on sertit dans une rainure uue barre d’acier qui le fixe d’une façon parfaite sur le corps de rou^ (fîg. 485).
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  - Le diamètre d’une roue est en général, compris entre 750 et 950 millimètres. Le poids d’un essieu monté varie entre 400 et 600 kilogrammes.
  - Le profit des bandages varie quelque peu dans ses cotes de détail d'une Compagnie à l’autre. Nous donnons à titre d’exemple (flg. 486-487-488) différents profils employés par la Compagnie Générale des Omnibus de Paris. Ces profils sont à grande largeur, de façon que dans les mouvements de lacet toute la largeur de la table reste intéressée par le bandage. Ce dispositif a été établi pour permettre une usure horizontale de la table de roulement. C’est pour la même raison que cette'Compagnie tourne tous ses bandages cylindriquement.
  - Coussinet
  - Pontée de
  - Fufée
  - Dessouà de / boîte d'essieu
  - Diamètre des noues :Dr?50à2m20
  - Fig. 484.
  - Agrafe
  - f’acier de ces bandages offre une résistance de 80 kilogrammes Par millimètre carré, mais la Compagnie cherche un métal offrant Ulle plus grande résistance. Ces roues à bandages font de 80.000 à 100-000 kilomètres de parcours, suivant le type de voiture.
  - La figure 489 représente le profil du bandage employé par la ^ftpagnie des chemins de fer Nogentais. Les bandages sont encore *°urnés cylindriquement. La résistance du métal est la même que Précédemment.
  - La figure 490 montre le profil du bandage employé par la Compati116 des Tramways de Nice et du, littoral et établi par le Creusot. La ^stance du métal est aussi de 80 kilogrammes, et les bandages durent un parcours d’environ 90.000 kilomètres. Ces bandages
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - étaient ici, jusqu’alors, tournés coniquement à 3/59, soit environ 1/20
  - mais, actuellement, cette Compagnie commence à les tourner c>lin driquement pour les mêmes raisons que celles données plus
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  - II. — Caisses des voitures.
  - 208. Matériaux employés. — On cherche de plus en plus à n’employer que des matériaux incombustibles. Certains constructeurs préconisent l’emploi de matériaux bons conducteurs, tels que fer et acier, soit pour la construction des cabines d’appareils seules (Métropolitain de Paris), soit pour l’ensemble de la construction (subwav
  - Fig. 489.
  - Profil des bandages de la Compagnie des Chemins de fer Nogentais.
  - ^ew-York, Hudson Tunnel, Chemin de fer souterrain Nord-Sud e Paris, etc...), d’autres proscrivent le métal pour employer des bois Wus ou moins ignifugés; tels sont la plupart des constructeurs de C eiI1ios de fer anglais.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - On a d’abord cherché à rendre les bois incombustibles par une couche de peinture contenant des sels ignifuges empêchant l’action de l’air (solution à 25 p. 100 de sels ammoniacaux à 60°), mais le temps détruit rapidement l’effet de ces enduits. On a alors fait l’injection à cœur : le procédé consiste à faire dégager la sève par séchage dans des étuves à circulation méthodique ; la température
  - O
  - Fig. 490.
  - Profil des bandages de la Compagnie des Tramways de Nice.
  - varie de 50 à 70° et l’opération dure de 10 à 12 jours. Puis on subï-titue à la sève une solution appropriée injectée sous pression en autoclave à la température de 30 à 50° et sous une pression de 6 a 10 kilogrammes. Les meilleures solutions paraissent être au boiah d’ammoniaque et au tungstate de soude.
  - Malheureusement, mieux le bois est ignifugé, plus il perd ses <lu® lités isolantes, plus il devient hygrométrique et par conséquent ni leur conducteur de l’électricité; sa texture même se modifie; les ne tiennent plus aussi bien; quant à sa durée, on en est encore.
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - je peu d’ancienneté des premières applications, réduit à des conjec-(Ures, mais il semble que l’ignifugeage l’aura notablement réduite.
  - On emploie encore, comme matériaux incombustibles, le fibrociment formé d’amiante et de ciment, et le xylolithe, qui est un ciment magnésien avec de la fibre d’amiante et de la sciure de bois.
  - La tendance actuelle, pour les chemins de fer souterrains, est d'employer des caisses entièrement métalliques, le plancher lui-même étant fait d’une matière absolument incombustible, ciment à base de carborandum (nouvelles voitures du Métropolitain de Paris, voitures du Nord-Sud, voitures du tunnel de l’Hudson à New-York, nouvelles voitures de l’Interborough Rapid Transit Go de New-York.
  - 209. Dispositions intérieures des voitures. — En tramway, les voilures sont généralement pourvues de deux entrées ou sorties pour voyageurs, une à chaque extrémité. Les deux extrémités servent simultanément ou chacune à son tour, suivant le sens de marche.
  - Dans les métropolitains aériens et souterrains des Etats-Unis, on adopte généralement deux portes, pour le passage des voyageurs, une à chaque plate-forme d’extrémité. Les portes aux deux extrémités voisines de deux voitures adjacentes sont manoeuvrées par un employé dont le poste est à une extrémité, et qui, pour la manœuvre, >e trouve à cheval sur les plates-formes voisines des deux voitures. Le mécanisme de commande consiste généralement en un système •le leviers. Les portes sont généralement glissantes et rentrent dans la double épaisseur des parois. Sur l’Elevated de New-York (Manhattan Elevated Ry), les portes sur les plates-formes sont tournantes.
  - fie type de voitures à commande simultanée des portes se retrouve a bondres.
  - Le fait d’avoir des portes servant aussi bien pour l’entrée des Ujyageurs que pour leur sortie est très défavorable aux mouvements rapides d’entrée et de sortie des voyageurs (on a essayé, mais sans aucun succès, de réserver une porte pour l’entrée et une pour la sortie), d’où encombrements et retards, et a conduit à l’adoption, à Vew-York, de voitures à trois portes, deux aux plates-formes d’extré-ni*té et une double au milieu. Les premières sont destinées aux '"yageurs qui entrent et la médiane à ceux qui sortent, Cette dispo-ution se rencontre aussi au Métropolitain District Railway de Lon-,es- installé d’ailleurs par des ingénieurs américains. A Paris, au
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Métropolitain et au Nord-Sud, il y a également trois portes prévues dans ce but, mais, en fait, celui-ci est loin d’être atteint.
  - Dans les voitures, type 1909, de l’Interborough Rapid Transit Co de New-York, voitures entièrement métalliques, les portes extrêmes glissantes sont manœuvrées par un système de leviers, comme il est indiqué plus haut ; quant aux portes du milieu, elles sont manœuvrées automatiquement par un dispositif actionné par le piston d’un cylindre à air comprimé placé sous la banquette, à côté de la porte. La commande se fait au moyen de valves à portée de l’employé qui manœuvre les autres portes. Ces portes médianes comportent un système de contacts électriques faisant partie d’un circuit allant de l’arrière du train à Pavant et à la terre. A l’arrière, il reçoit le courant du troisième rail et à l’avant, dans la cabine du wattman, il comprend une lampe qui ne peut être allumée que lorsque le circuit est
  - Remorque, 100 places assises.
  - Fig. 491. — Illinois Central Railway (États-Unis).
  - fermé, ce qui exige que toutes les portes soient fermées ; c’est k signal au wattman.
  - Afin d’éviter des accidents à la fermeture des portes médianes, le montant des portes est garni d’une sorte de tube en tôle d’acier mince formant coussin. Une légère pression sur ce tube suffit pour qu’une soupape d’échappement sur le cylindre de commande soit actionnée, et que, par suite, le mouvement dp la porte s’arrête immédiatement.
  - Nous donnons (fig. 491) un exemple intéressant de voiture américaine pour un service suburbain, celui de VIllinois Central Railwaÿ, remarquable à divers points de vue. Ces voitures sont prévues poui 100 places assises, et sont munies de portes multiples à la façon de voitures à voyageurs à compartiments séparés de nos trains a peur. Toutes les portes sont commandées simultanément par un con ducteur qui peut, à volonté, ou faire déclancher seulement les pene
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- - F*6- 492 à 496. — Voitures de Métropolitains. Dispositions des caisses en plan.
  - k
  - TT/ /.iLl-ETT? Tl 1. Il 1..U1-T-1 I
  - zro....rf'/..n..' ~7 pm i i i i i it
  - u--------------------------15.20___________________________J ^___________________________15.20
  - Automotrice, 48 places assises.
  - Fig. 492.
  - Remorque, 52 places assises.
  - London Underground Railway.
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  - Remorque, 41 places assises.
  - Fig, 493. — Chemin de fer élevé de Berlin.
  - T
  - 15.57
  - Automotrice, 52 places assises.
  - Fig. 494. — New-York Interboroug Railway.
  - U
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  - 12.4-5
  - Automotrice, 26 places assises. Remorque, 37 places assises.
  - Fig. 495. — Métropolitain de Paris.
  - "1 UT" DTE ranr: .H -N /
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  - 13.60
  - Automotrice, 31 places assises.
  - Fig. 496. — Nord-Su4 de Paris.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES 623
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - de fermeture, ou ouvrir complètement les portes. Enfin, celles-ci sout glissantes le long des parois. Les banquettes sont transversales et occupent seulement la partie médiane de la voiture qui comprend deux couloirs longitudinaux latéraux.
  - On trouve encore des voitures à portes multiples sur la nouvelle ligne de Hambourg-Blankenese des Chemins de fer de l’Etat Prussien Toutefois, les portes sont tournantes.
  - Quant à la disposition des banquettes dans les voitures de métropolitain (Subway Elevated) des Etats-Unis, on trouve, en général, des banquettes transversales vers la partie médiane et longitudinales aux extrémités, avec couloir central.
  - A Londres, on retrouve cette disposition et aussi celle des banquettes longitudinales seulement. Cette dernière disposition est aussi celle du chemin de fer aérien de Berlin.
  - A Paris, elles sont transversales avec emplacements réservés pour les personnes debout.
  - Les figures 492 à 496 représentent en plan les dispositions intérieures de voitures type métropolitain : « du Métropolitain District Railway » de Londres (London Underground Ry), du « New-York Interborough Railway », du chemin de fer aérien de Berlin, du Métropolitain et du chemin de fer Nord-Sud de Paris, avec l’indication du nombre de places assises.
  - Les figures 497 et 498 représentent les dispositions en plan et en élévation des nouvelles automotrices de l’Ouest-Etat (Paris-Invalides-Versailles), type à bogies à 2 essieux comportant un bogie-moteur et un bogie-porteur et type à 2 bogies à 3 essieux, comportant deux essieux-moteurs à chaque bogie, ce qui a pour effet de diminuer le poids par essieu-moteur. Ces voitures à grande capacité sont, en outre, munies de l’attelage central automatique Boirault.
  - Nous donnons enfin (fig, 499 à 504) (1) les dispositions intérieure-des automotrices des principaux réseaux parisiens, figures qui montrent bien la diversité du matériel employé et, figure 505, les disp0'1 tions des automotrices de la Compagnie des Tramways de Nice et du littoral, employées en particulier sur la ligne Menton-Sospel.
  - Nous terminerons cette étude, forcément incomplète, puisque
  - (1) Empruntées à Y Industrie novembre 1913.
  - des Tramways et Chemins de fer.
  - Octobre d
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- - El ovation
  - Profil
  - Coupe transversale
  - Fig. 499.
  - Élévation, plan, profil et coupe de la voiture à grand empattement de la Compagnie Générale des Omnibus <te Paris.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES 625
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- - Elévation
  - ihnm
  - ___longueur c/e [e caisse '//"J)8S_
  - Jonoueur /?. (?6 <f
  - Profil
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- - Bq- M7. Voilure motrice sur bogies à2 essieux,un bogie moteur e{un bogie porteur*-Ouest-Etat.
  - FUMEUR*
  - de places as sis e s
  - 10 places
  - 10Qplaces.
  - Fig-, 498 Voiiu re motrice sur bogies a 3 essieux dont cfeux moteurs - Ouest - Etat
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  - Essuzll mateiLr ÜLssuuisTTiotziU',
  - 3,1/50_________J,____________________djtœe eti aacc, des bogies - o^cotçyu^i^ryjcjJfTLaLâuiep^ __
  - i-r ____________________________________________________longueur_£oJal&: cyifu’axunxitioe. = £2.2oo______________
  - 3,k5o_____
  - longU&ur totale, de. la^ccUssc, = 44'L'SfO-
  - Cm\ 1ucîeur\
  - Nombre de pi; A 16 places B US- d°
  - A 10 places B 26 d°
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- - Elévation
  - Vue par bout
  - Coupe en plan
  - Fig. 501.
  - Élévation et plan de la voiture motrice à grand empattement de la Compagnie des Tramways do Paris et du Département de la Seine.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES 627
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- - e/Hre j3mpoy}s_ ijyjo'_
  - Compartiment de 2'c/asse ni places,
  - de i'dasse ns places
  - Fig. 502.
  - Plon fin la nouvelle motrice de la Compagnie Générale Parisienne de Tramways.
  - 628 TRACTION ÉLECTRIQUE
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- - T
  - En_tre fiiyçt 7ms2S
  - Ctésse
  - 1‘ C/asse . 12 P/aces
  - lenaueei' extérieur de ta caisse !2mG20
  - Fig. 503.
  - Élévation et plan de la voiture automotrice type E, de la Compagnie de l'Est-Parisien.
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- - Entre_ pjyo^s^ 2“J°Î
  - Plateforme
  - Classe
  - p /ace s
  - Ie C/vsse
  - 11 places
  - 7 places
  - Jongueur exjérieurc çfeje_ ca/ssej (2”2S5_
  - Entre attelages. 12"800
  - Fui. 501.
  - Elévation i'l plan île la voiture automotrice type FiOO île la Compagnie de l'Est-Parisien.
  - 3" 2 7 S
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- - Ensemble Coupe transvéïsjieâoj
  - L31°E
  - Fig. 505.
  - Elévation, plan et coupe de la voiture à bogies de la Compagnie des Tramways de Nice.
  - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - mitée à un certain nombre de types les plus connus d’automotrices, par les remarques générales suivantes :
  - Relativement à la disposition des banquettes, on peut dire que les banquettes longitudinales, d’un usage presque exclusif autrefois, semblent, dans les nouveaux modèles de caisses, en France tout au moins, en grande partie délaissées en faveur des banquettes transversales, plus appréciées du public. Il en résulte toutefois une légère diminution de capacité, dans le cas où la largeur maxima admise pour les caisses ne permet pas de disposer plus de trois places de front, ce qui est le cas général en matière de tramway, où le gabarit extérieur est souvent de 1 m. 900. Nous ajoutons que, d’après les reglements, une largeur minimum de 0 m. 45 doit être prévue pour chaque place assise.
  - Au point de vue de la disposition des plates-formes, les plates-formes centrales présentent les avantages d’être plus confortables et le‘diminuer de moitié environ le chemin moyen que chaque voyageur doit parcourir pour sortir de la voiture, ce qui accélère sensiblement le service, et est surtout appréciable sur les lignes urbaines à grand mouvement de voyageurs et à arrêts très fréquents.
  - 210. Aspect extérieur de quelques voitures automotrices types. —
  - Pour terminer, nous donnons en planches hors-texte (fig. 506 à 511) des photographies représentant quelques-unes des voitures précédentes : Métropolitain, Nord-Sud de Paris, Compagnie Générale des Omnibus, Compagnie des Tramways de Nice, et nous avons ajouté (tir. 512-513-514) les photographies de voitures types américaines, à truck à 2 essieux parallèles, à bogies et à truc-k à essieux radiaux Rrill.
  - 210 bis. — Nouvelles voitures de tramway américaines. — Jusque dans ces dernières années, la tendance aux Etats-Unis était d’avoir, même pour un service de ville, des voitures de capacité de plus en plus grande et de plus en plus lourdes; c’est ainsi qu’on utilisait coi raniment des automotrices pesant 30 à 40 tonnes, donnant un poids de 450 à 650 kgs par place assise en supposant toutes les places assises occupées. On a fini par s’apercevoir que les dépenses d’entretien de telles voitures devenaient tout à fait excessives, surtout
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- - TKUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - dans ces dernières années. On s’est alors rapproché de la pratique européenne de voitures beaucoup plus légères.
  - Depuis trois ou quatre ans, on voit en effet se développer aux Etats-Unis l’emploi de tramways dits « Leight safet> car», pesant en charge, toutes les places assises occupées — 35 places — et en ordre de marche environ 6 tonnes, soit un poids d’environ 175 kgs par place assise. Ces voitures sont à banquettes transversales à deux places, avec couloir central. Elles sont montées sur truck type Brill à deux essieux. Un point remarquable est que le wattman fait en même temps fonction de receveur. Un .seul employé leur est ainsi affecté. Les voyageurs paient en entrant. La réception de l’argent se fait au moyen d’une sorte de tirelire qui enregistre en même temps le nombre de voyageurs (appareil Johnson): cette disposition exige évidemment, pour que le service soit rapide, que les voyageurs aient exactement préparé d’avance le montant de leur transport, qui est d’ailleurs uniforme.
  - Ces véhicules sont équipés avec un frein pneumatique direct et de sécurité.
  - Us sont munis de portes sur les plates-bandes avant et arrière, qui normalement sont fermées. Leur ouverture et leur fermeture sont obtenues pneumatiquement par la canalisation des freins et leur commande est réalisée par la manœuvre d’une manette sur laquelle agit le wattman. Les voyageurs ne peuvent ouvrir eux-mêmes les portes, sauf en cas d’accident, le wattman mettant alors la manette de commande à fond de course (position de secours) qui met alors l’air à l’échappement. Enfin le mouvement des voyageurs, entrée et sortie, se fait par la même porte qui est celle de la plate-forme où se trouve à ce moment le wattman, la porte de l’autre plate-forme demeurant fermée-. Il y a évidemment deux postes de commande.
  - Les conditions d’exploitation avec ces voitures sont, on le voit, tout •à fait nouvelles.
  - Ces véhicules ont en ce moment un grand succès aux Etats-Unis.
  - 211. Chasse-corps. Ramasse-corps. — Sur la plupart des réseaux, notamment à Paris, les automotrices sont équipées avec un chasse-corps ou un ramasse-corps.
  - Un grand nombre de systèmes ont été proposés et appliqués. Aucun d’eux ne donne une sécurité absolue, cependant la sécurité relaie qu’ils donnent est suffisante pour justifier l’emploi de l’un ou
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - l'autre. Ils dérivent tous de deux principes initiaux différents : suivant l’un, on se propose de repousser le corps au dehors de la voie (chasse-corps), suivant l’autre, on se propose de ramasser la victime; pour pouvoir la porter sur une certaine longueur (ramasse-corps), l’arrê le la voiture ne pouvant évidemment pas être instantané. Les •sv /tèr es ramasse-corps semblent être ceux qui donnent lieu aux
  - is nombreuses applications.
  - Nous allons indiquer quelqùes dispositifs employés sur les réseaux parisiens.
  - C â^s i-corps de M. Mariage, directeur de la Compagnie ^Générale es Om Abus. — Cet appareil automatique se compose :
  - 1 D’une partie mobile constituée par des planches en bois, articulées autour des axes D supportés par les longerons du truck. La planche avant est inclinée ; elle peut être recouverte d’un matelas ou rembourrage ; sa partie inférieure est garnie de ressorts épousant la forme de la chaussée quand le chasse-corps est tombé.
  - 2° L’un système de leviers permettant de relever ou d’abaisser le chasse-corps. Ce système comprend un arbre P pouvant tourner librement dans les parties .L, fixés à la caisse. Sur cet arbre sont clans :
  - <•/' À* chaque extrémité, une manivelle H commandant les bielles I ••tant les attaches J fixées à l’avant du chasse-corps.
  - b) Lue manivelle G commandée par une chaîne reliée à une pièce X portant un encliquetage. La pièce X est maintenue par un support E dans lequel elle coulisse.
  - La partie mobile tend normalement à être dans la position baissée entraînant avec elle le système de leviers. Dès que la pièce X est libre, le chasse-corps s’abaisse.
  - 3° L’appareil de manœuvre comprend un arbre N porté sur la plate-forme par les supports P formant paliers; sur cet arbre est monté un levier à deux bras Y relié et maintenu dans la position horizontale par l’action d’un ressort I ; ce bras porte un encliquetage qui se met en prise avec celui de la pièce X.
  - Si l’on veut remonter le chasse-corps, on tire sur la poignée P 4 r plan incliné de la pièce X vient contre le plan incliné du levier ^ •
  - (D dette description est empruntée ainsi que la substance des notes qui suivent sur ce sujet à Y Industrie des Tramways et Chemins de fer. Octobre et novembre 1
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- - Fig. 506.
  - Automotrice à bogies du Métropolitain de Paris.
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- - Fig. 507.
  - Automotrice à bogies du Chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris,
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- - Ffg. 508.
  - Cabine de wattman des automotrices du Chemin de for souterrain Nord-Sud ce Paris.
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- - Fig. 509.
  - Automotrice à truck rigide à grand empattement et à plate-forme centrale de la Compagnie Générale des.Omnibus de Paris.
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- - Fig. 510.
  - Automotrice à bogies et à plate-forme centrale de la Compagnie Générale des Omnibus de Paris.
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- - Fig. 511.
  - Automotrice à bogies de la Compagnie des Tramways de Nice et du Littoral (Menton-Sospel).
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- p.n.n. - vue 712/870
- - Fig. 514.
  - Tramway do Philadelphie monté sur Iruck Brill à essieux radiaux. Empattement environ 3m,30.
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - ce dernier est soulevé, puis rappelé par le ressort U, la pièce X et le levier V s’enclanchent.et l’appareil reste dans la position levée.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - bre N porte un cadre métallique qui existe sur toute la largeur de la voiture et qui est muni d’une came placée juste sous le levier Y.
  - Tout obstacle placé sur la voie et rencontré par la voiture fait, tourner le cadre vers l’arrière, la came rencontre le levier Y et l’appareil se déclanche automatiquement.
  - Dans son mouvement d’abaissement le chasse-corps met en outre en communication avec l’atmosphère la conduite générale du frein à air; le train est ainsi freiné quand le chasse-corps tombe.
  - La voiture étant symétrique, le chasse-corps à extension automatique est monté à chacune des extrémités de la voiture.
  - Ramasse-corps automatique Hudson-Bowring. — Cet appareil en usage, en particulier, à la Compagnie des Chemins de fer Nogentais, se compose (fîg. 516) de deux parties principales :
  - Vue en élévation
  - Plan de roulement
  - Demi-vue en
  - plan
  - iè-
  - f
  - *
  - Fig. 516.
  - Détail du ramasse-corps Hudson-Bowring de la Compagnie des Chemins de fer Nogentais.
  - Un volet mobile fixé à l’avant de la voiture.
  - Un ramasse-corps fait de lattes montées sur un cadre en fer fixé en avant des roues.
  - Ces deux parties sont reliées entre elles par des leviers et des tringles.
  - Le fonctionnement est fort simple : quand le volet rencontre un corps étranger sur la voie, il oscille vers l’intérieur, sous l’effort, et provoque immédiatement le déclanchement du ramasse-corps qui tombe sur le sol et recueille le corps.
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- - TRUCKS ET CAISSES DES VOITURES
  - 637
  - Elévation-Coupi
  - Circulaire'
  - Ramasse-Corpt
  - Plan de roulement
  - Demi-vue en p!i
  - Axe longitudinal de la caisse
  - Délail du ramasse-corps de la Compagnie de l’Est-Parisien,
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- - 638
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - En outre, le ramasse-corps agit sur les sablières, étant relié par un câble à leur arbre de commande. En déclanchant, il actionne une biellette qui détermine l’ouverture des sablières.
  - Ramasse-corps de la Compagnie des Tramways de VEst-Parisien. — Cet appareil participe des mêmes principes que le précédent et est encore manœuvré automatiquement par un volet placé à l’avant de la voiture.
  - La figure 517 en montre la disposition.
  - Cet appareil n’agit toutefois sur aucun des organes de la voiture, la Compagnie estimant que la manœuvre des freins et sablières, par le wattman, au moment de l’accident, est machinale et pour ainsi dire réflexe, et que la manœuvre automatique de ces organes serait moins rapide outre qu’elle compliquerait l’appareil, qui a d’autant plus de chances de fonctionner dans les conditions pour lesquelles il est prévu, qu’il est plus simple.
  - Chasse-corps-ramasse-corps Ayral, de la Compagnie Générale Parisienne de Tramways. -— Cet appareil, qui était primitivement, un simple chasse-corps Ayral, a été, par la suite, doublé d’un ramasse-corps.
  - Il se compose d’un volet mobile qui peut se déplacer par l’effet de la pression d’un corps qui se trouverait sur la voie et d’un chasse-corps proprement dit qui, dans le cas où le volet a pris un déplacement- angulaire suffisant, vient glisser sur le sol.
  - L’originalité du système consiste dans la suppression de tout mécanisme d’enclenchement entre le volet et le chasse-corps. A cet effet, les chaînes qui suspendent le chasse-corps ont leur maillon de tête porté par un crochet à double courbure. Lorsque le volet est armé, le maillon se trouve dans la courbure à faible rayon et le chasse-corps est relevé; lorsque le volet s’est incliné, entraînant l’arbre du chasse-corps dans son déplacement angulaire par l’intermédiaire d’une bielle appropriée, le maillon de tête glisse dans là courbure à grand rayon et le chasse-corps touche alors le sol.
  - Le chasse-corps est muni d’une banquette ramasse-corps mobile • autour de ses points d’attache sur le chasse-corps, de sorte que l’ensemble se compose en réalité d’un chasse-corps et d’un ramasse-corps constituant ainsi deux organes de sécurité superposés. En cas de raté du ramasse-corps, le chasse-corps fonctionne encore et empêche la victime de passer sous les roues.
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- - TliUCKS ET CAISSES DES VOITURES
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  - La Compagnie a adopté ce système à deux degrés, parce qu’elle estime qu’un ramasse-corps seul est susceptible de plus de ratés qu’un chasse-corps proprement dit.
  - En fonctionnant, le chasse-corps agit sur le frein à air et sur les sablières.
  - 212. Attelages. — Les types d’attelage employés sont assez nombreux en matière de tramway et chemin de fer d’intérêt local. Nous mentionnerons surtout l’attelage Cloos à tulipe employé par plusieurs Compagnies de tramways, à Paris, l’attelage à tampon central avec deux tendeurs, l’attelage genre Brill avec ressort de choc et de traction en fil rond, enfin l’attelage automatique Boirault, qui paraît être l’un des meilleurs, sinon le meilleur, lorsqu’on veut faire un service de remorque accéléré et qui offre en outre toute sécurité pour le personnel chargé de procéder à l’attelage des voitures.
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- - CHAPITRE XVII
  - TRACTION PAR AUTOMOTRICES INDÉPENDANTES
  - SOMMAIRE. — De l’emploi des automotrices indépendantes en général.
  - I. — Traction par accumulateurs.
  - K A. — Tramways.
  - Remarques générales sur l’emploi des accumulateurs. — Lignes à traction uniquement par accumulateurs.— Lignes à traction mixte par accumulateurs et trolley (ou caniveau). — Installation des éléments dans les voitures. — Régulation de la vitesse des voitures. — Exemples de tramways urbains à accumulateurs.
  - B. — Automotrices sur voies ferrées.
  - Développement de la traction par accumulateurs en Allemagne.
  - II. — Automotrices thermo-électriques.
  - A. — Emploi du moteur a explosion.
  - Dispositions générales employées. — Automotrices à transmission électrique. — Automotrices à transmission mixte et à récupération. — Système Pieper. — Comparaison entre les deux systèmes. — Consommation de combustible dans les automotrices pétroléo-éleclriques.
  - B. — Emploi du moteur a combustion interne.
  - Automotrices de l’Etat suédois. — Automotrices des chemins de fer saxons et prussiens.
  - C. — Remarques générales sur l’emploi des voitures thermo-électriques. —
  - Applications.
  - 213. De l’emploi des automotrices indépendantes en général. "
  - L’avantage que présente l’emploi des voitures automotrices indépendantes réside essentiellement, quel que soit leur système de propulsion: vapeur, accumulateurs, ou pétroléo-électrique, dans la pot>si-
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- - TRACTION PAR AUTOMOTRICES INDÉPENDANTES
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  - bilité de former des trains de poids plus réduits et par suite de réaliser une fréquence des trains plus grande que dans le cas de locomotives à vapeur. A cet accroissement de fréquence correspond, en vénérai, un accroissement de trafic et par conséquent de recettes permettant, si les dépenses de conduite, de combustible et d’entretien ne sont pas trop élevées, de rémunérer les dépenses de premier établissement de certaines lignes secondaires ou locales qui, exploitées par locomotives à vapeur, ne pourraient donner le même résultat.
  - Cette application des automotrices indépendantes pourrait même avantageusement s’étendre à certaines lignes principales des grands réseaux et permettrait d’accroître la vitesse commerciale des trains de long parcours en supprimant les arrêts aux gares secondaires et en desservant ces gares par des automotrices indépendantes faisant la navette entre les gares principales. Ce mode d’exploitation, séparant le trafic général du trafic local, permettrait de satisfaire aux exigences, souvent en opposition à l’heure actuelle, de ces deux trafics et d’augmenter la rapidité et la fréquence des communications, lesquelles, rapidité et fréquence, sont réclamées impérieusement par les voyageurs.
  - A ce propos, il y a lieu de remarquer que l’automotrice à accumulateurs et l’automotrice pétroléo-électrique à transmission électrique, qui ne comporte aucune liaison mécanique permanente entre le moteur thermique et les essieux, peuvent être intercalées dans un train à vapeur à la façon d’une voiture de remorque ordinaire. Arrivée
  - un certain endroit du parcours, la voiture de l’un ou l’autre système peut être débranchée, mise en route et continuer ensuite par ses propres moyens dans une direction différente de celle du train à 'apeur. On pourrait ainsi sans transbordement et sans locomotive en attente aux points de bifurcation, former facilement des trains directs pour plusieurs directions.
  - d nous semble qu’à l’heure actuelle, la traction par automotrices ^dépendantes, surtout du système-pétroléo-électrique, doive s’impo-Ser comme une nécessité, soit dans les conditions d’emploi ci-dessus ‘adiquées pour venir en aide au trafic sur les grandes lignes, soit Pour se substituer à la traction à vapeur sur les lignes secondaires ou ' lntérêt local, ne serait-ce, dans ces derniers cas, qu’en vue d’écono-apser le charbon, en dehors de toute autre question de confort, de °nduite plus facile, d’accroissement des vitesses moyennes par
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - l’amélioration des démarrages, de réduction des frais d’entretien, etc,...
  - Nous allons examiner successivement les deux systèmes d’automotrices indépendantes en usage, celui par accumulateurs et celui par groupes électrogènes type pétroléo-électrique.
  - Pour le premier système, on trouve des applications aux voiture-type tramway et aux voitures type automotrice du service chemin de fer à voie étroite ou normale, qui constitue la classe d’applications la plus importante et à laquelle se rapportent les considérations générales précédentes.
  - Pour le second système, on ne trouve guère d’applications qu’aux voitures type automotrice.
  - 1. — Traction par accumulateurs.
  - A. — Tramways
  - 214. Remarques générales sur l’emploi des accumulateurs en traction.
  - — En traction en général, et plus particulièrement en matière de tramway, le régime de fonctionnement des accumulateurs est très défavorable à cause des variations mêmes de ce régime et de l’importance du débit que ces appareils ont à fournir fréquemment et pendant des temps très courts, comme aux démarrages. En ce qui concerne cette dernière circonstance, il est bien connu que plus la décharge d’un accumulateur est rapide, c’est-à-dire plus on utilise rapidement son énergie potentielle, plus il se fatigue vite. A ce propos, il n’est pas inutile de rappeler que la capacité en ampère-heures ou en watts-heures d’un accumulateur, qui mesure l’énergie que peut restituer cet accumulateur, est essentiellement variable suivant son régime de décharge. Ainsi pour prendre un exemple, afin d’illustrer ce fait, une batterie sera caractérisée par les capacités suivantes:
  - CAPACITÉ
  - en ampères-heures.
  - DURÉE DE LA DÉCHARGE
  - en heures.
  - en ampères à la décharge-
  - 100
  - 120
  - 150
  - 166
  - 200
  - 2
  - 3
  - 5
  - 10
  - 100
  - 60
  - 50
  - 33,2
  - 20
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- - TRACTION PAR AUTOMOTRICES INDÉPENDANTES
  - 643
  - Les valeurs données dans cet exemple satisfont à la formule -impie G = 1t, définissant la capacité d’un élément, I étant l’intensité du courant débité et t la durée de la décharge. Les valeurs de l’intenté sont alors des valeurs maxima qui correspondraient à un accumulateur parfait. En pratique toutefois, la loi définissant la capacité d'un accumulateur est plus complexe et est représentée par la formule de Peukert :
  - G = I" t
  - dans laquelle l’intensité du courant débité I entre avec un certain exposant n appelé constante de Peukert. En général, n varie entre 1,2 et 1,5 pour un accumulateur au plomb ; n — 1 pour l’accumulateur parfait.
  - Le rendement d’un accumulateur atteint 90 à 92 p. 100 en quantité et 75 à 80 p. 100 en énergie, suivant les régimes de charge et de décharge.
  - Il est d’autant plus grand que régime de charge est plus bas.
  - La charge d’un accumulateur s’effectue à raison de 2,5 à 2,6 volts par élément. Par suite, avec une tension moyenne de 550 volts, on pourra opérer la charge d’une batterie d’environ 210 éléments.
  - Quant à la décharge, au début de cette période, la d. d. p. par élément est d’environ 2 à 2,1 volts, mais cette d. d. p. baisse assez rapidement et il convient en général d’arrêter la décharge quand elle éteint les valeurs suivantes, dépendant du régime de décharge :
  - 1,70 volts pour une décharge en une heure ;
  - 1,80 — cinq heures ;
  - 1,85 — dix heures.
  - Enfin, on peut compter en moyenne, sur un débit de 2 à 2,5 am-peres (maximum), par kilogramme d’élément au plomb, soit par ,!11te, sur une puissance massique d’environ 4 watts. Ges chiffres ^yens se rapportent au kilogramme de bac complet, bac propre-dit, élément liquide, connexions, etc. Pour un régime momen-Kirie> on peut doubler ces quantités.
  - Peut ainsi facilement prédéterminer, connaissant la puissance ,yessaire à développer aux jantes des roues motrices pour assurer
  - Propulsion d’un véhicule, le poids de la batterie qu’il y a lieu de *^voir. On arrive d’ailleurs rapidement à des poids considérables et
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- - f
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  - inadmissibles dès qu’il s’agit de franchir des rampes un peu importantes, soit 2 p. 100. D’ailleurs, le fait qu’un accumulateur se fatigue d’autant plus vite que le régime de décharge est plus rapide s’ajoute à ce résultat pour exclure l’emploi des accumulateurs sur les lignes accidentées. D’autre part, il ne faut pas trop compter sur l’effet de ia récupération de l’énergie dans les descentes en faisant travailler ie$ moteurs en générateurs pour charger la batterie, car cette circonstance n’est réellement intéressante que dans le cas de pentes importantes ; mais alors il faut observer que dans l’ascension de ces rampes, les accumulateurs fourniront un fort débit, ce qui leur sera très préjudiciable.
  - Enfin, et d’une manière générale, il ne faut pas perdre de vue que remploi d’accumulateurs conduit au transport d’un supplément de poids, d’où augmentation de la puissance des moteurs' nécessaires et souvent renforcement des voies.
  - En résumé, et dans, l’ensemble, la traction par accumulateurs nV pas économique, ni au point de vue coût du matériel roulant, ni comme exploitation — la voiture à accumulateurs consomme, toute' choses égales d’ailleurs, une quantité d’énergie 70 à 80 p. 100 plus grande qu’une voiture à alimentation directe, — ni comme entretien, parce que les éléments s’usent rapidement, et que leurs recharge; fréquentes exigent un personnel exercé tout en occasionnant uir perte de temps considérable.
  - L’emploi des accumulateurs en tramway ne paraît, en définitive, admissible, que dans les cas spéciaux où le trolley et le caniveau son. absolument proscrits, le trolley pour raison d’esthétique, le canivea» pour raison de dépenses de premier établissement trop élevées.
  - Les lignes à accumulateurs peuvent d’ailleurs être purement 1 accumulateurs ou mixtes accumulateurs /et trolley ou caniveau.
  - Ajoutons enfin qu’en Europe, on emploie généralement des aco] mulateurs au plomb, tandis qu’en Amérique la faveur est aux art • mulateurs alcalins fer-nickel.
  - 215. Lignes à traction uniquement par accumulateurs. — Pour telles lignes, il faut des stations de charge (lesquelles sont en génd^ aux terminus) et nécessairement un matériel de rechange impo| * en tant que batterie. En outre, les opérations de recharge conduu^ à des arrêts naturellement prolongés, ce qui est fâcheux. D’autre P1
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- - TRACTION PAR AUTOMOTRICES INDÉPENDANTES
  - 645
  - les opérations de recharge doivent, la plupart du temps, être effectuées assez rapidement pour éviter d’avoir un nombre exagéré de batteries de rechange, et cela constitue une nouvelle circonstance défavorable.
  - Ce système de traction est, en somme, très défectueux et ne convient guère que dans des cas très particuliers. Une amélioration est réalisée dans le mode de traction mixte que nous allons examiner.
  - 216. Lignes à traction mixte par accumulateurs et trolley (ou caniveau). — Lorsqu’une partie de la ligne peut être équipée en fil aérien, il est préférable, au lieu d’effectuer la recharge des accumulateurs aux stations de charge, de prendre le courant nécessaire à cet usage en cours de route. La batterie se trouve à cet effet intercalée entre le lil aérien et les rails par l’intermédiaire d’un interrupteur qui permet de l’isoler, au besoin, lorsque sa charge est complète.
  - La charge s’effectue ainsi sous la tension même d’alimentation des moteurs pendant le parcours équipé en ligne aérienne ou plus généralement en alimentation extérieure. Pendant le parcours non équipé de cette façon, les moteurs recevant le courant de la batterie, se trouvent alimentés sous une différence de potentiel moindre. Pour un même effort à développer, la vitesse est donc plus faible dans le second cas que dans le premier. Si, par exemple, la tension d’alimen-htion du trolley est de 550 volts, on devra compter, pour une batterie ordinaire de 210 éléments, sur une tension d’environ 210 X 1,8 = 380 v°lts en moyenne pendant la marche avec accumulateurs seuls. La réduction relative de vitesse sera ainsi approximativement dans le
  - rapport---——------, soit environ 30 p. 100.
  - d50 1
  - Cet écart de tension exige des précautions spéciales pour l’éclai-^aoe- On dispose les lampes de telle manière que dans un circuit de ,J ia-mpes en série, une d’elles puisse être mise en court-circuit pen-^ant la marche avec accumulateurs seuls.
  - Avec ce mode d’alimentation des batteries, il est assez difficile
  - Se rendre compte de leur état de charge. On peut, cependant, à cet e^ft’ employer un compteur de quantité, mais ce procédé est en lui-d une application délicate et, de plus, l’installation d’un comp-Sur une voiture, présente des difficultés à cause des trépidations
  - 1 détériorent les appareils ou faussent leurs indications.
  - peut dire que la difficulté de se rendre compte de l’état de
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - charge de la batterie est un écueil sérieux de la traction par accu, mulateurs.
  - L’emploi de la traction mixte par accumulateurs et conducten présente un autre inconvénient qui provient de ce que la tensioii d’alimentation au conducteur aérien est essentiellement variable, cause des pertes en ligne dépendant de la position et du nombre tfe voitures en circulation. Il en résulte que le régime de charge de i batterie est également très variable.
  - Les figures 518 et 519 représentent les schémas simplifiés pour i équipement à accumulateurs et trolley et pour un équipement à accu-mulateurs, trolley et caniveau.
  - 217. Installation des éléments dans les voitures. — Les batterie: sont généralement placées dans des caisses suspendues sous les voitures.
  - t. Cette disposition est préférable à celle qui consiste à'placer le accumulateurs sous les banquettes, à cause des émanations acide qui incommodent les voyageurs. Si cette dernière disposition don néanmoins être adoptée, on doit prévoir une aération constante f très efficace de l’endroit où la batterie est logée ; néanmoins, « arrangement est incommode et, de plus, dangereux, la stagnation de mélanges gazeux pouvant amener une explosion à la moindre élit celle.
  - Les éléments sont montés dans des bacs en ébonite et groupés^ compartiments qui n’en contiennent, en général, pas plus de 30# 40, en vue de faciliter leur manutention et leur isolement.
  - 218. Régulation de la vitesse des voitures. — Si la ligne est a pâî cours très régulier, on peut laisser toute la batterie en série et01 fera usage d’un contrôleur série-parallèle avec un équipement à ^ moteurs ou deux groupes de deux moteurs.
  - Sur les voitures à moteur unique ou à moteurs accouplés quement, ou bien, quand, avec deux moteurs indépendants, la ^ est à profil très dur, on peut sectionner la batterip en 2, 3 ou 4 tions et réaliser ainsi des modes de régulation de la vitesse r variation même de la tension de la source.
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  - caniveau et accumulateurs.
  - voiture avec troi te y
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  - ; 219. Exemples de tramways urbains à accumulateurs. — Plusieurs
  - | lignes à traction mixte ont été exploitées à Paris : trolley dans les l parties suburbaines et accumulateurs en ville. Quelques lignes étaient l uniquement à accumulateurs. Aucune d’elle ne subsiste d’ailleurs r- actuellement. A titre de renseignements, nous donnerons, toutefois, les caractéristiques principales des anciennes lignes de Paris-Saint-t Denis (Opéra-Saint-Denis et Madeleine-Saint-Denis) qui étaient ex-clusivement à accumulateurs :
  - §" Les voitures étaient à truck rigide à deux essieux-moteurs avec caisses d’accumulateurs sous le châssis et aux extrémités.
  - U Un parcours aller et retour comprenait un développement d’envi-t ron 18 kilomètres.
  - * La capacité totale des accumulateurs était de 50 ampères-heures, r et la batterie comprenait 180 éléments dont le poids total était de ; 4.500 kilogrammes.
  - Les voitures pesaient, en charge, environ 14.500 kilogrammes et étaient équipées avec deux moteurs Walker de 35 chevaux, donnant une vitesse moyenne de 11 à 12 kilomètres à l’heure.
  - ) La consommation d’énergie était en moyenne d’environ 120 watts-heure par tonne-kilomètre pour un parcours complet aller et retour.
  - Enfin, la durée moyenne des accumulateurs était d’environ 18.000 - kms pour les plaques positives, et 32.000 kms pour les plaques négatives.
  - Les batteries étaient enlevées pour être rechargées à chaque voyage aller et retour.
  - Nous mentionnerons, comme- installations récentes, les suivantes, réalisées aux Etats-Unis : à New-York, les tramways de la 3° Avenue pt ceux de la 110e Rue. Ces voitures sont de 6 tonnes à 26 places assises, et sont mues par deux moteurs fonctionnant avec un courant de 30 ampères sous 125 volts, attaquant les essieux au moyen de chaînes silencieuses. La Compagnie qui a fourni les accumulateurs (Gould Storage Battery Co), assume à forfait l’entretien complet des batte- nés. A New-Jersey, on trouve des voitures du même genre. Leurs f batteries sont suffisantes pour assurer, sans recharge, un parcours r ^ 240 kilomètres. Les moteurs, au nombre de deux, sont de 50 che-f - vaux sous 110 volts et attaquent encore les essieux par l’intermé-.. ^aire de chaînes. Enfin à Washington également, des voitures à y, ^cumulateurs sont en service. Elles sont toutefois plus lourdes, fe; e^es pèsent 13,5 tonnes.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - B. — Automotrices sur voies ferrées.
  - I ‘
  - 220. Développement de la traction par accumulateurs en Allemagne.-
  - Si les résultats de la traction par accumulateurs, appliquée aux tramways, ne sont guère satisfaisants, il semble que ce mode de traction, traction purement par accumulateurs, d’application relativement récente sur les voies ferrées à grande traction, a donné et donne, en Allemagne, des résultats très encourageants. Ge système paraît, en effet, s’y développer avec succès.
  - Dès 1896, la Compagnie Siemens-Schuckert mettait en service, à titre expérimental, sur les chemins de fer Platz, de l’Etat bavarois, entre Ludwigshafen et Neuestadt, des automotrices à accumulateurs dont les moteurs étaient de 40 à 50 chevaux environ, tournant à 750 et 840 tours à la minute. La vitesse était de 50 kilomètres à l’heure, en palier. Les accumulateurs étaient du type Tudor et comprenaient 124 éléments à 7 plaques ; capacité : 200 ampères-heures.
  - La question demeura stationnaire jusqu’à la fin de 1908, lorsque le Gouvernement prussien décida de faire des essais de véhicules à accumulateurs pour un service suburbain autour de Mayence (Mayen-ce-Oppenheim-Russelheim-Ingelheim) avec un parcours total d’environ 45 à 50 kilomètres, et une vitesse variant entre 32 et 48 kilomètres à l’heure environ.
  - Les véhicules de cette ligne sont équipés par la Société Siemens-Schuckert et ressemblent extérieurement aux wagons à voyageurs des chemins de fer à vapeur. Ils sont divisés en six compartiments à 10 places assises, chaque. Les accumulateurs sont sous les banquettes et sont de la « Accumulatoren Fabrik Hagen ». La batterie entière comprend 180 éléments ; sa capacité est de 230 ampères-heure* avec un régime de décharge de 100 ampères. Avec une seule charge on effectue un parcours de 58 kilomètres à la vitesse de 38 kilomètre5 à l’heure. Chaque élément- complet pèse 50 kilogrammes et comprend quatre plaques positives. Les plaques sont de 310 x 300 millimètre’ et leur épaisseur est de 8 millimètres pour les positives, et 6 milli^' très pour les négatives. La batterie complète pèse environ 10 tonn?5 et fournit 68,5 kilowatts-heure en une seule décharge. Leur capa^ est donc de 6,85 watts-heure par kilogramme. La durée d’une plaque
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- - Automotrices à accumulateurs.* de la Feîben - GiüHeaume -lahmejerwerke
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  - positive est estimée correspondre à 100.000 voitures-kilomètre et celle d’une négative à 60.000.
  - La voiture toute équipée pèse 35 tonnes et comprend deux moteurs de 25 chevaux pesant au total 2,4 tonnes. Les moteurs sont prévus pour le contrôle série-parallèle.
  - D’autres véhicules, pour le même service, ont été équipés par la Compagnie Felten-Guïlleaume-Lahmeyer, avec accumulateurs de la « Akumulatoren Pabrik A. G. de Berlin ». Les premiers essais officiels ont eu lieu sur la ligne Mayence-Gangesheim-Münster. La longueur totale du parcours était d’environ 44 kilomètres.
  - Une unité complète se compose en réalité de deux automotrices électriques dont l’ensemble est représenté sur la figure 520.
  - L’équipement électrique pour une automotrice double formant un train comprend une batterie de 168 éléments en deux compartiments spéciaux, chacun contenant 84 éléments, et situés chacun à une extrémité du train, en avant de la cabine du wattman et sur une sorte de truck porteur à deux essieux. Les roues de ces deux essieux peuvent être freinées. La batterie envoie son courant à deux moteurs-série à pôles supplémentaires de 80 chevaux chacun sous 300 volts (au régime horaire) attaquant par engrenages les deux essieux du milieu du train. La capacité de la batterie complète est de 368 ampères-heure avec un courant de décharge de 184 ampères. Le voltage total obtenu est de 310 volts. Une distance de 100 kilomètres, sur une voie peu accidentée mais avec des arrêts qui peuvent être même assez fréquents, peut être couverte avec une seule charge, soit avec une dépense d’énergie de 114.000 watts-heure environ, et la vitesse maxi-ma possible en palier est de 58 kilomètres-heure. Le poids total du train à pleine charge est de 62 tonnes et comprend 100 places assises.
  - Une autre automotrice double du même type a été équipée par l'AUgemeine Electricitâts Gesellshaft de Berlin, avec des accumulateurs de la Compagnie des Accumulateurs de Hagen. Cette Compagnie a entrepris de s’occuper complètement de l’entretien des accumulateurs, moyennant une redevance de 7,5 pfennigs par voiture-kilomètre, la main-d’œuvre étant fournie par le Gouvernement prus-Slen et les matériaux envoyés à pied’-d’œuvre par la Compagnie des Accumulateurs. Si la Compagnie devait fournir la main-d’œuvre, la redevanee serait portée à 9 pfennigs par voiture-kilomètre.
  - Uans le cas ci-dessus, la régulation de la vitesse est effectuée au
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  - TRACTION ELECTRIQUE
  - moyen d’un contrôleur série-parallèle. Il y a un contrôleur à chaque extrémité de l’automotrice double.
  - Signalons enfin que l’administration allemande a mis en service à titre expérimental, une automotrice à accumulateurs munie de moteurs shunt. Le but de l’emploi des moteurs shunt est de permettre de réaliser la récupération de l’énergie dans les descentes en faisant fonctionner les moteurs comme dynamos génératrices pour alimenter les batteries.
  - Les batteries sont identiques à celles employées sur les automotrices munies de moteurs-série des chemins de fer prussiens ; elles comportent donc 168 éléments au total ; la propulsion est assurée au moyen de deux moteurs shunt à pôles de commutation. Ges moteurs sont montés d’une façon permanente en série avec la batterie ; le réglage de leur vitesse de marche s’effectue en. agissant sur l’excitation et permet de modifier la vitesse entre des limites dans le rapport de 1 à 2,5. Sur les lignes qui comportent de nombreuses descentes assez accentuées, de 1,6 p. 100 par exemple, on peut réaliser une récupération d’énergie importante ; d’après les essais effectués jusqu’ici, la dépense totale d’énergie sur ces lignes est de 20 p. 100 approximativement plus grande pour les automotrices munies de moteurs-série que pour les automotrices pourvues de moteurs shunt,.
  - En palier, la vitesse moyenne est de 60 kilomètres à l’heure ; suc les descentes de 1,25 p. 100, à la vitesse de 30 kilomètres à l’heure, on récupère un courant de 150 ampères environ, avec une tension de 370 volts aux bornes de la batterie.
  - IL — Automotrices thermo-électriques.
  - 221. Introduction, —Ges automotrices utilisent un groupe électro-gène comme générateur d’électricité.
  - Leur origine remonte à la locomotive Heilmann, essayée sur le réseau des chemins de fer de l’Ouest, en 1893-1894, et qui comprenait un groupe électrogène à vapeur, ainsi que nous l’avons vu anterieu rement. L’énergie électrique produite alimentait les huit moteuu d’essieu et la régulation de la vitesse était obtenue par application de la méthode Ward-Léonard.
  - Ce système de traction, comportant sur le véhicule même son
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  - uSine génératrice, fut très discuté à l’époque de son apparition, et il a fallu le développement de l’automobile et les perfectionnements apportés dans la construction des moteurs à explosion pour que ce système à transmission électrique revint en faveur, sous la forme de la voiture pétroléo-électrique. Comme toutefois le 'pétrole n’est pas le seul combustible employé avec le moteur à explosion — on emploie, en effet, la gazoline ou essence de pétrole et le benzol — et qu’en outre le moteur à combustion interne type Diesel commence à être employé, nous conserverons pour cette classe d’applications le nom général de système thermo-électrique.
  - A. — Emploi du moteur a explosion
  - 222. Dispositions générales employées. — Les dispositifs adopté-pour les automotrices à moteur à explosion sont nécessités par l’emploi de ce type de moteur (1).
  - Le moteur à explosion ne pouvant démarrer en charge, il faut employer des organes permettant d’effectuer sa mise en marche à vide. De plus, le moteur à explosion étant un moteur à couple sensiblement constant qui doit, pour être économique, fonctionner au-dessous de la vitesse correspondant au maximum de puissance et, pour éviter tout calage, fonctionner au voisinage de cette vitesse, il s’ensuit qu’il est indispensable d’interposer entre le moteur et les essieux à commander des organes permettant de faire varier la vitesse de la. voiture, tout en laissant sensiblement constante la vitesse du moteur.
  - De là trois dispositifs de transmission du couple moteur:
  - 1° Un dispositif mécanique, comportant entre le moteur et les essieux, une transmission à embrayage et changement de vitesse à engrenages (dispositif employé pour les automobiles) ;
  - 2° Un dispositif électrique, comportant l’emploi d’une dynamo-génératrice et de moteurs électriques d’essieu ;
  - (1) Ce qui suit est extrait d’une communication faite à la Société internationale des Electriciens, par M. Damoiseau, et insérée dans le bulletin de cette société de 1913. On trouvera également des renseignements très détaillés sur cette ques-tion dans les' comptes rendus du XVIIe Congrès international de tramways et de chemins de fer d’intérêt local, tenu à Christiania en juillet 1912.
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  - 3° Une disposition mixte comportant une transmission mécanique et une transmission électrique.
  - Gomme d’autre part, le moteur à explosion peut fonctionner soit à puissance constante, soit à puissance variable (par variation d’admission de gaz) et que la puissance nécessaire à la propulsion de la voiture est variable, il s’ensuit que deux procédés peuvent être envisagés. :
  - 1° Un procédé dans lequel le moteur fournit à chaque instant la puissance nécessaire. C’est le procédé le plus généralement appliqué;
  - 2° Un procédé dans lequel il est fait emploi d’accumulateurs, le moteur fonctionnant à puissance sensiblement constante. Les accumulateurs emmagasinent l’excès de la puissance du moteur ou restituent leur énergie potentielle pour aider le moteur, suivant le cas.
  - On voit ainsi que, théoriquement tout au moins, un assez grand nombre de systèmies d’automotrices sont possibles.
  - Pratiquement, les différents types de voitures qui ont été mises en service industriel appartiennent à l’une ou l’autre des deux catégories suivantes :
  - a) Automotrices à transmission électrique et sans accumulateurs, ce qui est le cas général ;
  - b) Automotrices à transmission mixte ; cette catégorie est la seule comportant l’emploi d’accumulateurs d’énergie.
  - Nous allons passer sommairement en revue les principales applications réalisées.
  - 223. Automotrices à transmission élastique. — D’une manière générale, la régulation de la vitesse est obtenue par application de la méthode Ward-Léonard comme dans le cas de la locomotive Heil-mann. Le moteur à explosion entraîne par attaque directe une dynamo génératrice à voltage variable à auto-excitation ou à excitation séparée, suivant le cas, et le courant produit alimente les moteur? d’essieu. On dispose en plus du contrôle série-parallèle pour compléter la régulation de la vitesse.
  - 1° Automotrices de la Société anonyme de locomotion électrique. — En 1904-1905, la Société anonyme de locomotion électrique, propriétaire pour la France des brevets Heilmann, relatifs à la traction, a construit, pour démontrer la valeur pratique du système, une voi-
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  - ture pétroléo-électrique à voie de un mètre, dont le groupe électrogène, suspendu, par l’intermédiaire de faux longerons au châssis de la voiture, était placé entre les deux bogies et au-dessous du plancher de la voiture.
  - • La figure 521 donne le schéma de cette automotrice.
  - Le moteur à gazoline à six cylindres verticaux de 140/160, tournant à 700 tours à la minute, était accouplé directement à une génératrice à excitation indépendante et à l’excitatrice de cette génératrice. Cette excitatrice était compound et à 110 volts.
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  - Fig. 521.
  - Automotrice de la Société anonyme de locomotion électrique.
  - Un régulateur à force centrifuge, qui agissait sur l’admission des gaz, limitait la vitesse du moteur à 700 tours à la minute, vitesse que Je mécanicien pouvait d’ailleurs réduire, des postes de manœuvre, en agissant, par rintermédiaire d’un renvoi par câble, sur l’ad-nidssion des gaz.
  - 2° Automotrices Westinghouse du North Eastern Ry. — Vers la uiême époque, des essais de voitures pétroléo-électrique furent effectués par la Société anglaise Westinghouse sur le North Eastern Rail-vvaY- Le groupe électrogène était installé dans l’une des deux cabine? -utuées aux extrémités de la voiture. La figure 522 montre l’aspect de cette automotrice.
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  - Le moteur à pétrole, d’une puissance de 80 chevaux, à quatre cylindres horizontaux de 216/254, actionnait, à la vitesse de 420 à 480 tours à la minute, une génératrice de 55 kilowatts, compound à potentiel variable de 300 à 550 volts, avec excitatrice indépendante shunt entraînée par courroie. Cette excitatrice assurait également la charge d’une batterie servant à l’éclairage et au démarrage du moteur à pétrole.
  - Les deux moteurs d’essieu, d’une puissance unitaire de 55 chevaux, étaient montés sur le bogie placé au-dessous du groupe éleetrogène. Un contrôleur permettait leur couplage en série-parallèle.
  - Le moteur à pétrole ayant été préalablement nuis en marche au moyen de la batterie d’accumulateurs et ayant atteint sa vitesse de
  - lJm.soq
  - Fig. 522.
  - Automotrice du “ Norlh Eastern Railwav
  - régime, on réglait l’excitation de la dynamo pour obtenir 400 volts. On fermait alors son circuit sur les deux moteurs couplés d’abord en série, puis en parallèle, et on augmentait progressivement l’excitation de la dynamo, de manière à obtenir 550 volts.
  - 3° Automotrices du réseau d’Arad-Osanad. — Les deux automotrices précédentes n’étaient, en réalité, que des voitures d’essais. La première exploitation, par automotrices pétroléo-électriques, date de 1905-1906 et a été entreprise sur le réseau hongrois d’Arad-Osanad à voie normale et d’un développement d’environ 400 kilomètres.
  - Ce réseau constitue, d’ailleurs encore, la principale application du système pétroléo-électrique en Europe tout au moins.
  - Les automotrices sont du système de Dion-Bouton (40 et 70 chevaux) et du système Westinghouse (60 et 90 chevaux), les automotrices de 40 chevaux étant d’ailleurs appelées à disparaître ; a fin 191'2, il y avait en service 36 automotrices pétroléo-électriques.
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  - Le groupe électrogène des voitures de Dion-Bouton comprend une dynamo compound à 500 volts. Les moteurs d’essieu, au nombre de deux, sont couplés en série-parallèle ; en outre les 4 pôles de chaque moteur sont groupés par deux en série et les deux groupes sont couplés soit en série, soit en parallèle.
  - Au premier cran du contrôleur : les deux moteurs et les deux groupes d’inducteurs de chaque moteur sont couplés en série.
  - Au deuxième cran : les deux moteurs sont en série et les deux groupes d’inducteurs de chaque moteur sont en parallèle.
  - Au troisième cran : les deux moteurs et les deux groupes d’inducteurs de chaque moteur sont en parallèle.
  - Fig. 523.
  - Automotrice de la Société anonyme Westinghouse du Havre, chemins de fer de Karlstadt-Munkflers.
  - Pour passer d’un cran à l’autre, le mécanicien manoeuvre d’abord un papillon étrangleur de réglage du débit du carburateur, de façon à réduire la vitesse du moteur à essence, puis il met le contrôleur dans la position appropriée à la marche désirée et enfin il ramène le papillon, de réglage dans sa position initiale correspondant à la vitesse de régime. Cette manoeuvre a pour but d’éviter de couper le courant par le contrôleur.
  - 4° Automotrices Westinghouse. — Les automotrices en service en Europe ont, en grande partie, été équipées par la Société Westinghouse. Elles sont de deux types : l’une comportant un moteur de 60 chevaux, l’autre un moteur de 90 chevaux.
  - Ces voitures sont toutes conçues suivant le même principe. La figure 523 montre l’aspect de l’une d’elles.
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  - Le moteur à cylindres verticaux de 140 millimètres d’alésage et de 160 millimètres de course, est accouplé, au moyen d’un manchon élastique, à une génératrice à courant continu à excitation shunt. La tension de la génératrice est réglable depuis 300 jusqu’à 550 volts par variations de l’excitation de la génératrice et de la vitesse du moteur à explosion. Cette génératrice alimente les dieux moteurs actionnant deux essieux de la voiture.
  - Le groupe électrogène est généralement installé dans une cabine de conduite et transversalement à la voiture.
  - Le moteur et la génératrice sont montés sur un châssis en fers profilés. Pour atténuer les vibrations produites par le moteur à explosion, un bloc de bois et une plaque élastique sont interposés entre le châssis du groupe électrogène et le châssis de la voiture.
  - Chaque poste de conduite est pourvu des appareils suivants :
  - Un contrôleur spécial à deux manettes permettant le couplage en série ou en parallèle des moteurs, le réglage de l’excitation de la génératrice, le réglage de la vitesse du moteur à explosion et la marche de la voiture dans les deux sens ;
  - Les appareils de mesure : ampèremètre, voltmètre ; un disjoncteur, etc. ;
  - Les appareils de commande des freins à main et à air.
  - Le frein à air est généralement alimenté par un compresseur mû électriquement et comportant un régulateur automatique de pression.
  - Les réservoirs d’eau et d’essence sont installés dans la cabine renfermant le moteur à explosion. Le réservoir d’essence est à double enveloppe et son remplissage se fait de l’extérieur.
  - Le radiateur et le silencieux sont placés sur le toit de la voiture.
  - Le moteur à explosion, à soupapes commandées, à circulation d’eau et à allumage par magnéto haute tension, comporte un dispositif de décompression facilitant le démarrage à la main par manivelle. Un régulateur à force centrifuge, agissant sur l’arrives d’air au carburateur, limite la vitesse du moteur à environ 1-000 tours.
  - Le mécanicien démarre là voiture et règle sa vitesse en manœuvrant le contrôleur. Il fait les couplages série ou parallèle des moteurs et fait varier l’excitation de la génératrice. Pour faire varie-l’admission d’air au carburateur et faire varier ainsi la vitesse du
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  - moteur à pétrole, le mécanicien fait tourner une partie de la manette formant bouton et agit ainsi, par l’intermédiaire d’un câble, sur le régulateur du moteur. Cette commande est donc indépendante de celle de l’excitation de la génératrice et du couplage. Si le bouton est abandonné, le moteur à pétrole ralentit, la dynamo se désamorce et la voiture s’arrête. Ce dispositif prévient ainsi toute défaillance du mécanicien.
  - Les deux moteurs sont d’abord couplés en série avec excitation maximum de la génératrice, la tension de celle-ci se réglant par la vitesse du groupe.
  - Les deux moteurs sont ensuite couplés en parallèle, le groupe tournant à sa vitesse maximum et l’excitation étant réduite au début, puis progressivement augmentée.
  - Sur certaines voitures, il est installé un voltmètre-ampèremètre Ferrié qui permet au mécanicien, par observation du point de croisement des deux aiguilles, de maintenir aussi constante que possible la puissance fournie par le groupe.
  - Le chauffage de la voiture est obtenu par une circulation de l’eau de refroidissement du moteur.
  - L’éclairage est généralement assuré par de l’acétylène, ce gaz étant dissous sous pression dans l’acétone contenue dans une bouteille.
  - Ces automotrices système Westinghouse, dont, les dimensions et dispositions en tant que caisse sont variables suivant les lignes exploitées, peuvent remorquer une ou deux voitures.
  - 5° Automotrices de Bergmann Electricitidts-Unternehmungen àktien-Gesellschaft. — Depuis plusieurs années, les chemins de fer de l’Etat prussien s’efforcent de développer l’emploi d’automotrices. ^°us avons précédemment mentionné l’emploi, sur ces chemins de des automotrices à accumulateurs. En 1907 furent faits des essais d’automotrices pétroléo-électriques dont les résultats furent suffisamment satisfaisants pour que cette administration puisse élaborer un projet d’automotrices pétroléo-électriques dont elle confia Exécution à deux sociétés allemandes de constructions électriques .
  - E. G. et Bergmann, Du fait de ce programme unique, les voi-Eres construites par ces deux sociétés présentent de nombreux points C0lïimuns.
  - ^es voitures équipées par la Société Bergmann comprennent
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  - chacune un groupe électrogène reposant sur un châssis suspendu élastiquement et s’appuyant directement sur les deux essieux d’un des deux bogies de la voiture ; l’autre bogie recevant les deux moteurs électriques qui sont alimentés par le groupe électrogène (fl» 524).
  - Cette installation et cette suspension élastique du groupe électrogène sur un bogie facilitent le remplacement rapide du groupe et évitent la transmission à la caisse de la voiture des vibrations engendrées par le moteur à explosion.
  - (AEG)
  - ?0<n (BfRGMANN)
  - Automotrices de l’État prussien (A. E. G. Bergmann).
  - D’autre part, la caisse de la voiture est en retrait de la traverse d’attelage de façon à dégager complètement le moteur qui est alors recouvert d’un capot amovible. Cette disposition, qui dérive de celle usitée sur les automobiles, présente l’avantage de supprimer tout échauffement et toute odeur à l’intérieur de la voiture et réduit au minimum les dangers d’incendie.
  - Le moteur à benzol, à six cylindres de 170 millimètres d’alésage et 180 millimètres de course, disposés en V, les deux groupes de trois cylindres faisant un angle de 60°, développe une puissance d’enu ron 100 chevaux et tourne à 700 tours. ^
  - Le régulateur à force centrifuge agit sur l’admission des gaz est muni d’un dispositif qui, sous la dépendance de la manette du contrôleur, ralentit automatiquement au tiers de sa valeur la vite;?-1 du moteur lorsque celui-ci fonctionne à vide.
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  - Le silencieux est placé verticalement devant la paroi frontale de la caisse.
  - L’allumage électro-magnétique à rupteurs est assuré par une batterie d’accumulateurs qui est nécessitée par d’autres usages.
  - Le graissage s’effectue sous pression.
  - L’eau servant au refroidissement du moteur est mise en circulation par une pompe rotative.
  - Le radiateur est placé sur le toit de la voiture. Un ventilateur mû électriquement souffle sur le radiateur, de façon à réaliser un refroidissement indépendant de la vitesse de la voiture.
  - Le chauffage de la voiture est obtenu par une circulation de l’eau de refroidissement.
  - La mise en marche du moteur se fait au moyen de l’air comprimé ; trois cylindres fonctionnant comme moteurs à air comprimé à deux temps, pendant que les trois autres aspirent l’air carburé. De sorte que, pendant le démarrage, le moteur a un fonctionnement mixte : à air comprimé et à combustible liquide. L’air comprimé est pris aux réservoirs du frein à air.
  - Le compresseur d’air est actionné par le moteur à benzol.
  - Le moteur pèse 2.500 kilogrammes.
  - Le combustible liquide repose dans un réservoir sous un gaz inerte, azote ou acide carbonique, sous pression, qui peut être pris d’une bouteille. Le réservoir qui, par raison d’étanchéité, ne possède d’ouvertures que sur sa face supérieure est p^aoé au point le plus bas des conduites.
  - La génératrice à courant continu et à potentiel variable par variation de l’excitation est directement accouplée au moteur. Elle est à pôles de commutation et à enroulement de compensation et développe une puissance permanente de 66 kilowatts à la tension de 300 volts et à la vitesse de 700 tours. Elle est à auto-excitation.
  - Comme le réglage de la vitesse de la voiture s’obtient exclusivement par réglage de l’excitation de la génératrice, et que l’éclairage électrique de la voiture, les appareils avertisseurs acoustiques électriques, l’allumage électromagnétique du moteur et enfin l’excitation de l’interrupteur automatique principal exigent une tension constante du courant qui les alimente, il s’ensuit la nécessité d’employer Une batterie d’accumulateurs.
  - Au moyen d’un dispositif spécial, cette génératrice à potentiel
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  - variable peut donner du courant au circuit auxiliaire et peut charger la batterie.
  - Le principe de ce dispositif est le suivant :
  - L’excitation shunt de cette génératrice est assurée à la façon ordinaire par un enroulement d’excitation branché aux deux bornes de la génératrice, mais avec cette différence qu’une partie de cet enroulement est connectée d’une façon permanente à la batterie d’accumulateurs et, que dans l’autre partie, est insérée, en série, une résistance de réglage.
  - Au premier cran du contrôleur, la partie connectée à la batterie est seule en circuit et est alimentée par cette batterie. Cette partie de l’enroulement est prévue de manière que le groupe, ayant atteint progressivement sa vitesse de régime de 700 tours, l’excitation soit suffisante pour démarrer la voiture.,
  - Au deuxième cran et suivants, la seconde partie de l’enroulement shunt est mise en circuit avec la résistance de réglage en série, la seconde partie de cet enroulement restant en circuit et connectée à la batterie. Il en résulte une excitation produite, d’une part par le courant circulant, sous l’action de la tension de la génératrice, dans l’ensemble des deux parties de renroulement shunt et, d’autre part, par le courant supplémentaire, débité par la batterie, dans la partie de l’enroulement qui lui est reliée.
  - En enlevant progressivement la résistance de réglage, la tension de la génératricè augmentera, et le courant débité par la batterie diminuera, s’annulera, puis enfin changera de sens : la batterie sera alors chargée par la génératrice.
  - Les deux moteurs électriques à excitation série et à pôles de commutation développent chacun une puissance unihoraire de 85 chevaux.
  - La voiture possède à chaque extrémité un poste de conduite comportant un contrôleur, les appareils de manoeuvre des freins à main et à air comprimé, ainsi que les appareils de mesure et de sécurité
  - Le contrôleur est à deux manettes permettant, l’une de changer le sens de marche et l’autre de régler 1a. vitesse de la voiture. Cette dernière manette est pourvue d’un dispositif dit à bouton de pression-tel que si le mécanicien abandonne cette manette, lorsqu’elle se trouve sur l’un des crans de marche, le courant total est coupé et le frein à air est mis en action.
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  - Les caractéristiques de la voiture sont les suivantes:
  - Longueur hors tampons ..................................20m,750
  - Distance d’axe en axe des deux bogies...................13m,800
  - Empattement du bogie supportant le groupe électrogène . . 3ro,800
  - Empattement du bogie recevant les moteurs électriques . . 2œ,500
  - Longueur de la caisse . ................................16m,500
  - La voiture comprend deux compartiments, celui près du groupe électrogène est un compartiment de 4e classe contenant 22 places assises et 28 places debout; l’autre est un compartiment de 3e classe contenant 50 places assises.
  - Cette voiture de 100 places pèse 47 tonnes et atteint en palier la vitesse de 70 kilomètres à l’heure.
  - ... - L . -i
  - Fig. 525.
  - Automotrice de l’À. E. G., Chemins de fer de l’Est allemand.
  - Le moteur à benzol a été construit par la Gasmotoren-Fabrik Deutz, l’équipement électrique par la Bergmann Elektricitâts- Unter-nehmugen Aktien-Gesellschaft.
  - 6° Automotrices de VAUgemeine Elektricitâts-G es élis chaft {A. E. G).
  - - Les automotrices de l’Allgemeine Elektricitâts - Gesellschaft (A. E. G.), destinées aux Chemins de fer de l’Etat prussien, comportent les mêmes dispositions générales que celles des automotrices bergmann. . '
  - Le groupe électrogène est supporté par un bogie et les deux Moteurs électriques sont placés sur l’autre bogie. La caisse est en petrait et le moteur à benzol est recouvert d’un capot amovible.
  - La voiture possède deux postes de conduite.
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  - Le moteur à benzol, à, quatre cylindres verticaux de 196 millimètres d’alésage et de 260 millimètres' de course, à soupapes commandées, à carburateur à pulvérisation, à allumage par magnéto haute tension et à refroidissement par circulation d’eau, est muni d’un régulateur à force centrifuge qui limite sa vitesse à 700 tours. A cette vitesse le moteur développe 120 chevaux. Un dispositif spécial sous la dépendance du contrôleur réduit automatiquement 1a. vitesse à 250 tours lorsque le moteur fonctionne à vide.
  - La mise en marche du moteur s’effectue par l’air comprimé.
  - Le moteur actionne, par un accouplement élastique, la génératrice.
  - Cette génératrice à courant continu, à pôles de commutation, à excitation séparée, fournit à la tension de 300 volts une puissance normale de 66 kilowatts.
  - L’excitatrice, compound, d’une puissance de 2,5 kilowatts sous 70 volts, est calée sur l’arbre de la génératrice.
  - La puissance unihoraire de chaque moteur électrique est de 82 chevaux.
  - Le réglage de la vitesse de la voiture s’obtient par réglage de l’excitation indépendante de la génératrice.
  - L’éclairage électrique de la voiture est assuré par l’excitatrice et la batterie qui sont couplées en parallèle lorsque la vitesse du groupe électrogène est de 700 tours. Aux vitesses inférieures à cette valeur (lorsque le groupe fonctionne à vide), l’excitatrice est automatiquement mise hors circuit au moyen d’un disjoncteur et l’éclairage est assuré par la batterie. La figure 526 donne le schéma des connexions de réquipement électrique de cette voiture.
  - Cette voiture, dont la caisse a 16,495 mètres de longueur, comprend un compartiment de 3e classe, un de 4e classe et contient 95 places.
  - En ordre de marche, cette voiture pèse 55 tonnes et marche a 65 kilomètres en palier.
  - La voiture a été mise en service en octobre 1911.
  - Le moteur à benzol a été construit par ,1a Neue Automobil Ge-sellschaft, l’équipement électrique par la Allgemeine Elektricitâts-Gesellschaft.
  - La Société A. E. G. a construit, pour les lignes secondaires, un autre type de voiture pétroléo-électrique d’une puissance de 55 che-
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  - Moteurs
  - Terre
  - Disjoncteur
  - principal
  - Dynamo
  - Bouton desûreté
  - Contrôleur
  - rhëostatique
  - Excitatrice
  - Terre
  - Moteur ventilateur
  - Batterie
  - Disjoncteur de batterie
  - Fig. 526.
  - Automotrice benzo-électrique, A. E. G. de l’Etat prussien, schéma des connexions pour voilure de 120 HP.
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  - CO
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  - vaux qui a été récemment mis en service sur le réseau des Chemins de fer de l’Etat allemand à Konigsberg, en Prusse orientale.
  - Le groupe électrogène est placé dans l’une des deux cabines de conduite, mais repose par l’intermédiaire de ressorts sur le châssis au bogie situé au-dessous. Par ce procédé, les vibrations du moteur ne se transmettent pas à la caisse de la voiture.
  - Les deux moteurs électriques sont montés sur l’autre bogie.
  - Le moteur à benzol à quatre cylindres verticaux, à refroidissement par circulation d’eau, à graissage sous pression, à allumage par magnéto haute tension, à régulateur à force centrifuge, développe 55 à 58 chevaux.
  - Le radiateur est placé sur le toit.
  - Les réservoirs d’eau et de benzol sont installés dans la cabine.
  - Le moteur à benzol actionne au moyen d’un accouplement élastique la génératrice qui est à courant continu, à pôles de commutation et à excitation indépendante.
  - L’excitatrice est actionnée par le moteur à benzol, au moyen d’une courroie.
  - La régulation de la voiture s’obtient par le réglage de l’excitation de la génératrice.
  - Cette voiture contient 12 places assises de 2e classe, 15 places assises de 3e classe et fournit en palier, avec deux remorques, une vitesse d’au moins 30 kilomètres à l’heure.
  - 7° Automotrices de la General Electric Co. — Les automotrices de le General Electric Co, qui sont assez répandues aux Etats-Unis, comprennent toutes le même type d’équipement pétroléo-électrique et pour toutes l’emplacement relatif des organes constituant l’équipement est le même.
  - L’automotrice système General Electric Go ne possède qu’une seule cabine de conduite dont l’avant est en forme d’ogive pour diminuer la résistance au vent. Cette cabine contient un groupe moteur principal et un groupe moteur auxiliaire. Les deux moteurs électriques sont montés sur le bogie avant placé sous la cabine de conduite (fîg. 527).
  - Le groupe principal, placé dans l’axe longitudinal de la voiture, est constitué par un moteur à gazoline actionnant à un bout une génératrice et à l’autre bout un compresseur d’air.
  - Le groupe auxiliaire, placé sur le côté parallèlement à l’axe long1*
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  - {udinal de la voiture, comprend un moteur à gazoline actionnant une o-énératrice et un compresseur d’air.
  - Le moteur à explosion du groupe principal, à huit cylindres de 203 millimètres d’alésage et 254 millimètres de course disposés en V, à circulation d’eau par thermo-siphon, à soupapes commandées, à allumage par deux magnétos basse tension et rupteurs magnétiques, à graissage sous pression, est muni d’un papillon servant au réglage de sa vitesse. La vitesse normale de ce moteur est de 550 tours.
  - Fig. 527.
  - Automotrice de la “ General Electric Cy
  - La génératrice principale, directement calée sur l’arbre de ce moteur, est du type à huit pôles, à courant continu 600 volts, à pôles de commutation, et peut fournir une puissance de 100. kilowatts. Sa culasse est boulonnée sur le bâti du moteur. Un plateau-palier soutient l’extrémité de l’arbre.
  - Le compresseur d’air principal, directement calé sur l’arbre du moteur, comporte un cylindre de 120 millimètres d’alésage et 101 mill. 6 de course. Ce compresseur est muni d’un régulateur automatique de pression.
  - Le démarrage du moteur principal s’effectue au moyen de l’air comprimé contenu dans des réservoirs placés sous la voiture et qui ^ont alimentés par le compresseur de ce groupe principal ou par le c°mpresseur du groupe auxiliaire.
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  - Gomme le voltage de la génératrice varie, pour les besoins de ia traction, de 200 à 800 volts, il est nécessaire, pour assurer l’éclairao-e électrique de la voiture et fournir la charge d’air initiale auvdémarrage du moteur principal, d’employer un groupe auxiliaire.
  - Le moteur auxiliaire comprend trois cylindres verticaux, celui du milieu étant utilisé comme compresseur d’air. Les cylindres moteurs ont 120 millimètres d’alésage et 152 millimètres de course. Le cylindre du compresseur a 133 millimètres d’alésage et 152 millimètres de course. Ce cylindre peut fournir de l’air comprimé à la pression de 6 kilogrammes.
  - Un régulateur à force centrifuge maintient constante la vitesse du moteur qui est de 600 tours. Ce moteur est mis en marche par l’air comprimé. Les systèmes de refroidissement et d’allumage sont ceux du moteur principal.
  - ' La génératrice auxiliaire dont la tension est de 125 volts et la puissance de 1 kilovv. 5 est directement calée sur l’arbre du moteur.
  - Les deux moteurs électriques, à pôles de commutation, du type GE-205, établis pour la tension de 600 volts, peuvent développer chacun une puissance unihoraire de 100 chevaux.
  - Le démarrage de la voiture et le réglage de sa vitesse s’obtiennent au moyen du contrôleur qui permet d’effectuer les couplages série et parallèle des moteurs et de faire varier l’excitation de la génératrice principale.
  - Le contrôleur comporte trois manettes. Une première manette pour le changement de marche de la voiture, une deuxième pour le couplage série parallèle des moteurs et le réglage de l’excitation de la génératrice, une troisième pour le démarrage par l’air comprimé du moteur et le réglage de radmission des gaz. Cette dernière manette est disposée de telle façon qu’en faisant pression sur un levier qui lui est relié, l’air comprimé peut, par l’intermédiaire d’une soupape placée sous le contrôleur, être envoyé au moteur et en même temps l’admission des gaz peut être ouverte. Un dispositif d’enclenchement est prévu pour que radmission des gaz soit ouverte seulement au moment favorable pour assurer le fonctionnement du moteur. Le moteur démarré, le levier peut être abandonné, supprimant comple' tement l’air comprimé, et l’admission est ouverte en grand. Il pas possible d’admettre à nouveau l’air comprimé dans le moteur
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  - ,anS revenir à la position initiale de la manette qui correspond à la fermeture de l’admission des gaz.
  - Le radiateur est installé sur le toit de la voiture.
  - Le réservoir à gazoline est placé sous la voiture. Une pompe mue parle moteur aspire la gazoline. Une pompe à main remplace celle-ci lorsque le moteur est arrêté.
  - Un poêle à eau chaude, chauffé au charbon, assure le chauffage do la voiture. Ce poêle peut être relié avec la circulation d’eau de refroidissement du moteur pour prévenir la gelée de l’eau et par suite les ruptures de cylindres, quand la voiture est remisée la nuit.
  - Ces voitures, construites entièrement en métal et qui, suivant les types, contiennent 60 à 100 places, pèsent 40 à 50 tonnes, dont 6 tonnes pour les deux bogies et 15 tonnes pour l’ensemble de l’équipement pctroléo-élec trique. Les moteurs développent à la jante des roues, au démarrage et à faible vitesse, un effort de traction d’environ 5.500 kilogrammes. En palier la vitesse est d’environ 90 kilomètres à l’heure.
  - 7° Automotrices de la British Thomson-Houston Company. — La Compagnie.anglaise de chemins de fer du Great Western Railway a mis en service en 1912 une voiture automotrice à deux essieux dont l’équipement électrique a été construit par la British Thomson-Houston Co.
  - La voiture comprend une cabine située à chaque extrémité et un compartiment à voyageurs.
  - Le moteur à pétrole, d’une puissance de 40 chevaux, actionne une dynamo qui alimente deux moteurs électriques commandant chacun un essieu.
  - Le groupe moteur génératrice est placé dans une des cabines de conduite.
  - Cette voiture contient 44 places assises et pèse 14 tonnes.
  - 224. Automotrices pétroléo-électriques à transmission mixte et à récupération, système Pieper, dit à électro-tamponnage (fig. 528). — Dans les automotrices de ce système, le moteur à explosion com-mande directement les essieux au moyen de cardans et d’engrenages ^ ongle.
  - Une dynamo shunt, calée sur l’arbre du moteur, est connectée
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  - à une batterie d’accumulateurs. Cette dynamo peut fonctionner génératrice ou en réceptrice par réglage de son excitation.
  - Lorsque la puissance du moteur est insuffisante, la batterie f0ur ~ nit automatiquement l’énergie supplémentaire à la dynamo qui f0nc tionne en réceptrice. Lorsque la puissance du moteur est en excès ou lorsque l’énergie cinétique de la voiture est motrice (lors, des ralenti? sements ou dans les pentes), la dynamo fonctionne automatiquement en génératrice et 1a. batterie récupère.
  - Fig. 528.
  - Automotrices système Pieper.
  - L’admission des gaz du moteur est sous 1a. dépendance d’un régulateur automatique consistant en un solénoïde différentiel à deux enroulements. L’un de ces enroulements en dérivation sur la batterie est traversé par un courant de sens invariable, l’autre enroulement en série sur le circuit die la batterie et de la dynamo est traversé par un courant de sens variable. L’action de cet enroulement série s’ajoute à celle de renroulement dérivation ou s’en retranche de façon à réduire" ou augmenter l’admission des gaz suivant que la batterie est en charge ou en décharge.
  - Un embrayage électromagnétique est interposé entre le groupe moteur et les essieux.
  - Le moteur à explosion est établi pour pouvoir tourner dans le: deux sens. Ce renversement de marche s’opère au moyen d’un élec tro-aimant commandé de l’un ou l’autre des contrôleurs.
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  - Le type de contrôleur employé pour la conduite de la voiture est à jeux manettes, l’une servant à démarrer le groupe moteur dans l’un ou l’autre sens, l’autre manette servant à embrayer, à régler la vitesse et à freiner progressivement.
  - Pour effectuer la mise en marche de la voiture, le mécanicien, au moyen de la manette du contrôleur, actionne l’électro-aimant du changement de marche du moteur et démarre le moteur à explosion en envoyant le courant de la batterie dans la dynamo excitée au maximum. Le groupe moteur étant mis en marche, le mécanicien, au moyen de l’autre manette du contrôleur, envoie progressivement le courant de la batterie dans les embrayages électromagnétiques, démarre progressivement la voiture et augmente ensuite sa vitesse en diminuant progressivement l’excitation de la dynamo.
  - La voiture étant ainsi mise en vitesse, sa régulation s’effectue ensuite automatiquement.
  - Lorsque la voiture arrive sur une rampe, l’effort résistant à la jante des roues augmentant, le couple résistant correspondant devient supérieur au couple du moteur à explosion, la vitesse du moteur diminue, la tension de la dynamo baisse et devient inférieure à celle de la batterie. La batterie se décharge dans la dynamo qui fonctionne alors en réceptrice et produit un couple moteur qui s’ajoute à celui du moteur pour équilibrer le couple résistant de la voiture. Le couple du moteur est d’ailleurs maximum, puisque l’admission des gaz, qui est régie par le courant de décharge, est également maximum.
  - Réciproquement, quand la voiture arrive sur une pente, si le couple résistant est inférieur au couple du moteur, la vitesse du moteur tend à s’accroître, la tension de la dynamo devient supérieure à celle de la batterie, la dynamo fonctionne en génératrice et charge la batterie. Du fait die ce courant de charge traversant le régulateur, l’admission des gaz est réduite au minimum et le couple du moteur est sensiblement nul.
  - A chaque profil de la ligne correspond ainsi un régime d’équilibre automatique entre les trois couples: couple résistant de la voiture, c°uple du moteur à explosion et couple moteur (ou résistant) de la
  - dynamo.
  - Pour ralentir ou accélérer à volonté la vitesse de la voiture, il suf-flt de rompre cet équilibre. Pour ralentir, il convient d’augmenter le
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  - couple résistant, ce que le mécanicien obtient en augmentant rexcj tation de la dynamo qui devient génératrice et charge la batterie Qe courant de charge diminue l’admission des gaz et par suite Le couple moteur. La chute de puissance vive de la voiture est ainsi récupérée par la^batterie.
  - Pour accélérer, il faut augmenter le couple moteur, c’est-à-dire diminuer l’excitation.
  - A l’arrêt de la voiture, le groupe moteur est débrayé. Il peut soit, être arrêté, soit tourner à faible vitesse pour recharger la batterie.
  - Il résulte de cet examen que le moteur à explosion, de par sa liaison invariable avec les essieux de la voiture, tourne à vitesse variable, et, du fait de son régulateur automatique, fonctionne à admission variable. Dans les rampes, notamment, il fonctionne à vitesse réduite et pleine admission, alors qu’en palier, il fonctionne à vitesse maximum avec admission étranglée. Le moteur à explosion doit donc être prévu, en tant que dimensions, de façon que le travail total fourni à ces régimes variables corresponde au travail total à développer aller et retour sur la ligne considérée, augmenté des pertes d’énergie dans la dynamo et la batterie.
  - Ce système d’automotrice, qui nécessite l’emploi d’accumulateurs, présente l’avantage d’une récupération d’énergie dans les ralentissements et descentes.
  - Les voitures automotrices du système Pieper en service en France (Compagnie des chemins de fer de Grande Banlieue, ligne àe Saint-Germain à Poissy) comportent les dispositions suivantes :
  - Le groupe moteur avec ses deux embrayages est monté sur deux faux longerons suspendus élastiquement au châssis de la voiture, entre les deux bogies, au-dessous du compartiment à bagages. Ce groupe commande l’essieu extrême de chaque bogie joar l’intermédiaire d’un cardan et d’un engrenage d’angle.
  - Le moteur à quatre cylindres verticaux de 155 millimètres d’ale-sage et 200 millimètres de course, sans soupapes, à tiroirs cylindriques, à refroidissement par circulation d’eau, possède un change-ment de marche et fonctionne au benzol.
  - Le silencieux, le radiateur et le réservoir à combustible sont ins' tallés sur le toit.
  - La voiture comporte deux postes de conduite pourvus chacun d’un
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  - contrôleur et des appareils de commande du frein à main et du frein à air comprimé. Ces freins ne servent qu’à bloquer les roues.
  - Le chauffage est assuré par la circulation de l’eau de refroidissement.
  - L’éclairage électrique est branché sur la batterie.
  - Les caractéristiques de la voiture sont les suivantes :
  - Distance d’axe en axe des bogies . ...... 8m,
  - Empattement de chaque bogie lm,775
  - Longueur de la caisse.......................14m,570
  - Cette voiture comprend deux compartiments, l’un de lre classe et l’autre de 2e classe, situés de part et d’autre du compartiment à bagages qui est placé au centre de la voiture. Deux plates-formes à entrées latérales sont comprises entre ces deux compartiments à voyageurs et les deux postes de conduite.
  - Cette voiture contient 33 places assises (12 en lre classe, 21 en 2e classe) et 16 places debout, pèse 21 tonnes 7, et peut remorquer deux voitures de 10 tonnes sur la ligne de Poissy à Saint-Germain, qui présente une rampe de 50 millimètres sur une longueur de 500 mètres. Sur cette ligne particulière, la consommation de benzol a été de 25-gr. 9 par tonne-kilomètre.
  - 225. Comparaison entre les systèmes à transmission électrique et le système à électro-tamponnage.— Les principes de ces deux systèmes décrits précédemment sont très différents, et il est facile d’apercevoir, au moins théoriquement, les avantages et les inconvénients de chacun d’eux (1).
  - Le principe des automotrices Pieper est particulièrement ingénieux et séduisant.
  - Nous avons vu que lorsque le moteur pouvait fournir la puissance nécessaire au maintien d’une vitesse convenable de la voiture il n’v nvait qu’accidentellement transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique, et que la puissance mécanique fournie par le moteur était transmise aussi directement que possible aux essieux. Eu Principe, le rendement doit être bon.
  - En outre, la batterie d’accumulateurs vient au secours du moteur
  - (1) D’après M. Le Verrier, ingénieur des Ponts-et-Chaussées. Journal Les Che-mins de fer d'intérêt local et des Tramways, du 31 octobre 1912.
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  - dans les parties difficiles du tracé, et la puissance normale du moteu peut être théoriquement assez réduite et calculée d’après la puissance moyenne à fournir, au lieu de l’être d’après la puissance maxima né cessaire au moment le plus défavorable du parcours.
  - Enfin, lorsque, dans les pentes du profil, la gravité communique à la voiture une vitesse supérieure à celle qui est momentanément nécessaire, l’énergie disponible, au lieu d’être absorbée inutilement par des freins, est emmagasinée dans la batterie d’accumulateurs qui la restitue ultérieurement au rendement près diu système.
  - Il en est de même lorsque les conditions du service imposent un ralentissement de la vitesse du train.
  - Il y a là, théoriquement, une cause d’économie qui devrait se traduire par une économie de combustible.
  - L’électro-tamponnage du moteur procure en outre une grande élasticité de puissance et rend les démarrages et arrêts souples, progressifs et rapides.
  - En revanche, le système a l’inconvénient d’être assez compliqué. Le mécanisme nécessite un réglage soigné ; la batterie d’accumulateurs doit être établie en tenant compte du profil et des conditions d’exploitation de la ligne.
  - Une automotrice, construite pour circuler sur une ligne déterminée, ne saurait être utilisée sur une autre ligne sans subir au préalable un nouveau réglage, et souvent même un remaniement de la batterie.
  - La batterie d’accumulateurs est un organisme délicat et qui exige un entretien suivi, bien que, dans ce système, les batteries travaillent dans d’assez bonnes conditions au point de vue de leur conservation.
  - Il faut noter également cette circonstance défavorable que le moteur attaque les essieux sans interposition de changement de vitesse et travaille à des vitesses variables, ce qui est peu avantageux au point de vue du rendement.
  - La vitesse du groupe électrogène est, elle aussi, invariablement liée à celle de la voiture, ce qui ne permet pas de faire travailler la dynamo au maximum de sa charge sur les sections difficiles du parcours.
  - Le système d’automotrice à transmission électrique, genre Westinghouse, ne présente pas ces mêmes inconvénients. La double
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  - transformation d’énergie mécanique en énergie électrique, et de cette énergie électrique en énergie mécanique correspond bien à un rendement assez faible, mais le réglage combiné du groupe électrogène et des moteurs assure beaucoup de souplesse au mécanisme, et permet de faire travailler le moteur à explosion dans d’assez bonnes conditions de rendement pour des vitesses variables de la voiture.
  - Les organes sont moins compliqués que ceux des voitures Pieper ; le réglage du mécanisme est moins délicat, et les voitures peuvent circuler indifféremment sur des lignes à- profils assez différents, sans avoir à subir au préalable des modifications.
  - Au point de vue de l’adhérence, il est possible d’utiliser le poids total de la voiture, et même, par simple adjonction, de moteurs supplémentaires, de rendre moteurs les essieux des voitures remorquées ; cette faculté peut avoir des avantages pour faciliter le franchissement des fortes rampes.
  - Les inconvénients inhérents à l’emploi d’une batterie d’accumulateurs sont supprimés, et l’entretien du matériel’ semble devoir être moindre.
  - En revanche, ces voitures à capacité égale ont un poids mort un peu plus élevé que celui des voitures Pieper (par exemple 24 tonnes au lieu de 21 tonnes pour le type comportant environ 50 places assises).
  - Pour le même service rendu, la consommation de combustible semble donc devoir être plus élevée. La puissance- du moteur doit être calculée en tenant compte des éventualités les plus défavorables du parcours à effectuer. 11 n’y a pas de récupération d’où, théoriquement, consommation plus importante de combustible. Les démarrages et les arrêts sont moins progressifs et moins rapides ; enfin, la vitesse est plus réduite dans les rampes que pour les automotrices du système Pieper.
  - Si l’on quitte le domaine de la théorie pour revenir à celui de la Pratique, on constate que ces deux systèmes paraissent donner, jus-tu’à présent, sur les lignes où ils ont été mis en service, des résultats également satisfaisants.
  - Pour un même nombre de places offertes, et pour des services analogues, les automotrices des deux systèmes sont à peu près du ^êiûe prix.
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  - Les dépenses d’exploitation et d’entretien, ainsi que la consommation de combustible ne semblent pas très différentes. Du moins si les différences que la théorie fait prévoir, existent réellement, elles sont as^ez peu importantes pour qu’il soit difficile de les mettre en évidence autrement qu’en instituant une comparaison .entre deux automotrices de chacun de ces systèmes assurant, pendant un certain temps, le service d’une même ligne dans des conditions identiques.
  - En attendant, il paraît difficile de présenter des arguments décisifs d’ordre général, pour imposer le choix d’un de ces systèmes de préférence à l’autre.
  - Les explications données ci-dessus permettent tout au plus de penser que le système Pieper se recommande pour des lignes à profil assez accidenté, où les pentes et rampes, sans être excessives, se succèdent d’une manière à peu près régulière, et dont le service comporte des arrêts et ralentissements fréquents. Inversement, les automotrices genre Westinghouse paraissent mieux adaptées à un service comportant peu d’arrêts et de ralentissements, et exécuté su: des lignes à profil peu accidenté ne comportant que de courtes déclivités, peu accentuées, mais qui peuvent cependant être assez nombreuses.
  - 226. Consommation de combustible des automotrices pétroléo-élec-
  - triques. — La consommation de combustible varie naturellement dans des limites étendues suivant le poids des trains, le profil de iu ligne, le nombre des arrêts et des ralentissements et même des conditions atmosphériques.
  - Pour des voitures utilisant le benzol, et pour des trains moyens pesant, en ordre de marche, 25 à 30 tonnes, il semble qu’on puisse espérer ne pas dépasser, par train-kilomètre, une consommation d’environ 500 grammes de benzol pour un profil en palier avec arrêts et ralentissements peu nombreux, et 90 grammes pour un profil accidenté avec arrêts et ralentissements fréquents.
  - B. — Emploi du moteur a combustion interne type Diesel
  - 227. Automotrices de l’Etat suédois, — Les automotrices therffl0 électriques, mises en service en 1912 sur le réseau de l’Etat suédois-sont tout particulièrement intéressantes, étant donné que ce sont Ie-
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  - premières voitures équipées avec moteur Diesel, qui circulent sur des voies ferrées. Ce type de moteur a été employé en vue de réduire la dépense de combustible considérée comme trop onéreuse, lors d’essais entrepris précédemment avec le moteur à explosion.
  - Ces automotrices à moteur à combustion interne, fonctionnent suivant le principe des automotrices pétroléo-électriques à transmission électrique. Chaque automotrice, comprend un moteur Diesel d’une puissance de 75 chevaux à la vitesse de 700 tours, accouplé à une génératrice de 50 kilowatts, à courant continu, alimentant les deux moteurs électriques d’une puissance unitaire de 30 chevaux. Le groupe électrogène est placé transversalement dans l’une des deux cabines de conduite.
  - Le moteur Diesel, à six cylindres verticaux à refroidissement par circulation d’eau, comporte un cylindre supplémentaire fournissant l’air comprimé nécessaire au démarrage du moteur et à l’injection du pétrole. Ce moteur, qui est muni d’un régulateur de vitesse, actionne une pompe à huile assurant le graissage du moteur et un compresseur fournissant l’air comprimé nécessaire au freinage de la voiture.
  - Le silencieux, placé sous la voiture, est prolongé par un tuyau aboutissant au toit.
  - Le radiateur est situé sur le toit.
  - La circulation de l’eau de refroidissement s’obtient au moyen d’une pompe à engrenages, commandée par le moteur.
  - Les réservoirs de combustibles sont installés dans la cabine contenant, le groupe, et le réservoir d’eau est situé dans le compartiment à bagages.
  - Les approvisionnements de .combustible et d’eau se font à l’aide dune pompe à main placée dans la cabine.
  - La consommation de combustible serait, à la puissance de 75 chevaux, de 180 grammes d’huile par cheval-heure.
  - Aux essais, et avec différents poids remorqués sur différents tra-kts, la consommation par tonne-kilomètre a varié de 5,70 à 8,70 gammes. La vitesse moyenne était comprise entre 35 et 50 kilomètres à l’heure.
  - Les trains peuvent être composés soit d’une automotrice seule, s°it d’une automotrice avec une ou deux remorques. Les poids des Lains correspondants sont de 26,5 tonnes, 40 tonnes et 60 tonnes.
  - La génératrice, à potentiel variable depuis 0 jusqu’au maximum
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  - de 440 volts, par variation de la vitesse du moteur à combustion esf. accouplée au moteur par un accouplement à bandes de cuir et repose ainsi que le moteur, sur un bâti.
  - Chaque cabine de conduite renferme les appareils nécessaires à la mise en marche et au freinage de la voiture : contrôleur à deux manettes, wattmètre, robinet de frein, sifflet à air, etc.
  - Une batterie d’accumulateurs de 23 éléments et de 200 ampères-heure, reliée automatiquement à la génératrice lors de la marche à vide de celle-ci (aux arrêts et dans' les pentes), assure l’éclairage de la voiture ainsi que la commande des appareils auxiliaires utilisés pour la manœuvre.
  - Le réglage de la vitesse du moteur à combustion est obtenu au moyen d’un petit moteur électrique qui est sous la dépendance du contrôleur.
  - Le démarrage de la voiture s’effectue de la façon suivante :
  - Le moteur à combustion étant préalablement démarré au moyen de l’air comprimé, et la manette de changement de marche étant mise sur le cran approprié au sens de marche, le mécanicien appuie sur le bouton poussoir de la seconde manette du contrôleur, de façon à fermer, par l’intermédiaire de l’interrupteur principal, le circuit de la génératrice sur les deux moteurs de traction couplés en parallèle, puis déplace progressivement la manette depuis la position de repos, pour laquelle le moteur tourne à 350 tours, jusqu’à la position de pleine marche qui correspond à la vitesse de 700 tours. Pendant cette manœuvre, la vitesse du moteur est progressivement augmentée par l’intermédiaire du petit moteur de régulation, et le démarrage de la voiture s’effectue sans perte d’énergie, puisqu’il n’existe pas de résistances de démarrage.
  - Lorsque la vitesse de régime du moteur est atteinte, la régulation de la vitesse de la voiture s’effectue automatiquement. La caractéristique de voltage en charge de la génératrice a été rendue, dans certaines limites, aussi voisine que possible d’une hyperbole équilatere-afin de permettre au groupe moteur-générateur de fonctionner a puissance sensiblement constante à la vitesse normale de 700 tour-à la minute.
  - - A signaler le dispositif prévu pour assurer le maximum de secu rité d’exploitation, la voiture étant conduite par un seul mécanicien • sur le toit de la voiture et de chaque côté, est disposé un bâton en toi
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  - qui maintient un mécanisme à ressort dans une certaine position, gi la voiture dépasse un signal, alors que celui-ci est à l’arrêt, l’un des bâtons, rencontrant un bras» fixé au signal, déclanche le mécanisme qui coupe le courant dans les moteurs et met en action le frein à air qui arrête le train.
  - Un frein de secours placé dans le compartiment à voyageurs permet également d’actionner, en cas de danger, le mécanisme précité.
  - Ces automotrices du type à trois essieux, dont deux moteurs, à chauffage par circulation de l’eau de refroidissement, comprenant et dans l’ordre suivant : une cabine de conduite (contenant le groupe), un fourgon à bagages, un compartiment à voyageurs de 39 places assises, une plate-forme d’accès et une cabine de conduite, ont un poids unitaire de 26 tonnes et sont construites pour la vitesse maximum de 60 kilomètres.
  - L’équipement électrique a été construit par l’Allmânna Svenska Elektriska Aktiebolaget.
  - 228. Automotrices des chemins de fer saxons et prussiens. — Dans ces automotrices mises en service en 1918, le moteur Diesel actionne au moyen d’un accouplement mécanique, une dynamo à excitation séparée.
  - La caisse repose sur deux bogies dont l’un à trois essieux, supporte le groupe électrogène et l’autre à deux essieux comprend les moteurs de traction. La voiture comporte deux cabines de commande.
  - La figure 529 (1) représente en plan le bogie du groupe électrogène. On est arrivé à réduire à une valeur négligeable les trépidations par l’emploi de deux châssis distincts reposant sur les essieux Par l’intermédiaire d’organes élastiques. Le groupe électrogène est boulonné au châssis intérieur b lequel repose par l’intermédiaire de solides ressorts à lames sur les boîtes d’essieux intérieures des deux essieux extrêmes. L’essieu central ne supporte pas le poids dû groupe. Le châssis extérieur c repose sur les boîtes d’essieux extérieures des trois essieux par l’intermédiaire de ressorts à lames et de ressorts à boudins en acier de section carrée. Il comprend l’entretoise d avec le pivot sphérique e, ainsi que les glissières qui supportent te poids de la caisse de la voiture. Le pivot sphérique est maintenu
  - ü) Empruntée, ainsi que la figure suivante et les. renseignements qui l’accom-Pagne à la Revue générale d'électricité, du 7 décembre 1918.
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  - par deux ressorts à lames transversaux ; les glissières /, sont suppor tées par des ressorts à boudins, en fer plat. La pression par essieu e«t sensiblement la même pour les trois essieux.
  - Les deux moteurs de traction, actionnent les essieux du bogie ;\ deux essieux par rintermédiaire d’une commande par engrenages faux-essieu et bielles. Ils sont ainsi complètement suspendus. Ils ont en outre, une carcasse commune et sont par suite jumelés.
  - Le moteur Diesel est d’une puissance de 200 chevaux. Il est à six cylindres de 260/300, disposés en deux groupes de trois en V. La mise en marche du moteur s’effectue par l’air comprimé, puis au
  - Fig. 529.
  - Vue en plan du bogie à trois essieux.
  - moyen de gazoline et après un échaufïement suffisant (lorsque l’eau de réfrigération a atteint 45°), on remplace la gazoline par de l’huile lourde.
  - La dynamo-génératrice est d’une puissance horaire de 100 kilowatts sous 300 volts. Son excitatrice est de 7,5 kilowatts sous 70 volts. Cette excitatrice alimente en outre le moteur d’un ventilateur et fournit le couraqt de charge d’une batterie de 35 éléments et d’une capacité de 95 ampères-heures.
  - Les moteurs sont d’une puissance horaire de 180 chevaux et sont connectés en permanenece en parallèle avec câble d’équilibre, suivant le schéma simplifié de la figure 530.
  - Le contrôleur a douze crans. Sur les six premiers crans on aug' mente progressivement la valeur du courant d’excitation de D
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  - dynamo, qui passe de zéro à sa valeur normale et sur les six dernier-, crans on shunte progressivement les inducteurs des moteurs au moyen de résistances réglables, ce qui a pour effet de réduire l’excitation des moteurs et, par suite d’augmenter la vitesse.
  - L’automotrice pèse, à vide, 64 tonnes et a 80 places assises. Sur une rampe de 5 p. 1.000, une automotrice a pu remorquer une charge de 47 tonnes (automotrice non comprise) à la vitesse de 40 kilomètres à l’heure. Pour un parcours horizontal et avec une vitesse moyenne de 50 kilomètres à l’heure, on peut compter sur une consommation d’environ 5,5 grammes d’huile lourde par tonne-kilomètre.
  - Schéma du montage Ward-Léonard, des automotrices des Chemins de fer saxons et prussiens.
  - Aux essais, le moteur a donné 200 chevaux à la vitesse de 440 tours à la minute avec une consommation par cheval-vapeur effectif de 240 grammes.
  - G. — Remarques générales sur les voitures thermo-électriques :
  - PÉTROLÉO-ÉLECTRIQUES ET A MOTEUR DlESEL
  - 229. — Ce mode de traction paraît actuellement se développer beaucoup. Il présente, en effet, de nombreux avantages.
  - Du fait de l’emploi du moteur à explosion ou de celui à combustion interne, la mise en route de la voiture est immédiate et les approvisionnements pour de longs parcours n’occupent qu’un volume réduit. Les démarrages sont rapides comme pour tout véhicule à traction électrique et, par suite, la vitesse commerciale est augmentée par
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  - rapport à celle des automotrices à vapeur. La conduite de la voiture est facile et sa commande est d’une grande souplesse en raison de son mode die régulation.
  - Si le$ temps d’arrêt sont assez longs, on peut facilement arrêter le moteur, évitant ainsi une consommation inutile de combustible.
  - Ces automotrices peuvent, en outre, au moyen de dispositifs simples, être accouplées pour fonctionner en unités multiples, ce qui constitue un avantage précieux.
  - L’emploi de ces automotrices paraît tout indiqué sur les lignes à trains légers avec horaires à départs peu fréquents et à arrêts assez peu rapprochés les uns des autres. Sur une ligne à service peu chargé, soit à raison de 1, 2, 3 ou 4 trains par jour dans chaque direction, le succès économique de l’automotrice pétroléo-électrique paraît devoir être certain.
  - Il n’est pas douteux que pour ces véhicules, le coût du combustible et celui de l’entretien seront plus élevés que le coût de l’énergie électrique et celui de l’entretien d’une automotrice à trolley, par cheval effectif, mais les dépenses de premier établissement sont considérablement moindres, puisqu’il n’y a ni sous-station, ni ligne aérienne, ni système de feeders, ni connexions électriques du circuit de retour.
  - Cependant, le système thermo-électrique ne saurait supplanter le système à trolley qui devient incontestablement le plus économique là où le trafic est chargé.
  - D’ailleurs il y a lieu de noter qu’un réseau peut facilement comporter l’emploi des deux sortes de véhicules, car les automotrices thermo-électriques peuvent fonctionner, par le trolley sur des parties de voie équipées en trolley, et, sur d’autres, par leurs propres moyens: le groupe électrogène. Un réseau comportant des lignes diversement chargées, pourra donc avantageusement comprendre l’utilisation des deux systèmes : le système à trolley sur les lignes très chargées et le système thermo-électrique sur celles peu chargées.
  - En ce qui concerne l’emploi des groupes électrogènes à moteur Diesel, les applications sont encore trop récentes et trop restreintes pour qu’on puisse en tirer une conclusion certaine. Toutefois, les résultats acquis sur les deux lignes que nous avons mentionnées, semblent très encourageants, et il apparaît que le groupe électrogène à moteur Diesel a réalisé un nouveau progrès notable dans le domaine de la traction sur voies ferrées par automotrices indépendantes-
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  - 230. Applications. — Outre celles mentionnées au cours, des descriptions précédentes, nous citerons les suivantes en Europe :
  - Système Westinghouse : les lignes de Dinard-Saint-Brieuc (Ille-et-Vilaine), de Caen à la mer (Calvados), des mines de Carvin, des chemins de fer vicinaux du Luxembourg, de l’Etat hongrois, d’Oos-terstroomstram-Mij (Hollande), etc.
  - Système Pieper : les chemins de fer vicinaux belges, la ligne de Rhode à Waterloo.
  - Aux Etats-Unis, beaucoup de Compagnies de chemins de fer emploient, pour des services spéciaux (services d’inspection, de manœuvres, de transports d’équipes d’ouvriers, etc.), des automotrices pétro-léo-électriques : chemins de fer de l’Illinois Central, de .l’Erié, du Pennsylvania, de la Delaware et Hudson, du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul (ce dernier ne possédait pas moins de 100 voitures pétro-léo-électriques pour ses services d’inspection, en 1912), du Minnea-polis-Saint-Paul-Rochester et Dubuque Electric Traction Go (les voitures de ce réseau circulent en trolley dans les villes), etc. A New-York, le service de la 3e Avenue comporte des automotrices pétroléo-électriques. Ces voitures sont, la plupart, de la General Electric Co. de la Strang Gaz Electric Co, de la Mac-Keen Co.
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- - CHAPITRE XVIII
  - MATÉRIELS SPÉCIAUX
  - SOMMAIRE
  - I. — Trottoir roulant.
  - Principe et description.
  - II. — Automotrices monorails.
  - Introduction. — Systèmes monorails divers. — Monorail à gyroscope Brennan.
  - III. — Systèmes funiculaire et à crémaillère.
  - Introduction. — Traction funiculaire. — Systèmes de crémaillères. — Pièces d’entrée de crémaillère. — Poussée longitudinale dans les systèmes à crémaillère.— Avantages de la traction électrique pour les systèmes à crémaillère. — Mécanismes de locomoteurs.— Freinage des locomotives.— Exemples de chemins de fer à crémaillère.
  - IV. — Traction électrique dans les mines.
  - Divers modes de traction. — Locomotives à trolley. — Résistance au roulement.— Locomotives à tambour à câble prise de courant. — Locomotives à cabestan. — Locomotives à accumulateurs.
  - V. — Traction électrique sur les canaux.
  - Remorquage par bateaux automoteurs. — Touage. — Halage.
  - VI. — Traction électrique sans rails sur routes.
  - Généralités. — Systèmes principaux.
  - I. — Trottoir roulant.
  - 231. Principe et Description. — On trouve un exemple tout à fa'* typique du mode d’alimentation à 'potentiel variable à la source dan»
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- - MATÉRIELS SPÉCIAUX
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  - l’application faite au trottoir roulant de l’Exposition de 1900, application que nous avons déjà signalée à l’occasion de la régulation de la vitesse des voitures (chapitre Y).
  - Ce trottoir roulant comprenait, en réalité deux chemins mobiles parallèles A et B (fig. 531) se déplaçant, le premier à la vitesse de 4 à 5 kilomètres à l’heure, le second à une vitesse sensiblement double, de telle sorte que la vitesse relative du premier chemin par rapport au trottoir fixe G qui le longeait était de 4 à 5 kilomètres à l’heure, et celle du deuxième chemin par rapport au premier était également de 4 à 5 kilomètres à l’heure.
  - B
  - Fig. 531
  - Chacun de ces chemins était constitué par une file de wagonnets roulant sur deux rails et étudiés pour que, dans les courbes, le chemin restât continu (ceci obtenu au moyen d’attelages à rotule).
  - Le tracé de la plate-forme formait une boucle complète. .
  - Le problème consistait donc à mettre en vitesse et ensuite à faire marcher à une vitesse constante les deux chemins ; on pensa alors à employer des treuils disposés à une certaine distance les uns des autres et actionnés électriquement.
  - Au point de vue mécanique, le problème fût résolu au moyen de ta simple adhérence ; à cet effet, sous chaque wagonnet, on installa une poutre longitudinale dite poutre axiale qui était entraînée par une série de rouleaux actionnés par des treuils électriques T.
  - Chaque treuil mettait en action deux rouleaux de diamètres D et D
  - o calés sur le même arbre, et chaque rouleau, dont l’adhérence était réglée par un système de ressorts, pouvait entraîner, à la vitesse de ^ ù 5 kilomètres à l’heure, le chemin mobile correspondant.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Le nombre des treuils électriques était de 180, et leur espacement était de 24 mètr.es.
  - Au point de vue électrique, le problème consistait à mettle en action, d’un seul point, 180 moteurs de 5 chevaux, répartis le long- d’un circuit fermé de 4 kilomètres de longueur environ.
  - Il était évidemment nécessaire d’emiployer de l’énergie à potentiel variable pour produire la mise en vitesse, si l’on ne voulait pas à avoir à absorber, dans un rhéostat, une quantité considérable d’énergie : de plus, l’éloignement des moteurs ne permettait pas facilement les combinaisons diverses (série parallèle, etc...) ordinaires de la régulation de la marche des voitures.
  - Comme le courant dont on disposait était du triphasé 5.000 volts. 25 périodes, on employa ce courant à faire tourner à vitesse constante un moteur asynchrone de 850 chevaux qui actionnait à son tour une génératrice à courant continu, laquelle recevait son courant d’excitation d’un petit groupe moteur asynchrone générateur courant continu de 30 kilowatts. En faisant varier l’excitation, on obtenait donc, aux bornes de la génératrice principale, du courant continu à tension variable, qui était envoyé aux moteurs des treuils ; ces moteurs étaient d’ailleurs à excitation série.
  - Le schéma général simplifié des connexions est représenté sur la figure 532.
  - Ici, la génératrice tournant à vitesse constante, il suffisait d’augmenter son excitation pour faire croître la tension à ses bornes et par suite lé débit sur le réseau des moteurs. On pouvait donc ainsi augmenter le couple des treuils à un instant déterminé.
  - Suivant une remarque déjà faite à propos de l’étude de la régulation de la vitesse des voitures par la méthode Ward-Léonard, au moment de la mise en vitesse, la génératrice aura à fournir une faible tension et un fort débit, d’où la nécessité d’avoir une machine à faible réaction d’induit.
  - L’à-coup à l’usine centrale est évidemment réduit au minimum par ce système.
  - En résumé, génératrice à tension variable et a vitesse constante couples moteurs variant dans le même sens que l’excitation.
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- - Groupes moieurs-pêne rate
  - w-
  - %.52£.TR0TT0IR ROULANT ELECTRIQUE DE L’EXPOSITION DE 1900
  - SOUS-STATION DE TRANSFORMATION
  - Triphasé 5000 volts 25 ne ri odes
  - -x . /
  - Schéma des connexions.
  - 1RaNSFORMATE U RS
  - d double. directionU
  - MOTEURS DE 40 CHEVAUX
  - MOTEURS ASYNCHRONES DE
  - CHEVAUX
  - EXCITATRICES
  - DE 30 Kw
  - GÉNÉRATRICE COU rail t C OT1Û H U
  - barres omnibus C. C. des moteurs c/es treuils
  - aux moteurs se ne des ireui/s
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- - ¥
  - »
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  - II. — Automotrices monorails.
  - 232. Introduction-. — Un des éléments importants du prix de revient d’une ligne à grande vitesse est la dépense de construction de la plate-forme : voie, traverses, ballast ; car les divers éléments de rinfrastructure et de la superstructure doivent être établis très solidement pour résister aux efforts de toute nature que le passage de trains rapides leur fait subir.
  - Dans le but de réduire ces dépenses de premier établissement et en même temps, accessoirement, de réduire la résistance au roulement du véhicule, on a proposé l’emploi de monorails, dont l’idée paraît être due à l’ingénieur anglais Robinson Palmer, en 1826.
  - Dans ce système, le centre de gravité de la charge roulante est reporté normalement dans le plan vertical du rail porteur, au-dessous ou au-dessus du plan de roulement, suivant la position dudit rail par rapport au véhicule ; exceptionnellement, il est en dehors de ce plan.
  - Le champ d’application le plus vaste de ces monorails semble réservé aux voies industrielles ou agricoles, aux voies à faible trafic, aux réseaux secondaires des colonies et là où le relief du terrain est très tourmenté. Dans ce dernier cas, notamment, les travaux de terrassement sont en effet très diminués, le monorail pouvant suivre de beaucoup plus près la configuration du terrain, rampe ou pente et courbes de faible rayon.
  - Dans le même ordre d’idées, il y a lieu de citer une catégorie spéciale de système de transport comportant une voie funiculaire aérienne (le plus souvent un simple câble) sur lequel roulent de petits chariots ; c’est le « telpherage » assez employé dans les régions montagneuses de l’Ouest des Etats-Unis. Nous ne ferons, toutefois, que mentionner pour mémoire ce système.
  - 233. Systèmes monorails divers. — Les systèmes monorails, assez nombreux d’ailleurs, peuvent se diviser en trois groupes suivant la position du centre de gravité par rapport au support (1).
  - (1) D’après le Génie civil du 27 février 1915, d’où nous avons également extrait quelques-uns des schémas qui suivent se rapportant aux principaux systèmes monorails.
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  - a) Le premier groupe a pour prototype le système Lartigue (fîg, 533), réalisé en Algérie et en Irlande, et qui a été Lun des premiers construits. Le véhicule, qui est automoteur, est à califourchon sur la voie. Le premier .appareil était à vapeur et comportait deux chaudières. La vitesse maxima -était de 45 kilomètres à l’heure. Dans ce groupe, le centre de gravité est reporté au-dessus- de la roue porteuse, et deux galets assurent la direction et l’équilibre du train. A ce type appartiennent les systèmes Leroy-Stone, Decauville, Meigs, Behr, et les monorails bicycles américains Boynton et Tunis.
  - Dans le monorail Behr, qui a été présenté à l’Exposition de Bruxelles, en 1897, et qui correspond encore au schéma précédent, dans son ensemble, le guidage était assuré au moyen de quatre galets de guidage au lieu de deux. Les moteurs électriques étaient montés dans le véhicule au niveau du rail porteur et attaquaient les essieux-moteurs au moyen de chaînes Galle. Ils étaient au nombre de quatre et leur puissance individuelle était de 150 chevaux à 600 tours à la minute sous 600 volts. La prise de courant était constituée par un frotteur sur rail au-dessous de la caisse, à sa partie la plus étroite. La vitesse maxima possible était de 155 kilomètres à l’heure.
  - Fig. 533.
  - Systèmes Lartigue et Behr.
  - Le monorail du type Lartigue-Behr a reçu une application assez récente à l’Exposition maritime de Gênes (1), en 1914, où fut installé, par MM. Bellani et Benazzoli et Cle, de Milan, un monorail reliant la Piazza di Francia où se trouvait l’Expo-sition, au môle Giano origine du port de Gênes. La longueur de la ligne était d’environ 2.200 mètres. Les figures 534 à 536 représentent différentes coupes du locomoteur employé, et la figure 537 les vues en élévation et en plan de la poutre support du rail de roulement et des rails de guidage. La section transversale de cette poutre est semblable à celle d’un rail Vignole et est représentée sur la coupe transversale du locomoteur.
  - (1) Voir pour plus de détails sur cette installation le numéro précité du Génie civil.
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  - Coupe AB.
  - Vue du mécanisme, la paroi enlevée.
  - 3
  - Prise de courant
  - Fig. 534
  - Moteur,>
  - Moteur
  - a main
  - Moteur
  - Moteur,
  - - M Treuil d à main
  - Contrôleur
  - Plan du mécanisme.
  - Fig. 535
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - --------ï
  - ' Galets de guidage
  - Fig. 536.
  - Fig. 531 à 536. — Elévation, coupe longitudinale, coupe transversale et plan de la locomotive électrique du chemin de fer monorail de Gênes.
  - Rail de roulement
  - OOP
  - Rails de guidag,
  - Fig. 537.
  - Elévation et plan de la poutre de roulement et de guidage
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  - Les galets horizontaux de guidage sont montés sur des axes verticaux, dont les paliers sont réunis au véhicule par l’intermédiaire de dispositifs à ressorts, de sorte que le guidage latéral du train présente une certaine élasticité, sans que le véhicule soit tout à fait libre comme dans le système Langen que nous verrons plus loin.
  - Le locomoteur de Gênes est porté par quatre roues, toutes motrices, chacune étant actionnée au moyen d’engrenages par un moteur électrique de 40 chevaux sous 500 volts à 560 tours à ''a minute. Le réglage de la vitesse se fait par un contrôleur série-pai allèle avec dispositif de freinage d’urgence par mise en court-circuit des moteurs.
  - Le locomoteur pèse, avec 4 tonnes de lest, environ 17.500 kilogrammes, et un train normal comprend, en plus de la locomotive, quatre voitures pesant, à vide, 9.550 kilogrammes, la locomotive est placée au milieu du train. La vitesse est de 20 à 30 kilomètres à l’heure. Enfin, le train est équipé avec le frein Westinghouse automatique à air comprimé.
  - Nous ajouterons que trois projets die chemins de fer de ce système sont à l’étude : ce sont les chemins de fer de Milan à Milanio (10 kilomètres) de Rome à la mer (25 kilomètres) et de Venise à. Mestre (10 kilomètres).
  - Le bicycle américain Boynton est assez différent des précédents.. Il est bien monorail quant à la voie de roulement, mais comprend, en plus, une ligne aérienne de guidage (fig. 538) contre laquelle roulent deux galets. Le véhicule se trouvant ainsi maintenu, suit deux lignes dans son plan médian : un rail de roulement et un rail aérien de guidage.
  - Une première ligne de ce genre a été établie en 1893 à Belporc (Long Island), près New-York.
  - Une ligne plus nouvelle de ce genre (monorail H. H. Tunis) a été réalisée en 1909-1910, sur une ligne d’environ 5 kilomètres, dans City-, Island, près New-York. Ce dernier est du même type que celui établi en 1907 à l’Exposition de Jamestown.
  - Dans le monorail Tunis, l’ensemble de l’appareil de guidage comprend deux sortes de trucks (trolley-trucks) montés sur le toit du véhicule et portant quatre jDetites roues à axes verticaux roulant horizontalement contre le rail-guide aérien, celui-ci servant en outre de inducteurs pour l’amenée de courant.
  - Le véhicule est porté sur deux sortes de bogie] à deux essieux et à
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  - Chemin de fer bicvcle Bovnton.
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  - deux roues. Sur les essieux (fîg. 539) sont montés les induits de deux moteurs tétrapolaires de 25 chevaux. Les induits sont en réalité calés sur un manchon entourant l’arbre. Le contrôle est série-parallèle.
  - Le véhicule pèse 15 tonnes et est prévu pour 50 places assises.
  - Un déraillement s’est produit en juillet 1910, dû à ce que la ligne aérienne qui était trop légèrement construite, céda sous l’effet de la pression horizontale des roues guides, joint à ce que la voie était elle-même très légèrement établie sur des traverses posées simplement sur le sol.
  - 'Paliers à billes
  - Fig. 539. Monorail Tunis.
  - On se rend compte facilement que dans un tel système, les efforts horizontaux qui s’exercent sur le (ou les rails) de guidage aérien sont très considérables, notamment dans les passages en courbe.
  - b) dans le deuxième groupe, le centre de gravité n’est pas placé dans le plan vertical du rail porteur, de sorte que le véhicule à tendance à basculer. Il est maintenu dans sa position de service par des galets de butée. A ce groupe appartiennent le système qui était présenté à l’Exposition de Chicago, par l’ingénieur américain Cook (fîg; 540) et celui de M. Dietrich (fîg. 541).
  - c) Dans le troisième groupe, le centre de gravité est au-dessous des r°ues porteuses et, comme dans le premier groupe, dans leur plan, de s°rte que le véhicule est normalement en équilibre. Il est en réalité Suspendu. A ce groupe appartiennent d’abord les systèmes Enos
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  - (fig. 542) et Perlay-Hale (fig. 543) dans lesquels le véhicule est guidé par des galets qui empêchent toute inclinaison. Dans le système Màhi (fig. 544), le véhicule est encore guidé par des galets supérieurs, mais
  - Fig. 540. Svstème Cook.
  - Système Dietricîi.
  - Fig. 542.
  - Fig. 543.
  - Système Enos. Système Perlay-Hale. Système MâlO
  - il est lié à l’appareil moteur par un ressort s qui lui permet de Pre dre une certaine inclinaison dans les courbes, sous l’action de la centrifuge, ce qui a pour effet de diminuer les réactions.
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  - Dans le système Langen (fig. 545), le véhicule ne comporte pas de galets de guidage, de sorte qu’il peut prendre une certaine inclinaison, dans les courbes par exemple. Toutefois, dans une première application de ce système faite à titre d’essai en 1893, sur un circuit fermé, on avait suspendu le wagon à deux roues parallèles, entre lesquelles se trouvait la tige de suspension. Mais dans le chemin de fer de Barmen-Eberfeld, mis en service en 1900, et qui constitue la prin-pale application du système Langen, le véhicule est suspendu à une seule roue.
  - Fig. 545.
  - Système Langen, du chemin de ter de Barmen-Eberfeld.
  - Cette ligne comporte en réalité une voie double, portée par des portiques métalliques en forme de Y renversé, établis en partie au-dessus d’une rivière (la Wüpper) et en partie au-dessus d’une route. Le système fonctionne régulièrement, la charpente est toutefois très coûteuse, et les frais d’établissement d’une telle ligne ne sont probablement pas inférieurs à ceux qui seraient résultés de l’établissement d’un chemin de fer birail. Ce système présente cependant des avantages au point de vue des grandes vitesses possibles et des passages en courbe.
  - La voiture Langen est actionnée par deux moteurs de 36 chevaux sous 600 volts.
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  - 234. Monorail à gyroscope Brennan. — Tous les systèmes précédents ont pour caractéristique commune de comporter un guidage matériel, constitué par des galets, ou d’être en équilibre stable normalement, sans guidage, sous l’action de la pesanteur seulement, Le monorail Brennan dérive d’un principe tout différent, il est purement monorail, sans dispositif de guidage et, cependant, le centre de gravité du véhicule est situé par rapport au rail de roulement comme sur les voies bi-rails ordinaires. La stabilité du véhicule est assurée par un mécanisme gyroscopique, que le véhicule soit au repos ou en mouvement, qu’il circule en ligne droite ou en courbe, que la pression de l’air agisse sur lui de front ou latéralement.
  - La propriété fondamentale du gyroscope sur laquelle est basée la construction de ce véhicule est la suivante :
  - Quand un -disque gyroscope tourne à très grande vitesse, il faut, pour changer son plan de rotation, fournir un effort extérieur considérable, et par réaction le gyroscope tend à déplacer son axe danssun plan perpendiculaire à la résultante des efforts extérieurs (mouvement de précession).
  - M. Brennan a obtenu la stabilité verticale de son monorail au moyen de deux gyroscopes tournant en sens contraire et dont les axes sont normalement perpendiculaires au plan vertical passant par le rail porteur, c’est-à-dire parallèles aux axes des roues du véhicule. Ces gyroscopes sont actionnés par un moteur électrique.
  - Le principe de l’installation et du fonctionnement du système stabilisateur est le suivant :
  - Un châssis principal A (fig. 546) est supporté par des tourillons fixés à des cloisons transversales de la partie avant de la voiture (axe B). Ce châssis porte deux châssis secondaires D D' articulés au châssis principal par des crapaudines G et G'. Ils renferment les volants gyroscopiques E E' supportés eux-mêmes par les coussinets F F' dans lesquels passent les arbres G G'. Enfin H H' sont des pièces de butée fixées au véhicule lui-même, et la partie inférieure du châssis A porte une pièce K qui s’engage dans une fourche M fixée au véhicule et qui lui permet un léger déplacement autour de Taxe B.
  - Geci posé, quand le véhicule tend à verser par l’effet d’une force extérieure, il arrive que le châssis qui supporte le mécanisme stabilisateur, tend à s’incliner avec le véhicule, mais en est empêche pal l’effet gyroscopique des volants, et l’extrémité de l’arbre du gyr0S'
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  - cope qui se» trouve du côté où le véhicule se lève, prend vite contact avec le palier qui lui correspond. Dans ces conditions, un double effet se produit.
  - Supposons, pour fixer les idées, que le véhicule s’incline sur la droite :
  - 1° Le palier H pousse sur l’arbre G du volant E et tend ainsi à déranger les plans de rotation des volants, ce qui leur procure un mouvement de procession, c’est-à-dire les contraint d’évoluer autour des axes GG et C’G'. A cause de ce mouvement de précession, les volants résistent à l’influence de l’effort de reversement ;
  - G
  - C3=~
  - 4 Secteurs dentés
  - MnUnK
  - —
  - G'
  - 1
  - Fig. 546.
  - Gyroscopes du monorail Brennan.
  - 2° L’arbre G, qui appuie sur le palier H, doit, à cause de son adhérence sur celui-ci, y rouler ; par suite, il y a amplification du mouvement normal de précession du volant.
  - Cette accélération du mouvement de précession oblige l’arbre du volant à appuyer sur H avec une force supérieure à celle qui tendait à faire incliner le véhicule, et, par là même, le ramène à la position M’équilibre.
  - Notons que, dans la réalité, l’inclinaison des gyroscopes est à Peine • appréciable.
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  - Un petit modèle de véhicule Breman avait 1 m, 824 de longueur totale et contenait deux volants de 150 millimètres de diamètre tournant à unev vitesse de 7.000 tours par minute. Le courant était fourni aux moteurs de traction et à des moteurs calés sur les arbres des gyroscopes par une batterie d’accumulateurs.
  - M. Brennan a construit en 1910 et essayé à New-Brompton (Angleterre) un grand modèle de 12 m. 20 environ de longueur sur 3 mètres de largeur, pesant à vide 22 tonnes et prévu pour
  - Fig. 547.
  - Automotrice monorail Brennan, type 1910.
  - une charge utile de 15 tonnes. Le véhicule est monté sur deux bogies. La vitesse réalisée est de 32 kilomètres-heure. Les volants ont environ- 0 m. 930 de diamètre. Chacun pèse 750 kilogrammes et tourne à la vitesse de 3.000 tours-minute. La figure 547 représente une vue photographique intéressante prise en courbe et en pleine vitesse de cette automotrice.
  - La marche du véhicule et le fonctionnement des volants sont assurés par un système pétroléo-électrique comprenant deux moteur-à essence, un groupe moteur de 20 HP pour les gyroscopes et un
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- - materiels spéciaux
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  - Fig. 548.
  - Voitare monorail Brennan (vue de l'avant) dans une courbe.
  - Fig. 549.
  - Voiture monorail Brennan (vue de l'arrière).
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  - autre groupe moteur de 80 HP pour les moteurs de propulsion. Chaque bogie comprend un moteur qui attaque les roues par bielles.
  - Un véhicule de ce genre a fonctionné avec succès à l’Exposition anglo-japonaise (mai 1910) (fig. 548 et 549).
  - Mentionnons pour terminer, le projet étudié en 1914 et dont la réalisation aurait probablement constitué la première application industrielle de ce monorail. Il s’agissait de la construction d’une ligne d’une longueur d’environ 160 kilomètres dans l’Alaska, 1a. nouvelle voie devant prolonger la voie du chemin de fer actuel de l’Alaska central. Le but de cette voie sera de relier d’importants gisements houillers à Manatuska, au port d’embarquement, à Seward. On commencerait l’exploitation avec,, deux voitures pouvant transporter des marchandises ou 50 à 60 voyageurs et pouvant faire chacune deux voyages par jour, à la vitesse de 32 kilomètres à l’heure. La dépense totale de construction, matériel compris, ne dépasserait pas 15.500 francs par kilomètre, soit environ le septième de celle d’un chemin de fer bi-rail à voie étroite.
  - III. — Systèmes funiculaire et à crémaillère.
  - 235. Introduction. — Lorsqu’il s’agit de faire franchir à des voitures électriques des rampes supérieures à 100 millimètres par mètre environ, l’adhérence ordinaire devient en général insuffisante et l’on est obligé d’y suppléer par des dispositifs spéciaux.
  - Gomme exemple de fortes rampes où la traction se fait seulement: par adhérence, nous citerons la ligne du Fayet à Chamonix, suivant la Vallée de l’Arve, et où les rampes atteignent 90 millimètres pour mètre.
  - On a. atteint 113 millimètres à Lausanne et 115 millimètres au Havre, 113 et 122 millimètres à Laon (1), 120 millimètres à Boulogne-sur-Mer.
  - En Amérique, à San Francisco', on a atteint 140 millimètres.
  - (1) Le tramway de Laon comporte bien une crémaillère, mais elle n’est utilisée qu’à la descente sous forme de frein à crémaillère, les freins à sabots n’offrant plus une sécurité suffisante. Les rampes de 113 et 122 millimètres régnent respecta vement sur 114 et 152 mètres et sont franchies par simple adhérence.
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  - Pratiquement, toutefois, on peut considérer que 100 millimètres est une limite rarement dépassée.
  - On peut se rendre compte de la manière suivante des conditions de marche d’un train électrique sur les fortes rampes et de la valeur théorique de la rampe maxima pour la marche par adhérence seule.
  - Soient :
  - P, le poids total d’une automotrice;
  - P a-, son poids adhérent en tonnes;
  - Q, le poids total des remorques en tonnes;
  - i, la rampe en millimètres par mètre;
  - r, le coefficient global de traction supposé constant et supposé le même pour le poids adhérent que pour le poids remorqué, r est exprimé en kgs par tonne ;
  - a, le coefficient d’adhérence de la voie.
  - La condition de possibilité d’ascension de la rampe i supposée en alignement droit est :
  - (P + Q) (/-f-r) < 1000 Pan
  - d’où :
  - 1000 Pa a
  - 1 max — p _j_ q r-
  - Si, en particulier, il s’agit d’une automotrice seule dont tous les essieux sont moteurs (adhérence totale), on a :
  - 1000 Pa= P et Q = o
  - d’où ;
  - f max — ^ ^ •
  - imax, fonction de a et de r, est donc essentiellement variable.
  - Soit alors l’adhérence normale a = 0,14 et soit en outre r = 10,. on a :
  - imax = 140—10 =130 millimètres par mètre.
  - Pratiquement, on restera au-dessous de cette valeur, car le coefficient d’adhérence peut être plus petit que 0,14 et il est prudent de compter seulement sur a = a = 0,12 ou 0,10.
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  - Avec les locomotives à vapeur, on considère comme maximum une rampe de 55 millimètres par mètre et encore cette valeur est bien élevée. Cette limitation est due à ce que la limite de la puissance de vaporisation de la chaudière est rapidement atteinte.
  - Avec la locomotive électrique, on est seulement limité par l’adhérence, ainsi que nous venons de le voir. Au-dessus de cette limite, on est conduit à employer des dispositifs spéciaux : matériel roulant ordinaire et emploi de câbles funiculaires ou matériel à crémaillère.
  - Ce dernier système donne la solution la plus générale en même temps que la plus mécanique.
  - 236. Traction funiculaire. — Les quelques exemples du premier système sont nombreux depuis les ficelles de Lyon, jusqu’aux funiculaires que l’on rencontre presque partout en Suisse. Comme dans les plans inclinés des galeries de mines, le wagon est fixé à l’extrémité d’un des brins du câble qui passe sur la poulie d’un treuil et qui supporte à l’extrémité de l’autre brin un contrepoids ou une voiture descendante.
  - Le mouvement alternatif de montée et de descente peut souvent être obtenu très économiquement dans les montagnes par un lest d’eau ; ailleurs, on em'ploie une machine hydraulique.
  - Enfin, aujourd’hui, que l’usage des moteurs électriques s’est étendu aux engins de levage, on les a tout naturellement appliqués à la commande de ces treuils.
  - Aussi le nombre de ces funiculaires électriques s’est-il accru très rapidement ; les plus connus sont ceux de Burgenstock et du Stan-serhom, sur le lac des Quatre-Cantons, du San Salvator, près de Lugano, de Bozen, dans le Tyrol.
  - Le système à contrepoids a été appliqué à de véritables lignes de tramways, en particulier en Amérique : à Providence, à San Francisco, à Seattle, à Portland, etc....
  - Les câbles passent le plus souvent dans des caniveaux situés entre les rails, et les voitures viennent s’y accrocher par différents modèles de grippes.
  - Ce dispositif peut rendre des services pour faire franchir à des véhicules électriques circulant, en général, par'simple adhérence, des parties de lignes où se trouvent des rampes exceptionnelles.
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  - 237. Systèmes de crémaillères. — La traction à crémaillère est d’une application plus générale que la traction funiculaire. La crémaillère n’est en sorte que l’extension du principe de l’adhérence, mais où le glissement possible des roues sur les rails est supprimé par la présence de la denture.
  - La première application sérieuse d’un chemin de fer à crémaillère fut faite en Europe par Riggenbach, qui, dès 1863, prenait un brevet relatif à l’emploi de la crémaillère, mais ce n’est qu’en 1869* que l’application en fut faite au chemin de fer du Rigi.
  - i?
  - Fig. 550.
  - Voie à crémaillère Riggenbach du Corcovado.
  - 60^ lg6 ^G0
  - Fig. 551.
  - Crémaillère Riggenbach, du chemin de fer à crémaillère du Corcovado.
  - La première application de traction électrique sur crémaillère est due, d’après MM. Rlondel et Dubois, à Daft, qui l’a réalisée au tramway de Pittsburg-Knoxville et Saint-Clair Street Railway en 1887, dont le tracé comportait une rampe maxirna de 10 p. 100 seulement. Les moteurs des voitures actionnaient une roue dentée engrenant sur la crémaillère.
  - On peut répartir les systèmes de crémaillères en quatre types-principaux :
  - 1° Le type Riggenbach appliqué au Rigi dès 1869. Cette crémaillère comporte deux fers à U entretoisés et dont les entretoises constituent 1a. crémaillère. Les figures 550 et 551 représentent une voie et une crémaillère de ce type.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Gomme autres applications de ce type de crémaillère, nous citerons celles des chemins de fer du Brünig, de Langres, et plus récemment du Corcovado, près Rio-de-Janeiro.
  - La figuré 551 bis (1) représente une modification de la crémaillère Riggenbach, c’est la crémaillère Bissenger et Klose adoptée au chemin de fer du Hôltenthal ;
  - 100____J,___100
  - Fig. 551 bis.
  - Crémaillère Bissinger et Klose.
  - 2° Le type Abt, proposé en 1882, à lames verticales découpées en forme de dents (fig. 552 et 553). Cette crémaillère a été appliquée la première fois, au chemin de fer du Harz, en 1885. C’est le type qui paraît être le plus répandu. Les dents sont tracées dans le système des développantes de cercle; il y a par suite toujours deux dents de la roue motrice en prise sur chaque lame, soit quatre ou six, s’il y a
  - (1) Cette figure ainsi que les suivantes concernant les différents systèmes de crémaillère, sont empruntées à une communication de M. Lévy-Lambert, à la Société des Ingénieurs civils de France (Bulletin de mars 1906), de laquelle nous avons fait divers extraits.
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  - deux ou trois lames. Un pareil système permet donc un effort de traction plus considérable et assure en outre un mouvement plus doux que le système à échelons précédent ;
  - On peut définir cette crémaillère comme étant un rail Vignole, à patin élevé, avec champignon laminé conique, taillé en crémaillère.
  - Crémaillère Àbt.
  - Fig. 553. Crémaillère Abl.
  - Les dents ont une forme très particulière cylindro-conique et, entre deux dents consécutives, l’âme du rail est creusée de façon à ménager un vide dont le fond affecte une forme cylindrique.
  - 3° Le type Strub, plus récent que les précédents, et dont la première application a été réalisée en 1890, au chemin de fer de la Jung-irau. Cette crémaillère n’est utilisée que pour les lignes entièrement •a crémaillère, à l’exclusion des lignes mixtes.
  - Il est à remarquer que cette crémaillère permet l’emploi de pinces
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - de sûreté latérales qui empêchent d’une façon absolue les véhicules de monter sur les dents de la crémaillère et servent en même temps, comme guides dans le sens latéral. Elles peuvent aussi servir comme freins de sûreté (freins à mâchoires).
  - La figure 554 se rapporte à une voie à crémaillère Strub et la figure 555 donne le détail de la crémaillère elle-même.
  - Comme autres exemples nous citerons la ligne du Vésuve et celle de Martigny-Châtelard ;
  - 7~r^r
  - Fig. 554.
  - Crémaillère Strub.
  - 4° Le type Locher, à lames horizontales dentées, les roues dentées engrenant étant ici à axes verticaux. Cette crémaillère a été créée pour la ligne du Mont-Pilate, qui présente les plus fortes déclivités parmi les lignes à crémaillère : 480 millimètres par mètre. Avec une-telle déclivité la roue, dentée du véhicule sort facilement des dents d’une crémaillère des types précédents, ainsi que des essais l’onl montré au mont Pilate. Ce système assez compliqué n’est intéressant que pour les pentes extrêmement raides et encore, dans ce cas, le système funiculaire paraît être généralement indiqué.
  - La figure 556 représente la crémaillère Locher et la figure 557 le schéma d’ensemble du mécanisme de commande.
  - 238. Pièces d’entrée de crémaillère. — Sur toutes les lignes mixtes, où l’on passe alternativement d’une section à adhérence à une section à crémaillère, on ne peut évidemment laisser la roue motrice-aborder brusquement la crémaillère non seulement parce qu’il Y
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  - 705
  - -------------------------j.
  - -----»di
  - i ZSîZfSSUliii.
  - Fig. 555.
  - Crémaillère Strub.
  - 45
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - aurait choc, mais aussi parce que l’engrènement pourrait ne se produire que très difficilement. Pour éviter ces inconvénients, on dispose, à rentrée-(de la section, un tronçon de crémaillère mobile autour
  - Fig. 556.
  - Crémaillère Locher.
  - d’un axe horizontal, à l’extrémité opposée à l’entrée, et supportée d’autre part par un ou plusieurs ressorts, ainsi que le montre la figure 558. Lorsque la roue dentée aborde cette pièce, celle-ci s’abaisse sous la pression, et comme le pas « p' » de la pièce d’entrée est plu»
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  - 707
  - petit que le pas « p » de la crémaillère, l’engrènement se produit forcément au bout d’un certain temps.
  - Soit, en effet, « n » le nombre de dents venues en contact au moment de l’engrènement, « a » la distance séparant l’arête d’une dent de la roue dentée, de l’arête d’une dent de la crémaillère à l’entrée. On aura au moment de l’engrènement :
  - n p = a n / /
  - d’où :
  - a
  - P — P'
  - Fig. 557.
  - Crémaillère Locher. Mécanisme de commande.
  - A partir du moment où l’engrènement s’est produit, la roue dentée roule sur une crémaillère d’un pas légèrement inférieur au sien, ce qui produit des glissements.
  - Cet inconvénient est évité avec les machines à deux mécanismes.
  - La crémaillère des pièces d’entrée est toujours une crémaillère à lames du type Abt. La 'disposition des pièces d’entrée est d’ailleurs due à cet ingénieur.
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- - O
  - 00
  - Fig. 558..
  - Pièces d'enlrée de crémaillère.
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
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  - 239. Poussée longitudinale dans les systèmes à crémaillère. — Une
  - particularité que présente l’emploi des crémaillères, résulte des efforts longitudinaux importants qui s’y développent et qui obligent à prendre des dispositions très spéciales pour résister à la tendance au glissement qui en est la conséquence. Ainsi au Vitznau-Rigf, par exemple, la crémaillère eàt poussée en sens diverse de la marche par une force de près de 6 tonnes ; on comprend, dès lors, combien il importe de s’opposer à ce glissement longitudinal.
  - Les moyens employés consistent généralement à relier les traverses par deux cours de moises courant parallèlement aux rails et fixées symétriquement de part et d’autre de l’axe. Au lieu de moises, on emploie aussi des fers à U posés» à plat et tire-fonnés sur les traverses. Avec les traverses métalliques, dont la section en U renversé pénètre dans le ballast, la nécessité de relier les traverses dans le sens longitudinal est moins pressante.
  - Lorsque la pente est raide, il faut, en outre, de distance en distance, faire buter la traverse contre un arrêt fixe solidement implanté dans la plate-forme.
  - Remarquons, en passant, que l’emploi de la traction électrique permettant par rapport à la traction à vapeur, l’emploi de locomoteurs plus légers, a l’avantage de diminuer la poussée longitudinale.
  - On peut se rendre compte de l’importance de cette poussée, de la manière suivante :
  - Soient :
  - t
  - i la pente de la voie ;
  - P le poids total du train en kgg;
  - V sa vitesse en m/sec. ;
  - L le parcours en mètres effectué pendant la période de serrage des freins jusqu’à l’arrêt.
  - Au moment du serrage des freins, la force sollicitant le train est
  - P sin i -f-
  - P V2 2jh
  - Soit F la force destinée a annuler la force vive, elle communique-
  - P
  - rait sur une longueur L une vitesse Y à la masse —, soit y son accélération. On a
  - V = y t
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE'
  - et
  - d’où
  - L =
  - 1 T ^
  - Y
  - 2L
  - donc •
  - et
  - V1 2
  - F __ r _ 2T
  - P — g
  - F
  - V2 P
  - WL
  - La pression totale sur la crémaillère sera donc
  - P Y2
  - Q = 2^L+PS'n''
  - Si l’on applique cette formule au cas du chemin de fer à crémaillère du Rigi (1) précité, où V = 2m, P = 20.000 kilogrammes, Sin i-
  - tgi=^, on obtient, en supposant que l’on veuille produire l’arrêt sur
  - une longueur de 10 mètres
  - _ 20.000 X 22 20.000
  - ^ — 2 X 9,81 X~Ï0 ^ 4
  - soit en chiffres' ronds
  - Q = 400 -f- 5.000 kg s.
  - Si au lieu de V = 2 on suppose V = 3, le terme dû à la force vive passe de 400 à 900 kilogrammes. On voit par là la nécessité d’éviter toute accélération.
  - (1) D’après la communication précitée de M. Lévy-Lambert, à la Société des
  - Ingénieurs civils de France.
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  - 711
  - 240. Avantages de la traction électrique pour les systèmes à crémaillère. — Les avantages de la traction électrique sur la traction à vapeur peuvent être résumés ainsi :
  - 1° Faible poids des moteurs électriques par cheval développé réduisant ainsi le poids mort.
  - 2°. Facilité de transmission du mouvement et de réglage de la vitesse. •
  - 3° Faible place occupée par les moteurs électriques.
  - •4° Freinage électrique sûr et énergique avec, accessoirement, faculté de récupération de l’énergie.
  - Fig. 559.
  - Moteur attaquant par engrenages à double réduction un pignon de crémaiiière calé sur faux essieu {première disposition).
  - 241. Mécanismes de locomoteurs à crémaillère. —Au point de vue de l’installation des moteurs et de la transmission du mouvement à la roue dentée, il faut tenir compte d’une circonstance particulière qui est la suivante : laisser, entre l’arbre du moteur et celui de cette roue, une distance assez grande pour que cette dernière ne vienne pas rencontrer l’enveloppe du moteur, ce qui oblige à recourir, en dehors de toute autre considération, à. une double réduction.
  - A cet effet, l’arbre du moteur attaque un-faux essieu placé, par exemple, au-dessus de lui, et ce faux essieu conduit à son tour l’arbre de la roue dentée placé dans le même plan horizontal que l’arbre du moteur. Les centres des trois arbres forment ainsi un triangle dont la base est horizontale. Cette disposition est appliquée en particulier comme l’indique la figure 559 aux voitures automotrices du mont Salève.
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - Gomme variante de ce montage, les trois arbres peuvent être dans le même plan horizontal, suivant la figure 560 (1).
  - Dans un autre mode de montage, pour gagner de la place, le pignon de crémaillère et la roue dentée qui le commande sont calés sur un arbre creux enfilé sur l’essieu porteur. Cette disposition est indiquée sur la figure 561 (1).
  - Fig. 560.
  - Moteur attaquant par engrenages à double réduction un pignon de crémaillère calé sur un faux essieu (deuxième disposition).
  - Avec des voitures automotrices à bogies et un moteur par bogie, on obtient, en général, la puissance suffisante.
  - Pour les locomotives, on place généralement les moteurs au-dessus du châssis, en raison de la place occupée par les roues dentées.
  - En ce qui concerne la dépendance ou rindépendance relative des roues porteuses et des roues dentées commandant les pignons, on
  - (1) Empruntées à l’ouvrage de MM. Blondel et Dubois, tome I, déjà cité.
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  - 713
  - peut grouper les systèmes à crémaillère comme suit, suivant la valeur de la rampe maxima que présente la ligne.
  - 1° Sur les profils ne comportant pas de rampes inférieures à environ 15 p. 100, on a avantage à rendre les roues porteuses complètement indépendantes des roues dentées qui seules supportent l’effort total de traction. Les autres roues étant exclusivement porteuses. ,
  - Fig. 561.
  - Truck à un moteur à action simple avec pignon de crémaillère concentrique à l'un des essieux
  - 2° Sur les profils comportant beaucoup de déclivités inférieures à environ 15 p. 100, on peut, au contraire, rendre les roues porteuses solidaires des roues dentées, de façon que les roues porteuses contribuent pour une petite partie, par leur adhérence, au travail de traction total.
  - On a objecté que cette solidarité des pignons dentés et des roues
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - porteuses donnait lieu à des glissements par suite de l’inégalité dans l’usure des deux systèmes de roues, mais il a été reconnu, par expérience, que la valeur du travail ainsi perdu n’avait pas plus d’importance que (Le glisseraient dans les courbes, dû à la solidarité des roues et des essieux.
  - *
  - 3° Enfin, sur les profils comportant des parties en palier et des parties à fortes déclivités, on peut se servir soit du système précédent, soit du système dit à double mécanisme, dans lequel les roues porteuses et la roue dentée, tout en restant indépendantes sont actionnées chacune par un mécanisme spécial. On met l’un ou l’autre de ces mécanismes en action suivant que l’on se trouve sur une partie de ligne avec crémaillère, ou sur une partie sans crémaillère.
  - 242. Freinage des locomotives à crémaillère. — Cette question est •naturellement d’une extrême importance avec un tel matériel. Comme freinage normlal, on a recours au freinage électrique continu réglable. •
  - Quand il s’agit de moteurs asynchrones, ce qui est le cas le plus fréquent, on sait qu’ils fonctionnent automatiquement en générateurs asynchrones débitant sur le réseau, en récupération, dès que la vitesse dépasse légèrement celle du synchronisme, Ceci a toutefois l’inconvénient d’exiger que les moteurs demeurent reliés à la ligne d’alimentation pour recevoir leur excitation. Il y a là un élément grave d’insécurité, car, si pour une raison quelconque, le courant d’alimentation vient à manquer, l’action de freinage cesse. Pour cette raison, il est préférable, comme nous l’avons vu à l’étude du freinage {§ 156), de séparer complètement les- moteurs de la ligne en les faisant fonctionner en générateurs synchrones débitant sur dés résistances réglables. Les moteurs recevront alors leur excitation d’une petite dynamo à courant continu entraînée directement par l’arbre d’un des moteurs par exemple.
  - On peut d’ailleurs utiliser les deux procédés, ainsi que cela a été réalisé aux dernières' locomotives Brown-Boveri de la Jungfrau, comme nous l’avons vu en détail antérieurement (§ 156 et flg. 367, schéma des connexions des nouvelles locomotives de la Jungfrau) et aussi au chemin de fer du Coreovado (Oerlikon).
  - Notons que les résistances de freinage devront être ventilées artificiellement (sur le schéma de la fîg. 367 est représenté un ventila-
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  - 715
  - leur), en vue de faciliter la dissipation de l’énergie produite, qui, on s’en rend compte, est considérable.
  - Le freinage électrique doit être complété par des moyens sûrs de freinage mécanique qui sont en général :
  - a) Un frein à main agissant sur les disques de freinage fixés aux roues dentées motrices par ;rubans et sabots, et en même temps sur les bandages des roues à adhérence (locomotive mixte) au moyen de sabots.
  - b) Un frein à ruban et à sabots commandé par une manivelle agissant uniquement sur des disques de freinage montés sur les essieux moteurs.
  - Un réservoir à eau doit être prévu, afin de refroidir les rubans de ces freins en cas d’usage prolongé.
  - c) Un frein automatique à ressort agissant, au moyen de rubans et sabots, sur des disques de freinage calés directement sur les arbres des moteurs. Ce frein est commandé par un régulateur qui le met automatiquement en fonction dès que la vitesse du véhicule dépasse une certaine valeur.
  - Au moyen d’un levier placé à portée du mécanicien, on devra d’ailleurs pouvoir mettre ce frein en fonction en cas de danger.
  - d) Pour la crémaillère Strub, on emploiera avantageusement un frein à mâchoires, ainsi que nous l’avons déjà vu. Ce frein pourra d’ailleurs être à comimande manuelle ou automatique.
  - e) Signalons enfin comme autrç moyen de freinage très efficace, celui donné par les freins électro-magnétiques à patins sur rails, moyen employé en particulier à la Jungfrau, ainsi que nous l’avons déjà signalé (§ 156 et fig. 367 sus rappelés), où toutes les voitures du train sont munies de tels freins.
  - 243. Exemples de chemins de fer à crémaillère.— Nous donnons ci-après les caractéristiques principales de quelques-unes des lignes à crémaillère les plus connues.
  - Nous signalons particulièrement celles à courant continu à parcours mixtes adhérence et crémaillère, à cause des dispositions spéciales prises au point de vue moteurs pour le fonctionnement sur les deux sortes de parcours.
  - Zermafl-Gornergrat (1898). — Courants triphasés 540 volts, 40
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - périodes. Crémaillère seule. Locomotive à deux moteurs de 90 chevaux. Poids d’une locomotive en service : 11 tonnes. Poids d’un
  - train : 28 tonnes. Rampe maxima : 20 p. 100. Vitesse à la descente 7 kilomètres à l’heure.
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  - 717
  - La photographie (fig. 562) montre la disposition du mécanisme de commande.
  - Stansstaad-Engelberg (1898-1912). — Courants triphasés 750 volts 32 périodes. Ligne mixte : adhérence et crémaillère. Locomotive à
  - Fig. 563.
  - Locomotive mixte à adhérence et à crémaillère. Stansstaad-Engelberg.
  - deux moteurs de 75 chevaux. Poids de la locomotive : 12 t. 7. Poids d’un train : 26 tonnes. Rampe maxima sur l’adhérence : 5 p. 100. Rampe maxima sur la crémaillère : 25 p. 100. Vitesse sur l’adhérence : 11 k. 5 à l’heure. Vitesse sur la crémaillère : 5 kilomètres à l’heure.
  - La photographie (fig. 563) montre le mécanisme de ces locomotives.
  - Jungfrau (1898-1915). — Courants triphasés 650 volts 40 périodes.
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  - Crémaillère et adhérence. Dernières locomotives type 1914 : deux moteurs de 165 chevaux.
  - Poids d’une locomotive en service............18 tonnes;
  - Poids d’un train ...........................35 —
  - Rampe maxima : sur l’adhérence..............25 p. 100;
  - — sur la crémaillère .... 6,33 p. 100;
  - Vitesses : 18 kilomètres à l’heure sur l’adhérence;
  - — 8,5 kilomètres à l’heure sur la crémaillère.
  - Les figures 564 et 565 se rapportent à ces dernières locomotives. On y voit représentés, entre autres particularités, les freins à patins sur rails.
  - Lyon-Fourvière (1900-1912). — Courant continu 500 volts. Crémaillère et adhérence. Locomotive à trois moteurs : deux moteurs de 25 chevaux, excitation série, pour la marche en adhérence et un moteur de 150 chevaux, excitation shunt, pour la marche en crémaillère.
  - Poids de la locomotive . . . . .... . 14.5 tonnes;
  - — du train ............ 28 —
  - Rampe maxima : sur l’adhérence.... 6 p. 100;
  - — sur la crémaillère .... 19 p. 100;
  - Vitesse sur l’adhérence ou sur la crémaillère : 9 kilomètres à l’heure.
  - La photographie (fig. 566) montre la disposition du mécanisme de ces locomotives.
  - Vésuve (1909-1910). —• Courant continu 550 volts. Crémaillère et adhérence. Locomotives à quatre moteurs dont deux de 85 chevaux à excitation en dérivation pour la. marche sur. crémaillère et deux de 25 chevaux à excitation série pour la marche en adhérence.
  - Rampe maxima : sur l'adhérence.................... 8 p. 100 ;
  - — sur la crémaillère. .... 25 p. 100;
  - Poids des trains : sur le parcours à adhérence. Il tonnes ;
  - — — à crémaillère. 22 —
  - Vitesse : sur l’adhérence.........................12 à 15 Km/h.
  - — sur la crémaillère. . , . . . . . 8 Km/h.
  - Wengernalp (1909-1910). — Courant continu 1.500 volts. Crémaillère seule. Locomotives à deux moteurs de 150 chevaux à excitation série et en série sous la tension totale. Poids d’une locomotive : 16 tonnes. Rampe maxima : 25 p. 100. Le poids d’un train varie de 33
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- - Vig. 561.
  - Locomotive du chemin de fer de la Jungfrau de ia série No. 8 à 10, la caisse de la locomotive étant, enlevée. Vue du côté des accouplements à friction pour le service à adhérence.
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  - t«action électrique
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  - 721
  - tonnes (rampes de 25 p. 100) à 43 tonnes (rampes de 19 p. 100). Vitesse : 9 kilomètres à l’heure.
  - La photographie (fig. 567) montre le mécanisme de ces locomotives.
  - Fig. 566.
  - Locomotive mixte à adhérence et à crémaillère. Lyon-Fourvière.
  - Corcovado (1910). — Courants triphasés 750 volts 50 périodes. Crémaillère seule. Locomotives à deux moteurs de 150 chevaux. Rampe maxima : 30 p. 100 ; rampe moyenne : 16,7 p. 100. Poids d’une locomotive en service : 15 tonnes. Vitesse : 8 kilomètres à l’heure. Ces locomotives sont attelées à deux voitures de 55 places, sauf sur la rampe de 30 p. 100, où la remorque ne comprend qu’une voiture.
  - Loèche-les-Bains-Loèche-ViUe (1915). — Courant continu L500 volts. Crémaillère et adhérence. Locomotive à deux moteurs à excitation série de 170 chevaux en permanence en série. Les véhicules sont des automotrices à deux bogies pesant à vide 30.900 kilogrammes.
  - 46
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  - Poids maximum d’un train avec les remorques : 60 tonnes. Rampes maxima : 5 p. 100 sur l’adhérence et 16 p. 100 sur la crémaillère Vitesses sur l’adhérence : 11 à 25 kilomètres à l’heure, sur la crémaillère : 8 à 12 kilomètres à l’heure. Ces vitesses différentes sont obtenues ainsi : pour la marche en crémaillère, les inducteurs des deux moteurs sont connectés en série, ce qui permet d’obtenir un
  - Fig. 567.
  - Locomotive à crémaillère du W engernalp.
  - grand couple et une faible vitesse, et pour la marche en adhérence, les inducteurs sont connectés en parallèle, les champs sont affaiblis et les moteurs marchent avec couple réduit, mais à plus grande vitesse. ‘
  - La régulation de la vitesse est obtenue au moyen d’un contrôleur spécial Brown-Boveri du type central et à trois cylindres : un cylindre principal, un cylindre inverseur et un cylindre de couplage des inducteurs. Ces deux derniers cylindres sont commandés pneumatiquement.
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  - 723
  - La photographie (fîg. 568) représente un des bogies avec son moteur des automotrices précédentes.
  - Remarques. — La majorité des lignes à crémaillère sont à cou-
  - Bogie avec son moteur de traction des automotrices de Loèche-les-Bains.
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- - 724
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - rants priphasés; cependant, dans ces dernières années, on voit se développer pour ces lignes l’emploi du courant continu haute tension.
  - Toutes les installations précédentes, en ce qui concerne le matériel roulant, ont été exécutées par la Société Brown-Boveri pour la partie électrique (sauf celle du Corcovado, équipée par la Société Oerlikon) et par la Société de Winterthur, pour la partie mécanique.
  - IV. — Traction électrique dans les mines.
  - 244. Divers modes de traction. — La traction mécanique par trains dans les mines se développe de plus en plus. Elle peut être réalisée :
  - 1° Par locomotives à vapeur. — Ce système est inadmissible dans la plupart des cas. On l’a employé dans quelques mines de fer lorraines où les galeries sont, en général, hautes et larges, mais la fumée, les étincelles, la vapeur d’échappemjent sont des inconvénients très graves au point de vue exploitation, et ces locomotives sont pratiquement abandonnées. Leur puissance spécifique est, en outre, beaucoup trop faible pour leur emploi.
  - 2° Par locomotives à air comprimé. — Des expériences entreprises depuis fort longtemps en Amérique, donnèrent, il y a quelques dix ans, de bons résultats. Le grand avantage de ces locomotives est leur sécurité absolue dans des mines, grisouteuses. Elles sont toutefois trop encombrantes ou trop lourdes relativement à leur puissance. Une locomotive de ce type comporte, en général, un réservoir où la pression au début d’une période de travail atteint 50 kg/cm2 et une distribution type Heusinger. La locomotive est ordinaire alimentée par un compresseur placé au jour, comprimant l’air à 75 ou 100 kg/cm2. Le rendement de ces locomotives est assez faible.
  - 3° Par locomotives à moteur à explosion, utilisant comme combustibles principalement la benzine, le benzol, l’essence ou le pétrole. Le manque d’élasticité du moteur, sa difficulté de réglage, de démarrage et la. difficulté d’obtenir une réduction convenable de sa vitesse sont des inconvénients sérieux. En plus, ces locomotives sont onéreuses, compliquées et les frais de surveillance sont très élevés. Enfin, leur emploi présente des dangers d’incendie.
  - En outre, avec ces moteurs, pour une voie, de 500, la puissance ma-
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  - xima possible ne dépasse guère 15 à 16 chevaux, au lieu que les locomotives électriques donnent couramment au moins le double.
  - 4° Par locomotives électriques. — C’est le système qui l’emporte sur tous les autres, et dont nous allons nous occuper.
  - 245. Locomotives à trolley. — a) Alimentation. — L’alimentation a généralement lieu par courant,continu sous une tension ne dépassant pas 250 volts dans les galeries de mine, à cause des dangers pouvant résulter pour les ouvriers d’un contact accidentel avec une tension supérieure. Le retour se fait par les voies de roulement qui sont alors éclissées comme en matière de tramway.
  - Dans le cas où l’éclissage électrique offre trop de difficultés, ou quand la tension au trolley dépasse 250 volts, on emploie quelquefois deux fils d’alimentation (mines de Pienne, d’Anderny-Chevillon, par exemple), dont le voltage par rapport à la terre est de ± 250 volts. La tension d’alimentation des locomotives atteint ainsi en réalité 500 volts, sans cependant que le danger d’accident soit augmenté pour les ouvriers circulant sur les voies.
  - L’organe de prise de courant est le plus généralement constitué par une perche trolley à roulette pouvant tourner autour d’un axe vertical pour faciliter les passages en courbe.
  - L’emploi de deux fils aériens exige naturellement deux appareils distincts de prise de courant, montés sur la, locomotive.
  - La photographie (fig. 569) représente, à titre d’exemple, une locomotive des mines d’Anderny-Chevillon, pourvue de la prise de courant double et construite par la Compagnie Thomson-Houston. Cette prise double est constituée par deux perches de trolley indépendantes, chacune étant montée sur une base et les deux bases sur un plateau commun pivotant autour d’un axe vertical. Un dispositif de verrouillage est, en outre, prévu pour permettre de fixer le. plateau dans deux directions diamétralement opposées qui correspondent aux deux sens de marche. Enfin, chaque base de trolley peut pivoter d’un certain angle, autour d’un axe vertical pour permettre à la prise de courant de suivre les variations de l’écartement des deux fils de ligne, lequel écartement varie de 300 à 500 millimètres.
  - ' Les longueurs de perches sont généralement prévues pour une hauteur moyenne des fils de trolley de 2 m. 50.
  - L’alimentation a lieu quelquefois, assez rarement cependant, en
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  - courants triphasés, mais cela complique beaucoup l’installation de la ligne. Il y a cependant quelques applications pour des exploitations importantes. .
  - L’énergie étant généralement produite en courants triphasés, il faut nécessairement employer des convertisseurs pour le cas de la trac-
  - Fig. 569.
  - Locomotive de 9 tonnes Thomson-Houston des mines d’Anderny-Chevillon.
  - tion par courant continu. Malgré cela, on peut considérer qu’en général le prix total de l’installation d’une ligne à courant continu, y compris les postes à convertisseurs, est à peu près équivalent et même plutôt inférieur à celui de l’installation en courants triphasés.
  - b) Voies. — Les voies sont- généralement à écartement de 500, 600 ou 700 millimètres. Pour de grandes exploitations, on a des voies de 1 mètre. Il y a intérêt à employer des rails plutôt lourds, au point
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  - de vue de la diminution de la résistance au roulement et surtout de la conservation du matériel roulant. Il est bon de prendre comme poids des rails en kilogrammes au mètre courant trois à cinq fois le poids en tonnes par essieu du tracteur ; le coefficient 5 se rapportant aux plus petites locomotives, soit 3 tonnes, et le coefficient 3 aux plus lourdes, soit 20 tonnes.
  - On emploie le plus souvent des rails Yignole.
  - c) Construction de locomotives. — Les locomotives destinées à circuler dans des galeries ont à fonctionner dans des conditions tellement particulières qu’il a fallu créer pour cet usage un type absolument spécial.
  - Ces machines sont appelées à servir dans des galeries extrêmement basses et resserrées, sur une voie souvent légère et d’entretien difficile.
  - Le faible écartement des rails limite l’emplacement disponible pour les moteurs. Les rayons des courbes, très faibles et descendant au-dessous de 8 mètres, forcent à rapprocher le plus possible les essieux.
  - L’atmosphère poussiéreuse de la mine, l’humidité et la boue, l’eau tombant des galeries, obligent le constructeur à prendre des précautions spéciales pour l’établissement du matériel électrique. Enfin, ces machines sont le plus souvent conduites par des -mains brutales et malhabiles, dans des endroits où la surveillance est difficile.
  - En plus des qualités de robustesse qui sont demandées à ces locomotives, il est encore nécessaire que les réparations et le nettoyage soient aussi faciles que possible.
  - Elles se caractérisent pas leur forme ramassée, très compacte, « cuirassée ».
  - Leur poids varie de 3 à 20 tonnes.
  - Elles sont généralement à adhérence totale et à deux essieux, quelquefois à trois essieux, mais il est préférable, lorsqu’on veut de grandes puissances, d’employer deux locomotives tandem à deux essieux chaque (G. E. Go).
  - Le bâti des locomotives légères, soit jusque 5 tonnes, est généralement d’une seule pièce en fonte moulée ou préférablement en fers laminés. Le bâti en fers laminés assure une certaine élasticité, d’où bonne résistance au choc.
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  - Pour les locomotives plus lourdes et pour avoir un poids adhérent suffisant sans recourir à l’emploi de lest, on construit généralement le bâti en quatre pièces en fonte, assemblées par boulons, 2 longerons et 2 traverses-butoirs. Celles-ci sont quelquefois en acier coulé, de même que les longerons.
  - Ces locomotives sont munies d’un ou deux systèmes indépendants de freins à commande mécanique par volant.
  - En raison du service très dur que ces machines ont à assurer, l’ensemble de la locomotive doit être particulièrement robuste et tout à fait blindé, l’équipement électrique bien protégé.
  - Quand les locomotives circulent au jour, elles sont généralement munies d’une cabine-abri plus ou moins simplifiée pour le wattman.
  - Dans tous les cas, les locomotives sont munies de boîtes à sable pour faciliter le démarrage sur des rails plus ou mbins glissants.
  - d) Moteurs.— Quelques maisons construisent des moteurs spéciaux dam ce sens qu’ils sont très ramassés pour obtenir le maximum de puissance dans le faible emplacement dont on dispose. Les moteurs sont suspendus à la façon des moteurs de tramways, montés sur trucks rigides.
  - La transmission du couple moteur est généralement réalisée par un système d’engrenages droits à simple ou double réduction.
  - Les Ateliers de Constructions Electriques du Nord et de l’Est, les Ateliers de Charleroi, emploient avec assez de succès la vis sans fin pour les machines à faible écartement et pour tous les cas où une réduction simple ne suffit pas.
  - Dans le cas général de l’emploi de deux moteurs, ceux-ci peuvent être extérieurs à l’intervalle des roues, ce qui donne un empattement minimum, ou intérieur à cet intervalle, ce qui conduit à un grand empattement, mais donne une meilleure stabilité à la locomotive ; enfin, ils peuvent être en tandem, montage qui participe des deux cas précédents, c’est le cas de la figure 570.
  - e) Système de contrôle. — Le contrôleur est généralement du type ordinaire série parallèle avec quatre ou cinq touches série et trois ou quatre parallèle, ainsi que quelques touches pour le freinage rhéostatique.
  - Dans le cas. de deux locomotives en tandem, la General Electric Go emploie un système analogue à celui de ses « unités multiples ».
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  - 246. Résistance au roulement. — La résistance au roulement dans une galerie de mine est assez élevée; cela tient à ce que les rails sont, généralement humides et gras et plus ou moins recouverts de débris de matériaux divers.
  - Il est bon de compter sur une résistance au roulement globale par tonne de 5 à 10 kilogrammes pour une voie étroite « au jour», et de 10 à 20 kilogrammes poujr une voie étroite, en palier et alignement droit et « au fond » (rails Vignole).
  - La résistance de Pair est négligeable, car les vitesses sont généralement faibles : 10 à 15 kilomètres à l’heure.
  - Le poids adhérent doit être au moins égal à quatre ou cinq fois l’effort maximum à développer et sept fois l’effort normal.
  - 247. Locomotives à tambour à câble prise de courant. — Elles permettent le roulage dans des portions de galerie non encore équipées avec le trolley, et par suite d’aller jusqu’au front d’attaque au fur et à mesure de l’avancement des travaux, pourvu seulement que la voie existe.
  - Sur la locomotive est monté un tambour sur lequel est entouré un câble isolé de prise de courant. Le tambour repose sur un disque horizontal au mouvement duquel il participe par l’effet du frottement ; ce disque étant mis lui-même en mouvement par une transmission mécanique : chaîne et engrenage à partir d’un essieu moteur (fîg. 571).
  - L’embrayage est réalisé par un levier dans un sens ou l’autre. Un commutateur à double direction permet de relier le contrôleur au câble du tambour ou à celui du trolley.
  - L’extrémité libre du câble prise de courant est terminée par un crochet qu’il suffit de mettre en prise avec le fil trolley (fîg. 572) là où ce fil cesse.
  - L’autre extrémité du câble est reliée à une bague métallique fixée au treuil, sur sa face inférieure. Sûr cette bague frotte un balai fixe duquel le courant passe au contrôleur et aux moteurs à la manière ordinaire.
  - Dans ses derniers modèles, la General Electric Co remplace le système de commande du tambour par chaîne, engrenage et action de frottement, par un dispositif électrique comprenant un moteur
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  - série alimenté en dérivation sur le circuit principal et actionnant le tambour par un engrenage réducteur de vitesse. Le moteur est d’une
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  - puissance de un cheval et demi environ. Il est en série avec des résistances appropriées.
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  - Le schéma de montage de ce moteur est donné figure 573.
  - On voit que dans la position (2), le moteur du treuil est en circuit entre le fil trolley et la terre ; le courant est capté par le câble du treuil et se rend d’une part dans .le circuit du contrôleur et des moteurs de traction, et d’autre part dans le circuit du moteur du treuil. Ce dernier circuit comprend en outre un fusible et un interrupteur à simple direction qui permet, si l’on veut, d’isoler le moteur ; mais, en temps normal et tant que le treuil est utilisé, son moteur doit être laissé en circuit.
  - Le moteur du treuil est calculé de telle sorte qu’il puisse être traversé par le courant pendant un temps quelconque sans que son échauffement dépasse la limite admissible.
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  - Fig. 573.
  - Schéma des connexions (Locomotive munie d’un treuil).
  - L’objet du rhéostat en série avec le moteur est de protéger celui-ci contre un courant excessif quand le câble se déroule ou que la locomotive est au repos.
  - Dans les conditions normales, le circuit du moteur du treuil ne demande aucune attention spéciale car le moteur détermine automatiquement l’enroulement ou le déroulement du câble suivant le sens de marche de la locomotive.
  - Quand la locomotive est au repos, le couple développé par le moteur est suffisant pour exercer sur le câble une tension constante d’environ 12 kilogrammes. Dès que la locomotive démarre dans un -certain sens, le moteur tourne pour déterminer automatiquement l’enroulement du câble. La tendance du moteur à un moment quelconque est de communiquer à la circonférence du treuil une vitesse périphérique qui soit légèrement supérieure à la vitesse de trans-
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  - lation de la locomotive ; de sorte qu’il y a toujours une tension sensiblement constante sur le câble. Quand la locomotive se déplace en sens inverse de telle sorte que le treuil doive dérouler le câble, le moteur développe un couple antagoniste, agit comme frein et produit sur le câble une tension d’environ 15 kilogrammes. Par suite de ces tensions constantes exercées sur le câble, celui-ci s’enroule et se déroule sans à-coups.
  - La distance qu’il est possible de franchir avec des locomotives munies de ce tambour à câble prise de courant est normalement 150 mètres. Sur cette distance, il suffit, par suite, que la voie soit installée.
  - 248. Locomotives à cabestan. — Un cabestan est installé sur la locomotive. Le moteur peut être accouplé à volonté à ce cabestan ou aux roues miotrices. Le cabestan sert pour le traînage par câble (Westinghouse-Baldwin et General Electric Go).
  - 249. Locomotives à accumulateurs. — Ces locomotives ont reçu un grand développement en Allemagne.
  - Les locomotives du dernier type de la Felten et Guillaume-Lah-meyerwerke AG, de Francfort, sont ainsi construites (fig. 574 à 576).
  - Une"'caisse en bois blindée de fer contenant les accumulateurs est placée sur la locomotive et repose sur un système de cylindres rendus solidaires les uns des autres par chaîne.
  - Pour enlever la batterie, on amène la machine près d’une table de décharge à rouleaux; on relie les rouleaux de la table à ceux de la locomotive, on met le tout en mouvement. La batterie est transportée de la machine sur la table et, de la même manière, une nouvelle batterie vient prendre la place de la première.
  - Des locomotives de ce type sont en service aux mines de Dortsfeld en Westphalie. Elles circulent sur une voie de 530 millimètres et développent 18 chevaux. Les accumulateurs sont de l’Akkumulato-ren-Fabrik. A. G., de Berlin. L’opération du changement d’accumulateurs dure 1 ou 2 minutes seulement, assure-t-on.
  - Une importante innovation a été introduite, il y a quelques années, dans l’emploi de ces locomotives, par la réalisation de machines sans machiniste.
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  - Des machines de ce genre ont été mises en usage au charbonnage Yon der Heydt, dans le bassin de la Saar ; elles fonctionnent
  - d’une façon entièrement automatique : mises en marche en un point déterminé, elles effectuent un parcours donné pour aller s’arrêter
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  - automatiquement à l’endroit voulu, s’arrêtant de même automatiquement, lorsque les voies qu’elles doivent parcourir sont occupées ou obstruées ; une sorte d’antenne dont elles sont pourvues à l’avant provoque à cette fin la mi'se hors du circuit du moteur lorsque la machine rencontre un obstacle ; le recul de l’antenne à la rencontre de l’obstacle bande un ressort qui tend à la ramener dans la position normale lorsque l’obstacle a disparu et permet ainsi à la machine de se remettre en service dès que plus rien n’obstrue son chemin ; les aiguillages sont de même équipés électriquement,
  - La batterie comporte 30 éléments ; elle a une capacité de 72 ampères-heure ; la vitesse de marche est d’environ 3,6 kilomètres à l’heure ; la batterie suffît pour un service de huit heures approximativement, correspondant à un rendement de 70 tonnes-kilomètres utiles. La puissance du moteur est de 2 HP ; le poids de la locomotive de 2,5 tonnes; la longueur, l’antenne rentrée, est de 2,35 mètres et, l’antenne sortie, de 3,23 mètres; l’arrêt se fait sur une longueur de 1 mètre environ.
  - Ces machines ont été mises en service, sans qu’aucune modification fût apportée aux installations, sur des voies qui avaient été posées pour un service à traction chevaline.
  - V. — Traction électrique sur les canaux.
  - La traction électrique sur canaux peut être réalisée de trois façons :
  - 250. Remorquage par bateaux automoteurs. — Le moteur actionne des hélices ou des roues. Le courant peut être fourni :
  - 1° Par des accumulateurs (Siemens).
  - 2° Par une dynamo actionnée par un moteur à vapeur (Walker), un moteur à combustion interne, pétrole, gaz pauvre (Société Nobel).
  - 3° Par une canalisation sur la berge avec laquelle prend contact :
  - Un dispositif genre trolley,
  - Un chariot léger.
  - \ D’une manière générale, le remorquage qui donne des résultats satisfaisants dans les rivières, n’est pas possible dans nos canaux. Il pourrait seulement convenir pour des canaux de grande section..
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  - En effet, d’une part, la largeur de nos canaux est faible et rendrait difficile le croisement de deux convois ; d’autre part, les écluses du type normal pour canaux ne peuvent contenir qu’un bateau (péniche, flûte ou toue), et comme, pour que le remorquage soit réalisable au point de vue économique, il faut former des convois de plusieurs bateaux, il en résulterait une perte de temps considérable aux éclusages ; il faudrait, en plus, écluser le remorqueur, la longueur ordinaire des biefs ne permettant pas, en général, d’avoir des remorqueurs affectés uniquement au service d’un bief, et, dans tous les cas, il faudrait posséder un autre mode de traction pour le passage des écluses. Les remorqueurs présentent, en outre, un grave inconvénient : les masses d’eau mises en mouvement par l’hélice déforment le profil du canal, le plafond est creusé, et les terres enlevées sont rejetées sur les parties latérales, le canal passe de la forme trapézoïdale à la forme parabolique. Pour éviter les risque d’échouage, il faudra draguer très souvent ou constituer le fond des canaux par des pierres suffisamment lourdes pour que ce phénomène ne se produise pas. Toutefois, des essais faits en Allemagne ont prouvé que c’était la position du gouvernail derrière l’hélice unique qui était la cause de tout le mal ; des résultats satisfaisants ont, en effet, été obtenus en utilisant un double gouvernail ou en munissant le gouvernail unique d’une plaque empêchant l’eau d’être rejetée vers le fond.
  - Quoiqu’il en Sbit, la méthode par remorquage est peu recommandable.
  - En ce qui concerne, en particulier, le procédé par accumulateurs qui a été très essayé autrefois, en particulier sur. le Rhin, il y a lieu de noter qu’il permet la suppression des chemins de halage ; en revanche, les frais d’entretien sont très élevés, et le procédé est, en définitive, très onéreux.
  - 251. Touage. — La méthode du louage a été appliquée sur de nombreux fleuves ou canaux en France (Seine, canal de Saint-Denis, canal de Bourgogne, etc.) et à l’étranger.
  - Dans sa forme primitive, elle consiste à haler le bateau toueuc sur une chaîne noyée qui s’enroule sur deux tambours à gorge (fig. 577) à axes parallèles, sur lesquels elle fait un nombre de tours suffisants pour que son adhérence équilibre l’effort de traction nécessaire
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  - à la remorque. On n’a pas moins de 30 à 50 mètres de chaîne enroulée. Les tambours sont actionnés par un groupe à vapeur.
  - Outre les inconvénients généraux que présente la méthode du touage, ce procédé conduit à une usure rapide de la chaîne.
  - L’embrayage magnétique de Bovet a réalisé une amélioration sensible. Il permet de réduire l’axe d’enroulement aux 3/4 de la circonférence. Dans ce but, on aimante la jante du tambour qui devient alors une simple poulie à gorge, sur lequel passe la chaîne. Deux flasques EF (fig. 578) forment carcasse magnétique de l’électro-aimant, ils sont reliés par des boulons en bronze. B est l’enroulement excitateur, où le courant est amené par deux bagues bb. Il est
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  - Fig. 577.
  - Touage ordinaire. Bateau toueur.
  - fourni par un groupe électrogène monté sur le bateau toueur ou peut être capté sur un conducteur' genre trolley au moyen d’un câble souple et d’un petit chariot, par exemple. D est une pièce de bronze destinée à protéger les enroulements contre toute introduction d’eau ou corps étranger. La chaîne G fait en quelque sorte partie du circuit-magnétique de l’électro. Au moment où la chaîne quitte la poulie, il faut exercer un effort de décollement. A cet effet, on dispose un galet de sortie G en fonte (fig. 579) qui touche la poulie. Le champ magnétique est modifié dans la région du contact, et la chaîne n’a plus -tendance à coller uniquement sur la poulie. Si cette action est insuffisante le décollement se fait sur un doigt de métal dur et non magnétique qui est placé dans la gorge et qui en épouse exactement la forme. Du côté de l’avant il y a, au contraire, tout intérêt à ne pas
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  - modifier le champ magnétique et, à cet effet, on emploie un galet en bronze G'. Si le bateau teneur doit fonctionner en marche arrière, ’on emploiera seulement le dispositif de décollement par doigt.
  - La poulie d’entraînement est d’assez grand diamètre soit, en prenant un exemple 1 m. 250 ; le courant d’excitation de l’électro est de 48 ampères sous 70 volts. L’effort de traction développé est de 6.000 kilogrammes. La vitesse d’enroulement ne dépasse pas 1 m. 50 par seconde. Le travail de remorquage est alors de 6.000 X 1,5 = 9.000, kgms, soit 120 chevaux.
  - Fig. f>78.
  - Louage par adhérence électromagnétique de Bovet. Poulie du toueur.
  - Des. essais de touage par ce système ont été faits par la Compagnie de Fives-Lille, sur le canal Saint-Denis, avec une péniche de 300 tonnes, chaîne de 14 millimètres enroulée sur 3/4 de la circonférence, ligne à 110 volts, prise de courant par deux chariots roulants. La puissance absorbée était de 2.000 watts et la vitesse obtenue 2 kil. 800 à l’heure.
  - La méthode du touage est peu satisfaisante. Sans occasionner les mouvements d’eau funestes au profil du canal que provoque le remorquage, le touage cause, néanmoins, encore des dommages au
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  - fond et présente les mêmes inconvénients que les remorqueurs, au point de vue de la composition des convois et du passage aux écluses ; de plus, le prix d’installation est très élevé, l’entretien de la chaîne^ est dispendieux, quoique considérablement diminué par l’emploi du système de Bovet. Il faut noter, par contre, qu’il permet un effort de traction considérable, mais la vitesse maxima possible, 3 à 3,5 kilomètres à l’heure, est insuffisante.
  - 252. Halage. — Le halage consiste dans l’emploi d’un tracteur électrique circulant sur une voie aérienne installée sur le chemin de halage ou préférablement circulant sur ce chemin même, avec ligne aérienne d’alimentation. Ce procédé offre l’avantage que la ligne peut servir pour une distribution d’énergie.
  - Sens de manche
  - Fig. 579.
  - Touage par adhérence électromagnétique de Bovet. Bateau loueur.
  - On peut soit disposer la voie d’un seul côté du canal, ce qui entraîne des aiguillages, soit une voie de chaque côté : une pour la montée et une pour la descente, dans le cas d’un trafic assez considérable.
  - Cette méthode peut être réalisée de deux façons :
  - a) Tracteurs suspendus. —- Les premiers essais de tracteurs suspendus sont ceux de Lamb (1895) à Buffalo, puis viennent ceux de Siemens-Halske (1898) sur le canal Finow. Dans ce dernier cas, on employait un tracteur léger roulant sur un câble suspendu a des poteaux de 4 à 5 mètres de hauteur. Au-dessus de ce câble (câble
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  - porteur), il y avait le câble de traction, recevant l’effort de traction et passant à cet effet entre deux tambours actionnés électriquement. Enfin, il y avait un troisième fil au-dessus de l’ensemble, ce fil constituait le conducteur d’alimentation et le courant était capté par une roulette de trolley.
  - L’effort de traction disponible dans ce procédé est très limité, en outre la vitesse maxima est d’environ 5 kilomètres à l’heure. Les efforts sur les poteaux sont très considérables.
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  - Fig. 580
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  - Le tracteur Thwaite et Cauley (1898) est du même genre, mais l’effort sur le cable de halage est transformé en effort adhérent. Ce tracteur, qui a simplement été à l’état de projet devait se déplacer sur deux rails en « Z » superposés et était muni de quatre roues qui roulaient par paires, de part et d’autre de chaque rail.
  - Le tracteur du canal d’Eriè, étudié par Stillivel et Putman avec le concours de la General Electric Co, en 1905, est encore un tracteur aérien. Ses dispositions générales sont indiquées sur la figure 580. La voie est formée d’une poutre a double T haute de 250 millimètres et supportée latéralement. Le tracteur est actionné par un moteur de 25 chevaux à 500 volts courant continu. La marche est réglée par un petit contrôleur rhéostatique.
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  - Ce tracteur est à adhérence proportionnelle. A vide, l’appareil repose sur des galets porteurs. Les seuls frottements résultent da poids de l’appareil (3 tonnes environ) et des engrenages.
  - L’adhérence est assurée au moyen de galets compresseurs fixés à un système de ressorts placés sur le petit bras d’un levier dont le grand bras sert de point d’attache au câble de halage.
  - Il y a deux leviers correspondant aux deux directions de marche.
  - La pression exercée est égale à 5 à 7 fois l’effort de traction à développer, elle lui est strictement proportionnelle.
  - Les essais ont montré que l’on pouvait compter sur un rendement moyen de 70 p. 100.
  - Ce système de traction à adhérence proportionnelle est applicable aux services lourds. Il n’encombre pas le chemin de halage et est facilement monté, soit sur le chemin de halage, soit sur la berge.
  - b) Tracteurs circulant sur le chemin de halage. — Ce mode de réalisation du halage est de beaucoup préférable. Plusieurs systèmes ont été successivement essayés. Celui qui a donné les meilleurs résultats consiste dans l’emploi de tracteurs type locomotives circulant sur voie ferrée birail et constitue actuellement le procédé moderne à adopter surtout sur les canaux où le trafic annuel est d’une certaine importance, soit au moins 2.000.000 tonnes.
  - ' Le halage sur voie monorail à adhérence proportionnelle, que nous venons de voir, paraît pouvoir convenir quand le trafic ne dépasse pas 1.500.000 tonnes.
  - Enfin, sur les canaux de faible trafic, soit 400.000 tonnes, il semble que le halage par chevaux soit encore le plus économique ; malheureusement, la vitesse obtenue n’est guère que de 2,5 kilomètres à l’heure.
  - Nous allons passer en revue les principaux systèmes de tracteurs qui ont été successivement employés.
  - Le tracteur tricycle Galliot (1898) construit par la Compagnie De-nèfle, et mis en service sur le canal de l’Aire et de la Deule, entre Douai et Béthune, a réalisé la première application assez importante de ce mode de halage par tracteur. Ce tracteur circulait sur le chemin de halage sans voie spéciale.
  - Son poids était de 2,5 tonnes environ. Il était actionné par un moteur de 7 chevaux sous 500 volts, transmettant son couple par vi»
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  - sans fm et engrenage hélicoïdal. Il remorquait trois bateaux ordinaires avec charge utile de 290 tonnes par bateau à la vitesse de 2 kilomètres à l’heure. On peut compter que l’effort à développer pour un bateau est d’environ 300 kilogrammes.
  - La prise de courant consistait en un chariot aérien léger à 2 poulies roulant sur un double fil trolley.
  - Ce tracteur présente l’inconvénient, d’endommager assez rapidement le chemin de halage. Sa conduite est, en outre, difficile.
  - En 1899, L. Gérard lui substitua un quadricycle et l’expérimenta sur le canal de Charleroi.
  - En 1898, Karl Hôttgen étudia avec Siemens et Halske un tracteur sur rails Vignole pour le canal Finow de l’Etat prussien. Ce tracteur comportait un moteur de 12 chevaux.
  - On avait équipé une partie de la ligne avec une crémaillère, car on craignait de ne pas avoir une adhérence suffisante. Les roues motrices engrenaient avec la crémaillère et les roues porteuses roulaient sur le chemin de halage. Le câble de halage était fixé sur une sorte de petit pylône porté par la locomotive et était à environ un mètre du sol. La voie était de 1 mètre.
  - La. locomotive pesait 2 tonnes et développait au crochet, en temps sec, un effort de traction d’environ 600 kilogrammes.
  - Le rendement total était d’environ 60 p. 100.
  - Le tracteur Siemens du canal de Teltow est un tracteur Kôttgen perfectionné ; c’est celui qui figura à l’Exposition de Paris de 1900. Après quelques perfectionnements, il fut expérimenté en 1903 et adopté définitivement en 1904 en même temps qu’était décidée l’électrification générale du canal. Le service est fait totalement par l’électricité depuis 1907. Cette installation de halage- électrique est prévue pour un mouvement de deux millions de tonnes par an. Il n’atteint toutefois, actuellement, guère que 850.000 tonnes.
  - Avec le tracteur suivant, on arrive enfin à la forme générale actuelle.
  - Le nouveau tracteur Siemens est un tracteur normal symétrique circulant dans les deux sens sur voie Vignole. Son poids est de 7 t. 5. Il est à deux essieux-moteurs actionnés chacun par un moteur de 17 chevaux. Le câble est fixé à l’extrémité d’un bras pivotant de trois mètres environ, muni d’un dispositif qui permet de le lever
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- - 742
  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - pour passer au-dessus des bateaux qui se trouvent à l’amarre le long1 des berges. La manœuvre est faite par un moteur électrique.
  - Un tambour permet, en marche, d’enrouler une longueur plus ou moins grande de câble. Ç
  - On a installé une voie sur chaque chemin de halage.
  - L’effort normal développé au crochet est de 1.000 kilogrammes, et le rendement total du tracteur de 70 p. 100. Le tracteur traîne sa remorque de 1.200 tonnes utiles à la vitesse d’environ 5 kilomètres à l’heure.
  - Locomotive Chanay de 10 tonnes. —• Ce tracteur, représenté sur les figures 581 à 583, est symétrique, à cabine centrale et à bâti en fonte. Il est employé sur le système des canaux du Nord, Sensée-Scarpe-Aire-Deule, qui comprend plus de 55 kilomètres de ligne. La locomotive Chanay est à deux essieux-moteurs, et deux moteurs à double réduction de 25 HP chacun, courant continu 550 volts. Elle est à contrôleur série-parallèle à sept crans. La remorque se fait, moteurs en série, l’effort total sur le câble est alors de 1.200 kilogrammes à la vitesse de 3 kilomètres à l’heure et de 300 à 400 kilogrammes à la vitesse de 5 kilomètres à l’heure. Les moteurs sont en parallèle pour la marche haut-le-pied, la vitesse est alors de 14 kilomètres à l’heure. Cette locomotive roule sur une voie de 1 mètre en rails Vignole de 20 kilogrammes. La voie est unique et sur un seul chemin de halage. Quand deux locomotives se rencontrent, elles échangent leur remorque.
  - A la fin de 1910, il y avait en service environ 120 locomotives de ce type. Les locomotives sont construites par les Ateliers de Constructions Electriques du Nord et de l’Est (Jeumont).
  - Le rendement total d’une locomotive Chanay est de 67 p. 100 environ.
  - Le tarif de halage, pour ce cas particulier, est fixé par le Gouvernement à 0,4 centimes par tonne-kilomètre pour la montée, et 0,3d pour la descente.
  - Le trafic est de 3 à 4 millions de tonnes par an.
  - VI. — Traction électrique sans rails sur routes.
  - 253. Généralités. — Le matériel automobile sur route présente, par comparaison avec le matériel sur rails, l’avantage suivant : il eS*
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- - Vue de Profil.
  - Demi-rue en Elévation
  - Demi - Coupe
  - LJh
  - Demi-rue en Plan.
  - Demi-Coupe
  - -tÏQ* 581 à 585 Locomotive Chanaj. B'adage sur Je s canaux du Word-
  - 2.3 Go
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  - possible de changer l’itinéraire, c’est-à-dire de déplacer l’ensemble de l’exploitation, si les conditions du trafic changent.
  - Les automotrices électriques sans rails à prise de courant aérienne peuvent revendiquer, en grande partie, le même avantage. En cas de transfert de l’exploitation, on peut réemployer ses éléments constitutifs et, au cas où l’augmentation du trafic viendrait à justifier rétablissement d’une voie ferrée, l’installation aérienne resterait utilisable pour la nouvelle exploitation. En plus, la liberté du mouvement des voitures peut y être réalisée de façon presqu’aussi parfaite qu’avec les automobiles.
  - Il convient de noter qu’en raison de l’augmentation de la résistance au roulement du véhicule, la consommation de courant par tonne et par kilomètre est sensiblement plus élevée pour ces automotrices que pour les tramways. Cette augmentation est-, d’ailleurs, très variable — de 25 à 100 p. 100 — suivant le modèle de véhicule et la nature de la route ; mais d’autres considérations, principalement la différence dans les frais de premier établissement, viennent la compenser dans une notable mesure.
  - Les véhicules en question sont généralement montés sur roues à bandages caoutchoutés. La ligne aérienne d’alimentation est nécessairement double : un fil d’amenée et un fil de retour.
  - Il faut noter que l’installation ne doit apporter aucune gêne au roulage des voitures ordinaires et que l’omnibus électrique doit pouvoir se déplacer d’un côté de la route à l’autre, de manière à pouvoir éviter les obstacles. En outre, la prise de courant ne doit pas quitter la canalisation aérienne et ce, quels que soient les mouvements de la voiture.
  - Il y a là des difficultés qui ont conduit à des dispositifs intéressants et variés.
  - Ce mode de traction a reçu quelques applications en France, en Allemagne, Autriche-Hongrie, Italie, et semble devoir se développer beaucoup actuellement en Angleterre.
  - 254. Systèmes principaux, — a) Système Lombard-Guérin. — Ce
  - qui le caractérise est l’organe de prise de courant qui est un chariot automoteur dont le principe est le suivant (fig. 584) :
  - Un moteur électrique M a son induit calé sur l’axe de deux roulettes de trolley, l’une roulant sur le fîl + et l’autre sur le fil —. Le
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - moteur est isolé des roulettes. Uu contrepoids et un cadre inférieur avec roulettes sont étudiés en vue de maintenir le chariot en équilibre.
  - Le moteur précédent est un moteur synchrone alimenté par des courants triphasés provenant du moteur courant-continu, type série,
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- - MATÉRIELS SPÉCIAUX
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  - actionnant le véhicule. A cet effet, trois points de l’enroulement induit de ce dernier moteur, points distants entre eux du tiers de l’intervalle entre deux pôles consécutifs, sont reliés à trois bagues du moteur du trolley. La vitesse du chariot de prise de courant est ainsi liée à celle de l’omnibus et, en outre, les transmissions sont telles, qu’elle tend à lui être légèrement supérieure.
  - Un petit frein électro-magnétique alimenté en courant continu et agissant sur l’arbre de l’induit du moteur du trolley permet au watt-m/an d’arrêter le chariot-trolley à volonté.
  - Un câble souple à six conducteurs, dont deux (un au pôle + et un au pôle —) principaux, assez gros, pour ralimentation du moteur d’essieu de l’omnibus, trois plus faibles pour l’alimentation du moteur du trolley et un dernier pour le frein précédent, relie le chariot-trolley à l’omnibus. Un dévidoir placé sur la voiture en règle la tension.
  - Le moteur d’essieu est un moteur-série actionnant Yessieu arrière par un train d’engrenages.
  - La ligne aérienne comprend deux fils de cuivre de 8 millimètres distants de 30 centimètres.
  - En cas de croisement, les voitures échangent leurs trolleys.
  - Une ligne équipée de la sorte a été celle de Fontainebleau-Sannois (4 kilomètres) ; une autre, celle de Montauban-Gare à Montauban-Ville (4 à 6 kilomètres), formant boucle aux deux extrémités.
  - Une ligne de ce genre a été aussi en exploitation à Eberswalde, près Berlin.
  - b) Système Schieman (application à Mulhouse). — Dans ce système, les véhicules sont équipés avec un moteur de 15 à 20 chevaux attaquant par engrenages Vessieu avant. La vitesse en palier atteint 20 kilomètres-heure. Ce qui caractérise particulièrement ce système est l’emploi d’un accouplement souple à ressort entre le moteur et les roues motrices destiné à assurer l’adhérence complète dans les tournants. Les roues motrices sont libres de tourner l’une par rapport a l’autre ; mais leurs mouvements relatifs sont limités par un système de ressorts de butée.
  - L’appareil de contact avec les fils aériens est un appareil glissant, monté sur perche. Le contact se fait par dessous. Le courant est à 500 volts. Les véhicules peuvent faire un écart de 3 mètres par rap-
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  - TRACTION ÉLECTRIQUE
  - port à la canalisation aérienne. Sur les lignes comportant l’application de ce système, eu égard au faible trafic, une voiture se gare en abaissant son trolley aux croisements. Il n’est pas besoin de ;l’ar-
  - Fig. 585.
  - Omnibus électrique à trolley de Saint-Mandé.
  - rêter. Ce système a aussi reçu quelques applications en Norvège et avec une variante, en Angleterre.
  - c) Système Mercédès-Stoll (Application à Fribourg). — Dans ce système, les véhicules comprennent deux moteurs de 20 chevaux calés
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- - MATÉRIELS SPÉCIAUX
  - 747
  - directement sur les moyeux des deux roues arrière. Le contact avec la ligne aérienne a lieu par-dessus au moyen de deux chariots et la liaison avec la voiture a lieu au moyen d’un câble flexible. Aux croisements de deux voitures, on échange les prises de courant, à moins que l’on ait prévu quatre fils aériens.
  - Ce système a reçu une application fin 1912 à la ligne Porte de Vincennes-Saint-Mandé aux portes de Paris. L’exploitation n’a toutefois pas été continuée. Les véhicules avaient été exécutés par la « Trackless Trolley Ld ». Leur contenance était de 24 places. Le courant absorbé à pleine charge, en pleine marche et terrain plat sec, était de 15 ampères sous 500 volts, la vitesse environ 24 kilomètres-heure.
  - La photographie, figure 585, représente cet omnibus à un croisement.
  - Nous ajouterons enfin qu’un projet comportant l’application de ce système est à l’étude pour la ligne Rumilly-Seyssel (Haute-Savoie),, d’une longueur de 18 kilom-. 5. Ici, les moteurs d’essieux seraient monophasés.
  - d) Système Filovia (Italie). — Dans ce système, les automotrices sont équipées avec deux moteurs de 12 chevaux chacun montés sur le châssis et reliés aux deux roues arrière au moyen d’engrenages réducteurs droits et transmission par chaîne. Les deux roues motrices sont indépendantes. La prise de courant et le retour ont lieu au moyen d’un appareil double, sorte de chariot monté sur une perche ; le contact se fait par-dessous.
  - 255. Remarques. — Un système de prise de courant et retour par contact par-dessous semble préférable, car le type ordinaire de trolley et ligne aérienne correspondants peuvent être employés. Par suite les automotrices genre tramway peuvent être immédiatement utilisés avec de telles lignes. Il semble également préférable d’avoir l’essieu arrière moteur, en vue de rendre plus facile la direction. ». -
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- - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES, SCHÉMAS, ETC.
  - FIGURES PAGES
  - 3. Locomotive du Baltimore et Ohio Ry de la General Electric Co
  - (1895) 7
  - 4. Schéma d’installation type à courant continu avec sous-
  - station .................................................. 23
  - 5. Schéma d’installation type à courant alternatif monophasé
  - sans sous-station ......................................... 23
  - 6. Schéma d’installation type à courant alternatif monophasé
  - avec sous-station ........................................... 23
  - 7. Schéma d’installation type à courants triphasés avec sous-
  - station ..................................................... 23
  - 10. Caractéristiques d’un moteur excité en série en fonction du
  - courant. Allure théorique générale. . ...................... 48
  - 17. Montage de deux moteurs sur banc d’essai.................... 75
  - 18. Montage électrique en opposition avec survolteur de deux
  - moteurs sur banc d’essai.................................. 75
  - 19. Montage électrique direct de deux moteurs sur banc d’essai.. . 76
  - 20. Moteur de 50 chx. Pertes mécaniques..................... .... 81
  - 21. M'oteur de 50 chx. Pertes dans le noyau..................... 82
  - 22. Séparation clés pertes. Rendements ........................... 83
  - 23. Moteur de 50 chx. Caractéristiques en charge. Rendement,
  - Couple utile ................................................ 84
  - 25. Moteur de 50 chx. Caractéristiques thermiques............... 86
  - 26. Moteur de 50 chx. Courant et puissance pour un échauffement
  - de 75° ..................................................... 87
  - 27. Courbe de refroidissement de l’induit....................... 88
  - 31. Détermination graphique des résistances dë démarrage.... 103
  - 33. Schéma d’un contrôleur rhéostatique Thomson-Houston
  - tjqoe R pour un moteur.................................... 108
  - 34. Connexions et développement d’un contrôleur rhéostatique
  - Thomson-Houston type R pour deux moteurs................... 109
  - 35. Contrôleur rhéostatique Thomson-Houston ouvert................. 110
  - 40. Passage de série à parallèle par court-circuit d’un moteur. . . 114
  - 41. Equipement à 2 moteurs avec contrôleurs Thomson-Houston K-36-Z à frein de secours (Compagnie générale des Omnibus de Paris) ..........................................
  - 114
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- - 750
  - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - FIGURES PAGES
  - 42. Passage de série à parallèle par la méthode du pont........ 114
  - 43. Equipement à contrôleurs Thomson-Houston K-34 à connexion
  - à pont ................................................. 115
  - 51. Equipement Sprague à 2 moteurs de la Société de Fives-Lille.
  - Contrôle par commutation des bobines de champ.......... 122
  - 51 bis. Schéma des combinaisons réalisées avec un seul moteur.. . 122
  - 55. Contrôleur série parallèle avec shuntage................... 130
  - 56. Schéma des connexions aux différents crans du contrôleur de
  - la figure 55 ........................................... 131
  - 57. Equipement à 2 moteurs et 2 contrôleurs Thomson-Houston
  - K-501-X avec shuntage et frein de secours (Compagnie générale des Omnibus de Paris) .................... 132
  - 58. Contrôleur K-501rX Thomson-Houston avec le séparateur
  - d’arc ouvert (Compagnie générale des Omnibus de Paris). 133 78. Schéma des connexions du moteur série-compensé Winter-
  - Eiehberg du London Brighton and South Coast Ry......... 151
  - 81-82. Schémas de montage des deux moteurs Thomson-Houston
  - ATH-85 de la locomotive du Midi....................... 153
  - 83. Caractéristiques du moteur ATH-85 (Midi)..................... 154
  - 84-85. Schémas de montage des moteurs de la locomotive d’essai des Ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Est pour la Compagnie des chemins de fer du Midi. ........... 155
  - 98. Locomotive Westinghouse de la Compagnie des chemins de fer
  - du Midi. Schéma amplifié des connexions du circuit principal........................................... 176
  - 99. Equipement monophasé Thomson-Houston de la locomotive
  - des chemins de fer du Midi : A. Schéma détaillé; B. Schéma
  - simplifié .......,..................................... 176
  - 100. Locomotive des Ateliers de Jeumont pour la Compagnie des
  - chemin de fer du Midi. Schéma des connexions........... 176
  - 105. Equipement de locomotive avec redresseur à mercure Gowper-
  - Hewitt. Schéma simplifié du circuit principal.......... 181
  - 108. Chemins de fer départementaux de la HauteWienne, courant alternatif monophasé 10.000 volts et 600 volts. Schéma des
  - connexions d’une automotrice ............................ 184
  - 118. Caractéristiques des moteurs triphasés de 475 chx 25 périodes 500 volts des locomotives de 105 tonnes à 4 moteurs du Great Northern. Roues de lm524. Rapport d’engrenages, 4,26
  - (General Electric Go) ...................'............. 207
  - 128. Traction électrique par courants triphasés, ligne Burgdorf-
  - Thoune. Schéma des connexions d’une locomotive......... 220
  - 128 bis. Schéma de connexions d’une locomotive de la Yalteline (1901) 220
  - 131. Ensemble d’un moteur triphasé (locomotive du Sinaplon, 1908) 223
  - 132. Rotor d’un moteur triphasé (locomotive du Simplon, 1908). 223
  - 133-134. Locomotive du Simplon (Brown-Boveri) ..................225-226
  - 135. Locomotive du Simplon (premier type) Brown-Boveri 1906.
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- - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES 751
  - FIGURES PAGES-
  - — Réglage de la vitesse par changement du nombre des pôles et rhéostats. Locomotive à 2 vitesses. — Schéma des
  - connexions ......................................... 226*
  - 136. Locomotive triphasée à 4 vitesses du Simplon (deuxième type (Brown-Boveri, 1908. — Réglage de la vitesse par seul changement du nombre de pôles dans chaque moteur. — Schéma général des connexions de l'équipement électrique. 22b 139. Locomotive de la Valteline. — Réglage de la vitesse par mise
  - des moteurs en cascade. — Schéma des connexions........ 231
  - 146. Schéma des connexions du convertisseur de phases et des
  - moteurs d’essieu des locomotives du Norfolk and Western Ry ................................................ 245
  - 147. Convertisseur de phases du Norfolk and Western Ry.......... 247
  - 148. Locomotive mono-triphasée du Pennsylvania R. R. Schéma gé-
  - néral des connexions.................................. 249
  - 149-150. Moteur à carcasse fendue de la General Electric Co, type
  - G. E.-88-B. 40 chx..................................... 255
  - 151-152. Moteur à carcasse fendue de la Westinghouse, type W.-307. 257
  - 153. - Moteur de traction Thomson-Houston, type G. E.-216 de 50
  - chx de la Compagnie générale des Omnibus de Paris. Couronne inductrice après démontage des paliers..... 258
  - 154. Moteur de traction Thomson-Houston, type T.-H.-523 de 60
  - chx de la Compagnie générale des Omnibus de Paris. Vue d’ensemble ............................................ 259
  - 155. Moteur de traction Thomson-Houston de la Compagnie géné-
  - rale des Omnibus de Paris. Vues intérieures des flasques porte-paliers ......................................... 259
  - 156. Moteur de traction Thomson-Houston, type G. E.-216 de la
  - Compagnie générale des Omnibus de Paris. Coupe longitudinale et élévation..................................... 260
  - 157. Moteur de traction Thomson-Houston, type G. E.-216 de la
  - Compagnie générale des Omnibus de Paris. Vue parallèle en élévation et coupe, montrant deux bobines principales et une bobine de pôle de commutation en position. 260
  - 158. Moteur Dick-Kerr. Section longitudinale................... 261
  - 159. Moteur Westinghouse W.-307. Coupe du palier................ 262
  - 160. Moteur de traction Thomson-Houston G. E.-216. Graissage.
  - Vue d’un palier d’induit............................... 262
  - 163. Moteur, Brown-Boveri à paliers à billes................... 264
  - 166. Induit en cours de bobinage................................ 267
  - 174. Moteur de traction. Bobine inductrice principale.......... 270
  - 175. Moteur de traction d’un pôle de commutation................ 271
  - 176. Collecteur .............................................. 271
  - 179-182. Montage sur essieu du moteur de traction Thomson-Houston G. E.-216 dé 50 chx..................................... 274
  - 185-190. Moteur de 135 chx sous 1.000 volts de la Compagnie Sie-
  - mens-Schuckert (Ligne de Cologne à Bonn).............. 278
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- - 752
  - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - FIGURES AGES
  - 191. Section transversale du moteur G. E.-253 de 430 chx sous
  - 1.500 volts des locomotives General Electric du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul .................................... 279
  - 192. Roue dehtée commune....................................... ,280
  - 193. Mloteur bipolaire double à courant continu.................. 281
  - 194. Stator d’un moteur série-monophasé Westinghouse de 100 chx
  - montrant les encoches destinées à recevoir les bobines formant pôles de commutation................................ 282
  - 195. Stator du moteur de la figure 194 avec les bobines formant
  - pôles de commutation en place........................... 282
  - 196. Induit du moteur des figures 194 et 195..................... 283
  - 197. Stator d’un moteur monophasé répulsion-compensé Winter-
  - Eichberg de 115 chx (A. E. G.).......................... 283
  - 198. Rotor du même moteur que le stator de la figure 197......... 283
  - 199. Moteur ventilé des locomotives du Milwaukee................. 286
  - 205. Locomotive du New-York Central (Premier type)............ 292
  - 206. Locomotive du New-York Central (Deuxième type)........... 292
  - 207. Locomotive du New-York Central (Troisième type).......... 292
  - 210. Locomotive du New-York Central. Essieu-moteur............... 294
  - 211. Locomotive du New-York Central. Essieu-moteur avec son in-
  - duit ................................................... 294
  - 212. Moteur du New-York Central. Circuit magnétique.............. 295
  - 213. Locomotive du New-York Central. Démontage d’un essieu-mo-
  - teur .................................................. 295
  - 215. Schéma de principe du montage avec arbre creux Raffard.
  - Coupe horizontale par l’essieu........................... 298
  - 218 bis. "Vue d’ensemble d’un bogie moteur d’automotrice à voyageurs (Yalteline)................................................ 301
  - 219. Schéma de l'entraînement élastique de la locomotive Heilmann. 302
  - 220 bis. Automotrice Paris-Invalides-Versailles. Moteur sans engrenage avec suspension et accouplement élastique de l’induit. 303
  - 221. Truck de locomotives à moteurs à action directe Brown-Boveri
  - de la ligne Paris-Invalides-Versailles.................. 304
  - 222. Rotor du moteur Westinghouse des locomotives du New-York,
  - New-Haven et Hartford R. R............................... 305
  - 223. Moteur Westinghouse complet monté sur essieu des locomo-
  - tives du New-York, New-Haven et Hartford R. R........... 305
  - 224. Détail de l’accouplement élastique. ........................ 306
  - 225. Locomotives du New-York, New-Haven et Hartford R. R.
  - Bogie .................................................. 306
  - 231, Bogie-truck des locomotives du Paris-Orléans.................311
  - 237. Engrenage élastique Abt..................................... 319
  - 238. Engrenage élastique des locomotives Loetschberg............ 320
  - 240. Transmission élastique de la locomotive Westinghouse de la
  - Compagnie du Midi....................................... -321
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- - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - 753
  - FIGURES PAGES
  - 245. Locomotive du Chicago-Milwaukee-Saint-Paul................... 323
  - 246. Truck d’une demi-locomotive.................................. 323
  - 247. Roue dentée élastique....................................... 325
  - 248. Détails de la roue dentée élastique........................ 325
  - 249. Vue d’un des quatre bogies-moteurs........................... 326
  - 250. Vue en plan d’un truck avec ses deux moteurs à engrenages
  - jumelés .................................................. 326
  - 252. Locomotive Westinghouse du New-York, New-Haven and
  - Hartford Railroad ........................................ 327
  - 253-255. Essieux-moteurs des locomotives à voyageurs et à marchandises du New-York, New-Haven et Hartford R. R............... 328
  - 256. Locomotive N.-Y. N.-H. H. (voyageurs et marchandises).... 329
  - 257-259. Locomotive N.-Y. N.-H. H., 1.360 chx. Truck, moteur, essieu 330
  - 260. Essieu-moteur. Locomotive du N.-Y. N.-H. H................. 331
  - 261. Locomotive du chemin de fer du Midi (Jeumont)................ 333
  - 262. Dispositif d’attaque des roues par les moteurs............... 333
  - 263. Yue d’un train de roues................................... 334
  - 267-297. Schémas des principales locomotives électriques européennes et américaines...............................337 à 344
  - 298. Locomotive de la Valteline................................... 345
  - .299. Bielle triangulaire. Locomotive Valteline et Giovi. .. ...... 345
  - 300. Moteurs, engrenages et faux essieu de la locomotive du Norfolk
  - and Western Ry........................................... 347
  - 301. Locomotive d’essai Westinghouse, du Midi..................... 348
  - 302. Locomotive d’essai Thomson-Houston, du Midi.................. 349
  - 303. Locomotive de la Wiesenthal (Siemens-Schuckert).............. 349
  - 304. Locomotive du Pennsylvania R. R. (Westinghouse).............. 350
  - 305. Locomotive du Loetschberg (Oerlikon)......................... 351
  - 309-310. Schémas du montage des moteurs des automotrices du
  - Fayet à Ghamonix.......................................... 359
  - 311. Entraînement élastique (Fayet-Chamonix)...................... 360
  - 312. Moteur démonté. Pignon et roue conique. Manchon élastique.
  - Carter ................................................... 361
  - 313. Moteur Alioth des automotrices du Fayet à Ghamonix........... 361
  - 319. Groupe compresseur, type C.-P.-27 démonté.................... 379
  - 320. Carcasse du compresseur. Couronne inductrice du moteur
  - (groupe compresseur, type C.-P.-27)....................... . 379
  - 321. Groupe compresseur pour service de traction. Châssis pour
  - montage sous la voiture................................... 380
  - 346. Schéma des connexions d’un contrôleur rbéostatique Thomson-
  - Houston à un moteur avec freinage sur résistances......... 411
  - 347. Schéma d’un contrôleur Thomson-Houston, type B.-13 à frei-
  - nage rbéostatique et freinage électromagnétique........... 413
  - 348. Schéma des connexions d’un équipement à contrôleurs Thom-
  - son-Houston, type B.-302 à connexion à pont et à freinages électrique et électromagnétique.................. 414
  - 48
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- - 754
  - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - FIGURES PAGES
  - 349. Schéma des combinaisons obtenues avec un contrôleur Thom-
  - son-Houston, type B.-302 avec la connexion du. pont et freinages électrique et électromagnétique........... 414
  - 350. Contrôleur Brown-Boveri, type G.-6/0 pour 4 moteurs avec
  - freinage électrique et régulation par le champ............. 414
  - 351. Contrôleur Westinghouse T.-4.-S. Schéma des connexions avec
  - freinage rhéostatique, freinage magnétique et régulation
  - par le champ.............................................. 414
  - 355. Schéma d’un contrôleur rhéostatique Thomson-Houston avec
  - freinage de secours par mise du moteur en court-circuit.. 427
  - 359. Automotrices monophasées Westinghouse du Midi. Schéma
  - simplifié du circuit principal............................. 440
  - 367. Locomotive Brown-Boveri du chemin de fer de la Jungfrau.
  - Schéma des connexions. .................................... 456
  - 368. Traction électrique par courant continu. Systèmes à deux
  - unités motrices. Ligne Champ de Mars-Invalides (1900). Schéma des connexions..................................... 466
  - 370. Schéma de câblage d’un train à 8 voitures (lrc combinaison). . 469
  - 371. Schéma de câblage d’un train à 8 voitures (2e combinaison). . 470
  - 372. Appareil de commande (système Auvert) du chemin de fer
  - électrique de Ghamonix..................................... 474
  - 373. Systèmes à unités motrices multiples. Contrôleurs rhéosta-
  - tiques asservis de la ligne du Fayet à Ghamonix, procédé Auvert, 1895. Schéma des connexions......... ............ 476
  - 375. Traction à unités multiples, système Sprague. Schéma simplifié
  - des connexions pour l’explication du fonctionnement........ 477
  - 376. Système Sprague. Schéma des connexions d’une motrice.......... 477
  - 379. Système électropneumatique de traction à unités multiples
  - Siemens-Schuckert. Schéma général des appareils de commande d’un équipement...................................... 485
  - 380. Système électropneumatique de traction à unités multiples
  - 'Siemens-Schuckert. Ensemble des appareils................ 489
  - 381. Système Thomson-Houston ou General Electric. Schéma sim-
  - plifié des connexions...................................... 491
  - 382. Schéma d’un équipement Thomson-Houston à 2 moteurs.... 491
  - 383. Disposition usuelle d’un équipement Thomson-Houston à
  - 2 moteurs.................................................. 492
  - 388.. Schéma d’un équipement à 4 moteurs avec contrôleur non automatique utilisant le système du pont au passage de série à parallèle............................................... 497
  - 389. Schéma d’un équipement à 4 moteurs avec contrôleur non
  - automatique et avec rupture de courant au passage de série à parallèle. ..................................... 498
  - 390. Schéma d’un équipement à 4 moteurs avec contrôleur automa-
  - tique utilisant le système du pont au passage de série à parallèle (môme schéma pour un équipement semi-automatique ............................'...................
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- - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - 755
  - FIGURES PAGES
  - 391. Schéma d’un équipement à 4 moteurs avec relais automatique
  - utilisant le système du pont au passage de série à parallèle. 503
  - 400. Schéma d’un équipement à 2 moteurs système « Série mul-
  - tiple Unit» Dick Kerr................................... 514
  - 401. Coupe verticale de l’appareil « Turret » ou « Contacteur »
  - placé sous les voitures................................. 517
  - 402. Schéma des connexions de l’équipement Westinghouse-Turret. 519
  - 404-405. Groupe de contacteurs, système « Unit Switch » électropneumatique Westinghouse ......................................... 521
  - 408. Schéma des connexions d’un équipement « Unit Switch » Wes-
  - tinghouse ............................................... 522
  - 409. Schéma complet d’un équipement électro-pneumatique « Unit
  - Switch » Westinghouse à 4 moteurs........................ 522
  - 410. Vue perspective montrant la disposition d’un équipement
  - « Unit Switch » Westinghouse (système électro-pneumatique) ................................................ 524
  - 411. Schéma perspectif d’un équipement à unités multiples
  - Sprague General Electric pour ligne mixte courants monophasé et continu....................................... 525
  - 412. Traction par courant monophasé Westinghouse. Equipement
  - à unités multiples. Schéma perspectif des connexions.... 527
  - 413. . Schéma des connexions d’une automotrice Nord-Sud. Equipe-
  - ment Sprague-Thomson. ................................... 540
  - 414. Relais double d’accélération des nouveaux équipements
  - Sprague-Thomson de l’Ouest-Etat ....................... 541
  - 419. Diagramme du fonctionnement de fa régulatrice d’un équipe-
  - ment S. T. A. R. au démarrage et au freinage........... 549
  - 420. Schéma simplifié d’un équipement S. T. A. R., courant continu.
  - Démarrage ........................................... 550
  - 421. Schéma simplifié d’un équipement S. T. A. R. courant continu.
  - Freinage et récupération................................ 554
  - 427-428-429. Schéma de l’équipement d’une automotrice Westinghouse sous 5.000 volts courant continu........................... 567
  - 430. Schéma de contrôle des moteurs des voitures.de Bonn-Siegburg
  - (Siemens-Schuckert) ..................................... 569
  - 431. Schéma du groupe d’éclairage Brown-Boveri................. 571
  - 432. Schéma de l’automotrice du chemin de fer de Biasca-Acqua-
  - rossa (Brown-Boveri) ..................................> 572
  - 433. Schéma des connexions d’une automotrice à 4 moteurs du che-
  - min de fer des Basses-Pyrénées (Brown-Boveri)............ 573
  - 434. Schéma de connexions d’une automotrice à 2 moteurs du che-
  - min de fer des Basses-Pyrénées (Brown-Boveri)............ 573
  - 458. Truck à grand empattement de la Compagnie générale des
  - Omnibus de Paris ....................................... 597
  - 459-463. Truck à grand empattement des automotrices électriques
  - de la Compagnie générale des .Omnibus de Paris....,.... 598
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- - 756
  - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - FIGURES ’ PAGES
  - 464. Truck à grand empattement de la Compagnie des Tramways
  - de Paris et du département de la Seine.................. 599
  - 465. Truck à grand empattement de la Compagnie des chemins de
  - fer Nogentais ............................................. 600)
  - 466. Détailde la suspension oscillante du truck de la Compagnie
  - des Chemins de fer Nogentais............................ 601
  - 469. iBogie à petit empattement de la Compagnie Brill pour moteurs
  - extérieurs ............................................... 603.
  - 470. Bogie à grand empattement de la Compagnie Brill pour mo-
  - teurs intérieurs.......................................... 605
  - 471. Bogie moteur. Compagnie du Métropolitain de Paris.............. 605
  - 472. Bogie moteur des automotrices du chemin de fer souterrain
  - Nord-Sud de Paris......................................... 606
  - 474. Bogie-truck à ,3 essieux Siemens-Schuckert.................... 608-
  - 476. Bogie Brill maximum traction................................... 610
  - 478-480. Bogie maximum traction des automotrices de la Compagnie générale des Omnibus de Paris....................... 612
  - 482. Truck Brill à essieux radiaux de la Compagnie des tramways
  - suburbains de Nancy ..................................... 614
  - 492-496. Voitures de métropolitains. Dispositions des caisses en
  - plan ....................................................... 623
  - 497-498. Nouvelles automotrices de l’Ouest-Etat,.................... 624
  - 499. Elévation, plan, profil et coupe de 1a, voiture à grand empatte-
  - ment de la Compagnie générale des Omnibus de Paris...... 625
  - 500. Voiture motrice à bogies de la Compagnie générale des Omni-
  - bus de Paris .............................................. 626
  - 504. Voiture motrice à grand empattement de la Compagnie des
  - tramways de Paris et du département de la Seine......... 627
  - 502. Nouvelle motrice de la Compagnie générale parisienne de
  - tramways .................................................. 628
  - 503. Voiture automotrice, type E de la Compagnie de l’Est-Parisien. 6291
  - 504. Voiture automotrice, type 500 de la Compagnie de l’Est pari-
  - sien ...................................................... 630'
  - 505. Voiture à bogie de la Compagnie des Tramways de Nice.... 631
  - 506. Automotrice à bogies du Métropolitain de Paris................ 632.
  - 507. Automotrice à bogies du Nord-Sud de Paris.................... 632
  - 508. Cabine de wattman des automotrices du chemin de fer souter-
  - rain Nord-Sud de Paris..................:............... 632)
  - 509. Automotrice à grand empattement de la Compagnie générale
  - des Omnibus de Paris ................................... 632
  - 510. Automotrice à bogie et à plate-forme centrale de la Compa-
  - gnie générale des Omnibus de Paris ......................... 632
  - 511. Automotrice à bogies de la Compagnie des tramways de Nice
  - et du littoral (Menton-Sospel).............................. 632
  - 512. Tramway urbain américain à truck rigide à deux essieux type
  - Brill 632.
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- - INDEX DES PRINCIPALES FIGURES
  - 757
  - FIGURES PAGES
  - 513. Yoiture automotrice américaine pour service interurbain,
  - montée sur bogies Brill ................................ 632
  - 514. Tramway de Philadelphie, monté sur truck Brill à essieux
  - radiaux ................................................. 632
  - 519. Schéma d’équipement d’une voiture- avec trolley, caniveau et
  - accumulateurs .....:.................................... 646
  - 520. Automotrices à accumulateurs de la Felten-Guillaume-
  - Lahmeyerwerke ........................................ 649
  - 562. Locomotive à crémaillère Gornergrat........................ . 716
  - 563. Locomotive mixte à adhérence et à crémaillère Stansstaad-
  - Engelberg ...................:.......................... 717
  - 564-565. Locomotive du chemin de fer à crémaillère de la
  - Jungfrau .......................................... 719-720
  - 566. Locomotive mixte à adhérence et crémaillère Lyon-Fourvière. 721
  - 567. Locomotive à crémaillère du Wengernalp..................... 722
  - 568. Automotrice du chemin de fer à crémaillère de Loèche-les-
  - Bains .................................................. 723
  - 581-583. Locomotive Chanay. Halage sur les canaux du Nord........ 742
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- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - SE RÉFÉRANT AUX PRINCIPALES INSTALLATIONS AYANT FAIT L’OBJET DE DESCRIPTIONS DANS LE CORPS DE L’OUVRAGE
  - PAGES
  - à-Uvert-Ferrand.
  - Redresseur-régulateur ..................................... 176
  - Equipements à unités multiples, système pneumatique Auvert ligne du Fayet à Chamonix)............................ 472
  - Brown-Boveri.
  - Redresseur de courant à vapeur de mercure................. 182
  - Burgdorf-Thoune.
  - Locomotives Brown-Boveri, régulation de la marche......... 219
  - Locomotives Brown-Boveri, transmission du couple moteur... . 336
  - Chamonix (chemins de fer du Fayet à Chamonix).
  - Moteurs et transmission du couple moteur.................. 360
  - Equipements à unités multiples, système pneumatique Auvert. ’472 Cologne (chemins de fer de Cologne à Bonn).
  - Moteurs ..................................................... 278
  - Ganz.
  - Montage en cascade de deux moteurs triphasés..............,. 227
  - Cascade triple ........................................... • 235
  - Giovi.
  - Locomotives Westinghouse, régulation de la vitesse....... 232,235
  - Transmission du couple moteur ............................. 345
  - Fonctionnement en récupération .............................. 454
  - Great-N orthern.
  - Locomotives de la General Electric Co, régulation de la charge
  - entre les moteurs ...................................... 220, 249
  - Fonctionnement en récupération .............................. 454
  - Equipements ............................................... 528
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- - 760
  - TABLE ANALYTIQUE DES PRINCIPALES INSTALLATIONS
  - PAGES
  - Haute-Vienne (chemins de fer départementaux de la Hte-Vienne).
  - Equipement des automotrices................................... 184
  - Heilmann. {
  - Locomotives. Régulation de la vitesse......................... 137
  - Invalides (ligne Invalides-Champ de Mars).
  - Equipements à unités doubles.................................. 465
  - Italien (chemins de fer de l’Etat italien).
  - Locomotives Westinghouse, régulation de la vitesse.... 232,235,237
  - Traction double symétrique................................... 533
  - Répartition de la charge entre les locomotives d’un train à traction double symétrique................'................. 536
  - Jungfrau.
  - Locomotives Brown-Boveri, freinage électrique et récupération. 458 Données sur ces locomotives............................. 715
  - Lamme.
  - Moteur monophasé Westinghouse-Lamme........................... 145
  - Locomotives européennes et américaines. Schémas d’ensemble. 337
  - Loetschberg.
  - Locomotives. Transmission du couple moteur.................... 350
  - London (London Brighton and South Goast Ry).
  - ‘Moteurs des automotrices....................................151,284
  - London (Central-London).
  - Moteurs des locomotives...................................... 288
  - London (City and South London).
  - Moteurs des locomotives....................................... 288
  - Lugano (tramways de Lugano).
  - Régulation de la marche des automotrices...................... 219
  - Lyon (tramways Lyon-Miribel-Jons).
  - Equipements des automotrices.................................. 183
  - Malakoff (anciens tramways de Malakoff-Yanves).
  - Equipements des automotrices................................. 175
  - Mersey.
  - Equipements à unités multiples, système électro-pneumatique Westinghouse ............................................... 479
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- - TABLE ANALYTIQUE DES PRINCIPALES INSTALLATIONS
  - PAGES
  - Métropolitain de Paris.
  - Equipements à unités doubles, système Thomson-Houston...... 466
  - Equipements à unités multiples, système électro-pneumatique Westinghouse ......................................... 516
  - Michigan Railway.
  - Moteurs Westinghouse........................................ 280
  - Midi (Compagnie des chemins de fer du Midi).
  - Moteurs des locomotives Westinghouse......................... 146
  - Moteurs des locomotives Thomson-Houston...................... 152
  - Moteurs des locomotives A. C. E. N. E........................ 154
  - Locomotives des A. G. E. N. E. Transmission du couple moteur. 333
  - Régulateur d’induction des locomotives A. C. E. N. E....... 173
  - Equipements des locomotives.................................. 175
  - Perturbations sur les lignes des P. T. T. — Emploi des transformateurs-suceurs ............................................. 194
  - Engrenages élastiques des locomotives-Westinghouse........... 321
  - Locomotives Westinghouse. Transmission du couple moteur. . . 348
  - Locomotives Westinghouse. Freinage sur résistances........... 440
  - Locomotives Thomson-Houston. Fonctionnement en récupération ...................'............................. 444
  - Locomotives des A. 0. E. N. E. Fonctionnement en récupération. 445 Milwaukee (Cihicago-Milwaukee-Saint-Paul-Railvoad) Locomotives.
  - Groupement des moteurs....................................... 119
  - Shuntage des inducteurs.................................... 132
  - Moteurs des locomotives...................................... 296
  - Moteurs des locomotives de la General Electric Co.......... 324
  - Moteurs des locomotives Westinghouse...........'........... 333
  - Locomotives General Electric Co. Fonctionnement en récupération ........................................................ 431
  - New-York-Central R. R.
  - Poids des trains.............................................. 15
  - Puissances, poids et frais d’entretien des locomotives et automotrices .................................................... 187
  - Moteurs des locomotives.................................... 291
  - New-York-New-Haven et Hartford R. R.
  - Moteurs des locomotives........................-...........146, 184
  - Puissances, poids et frais d’entretien des locomotrices et automotrices ..........................................'.. 188
  - Perturbations sur les lignes des P. T. T.................... 190
  - Moteurs des locomotives Westinghouse....................... 304, 317
  - Nord-Sud (chemin de fer souterrain Nord-Sud de Paris).
  - Equipements Sprague-Ttiomson-Houston des automotrices...... 538
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- - 762
  - TABLE ANALYTIQUE DES PRINCIPALES INSTALLATIONS
  - PAGES-
  - Norfolk et Western R, R.
  - Perturbations sur les lignes des P. T. T. Emploi des transformateurs-suceurs ......................................... 197
  - LocomotiVns mono-triphasées Westinghouse.................. 226,245
  - Transmission du couple moteur.............................. 346
  - Fonctionnement en récupération............................. 454
  - Oerlikon.
  - Locomotives du Saint-Gothard. Fonctionnement en récupération. 446 Omnibus (Compagnie générale des Omnibus de Paris).
  - Contrôleurs ............................................... 114
  - Shuntage des inducteurs.................................... 131
  - Moteurs........'........................................... 258, 263
  - Omnibus (Compagnie des Omnibus et Tramways de Lyon).
  - Moteurs .'................................................ 146
  - Orléans (chemins de fer Paris-Orléans).
  - Traction double symétrique................................... 532
  - Pennsylvania R. R.
  - Perturbations sur les lignes des P. T. T. — Emploi des transformateurs-suceurs ............................................. 197
  - Locomotives mono-triphasées Westinghouse.................... 245
  - Transmission du couple moteur.........................•.... 347
  - Fonctionnement en récupération................................ 454
  - Saxon (chemins de fer saxons et prussiens).
  - Automotrices à moteur Diesel................................. 677
  - Simplon.
  - Locomotives Brown-Boveri. Moteurs et régulation de la
  - marche .................................................. 221,237
  - Transmission du couple moteur................................. 345
  - S. T. A. R. (système de traction auto-régulateur des ateliers de construction électriques du Nord et de l’Est).
  - Equipements à unités multiples............................. 140, 547
  - Suédois (chemins de fer de l’Etat suédois).
  - Automotrices à.moteurs Diesel de l’Etat suédois............... 674
  - Valteline.
  - Régulation de la marche....................................... 219
  - Accouplement des moteurs en cascade................... 227,232,233
  - Moteurs des locomotives...................................... 300
  - Transmission du couple moteur................................. 345
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- - TABLE ANALYTIQUE DES PRINCIPALES INSTALLATIONS
  - 763
  - Versailles (chemin de fer de Paris-Invalides-Versajlles).
  - Moteurs Brown-Boveri des automotrices...................... 302
  - Moteurs Thomson-Houston des automotrices................... 326
  - Equipements Sprague-Thomson-Houston des automotrices....... 541
  - Ward-Léonard.
  - Système de régulation................................. 136, 139, 176
  - Westinghouse-Cooper-Hevitt.
  - Redresseur de courant à vapeur de mercure............... 180
- p.763 - vue 852/870
- p.764 - vue 853/870
- - TABLE ANALYTIQUE DÉTAILLÉE DES MATIÈRES
  - CHAPITRE PREMIER Introduction.
  - N"s des
  - paragraphes pages
  - 1. Développement historique de la traction électrique............... 1
  - 2. La traction électrique sur les chemins de fer.................... 5
  - 3. Courant d’alimentation.......................................... 6
  - 4. Classification des lignes à traction électrique et causes de l’élec-
  - trification de ces lignes..................................... 8
  - 5. Avantages de la traction électrique par rapport à la traction à
  - vapeur ................................................... 10
  - a) Absence de fumée...................................... 10
  - b) Augmentation de la capacité de trafic d’une gare ter-
  - minus ............................................... 11
  - c) Accélération aux démarrages........................ 12
  - d) Augmentation de la capacité du trafic d’une voie.... 13
  - e) Economie de combustible............................... 13
  - f) Diminution du poids par essieu moteur................. 14
  - g) Couple moteur uniforme................................ 15
  - h) Poids moindre à égalité de puissance.................. 15
  - i) Souplesse ............................................. 17
  - j) Sécurité ........................................... 17
  - k) Franchissement des fortes rampes..................... 17
  - l) Augmentation du coefficient d’utilisation des locomo-
  - tives électriques par rapport à celles à vapeur. ... 18
  - 6. Conclusion et critique. Systèmes divers......................... 18
  - CHAPITRE II
  - Utilisation de l’énergie électrique. — Systèmes de traction.
  - Généralités.
  - 7. Production, transmission et utilisation de l’énergie électrique. 21
  - 8. Tension et nature du courant d’alimentation.................... 22
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- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - Nos des 1
  - paragraphes pages
  - 9. Classification des systèmes de traction.............'............ 25
  - a) Système de traction à courant continu................ 25
  - b) Système de traction à courant alternatif monophasé.. 25
  - c) Systèmes à courants alternatifs triphasés.............. 25
  - d) Systèmes de traction mixtes.............................. 26
  - 10. Applications diverses............ .............................. 26
  - a) Lignes à courant continu............................... 26
  - b) Lignes à courant alternatif monophasé..................... 29
  - c) Lignes à courants triphasés. . ....................'. . . . 31
  - d) Lignes mixtes ......................................... 31
  - 11. Conditions d’emploi des divers systèmes de traction.............. 31
  - CHAPITRE III
  - Moteurs à courant continu. — Étude électrique.
  - 12. Généralités : types de moteurs ............................ 34
  - 13. Moteur série, fonctionnement .............................. 35
  - a) Sens de rotation..................................... 35
  - b) Force contre électromotrice, courant absorbé...... 35
  - c) Vitesse ......................•. ................. 38
  - d) Puissances : ...................................... 39
  - 1° Puissance absorbée............................ 39
  - 2° Puissance électromagnétique de l’induit.... 39
  - 3° Puissance utile............................... 40
  - e) Couples : ....................................... 4 1
  - 1° Couple électromagnétique...................... 41
  - 2° Couple utile.................................. 41
  - f) Rendements: ..................................... 42
  - 1° Rendement organique du moteur................. 42
  - 2° Rendement organique de l’induit............... 43
  - 3° Rendement électrique du moteur-............... 44
  - 4° Rendement à la jante des roues................ 44
  - Autres expressions du couple utile et remarques sur quelques-unes des formules précédentes............... 45
  - 14. Caractéristiques électro-mécaniques . . ................... 47
  - 1° Courbe du couple utile........................... 48
  - 2° Courbe de la vitesse ou caractéristique en charge. . 50
  - 3° Courbe du rendement................................. 51
  - Exemple: Caractéristiques sous 500 volts du moteur des tram- . ways Thonson-Houston TH-2 de 40 chevaux. ............. 51
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- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - 767
  - Nos des
  - aragraphes pages
  - 15. Influence d’une modification de la différence de potentiel aux
  - bornes du moteur ......................................... 52
  - 16. Influence d’une modification de l’enroulement induit......... 54
  - 17. Stabilité de marche, caractéristique mécanique............... 57
  - 18. Caractéristiques de la marche d’une voiture motrice.......... 58
  - 1° Eourbe des vitesses en km/h....................... 58
  - 2° Courbe du rendement à la jante.................... 59
  - 3° Courbe des efforts en kgs......................... 59
  - 19. Remarques sur les formules de conversion du calcul des ca-
  - ractéristiques ............................................ 59
  - 20. Remarque sur l’effort théorique et l’effort réel à la jante... . 60
  - 21. Calage des balais. — Moteurs à pôles de commutation.......... 62
  - 22. Puissance nominale d’un moteur de traction. — Régime uni-
  - horaire. — Régime de 10 heures............................ 64
  - 23. Application des définitions de la puissance d’un moteur à
  - l’étude d’un projet de traction .......................... 65
  - 24. Puissance continue de même échauffement ................. 68
  - 25. Puissance uni-horaire d’un moteur et puissance absorbée au
  - démarrage ................................................... 70
  - 26. Poids moyen des moteurs de traction............................ 70
  - CHAPITRE IV
  - Essais industriels et calculs des caractéristiques des moteurs à courant continu.
  - 27. Essais en plate-forme. — Nature et but des essais.............. 73
  - 28. Montage de deux moteurs sur banc d’essai........................ 74
  - ) Montage mécanique.................................... . 74
  - ) Montages électriques.................................. 75
  - 1° Méthode en opposition avec survoîteur....... 75
  - 2° Méthode directe .................. . ,...... 76
  - 29. Vérifications diverses. — Mesure des résistances............... 77
  - 30. Moteurs d’un type existant. Essais courants................... 78
  - a) Essai d’échauffement d’une heure...................... 78
  - b) Caractéristique en charge. — Rendement avec engre-
  - nages ............................................. 78
  - c) Essai d’emballement................................ 79
  - d) Essai de surtension................................. . 79
  - 31. Moteurs d’un type nouveau. Essais complets.................... 79
  - a) Caractéristique à vide................................ 79
  - b) Rendement par les pertes séparées.................... 79
  - c) Essais d’échauffement. Caractéristiques thermiques.. 84
  - d) Courbe de refroidissement....................... 88
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- - 768
  - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - CHAPITRE Y
  - Gourant continu. — Régulation de la marche des voitures.
  - N"s des - ^ -
  - paragraphes pages
  - 32. Objet de la régulation de la marche des voitures............. 90
  - 33. Principe des méthodes employées.............................. 91
  - I. — La ligne étant alimentée à poténtiel constant.... 91
  - 1° Contrôle rhéostatique......................... 91
  - 2° Contrôle série-parallèle...................... 91
  - 3° Modification du bobinage de l’armature ou méthode du double induit.......................... 91
  - 4° Variation du flux inducteur..................... 91
  - II. — La ligne étant alimentée à potentiel variable. ... 91
  - 34. Etude du démarrage. Calcul de l’effort à développer. Poids
  - 4’inertie ................................................. 92
  - Alimentation a potentiel constant
  - 35. Contrôle rhéostatique. Théorie................................. 97
  - 36. Détermination graphique des résistances de démarrage......... 100
  - 1° Cas d’un moteur .................................. 100
  - 2° Cas de deux moteurs................................. 107
  - 37. Contrôleurs .......................................-......... 107
  - 38. Résistances employées.......................................... 111
  - 39. Contrôle série parallèle .................................... 111
  - 40. Détermination graphique des résistances de démarrage d’un
  - contrôle série-parallèle ................................. 115
  - 4L Equipements à quatre moteurs .................................. 117
  - 42. Contrôleurs .................................................. 119
  - 43. Cas particulier de l’alimentation à haute tension.............. 1H>
  - 44. Modification du bobinage de l’induit .......................... 119
  - 45. Variation du flux inducteur................................. 120
  - 1° Par modification du nombre des spires inductrices. 120' 2° Par shuntage des spires inductrices par des résistances ............................................... 123
  - 4t. Caractéristiques du moteur à inducteurs shuntés par une
  - résistance .................................... . ....... 125
  - 1° Vitesses ........................................ 126
  - 2° Rendement ........................................ 127
  - 30 Couples ......................................... 128
  - 47. Remarques sur l’emploi du shuntage............................. 128
  - 48. Contrôleur série-parallèle avec shuntage..................... 130
  - 49. Résultats d’essais et applications A......................... 130
  - 50. Remarque générale sur les démarrages........................... 135
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- - i’ABLE ANALYTIQUE DES MATIERES 769
  - Alimentation a potentiel variable ou variation de la tension a la source. Démarrage sans emploi de résistances
  - Nos des
  - paragraphes pages
  - 51. La ligne d’alimentation est à potentiel constant........... 135
  - 52. Méthode des accumulateurs à groupements variables........... 136
  - 53. Méthode de la variation d’excitation de la génératrice.... 137
  - a) Locomotive Heilmann indépendante................... 137
  - b) Locomotive Heilmann à alimentation extérieure.... 138
  - 54. Méthodes diverses ........................................ 139
  - 1° Méthode du survolteur-dévolteur Ward-Léonard.. 139
  - 2° Méthode nouvelle : système de traction auto-régulateur à récupération dit système S. T. A. _R, des ' Ateliers de constructions électriques du Nord 'et de l’Est........................................... 140
  - CHAPITRE VI
  - Moteurs à courant monophasé. — Étude électrique.
  - 55. Introduction ............................................... 141
  - 56. Différents types de moteurs ................................ 142
  - 57. Moteurs type série ........................................ 142
  - 58. Moteur type répulsion .................................... 147
  - 59. Moteur répulsion-compensé de M. Latour...................... 149
  - 60. Moteurs dérivés ......................................... 151
  - 1° Moteur répulsion-compensé Winter-Eichberg A. E. G. 151 2° Moteur série-répulsion Alexanderson de la General
  - Electric Go................................... 152
  - 3° Moteur répulsion-série-répulsion Thomson-Houston.
  - 4° Moteur série-compensé-répulsion des Ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Est (Jeu-mont) ...............;................................ 154
  - APPENDICE
  - Théorie algébrique élémentaire des moteurs monophasés à collecteur série et répulsion. Détermination du couple moteur.
  - I. — Moteur série
  - 61. Force électromotrice instantanée induite entre balais....... 157
  - 62. Moteur série-compensé ..................................... 16b
  - '63. Equation du moteur série-compensé et diagramme du fonctionnement ... :................................................. 161
  - 49
- p.769 - vue 858/870
- - 770 TABLE ANALYTIQUE DES MATIERES
  - IL — Moteur répulsion
  - N" des }
  - paragraphes pages
  - 64. Fonctionnement. Angle de calage des balais. Sens de rotation
  - du moteur ............................................ 164
  - 65. Force électromotrice instantanée induite entre balais....... 165
  - 66. Calcul du couple moteur ................................. 166
  - 67. Diagramme du fonctionnement du moteur répulsion. ........... 170
  - CHAPITRE VII
  - Gourant alternatif monophasé — Régulation de la marche des voitures. — Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées sur les lignes des P. T. T.
  - 68. Procédés employés pour la régulation...................... 171
  - 69. Exemples de schémas d’équipements monophasés................ 175
  - 70. Systèmes monophasés mixtes ................................ 176
  - 71. Système monophasé continu............................ 176
  - 1° Méthode de Ward-Léonard......................... 176
  - 2° Emploi du courant redressé par le redresseur-régulateur Auvert-Ferrand............................... 176
  - 3° Locomotive à redresseur de courant à vapeur de
  - mercure, système Westinghouse................... 180
  - 72. Système mono-triphasé Westinghouse et Pennsylvania. Appli-
  - cations du système monophasé............................ 182
  - 73. Remarques générales sur le système monophasé................ 183
  - 1° Lignes à alimentation mixte: courant continu et
  - courant monophasé......................,..... 183
  - 2° Lignes monophasées à haute et à basse tension. . . . 184
  - 3" Fréquence du courant d’alimentation............... 185
  - 4° Forme du couple développé par les moteurs monophasés .............................................. 185
  - 5° Poids et coût d’entretien du matériel monophasé.. 186 I L Influence perturbatrice des lignes de traction monophasées
  - sur les circuits téléphoniques et télégraphiques voisins. . . 189
  - 1° Dispositif employé sur la ligne principale du New-
  - York, New-Haven et Hartford...................... 190
  - 2° Méthode Girousse................................. 192
  - 3° Méthode des transformateurs-suceurs............... 194
  - CHAPITRE VIII
  - Moteurs à courants triphasés. — Étude électrique.
  - • 5. Introduction ............................................. 199
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- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIERES
  - N3< des
  - paragraphes pages
  - 76. Rappel des propriétés fondamentales des moteurs d'induction
  - à courant triphasé ...................................... 200
  - 1 ° Glissement ........................................ 201 •
  - 2° Vitesse ............................................ 202
  - 3° Changement du sens de rotation...................... 202
  - 4° Couple .............................................. 202
  - 5° Puissances et rendements.. ........................ 205 .
  - 77. Caractéristiques électromécaniques ........................... 207
  - 78. Caractéristique mécanique. — Stabilité de marche ........... ; 20T^
  - 79. Réversibilité du moteur d’induction. — Fonctionnement en
  - récupération ............................................. 209
  - 80. Résumé des propriétés principales du moteur asynchrone. . . . 211
  - CHAPITRE IX
  - Courants alternatifs triphasés. — Régulation de la marche des voitures.
  - 81. Différents modes de régulation: couple ou vitesse .. . ..... 212
  - 82. Etude du démarrage ........................................ 213
  - 83. Procédés de réglage du couple ....................... 215
  - 1° Au moyen d’un transformateur survolteur à rapport
  - de transformation variable....................... 216
  - 2° Par une modification du groupement des enroule -
  - ments inducteurs ou montage étoile-triangle.... 216
  - 3° Par groupement série-parallèle..................... 216
  - 84. Procédés de réglage de la vitesse............................ 216
  - 1° Contrôle rhéostatique.............................. 217
  - 2° Modification du nombre de pôles des moteurs...... ^20
  - 3° Groupement en cascade ou tandem. Cascade triple
  - (Ganz) ......................................... 226
  - 4° Régulation de la vitesse par combinaison de la modification du nombre de pôles et du groupement en cascade............................................ 236
  - 85. Système mixte monophasé-triphasé (split-phase) Westing-
  - house ................................................... -245
  - 1° Locomotives du Norfolk et Western Ry ........... 245
  - 2° Locomotives du Pennsylvania Railroad. . ...... 248
  - 86. Remarques générales sur le système triphasé ................. 249
- p.771 - vue 860/870
- - TABLÉ ANALYTIQUE DES MATIERES
  - 772
  - CHAPITRE X
  - Construction des moteurs de traction.
  - «C3
  - ..agraphes pages
  - i éditions mécaniques générales d’établissement d'un moteur
  - de traction .............................................. 253
  - j. — Moteurs a gourant continu
  - '"''D* Conditions générales .................................... 254
  - Dé-t rils de construction ...............................• • 256
  - a) Carcasse inductrice ou stator...................... 256
  - b) Paliers d’induit................................. 260
  - c) Paliers à billes.................................... 262
  - d) Armature ou induit ou rotor........................ 267
  - e) Pôles inducteurs.................................. 269
  - f) Enroulement des inducteurs......................... 270
  - y) Collecteur ....................................... 271
  - h) Balais et porte-balais............................ 272
  - i) Isolants ...................................... 273
  - j) Engrenages et carters........................... 273
  - ,-,0 Remarques sur les moteurs à courant continu à haute tension. 277
  - II. — Moteurs a courants alternatifs
  - VCteurs monophasés ......................................... 281
  - -. Moteurs triphasés ........................................ 284
  - III. — Moteurs ventilés
  - Moteurs ventilés : courant continu ou alternatif........... 284
  - CHAPITRE XI
  - Transmission de l'effort moteur à l’essieu et suspension des moteurs.
  - I. — Moteurs a action directe
  - 94. - Moteurs non suspendus ................................. 288
  - 95. Moteurs à demi-suspendus.................................. 291
  - 96. Moteurs complètement suspendus: emploi d’un manchon con-
  - centriane à l’essieu (Raffard-Short) .................. 296
- p.772 - vue 861/870
- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES 773
  - II. — Moteurs a action indirecte
  - Nos des
  - paragraphes pages
  - 97. Moteurs à engrenages rigides ................................. 307
  - a) Engrenages à double réduction...................... • 307
  - b) Engrenages à simple réduction.................... 308
  - 98. Suspension des moteurs à engrenages .......................... 308
  - a) Suspension par le nez............................. 309
  - b) Suspension par barres latérales de la General Elec-
  - tric Go...................................... 312
  - c) Suspension par joug de la General Electric Co.... 312
  - d) Suspension par barres supérieures de la Westin-
  - ghouse ........................................... 313
  - e) Suspension Westinghouse dite « Gradle suspension». 314
  - f) Suspension Walker................................... 314
  - 99. Etude des effets du couple de réaction sur la suspension des
  - moteurs ................................................ 315
  - 100. Moteurs à engrenages élastiques .......................... 319
  - 101. Moteurs à engrenages élastiques et arbre creux............... 326
  - 102. Transmissions par bielles et manivelles avec ou sans engre-
  - nages ................................................... 335
  - 103. Locomotives à moteurs très surélevés ........................ 348
  - 404. Remarques générales sur les transmissions par bielles et
  - manivelles ............................................... 351
  - 405. Influence de la position du moteur sur la position du centre de
  - gravité du véhicule, sur la stabilité de celui-ci et sur les
  - efforts latéraux sur la voie . ...'....................... 354
  - 106. Phénomènes d’oscillation des locomotives électriques ........ 356
  - 407. Transmissions diverses ....................................... 358
  - 408. Transmission par engrenages coniques....................... 358
  - CHAPITRE XII
  - Freinage des voitures électriques.
  - 109. Considérations générales .................-................ 364
  - 110. Modes d’action des freins. — Absorption de l’énergie par
  - frottement ............................................... 365
  - I. __Absorption de l’énergie par frottement
  - A.___. Etude théorique du freinage
  - 111. Parcours minima pour l’arrêt d’une voiture automotrice..... 366
  - 412. Parcours minima pour l’arrêt d’une automotrice attelée d’une
  - remorque ............................................. 371
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- - 774 TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - N°s des
  - paragraphes pactes
  - 113. Autre méthode de calcul.................................... 372
  - 114. Pression totale sur les sabots pour un bon freinage dans les
  - conditions ordinaires .................................. 373
  - 115. Sablières ................................................ 374
  - B. — Différents systèmes de freins utilisant les effets de frottement
  - 116. 1° Freins exclusivement mécaniques.
  - a) Freins à sabots.................................. 374
  - b) Freins à patins................................... 375
  - c) Freins à coins.................................. 376
  - d) Freins à plateaux de friction et à bande sur tam-
  - bour ........................................... 376
  - 2° Freins à air comprimé.
  - 117. Divers procédés ......................................... 376
  - 118. Production de l’air comprimé ............................... 377
  - 119. Equipement des freins à air comprimé par groupe moteur-
  - compresseur électrique ................................. 381
  - 1° Freins à air comprimé direct .................... 382
  - 2° Système automatique ......................:...... 384
  - 3° Système automatique perfectionné................. 386
  - 4° Equipement pour locomotive électrique............. 386
  - 120. Pressions ordinaires pour le fonctionnement des freins..... 388
  - 121. Régulateurs électro-pneumatiques ........................... 389
  - 122. Détermination de la puissance d’un compresseur.............. 393
  - 123. Consommation d’air pour le freinage. — Données expéri-
  - mentales ............................................... 394
  - 3° Freins électromagnétiques.
  - 124. Principe ................................................. 395
  - 125. Frein, à plateau sur essieu de la General Electric Go....... 396
  - 126. Freins modernes à patins sur rails.......................... 399
  - 127. Excitation des freins..................................... 400
  - a) Par une excitation simple......................... 400
  - b) Par une .excitation double.................;...... 401
  - c) Par l’emploi d’une batterie d’accumulateurs........ 403
  - 128. Freins à patins sur rails pour voitures de remorque........ 404
  - 129. Application des freins électromagnétiques à patins sur rails.
  - — Calcul de la distance parcourue jusqu’à l’arrêt par une voiture ............................................. 405
  - 130. Avantages des freins électromagnétiques ................ 406
  - II. — Freinage électrique par les moteurs
  - 131. Divers procédés .......-,............... .......... 407
- p.774 - vue 863/870
- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES • 775
  - A. — Courant continu
  - Nos des
  - paragraphes pages
  - 132. Freinage par inversion de marche ............................. 407
  - 133. Freinage électrique par fonctionnement des moteurs en géné-
  - rateurs débitant sur résistances ........................... . 408
  - 134. Contrôleurs à freinage électrique ............................ 412
  - 135. Théorie du freinage électrique par fonctionnement des mo-
  - teurs en générateurs .................................... 414
  - 136. Résistances de freinage ...................................... 418
  - 137. Caractéristiques du fonctionnement d’une voiture en freinage
  - électrique sur une pente donnée.............................. 419
  - 1° Effort retardateur ................................. 420
  - 2° Intensité du courant débité ....................... 420
  - 3° Résistance à insérer dans le circuit des moteurs... . 421
  - 138. Calcul des résistances de freinage, la vitesse devant rester
  - dans des limites données ............................ . .. 423
  - 139. Exemple. Epure de'freinage.................................... 425
  - 140. Freinage par mise des moteurs en court-circuit franc.......... 426
  - 141. Freinage par récupération ......•....,........................ 428
  - 142. Fonctionnement en récupération des locomotives du Chicago-
  - Milwaukee-Saint-Paul ....................................... 431
  - ,a) Locomotives à 8 moteurs de la General Electric.... 431
  - b) Locomotives à 12 moteurs de la General Electric . . 437
  - c) Locomotives à 12 moteurs de la Westinghouse......... 438
  - B. — Courant alternatif monophasé
  - 143. Observation générale ......................................... . 438
  - 144. Freinage par inversion de marche ............................. 438
  - 145. Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs.. . . 439
  - 146. Freinage sur résistances ................................... 440
  - 147. Freinage par mise des moteurs en court-circuit......... 441
  - 148. Freinage par récupération................................... 442
  - 149. Nouveau procédé de freinage par récupération (Oerlikon).... 446
  - C.___Courants alternatifs triphasés
  - 150. Freinage par inversion de marche............................... 448
  - 151. Freinage par fonctionnement des moteurs en générateurs
  - asynchrones ................................................. 450
  - 152. Diagramme du fonctionnement en récupération............... 451
  - 153. Caractéristiques du fonctionnement en freinage électrique sur
  - une pente donnée........................................... 452
  - 154. Rendement de la récupération aux moteurs........... ........ 453
- p.775 - vue 864/870
- - 776 TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - N°s des
  - paragraphes pages
  - 155. Applications du fonctionnement en récupération............... 454
  - 156. Freinage par fonctionnement en générateur synchrone sur
  - résistances .............................................. 455
  - D. — Remarques générales sur le freinage électrique par récupération ou sur résistances en courant continu, monophasé ou triphasé
  - 157. Nature du freinage par récupération.......................... 456
  - 158. Rendement de la récupération en fonction de la pente........ 457
  - 159. Avantages du freinage électrique par récupération ou sur ré-
  - sistances ............................................... 458
  - CHAPITRE XIII
  - Systèmes de traction à unités multiples. — Traction double
  - symétrique.
  - I. — Systèmes de traction a unités multiples
  - 160. Introduction. Caractéristiques de ces systèmes............... 461
  - 161. Remarques sur les conditions économiques d’établissement... 465
  - A. — Systèmes à unités doubles
  - 162. 1er système (ligne Invalides-Champ de Mars 1900)............. 465
  - 163. 2e système (Siemens et Halske).............................. 466
  - 164. 3e système (Thomson-Houston-Métropolitain de Paris)........ 466
  - 165. Critique de ces systèmes..................................... 471
  - B. — Systèmes à unités multiples
  - 166. Principe. Systèmes divers.................................... 471
  - 1° Systèmes à contrôleurs asservis.
  - 167. Système pneumatique Auvert (1895)............................ 472
  - 168. Système électro-magnétique Sprague........................... 476
  - 169. Système électro-pneumatique Westinghouse (Mersey)............ 479
  - 170. Système électro-pneumatique Siemens-Schuckert................ 485
  - 2° Systèmes à contrôleurs relayés.
  - 171. Système électro-magnétique General Electric ou Thomson-
  - Houston .................................................. 488
  - 172. Equipements modernes électro-magnétiques Sprague-General
  - Electric ou Sprague-Thomson-Houston....................... 493
  - 1° Equipements non automatiques ...................... 494
  - 2° Equipements semi-automatiques ..................... 496
- p.776 - vue 865/870
- - “ TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES 777
  - Nas des
  - paragraphes pages
  - 3° Equipements à accélération automatique par contrôleur ............................................. • 499
  - 4° Equipements à accélération automatique par relais. 500
  - 173. Détails des principaux appareils d’un équipement à relais au-
  - tomatique ............................................. 507
  - 174. Système électro-magnétique Dick-Kerr « Unit series-con-
  - trol » .................................................. 512
  - 175. Systèmes électro-pneumatiques modernes Westinghouse.... 516
  - a) Dispositif du Métropolitain de Paris « Turret type » 516
  - b) Dispositif moderne dit « Unit Switch System » à con-
  - tacteur unité.................................... 520
  - G. — Application des systèmes à unités multiples
  - 176. Equipements à unités multiples pour la traction à courant
  - alternatif monophasé ou pour la f raction mixte : courants monophasé et continu, et pour la traction à courants triphasés .............................................. 523
  - 177. Application des systèmes à unités multiples aux motrices
  - isolées .............................................. 528
  - 178. Extension des systèmes à unités multiples à la commande de
  - machines fixes....................................... 529
  - TT. — Traction double symétrique
  - Traction double symétrique sur les chemins de fer de l’Etat
  - italien ............................................. 533
  - Répartition de la charge entre les locomotives d’un train à
  - traction symétrique..................................... 536
  - TTT. — Annexes
  - 179. Equipements des automotrices du chemin de fer souterrain
  - Nord-Sud de Paris........................................ 538
  - 180. Equipements des automotrices de la Compagnie du chemin de
  - fer de l’Ouest-Etat...................................... 540
  - 181. Système de traction auto-régulateur à récupération dit sys-
  - tème S. T. A. R.......................................... 547
  - CHAPITRE XIV
  - Traction par courant continu haute tension. Equipements des motrices.
  - 182. Introduction. Généralités.................................... 558
  - 183. Systèmes General Electric et Thomson-Houston................. 560
  - 184. Système Westinghouse ............................,......... 563
  - 185. Système Siemens-Schuckert ..........;...................... 566
  - 186. Système Brown-Boveri ...................................... 570
  - V .
- p.777 - vue 866/870
- - 778
  - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - CHAPITRE XV
  - 7,.” ' . - -
  - , ? ^ Accessoires de la traction.
  - I. — Eclairage
  - Nos des
  - paragraphes pages
  - 187. Eclairage des automotrices.................................. 574
  - 188. Eclairage des remorques...................................... 577
  - 189. Cas de ralimentation en courant continu haute tension... 577
  - 190. Cas de l’alimentation en courants alternatifs................ 580
  - TI. — Chauffage
  - 191. Divers modes de chauffage.................................... 580
  - 192. Comparaison entre les quantités de chaleur dégagées par le
  - .courant électrique et par la houille........,....>....... 581
  - 193. Divers modes de chauffage électrique......................... 582
  - 194. Conditions d’emploi des deux systèmes....................... 583
  - 195. Appareils employés.......................................... 583
  - 1° Radiateurs chauffant l’air ....................... 583
  - 2° Chaufferettes ................................... 586
  - 196. Garanties de construction des chaufferettes................. 588
  - 197. Consommation d’énergie..................................... 588
  - TII. —- Equipement électrique d’une voiture automotrice
  - 198. Dispositions générales.................................. 588
  - 199. Causes d’incendie et précautions à prendre pour la câblerie.. 592
  - CHAPITRE XVI
  - Trucks et Caisses des voitures.
  - I. — Trucks
  - 200. . Trucks rigides à deux essieux parallèles;.................. 594
  - 201. Trucks à grand empattement à deux essieux.................... 556
  - 202. Trucks rigides à trois essieux parallèles.................... 598
  - 203. Trucks rigides à quatre essieux parallèles ou davantage. .... 598
  - 204. Bogies-trucks ............................................... 601
  - 205. Bogies-trucks à traction maxima. . . ...................... 609
  - 206. Trucks à essieux radiaux..................................... 612
  - 207. Essieu monté et bandages................................... 615
- p.778 - vue 867/870
- - TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES 779
  - IT. — Caisses des voitures
  - Nos dés
  - paragraphes pages
  - 208. Matériaux employés......................................... 619
  - 209. Dispositions intérieures des voitures automotrices types... . 621
  - 210. Aspect extérieur de quelques voitures automotrices types. . 632
  - 210 bis. Nouvelles voitures américaines de tramways................ 632
  - 211. Chasse-corps. Ramasse-corps.................................. 633
  - 212. Attelages ............................................... 639
  - CHAPITRE XVII
  - Truction par automotrices indépendantes.
  - 213. De l’emploi des automotrices indépendantes en général...... 640
  - I. — Traction par accumulateurs A. — Tramivays
  - 214. Remarques générales sur l’emploi des accumulateurs......... 642
  - 215. Lignes à traction uniquement par accumulateurs............. 644
  - 216. Lignes à traction mixte par accumulateurs et trolley (ou cani-
  - veau) ................................................... 645
  - 217. Installation des éléments des voitures. . . . .‘........... 646
  - 218. Régulation de la vitesse des voitures...........:.......... 646
  - 218. Exemples de tramways urbains à accumulateurs. ............... 647
  - B. — Automotrices sur voies ferrées
  - 220. Développement de la traction par accumulateurs en Alle-
  - magne ............................................... • 648
  - Il — Automotrices thermo-électriques
  - 221. Introduction ............................................... 650
  - A. — Emploi du moteur à explosion
  - 222. Dispositions générales employées............................. 651
  - £23, Automotrices à transmission électrique...................... 652
  - 1° Automotrices de la Société anonyme de locomotion
  - électrique .. ,............................* • 652
  - 2° Automotrices Westinghouse du North-Eastern Ry.. 653
  - 3° Automotrices du réseau d’Arad-Osanad............... 654
  - 4° Automotrices Westinghouse . . . . ............... 655
  - 5° Automotrices de la Bergmann Electricitâts-ünter-
  - nehmungen Àktien-Gesellschaft ................. 65/
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- - . 780 TABLE ANALYTIQUE DES MATIÈRES
  - N°s des
  - paragraphes .... pages
  - 6° Automotrices de l’Allgemeine Elektricitàts-Gesell-
  - sohaft (A. E. G.)---............................. 661
  - 7° Automotrices de la General Electric Go........... 864
  - 8° Automotrices de la British Thomson-Houston....... 867
  - 224. Automotrices pétroléo-électriques à transmission mixte et à
  - récupération, système Pieper dit à électro-tamponnage. . .. 667
  - 225. Comparaison entre les systèmes à transmission électrique et
  - le système à électro-tamponnage......................... 671
  - 226. Consommation de combustible des automotrices pétroléo-élec-
  - triques .................................................. 674
  - B. — Emploi du moteur à combustion interne, type Diesel
  - 227. Automotrices de l’Etat suédois............................ 674
  - 228. Automotrices des chemins de fer saxons et prussiens........ 677
  - G. — Remarques générales
  - 229. Emploi des voitures thermo-électriques : pétroléo-électriques
  - et à moteur Diesel........................................ 679
  - 230. Applications ................................................ 681
  - CHAPITRE XVIII
  - Matériels spéciaux.
  - I. — Trottoir roulant
  - 231. Principe et description....................................... 682
  - II. — Automotrices monorails
  - 232. Introduction ............................................... . 685
  - 233. Systèmes monorails divers.................................... 885
  - 234. Monorail à gyroscope Brennan.-................................ 694
  - III. — Systèmes funiculaire et a crémaillère
  - 235.. Introduction ............................................... 698
  - 236. Traction funiculaire................................. ..... 700
  - 237. Systèmes de crémaillères................................... 701
  - 238. Pièces d’entrée de crémaillère............................. . 704
  - 239. Poussée longitudinale dans les systèmes à crémaillère......... 709
  - 240. Avantages de la traction électrique pour les systèmes à cré-
  - maillère .............................................. 711
  - 241. Mécanismes de locomoteurs à crémaillère................ . . . 711
  - 242. Freinage des locomotives à crémaillère.................. 714
  - 243. Exemples de chemins de fer à crémaillère......... . ........ 715
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- - ÏABLË. ANALYTIQUE DES MATIÈRES 78 i
  - IY. — Traction électrique dans les mines
  - Nos des
  - paragraphes pages
  - 244. Divers modes de traction..................................... 724
  - 1° Par locomotives à vapeur......................... 724
  - 2° Par locomotives à air comprimé............... 724
  - 3° Par locomotives à moteur à explosion............. 724
  - 4° Par locomotives électriques .................... 725
  - 245. Locomotive à trolley....................................... 725
  - a) Alimentation ....................................... 725
  - b) Voie ............................................. 726
  - c) Construction des locomotives....................... 727
  - d) Moteurs............................................ 728
  - e) Système de contrôle............................... 728
  - 246. Résistance au roulement ................................... 729
  - 247. Locomotives à tambour à câble prise de courant............... 729
  - 248. Locomotives à cabestan ...................................... 732
  - 249. Locomotives à accumulateurs ................................. 732
  - Y. — Traction électrique sur les canaux
  - 250. Remorquage par bateaux automoteurs ......................... 734
  - 251. Tmmge ....................................................... 735
  - 252. Étalage .................................................. 738
  - a) Tracteurs suspendus................................. 738
  - b) Tracteurs circulant sur le chemin de halage....... 740
  - VI. — Traction électrique sans rails sur routes
  - 253. Généralités ............................................. 742
  - 254. Systèmes principaux ........................................ 743
  - a) Système Lombard-Guérin ...................:....... 743
  - b) Système Schieman.................................. 745
  - c) Système Mercédès-Stoll .................*....... 746
  - d) Système Filovia ................................... 747
  - 255. Remarques ................................................. 748
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