Alternateurs bobinés et à aimants permanents

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dB-)
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par dB-) »

Bonjour,

au niveau du stator, un alternateur triphasé et un moteur asynchrone triphasé sont très semblables, et on peut en effet se demander pourquoi pas coupler "à la volée" ...

Mais le rotor d'une génératrice asynchrone est prévu pour supporter le glissement et des champs magnétiques tournants et alternatifs : quand son circuit électrique est ouvert il ne présente pas vraiment de pôles magnétiques, lesquels se forment au bouclage du rotor, s'il est à bague, ou par le bobinage en court-circuit.

Le rotor d'un alternateur présente par contre des pôles magnétiques bien marqués, et il est conçu pour générer un champ magnétique fixe et unidirectionnel : si on le place brusquement dans un champ tournant, même si son bobinage est ouvert, ça va "cogner" sévèrement, hors synchronisme (un peu comme quand on tournait à la main les anciennes "dynamos" de vélo) ! En plus des chocs mécaniques, le glissement va induire des courants alternatifs dans le rotor, les diodes des alternateurs sans balais seront exposées à de fortes surtensions inverses, et détruites ...

Alternateur bobiné.jpg

Bonnes fêtes de fin d'année

dB-)
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d.Beaume, DBH Sarl, 33 les Chênes 88340 Le Val d'Ajol RCS Epinal Siren 510 554 835 capital 50 000 € APE 3511Z TVA FR82510554835
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mouche
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par mouche »

Merci DB pour ces explications,

En ce qui concerne les alternateurs sans balais entièrement d'accord ils vont griller !
Par contre j'avoue avoir un peu plus de mal à comprendre pourquoi avec un alternateur avec balais et si on ouvre les balais cela va cogner.
Les bobines du rotor étant ouvertes il y aura certes une tension mais il ne peut y avoir du courant circulant dans la bobine => donc pas d'aimantation (hormis une aimantation rémanente mais faible je suppose ?). Et si pas d'aimantation pas d'interaction entre stator et rotor. Par ailleurs lors du couplage du stator le rotor tourne à une vitesse proche du synchronisme, donc le champ tournant dans le référentiel du rotor est de l'ordre de 1 ou 2 Hertz au plus.

Pour ma part je pense que les difficultés sont plus liées à l'alimentation du rotor après couplage du stator.

En tout cas même si cette technique de couplage ne fonctionne pas cela m'intéresserait énormément d'étudier/tester la chose. Y aurait il un élève ingénieur parmi les membres intéressé par ce sujet pour un stage de fin d'étude ?

Mouche.

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dB-)
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par dB-) »

Bonjour,
il ne peut y avoir du courant circulant dans la bobine => donc pas d'aimantation
Si justement ...

Le rotor d'une machine asynchrone ne présente pas de pôles magnétiques, il est cylindrique et feuilleté, constitué d'un empilage de disques en tôle magnétique enserrant une cage en aluminium coulée (dans le cas d'un rotor en cage d'écureuil) ou un bobinage cuivre (dans le cas des rotors bobinés), il est conçu pour être placé dans un champ tournant et n'a pas de position angulaire privilégiée (glissement)

Par contre le rotor d'un alternateur est construit avec un circuit magnétique massif, en acier doux non feuilleté, il présente des pôles magnétiques saillants sur lesquels sont placés des bobinages en cuivre. Si on alimente le stator, on crée un champ tournant, si à ce moment le rotor tourne a une vitesse différente, même avec ses bobinages ouverts et non alimentés, il y aura une forte vibration mécanique avec oscillation autour du point d'équilibre, sans forcément le trouver, et aléatoirement un verrouillage sur la bonne position, ou décalé de 180°, 90°, ou autre angle selon le nombre de pôles. Dans ce cas un nouveau décalage violent sera produit lors de l'alimentation du rotor ...

J'ai un peu regardé tout ça ces derniers temps pour la mise en service d'une Pelton avec alternateur de 200 kVA, et j'en suis arrivé à la conclusion que le plus simple est de procéder comme cela se fait depuis plus de 100 ans, à savoir respecter les conditions de couplage, comme l'indique plus haut M. Segretin.

2019-12-23-09h40m57.JPG

PS : il y a probablement une autre solution en amenant le rotor au voisinage de la vitesse de synchronisme, puis en alimentant progressivement le rotor (au moyen d'un AVR avec rampe d'excitation, cela se fait déjà) avec simultanément une alimentation progressive du stator, par exemple au moyen d'un gradateur triphasé , mais en admettant que ce soit efficace, c'est compliqué et plus coûteux que d'utiliser un synchrocoupleur.

Bonne journée

dB-)
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mouche
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par mouche »

Bonjour,

Merci DB pour les nouvelles explications et cette fois je commence à comprendre : il y a des courants induits dans les fers des pôles même si les bobines sont ouvertes... d'où une magnétisation du rotor (un peu à la manière de la machine asynchrone). Il faut donc attendre que les constructeurs s'intéressent à ce sujet et modifient les machines en conséquence et en attendant cette hypothétique date on continue à utiliser le synchro coupleur...

Mouche.

mouche
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par mouche »

Bonsoir,

J'ai aujourd'hui une petite Francis en chambre d'eau horizontale dont je suis très content. Vitesse 300 tr/m et entrainement par courroie de la génératrice.

Dans un but d'amélioration à la fin de mon contrat H07 (donc pas avant 2028) je me pose la question d'installer un alternateur basse vitesse.
Bien sur il n'est certain que l'opération soit rentable compte tenu de ma petite puissance mais ce qui m'intéresse aujourd'hui est de savoir si techniquement l'opération suivante est viable :

Le projet serait de remplacer la poulie motrice par le rotor de l'alternateur basse vitesse, les paliers actuels (en régule) de la turbine serait donc aussi les paliers de l'alternateur basse vitesse et l'arbre de la turbine serait aussi celui de l'alternateur.
Le stator de l'alternateur serait lui glissé par le bout de l'arbre avant le remontage du palier avec la butée qui est en bout d'arbre.

Ce montage existe t'il déjà ? Pensez vous qu'il soit réaliste techniquement ?

Merci.

Mouche.

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dB-)
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par dB-) »

Bonjour,

désolé, pas vu passer ce message ... :(

Votre solution utilisant un alternateur spécial me semble trop compliquée, je trouve plus simple de placer un PMG basse vitesse standard en bout d'arbre, simplement entraîné par un accouplement à plateaux et plots.

Exemple ci-dessous avec une génératrice asynchrone qu'on est en train d'installer sur une petite turbine hélice.

2020-02-19-11h20m01.JPG

Bon W.E.

dB-)
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250856
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Re: Moteurs et génératrices asynchrones

Message par 250856 »

Bonjour,
C'est la première fois que j’interviens sur un forum. Je cherche à dépanner une génératrice UNELEC, entrainement moteur thermique, puissance 25KVA triphasée. Rotor diode tournante. Photo de la plaque ci dessous.
Il y a une carte de régulation H17040, et le problème semble venir d'elle.
Voici la description du problème:
la génératrice ne produit plus le voltage attendu: elle donne 90v entre neutre et phase et 170v entre phases.
j ai envoyé du 12v sur le + et - de la carte de régulation FR H17040, ca n'a rien changé.
j ai envoyé du 12v directement sur le circuit d excitation en le débranchant de la carte sans charge le voltage monte à 300v entre phase.
Donc le problème semble bien venir de la carte, mais comment la réparer, ou par quoi la remplacer?

sur la plaque de la génératrice le voltage mini d'excitation est 9v et le maxi 45v.

y a t il quel qu un pour m aiguiller?

merci d'avance
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avalone
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Re: Moteurs et génératrices asynchrones

Message par avalone »

Bonjour, Vous pouvez le remplacer par un AVR de chez meccalte (dsr)

https://www.meccalte.com/en/products/alternators/avrs

En stock permanent chez eux. Et en France de surcroît.

Cdt

Si vous souhaitez les coordonnées de leur tech / comm en message privé.
Avalone
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C'est une triste chose de penser que la nature parle et que le genre humain n'écoute pas
Victor Hugo

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dB-)
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Re: Alternateurs bobinés et à aimants permanents

Message par dB-) »

Bonjour,

j'ai déplacé les messages dans la rubrique alternateurs ! 8-)

Un peu hors sujet (non associé à une turbine :mrgreen: ) ce problème a déjà été abordé quelques fois dans le forum, par exemple ici ou encore .

En plus du matériel évoqué par avalone, on trouve aussi quantités de régulateurs sur le Web : certains sont d'infâmes camelotes, d'autres sont bien. Il faut observer les photos pour détecter les constructions "cheap", avec des anciennes technologies, les composants placés de travers et probablement soudés à la va vite, etc .. et privilégier une construction soignée, un enrobage résine, un bon repérage des réglages, un sur-dimensionnement (courant et tension d'excitation, tension phase-phase de la mesure), une documentation claire, etc ...

Par exemple j'ai installé il y a 3 ans le régulateur ci-dessous en "retrofit" sur un ancien alternateur à bagues : fonctionnement impeccable depuis, quasiment non stop, et régulation très stable malgré les variations de charge.

2017-07-15-08h57m16.JPG
2017-08-10-18h55m54 l'AVR est placé dans un petit coffret.JPG
2017-08-10-18h59m12 le coffret est fixé sur l'alternateur.JPG
2017-11-05-16h47m44 et c'est parti !.JPG

Bonne soirée

dB-)
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