Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[quervet]

Bonjour à tous,
Question à nos cher expert

Si l'on prend une génératrice à aimant permanent de 7,5 Kw à 750 Trs/mn
Quelle soit entrainée à vitesse constante
soit par exemple 300 trs /mn elle devrait débiter environ 3 Kw Fréquence environ 20 Hz

Si cette génératrice tourne à vitesse constante et qu'il n'y a aucune charge (aucune consommation électrique),( pas de ballaste) etc...
donc produit 3 Kw à vide en pure perte (et en admettant qu'il n'y ait pas de rique d'emballement)

Que se produit - il ?
- échaufement de la génératrice ?
- risque de détérioration de la génératrice ?
- risque de d'aimantée ?
- autre ?
merci de votre réponse

JF.QUERVET
Le Moulin de la Lussière

[SG.Hydro]

Bonsoir,

A la louche je dirais que les seuls effets sont:
1-Un très léger réchauffement puisque que les pertes par hystérésis (courant induits généré dans le stator par le champ magnétique rotatif du rotor) sont toujours présent (sans doute pas plus de 1% sauf si la génératrice est mal fichue)
2-Une usure normal sur les roulement, mais ne pas perdre de vue que les roulements ont en générale une durée de vie donné, qu'ici "consomme" pour rien, mais bof... pas de quoi fouetter un chat...
3-Si la génératrice a un fort "cogging" (chais pas comment ça se nomme en Français, c'est l'effet de variation de couple résistant qui se produit suite à la variation de la réluctance) il se peut que à la longue cela fatigue certains organes (transmission etc...)

[ericnoharet]

Bonjour,

Si la generatrice fonctionne à vide, elle ne produit rien !
Comme cela à été deja dit, seul l'usure des roulements sera à prendre en compte.

Les pertes "fer" devrait maintenir la generatrice "chaude"(tiede), ce qui n'est pas un mal, bien au contraire.

Aucun soucis pour les aimants à priori. Sur mon eolienne, ils tournent trés souvent sans charge, car il y a juste une brise pas suffisante pour mettre la generatrice en production. Cela depuis 4 ans.

Eric

[Ticapix]

Bonsoir,


Nos tests réalisés au cours de l'été sur notre PMG de "test" ont montré:

- Si la fréquence est linéaire avec la vitesse de rotation, en revanche la puissance ne l'est pas du tout. C'est une courbe de type logarithmique et je dirais à la louche à 50% de la vitesse nominale, moins de 30% de la puissance nominale.
- Effectivement à vide et dès que le rotor tourne, il y a des échauffements qui se produisent dus à la conception de l'encoche statorique, qui crée une rupture et l'apparition de courants magnétiques, dits courant de Foucaud.
Cela peut sur certain type d'alternateur entrainer un échauffement en particulier sur les alternateurs refroidis à eau où en l'absence de circulation il peut apparaitre un échauffement > 60 °
On a imaginé des stator lisses mais cela complique +++ le bobinage.

_ Par ailleurs la tension est strictement proportionnelle à la vitesse de rotation est la protection de ce type de machine nécessite quelques précautions en particulier si emballement avec des risques potentiels d'amorçage si le matériel utilisé n'est pas top.

A part cela c'est robuste, efficace, compact.......très utile pour du couplage à basse vitesse en direct.

Cdt

TG

[MHEC]

Bonsoir Ticapix,

Avez-vous un retour d'expérience de votre machine PMG, depuis aout 2012 qu’elle tourne, je suppose que vous devriez avoir des résultats positifs ?

Est-ce que quelqu'un connait les produits PMGA ? a priori, en lisant le commentaire ci-dessous, c’est la Rolls des machines tournantes, pas de défaut, elle s’adapte sans problème sur nos turbines actuelles, bref, que du bonheur !!

J’ai reçu ce communiqué par mail, est-ce qu’il y aurait une personne près de cette centrale du moulin de Villars qui pourrait y faire un tour ?

Communique PMGA - Mise en service alternateur Moulin de Villars.pdf

Mon multi à pratiquement 10 ans, dans 5 ans il sera HS, peut-être une bonne solution pour changer de machine.

Qu’en pensez-vous ?

PV

Les solutions PMGA vous offrent de nombreux avantages :
• Optimisation
un alternateur conçu par PMGA est calculé et dimensionné pour chaque client. Cette adaptation permet d’optimiser l’équipement pour son site de production et d’atteindre des rendements élevés.
• Compacité et gain de poids
l’utilisation d’aimants permanents diminue l’encombrement et la masse de l’équipement. Cela conduit à la réalisation de machines très compactes et plus légères.
• Simplicité
le rotor de l’alternateur est solidaire de l’axe de turbine. Il travaille à la fréquence du réseau auquel il est raccordé directement sans convertisseur de fréquence.
• Continuité de la production
la suppression du multiplicateur, organe sensible et source de pannes, permet de s’affranchir de nombreuses pannes mécaniques.
• Fiabilité
la simplicité de l’installation, la basse vitesse et l’élimination des organes intermédiaires améliorent la fiabilité de l’ensemble. Les aimants ont une durée de vie de plusieurs dizaines d’années.
•Rendement
l’élimination des organes intermédiaires permet de s’affranchir des pertes liées à ceux-ci. Le rendement de l’installation est optimisé. Ces gains de rendement se répercutent sur la totalité de la production durant toute la durée de vie de l’installation. Lorsque l’alternateur à aimants permanents remplace une génératrice asynchrone, il améliore dans des proportions très importantes les rendements dans les faibles débits.
•Nuisance sonore
le multiplicateur et la génératrice haute vitesse sont extrêmement bruyants. La solution proposée par PMGA permet de s’affranchir de tous les problèmes de voisinage liés au bruit.
•Longévité
La vitesse de rotation des pièces mécaniques mobiles est lente. L’usure est donc modérée et la maintenance des différents éléments s’en trouve allégée.
•Écologie
s’affranchir de l’usage du multiplicateur permet d’éliminer la présence d’huile et de graisse, présentes en grande quantité pour la lubrification, dans une zone proche du milieu aquatique.
•Productivité
pour l’utilisateur, les gains de productivité sont immédiats. Ils découlent de l’optimisation de l’alternateur, d’une fiabilité améliorée, d’un meilleur rendement et d’une longévité accrue.
• Prix

Les puissances de nos alternateurs sont les suivantes :
100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800 et 1000 kVA

Les vitesses de synchronisme utilisées pour les alternateurs PMGA sont les suivantes :
88, 94, 100, 107, 115, 125, 136, 150, 167, 187, 214 et 250 tr/min

Source: http://www.pmga.eu/

[Ticapix]

Bonsoir,

Oui toujours content du PMG. On vient d'ailleurs d'en rentrer deux plus petits un de 13 kw à 250 tours (poids 225 kw 3500 €) qui sera installé sur une turbine courant de l'été (Jura) avec un contrôleur de charge permettant une régulation de la fréquence d'utilisation à 50 hz et le second pour un producteur qui fait des expériences et qui souhaitait une machine d'1 kw à 50 tours.(poids 195 kg 3000 €)

Je confirme l'alternateur en direct présente effectivement tous les avantages cités par PMGA.
Je connais les produits PMGA, nous utilisons les mêmes type d'aimants classe 40 ou 43 SH qui viennent de Chine.
PMGA a été fondé par Jean Cayrol gros producteur d'EnR (hydraulique éolien et photovoltaïque) c'est lui qui détient aussi le capital d'Envinergy
Leurs calculs magnétiques sont réalisés par un logiciel japonais, les nôtres directement par le BE de l'entreprise Chinoise.
Les rendements annoncés sont similaires 95/96 %
Leurs produits sont joliment finis, les nôtres plus rustiques même si cela s'améliore. Notre fabricant commence à comprendre l'intérêt du "look"

Le couplage au réseau ne présente aucune difficulté, on utilise un synchro-coupleur au tout autre système équivalent la seule différence avec un alternateur classique est que l'on ne contrôle pas la tension du PMG car celle ci- est strictement proportionnelle à la vitesse de rotation.
La phase de couplage nécessite de pouvoir contrôler avec précision la vitesse de la turbine, il faut donc un distributeur en très bon état et une commande acceptant des mouvements très petits.

Une fois couplé le PMG se comporte comme une géné asynchrone car l'excitation étant fixe on ne règle pas le cos phi. En revanche le cos phi est excellent (proche de 1) ce qui nécessite très peu de condensateurs.
Par ex sur notre PMG d'essai il suffit d'une batterie de 75 kvar là où 350 kvar étaient à peine suffisant avec la géné asynchrone.

Nous avons choisi un PMG refroidi par eau ce qui complique un peu l'installation. Le but est de monter que l'on peut isoler totalement ce PMG ce qui est parfois utile si la turbine est proche d'un local habité.

Autre spécificité: prévoir du matériel qui accepte une tension d'au moins 800 V avec un très bon isolement, car si la machine part en survitesse, c'est la tension que l'on aura aux bornes du PMG.

Enfin dernières différences, nous proposons aussi bien des petits PMG ( ce que PMGA ne propose pas) que des plus gros ( de 1 kw jusqu'à 1 MW) et la vitesse de rotation peut descendre jusqu'à 50 tours sans convertisseur ou autre système électronique.


Cdt

TG

[roquets]

bonjour a tous est il possible electroniquement de reguler ma turbine francis sans agir sur les directrices simplements en laissant l alternateur en charge et dissiper l energie dans une resistance quand il n y a pas de demande .alternateur leroy 380v 1.2kw merci

[Ticapix]

Bonjour

Tout a fait possible, on appelle cela un contrôleur de charge .

Le principe de cet appareil est le suivant : Cf dossier ci-joint. Nous avons passé un contrat avec un fabricant d'un pays en voie de développement où l'on utilise largement ce type d'appareils et notre structure les mets en conformité CE à l'arrivée.

Cela dit, nous avons vendu deux petits PMG ( 6 et 12 kw) dernièrement à des propriétaires qui n'utilisent que des résistances.
Ils n'utilisent pas de contrôleur simplement des résistances et des thermostats inverseurs.

Dans un premier temps ils branchent un radiateur aux bornes du PMG à l'arrêt et ils ouvrent la turbine progressivement quand la tension dépasse 240V ils ajoutent un autre radiateur....jusqu'à leur puissance maxi disponible.
Tous leurs radiateurs sont connectés en double avec un thermostat pour deux radiateurs quand cela se déconnecte d'un coté , cela bascule sur l'autre radiateur...........simple et efficace => pas de survitesse .
En effet avec un PMG c'est la survitesse qui est à craindre car si on supprime une charge, le PMG accélère et la tension monte de façon proportionnelle
Dans les faits sur le PMG de 12 kw le fait de brancher débrancher un radiateur de 1500 w fait passer la tension de 190 <=>230 V. Tension volontairement tenue basse par le client.

Ils ne peuvent pas brancher autre chose qu'une résistance mais cela leur suffit.
L'avantage d'une résistance c'est que dès qu'un courant la traverse cela produit un peu de chaleur, ainsi cet automne avec très peu d'eau, ils étaient étonnés de chauffer un peu même avec seulement 110 V .

Pour finir une armoire de régulation mono phasé 2Kw sans résistance ballast dans votre cas le ballast peut être fait avec un cumulus de 1500 ou 2 kw coûte un peu moins de 500 € et permet d'utiliser comme on veut dans la limite des 1200 w bien sûr.
Si votre puissance augmente il suffit de changer le thyristor de sortie ( env 30 €)
Une carte mère de rechange au delà des 2 ans de garantie = 185 €
Toutes les armoires disposent d'un voltmètre, d'un fréquence -mètre, un ampère-mètre coté ballast, un ampère-mètre coté utilisation et un horamètre.

Pour une petite puissance , je n'ai pas essayé mais il y a peut être encore plus simple pour ajuster sa vitesse le gradateur ex:
http://www.ebay.fr/itm/MODULE-REGULATEU ... 53f73004be

Bon d'accord cela va chauffer un peu et on risque d'avoir des parasites ou alors utiliser http://www.avenuedesspecialistes.com/re ... ,STAR4.cfm toujours pas automatique non plus mais filtré.

Certes ce n'est pas automatique.
Qu"en pense DB , ? déjà essayé ?

Les avis des bricoleurs sont les bienvenus.

Cdt

TG

[MHEC]

Bonsoir roquets, vous pouvez vous inspirer de mon montage sur une dynamo de 33 kW :

http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... tinu#p1158

Bon courage.

PV

[PERRET]

Bonjour,

Effectivement, tout à fait possible. On travaille à charge constante.
Mais que se passe-t-il lorsque la grille est bouchée par les feuilles et qu'on est absent ?

A limiter impérativement pour de très faibles puissances.

Dans cet esprit, LEROY-SOMMER proposait une solution . . .

HYDROLEC - 4R.jpg

Qui se souvient maintenant des déboires de LEROY-SOMMER, dans les année 1970-80 ?
Il est vrai que la turbine n'était pas terrible. Souvent avec 2 pales, fixes ou orientables, en alliage d'aluminium qui se corrodait, aspirateur pas suffisamment développé, finalement l'ensemble avait un très mauvais rendement et était peu fiable.
Il est certain que depuis 30 ans, l'électronique de commande et de puissance a fait d'énormes progrès, tant en fiabilité qu'en coût et encombrement.

Et je ne parle pas des résistances ballasts qui, souvent installées dans le moulin, chauffaient allègrement les locaux pour peu que la consommation soit faible.
Vu dans le Gers, par une belle journée d'été.

HYDROLEC - 1980.pdf