Moteurs et génératrices asynchrones

[Boschet]

Bonjour,

je viens de finir mon installation( roue à aube et accouplement). J'ai une puissance hydraulique de 5kw. C'est pour faire de l’autoconsommation sans compensation de puissance réactive.
Actuellement, j'ai la moitié de ma puissance hydraulique ou un peu plus je pense, j'ai un moteur asynchrone de 3kw et je récupère que 230 watts...
Je cherche à savoir le rendement de mon moteur en génératrice lorsqu'il travaille à 7.67% de sa valeur nominal pour connaître le rendement de ma partie roue et multiplication de vitesse.
Je suis tombé sur un étude du moulin de Priaud ou il y a un tableau avec différent rendement de fonctionnement d'une génératrice asynchrone.
Il disent que en dessous de 34% de la valeur nominal de la génératrice on commence à chuter en rendement. Est ce vrai en général?

Cordialement
Damien

[dB-)]

Bonjour,

- vers 10 % de charge un moteur asynchrone triphasé présente environ 25 % de rendement
- à affiner en fonction de la taille du moteur, de sa qualité, du rapport tension de bobinage / tension réseau, du nombre de pôles, ...
- les constructeurs ne donnent pas les rendements à très faible charge, on fait plutôt travailler les moteurs vers leur charge nominale !
- un petit PMG industriel serait ici plus efficace qu'une machine asynchrone, il peut lui aussi être couplé en direct sur le réseau (synchronisation à l'ampoule ou via 3 radiateurs électriques qui sont ensuite shuntés)

Pour mesurer la puissance à l'arbre en sortie de multiplicateur, vous pouvez réaliser un frein de Prony avec un tachymètre plus un peson et une corde, en arrosant d'eau.

Si la puissance de l'eau (Q.H.g) de votre roue à aubes est de 5 kW, vous pouvez espérer environ 2.5 kW à l'arbre (à affiner en fonction du type de roue, de l'optimisation du tracé des augets, du coursier, ... et aussi en fonction de la qualité de construction), ensuite il faut multiplier le moins possible : bannir une génératrice 3 000 tr/min, éviter 1 500 tr/min, prendre plutôt 1 000 ou 750 tr/min et si possible moins.

Pour cette puissance et pour la multiplication finale, fuir les grosses courroies trapézoïdales voraces en Watts, genre SPA, SPB, C, 8V, DE, ... et utiliser plutôt des courroies fines et crantées type XPZ, 3V, 8, 6, ... ou des petites courroies poly-V type électroménager ou automobile, ou encore une courroie plate sans fin.

Si vous pouviez mettre en ligne quelques photos de votre roue et de sa multiplication, cela permettrait d'y voir plus clair, et aussi de donner des idées à ceux qui veulent se lancer dans la réhabilitation ou la construction d'une petite roue à aubes.

Bonne journée

dB-)

[Boschet]

Bonjour,

j'ai vu qu'une courroie trapézoïdale avait un rendement de 96 à 70 %.
Comment se rapprocher le plus des 96%? Il faut la tendre au maximum?
Je vais essayer avec un petit pmg que j'ai déjà je vais voir la différence de rendement.
Sinon voici quelques photos:

[moulino51]

Amha, mauvaise solution que la courroie trapézoïdale, préférer les courroies plates ou Poly-V.

Il n'y a pas que le Rdt des courroies, mais celui de la roue ne doit guère dépasser 40 a 50 %

Ce qui n’enlève rien au courage et a la volonté qu'il a fallu déployer pour mettre tout cela en place.

Gé

[jejekart]

Très belle réalisation
Pour la transmission felicitation !c'est pas évident à realiser.

En effet Comme le suggère moulino51 previligier les courroies plate ou poly v

Le désavantage de la courroie trapèze est le coincement de celle ci dans la gorge de la poulie ce si génère une perte lorsque la courroie sor de la poulie
Pour minimise ce phénomènes il faut une tention parfaite en fonction de la temperature de fonctionnement.

De plus dans votre instalation il y a un un multiplicateur de type agricole avec renvoi d'angle
Je ne pense pas que sont rendement soit des plus élevés.

En tous cas bonne continuation

[Boschet]

Merci pour vos messages
Le multiplicateur c'est un réducteur de vitesse d'épendeur à fumier qui a un rapport de 6.
Je vais voir ceux que je peux faire pour les courroies.
Bonne soirée

[dB-)]

Bonjour,

merci pour les photos, belle réalisation, c'est "carré", net et soigné, avec les petits berceaux tendeurs qui vont bien !

Je ne suis pas aussi catégorique pour condamner les courroies trapézoïdales, elles sont utilisables dans la petite hydro, avec un bon rendement et une bonne longévité, c'est à voir au cas par cas en fonction de la puissance et de la vitesse : la poly-V consomme un peu moins de puissance mais est plus coûteuse, la courroie plate consomme peu de puissance mais sollicite plus les paliers.

Quelques remarques en vrac d'après vos photos :

- le cardan qui transmet le mouvement de l'arbre de roue doit encaisser pas mal de couple ! (mais il correspond à la taille de l'arbre)
- l'utilisation de courroies en très basse vitesse est peu courante (on utilise plutôt une chaîne), mais après tout pourquoi pas ...
- les 6 courroies SPB en primaire seraient voraces en Watts à haute vitesse, mais ici la perte doit être faible
- le 2nd train avec 4 courroies SPB doit consommer un peu plus de puissance que le premier
- le multiplicateur à engrenages est très (trop) compact, les roues dentées doivent être petites, je le verrais bien gourmand de Watts celui-là !
- de même en final, les deux courroies SPB sont je pense sur-dimensionnées, il doit être possible de passer à une seule XPZ

L'essentiel de la perte se situe à mon avis dans :

1) le moteur asynchrone utilisé en génératrice et sur-dimensionné
2) les 2 courroies finales
3) le multiplicateur agricole

Il faut aussi limiter les pertes d'eau entre les aubes de la roue (*), les bajoyers et le coursier.

(*) Je prends le 1er bouquin qui me tombe sous la main : "Cours de mécanique élémentaire à l'usage des école industrielles" 6ème édition, de MM. Moulan et Gerday, librairie polytechnique, 1927 (que je n'ai pas encore scanné parce qu'il fait 1350 pages, que je n'ai pas encore construit mon scanner automatique, et que j'aimerais bien que les lecteurs du forum s'impliquent un peu plus et mettent eux aussi en ligne les documents dont ils disposent ) :

- le rendement théorique maximal d'une roue en dessous, à aubes planes, est de 50 %
- la vitesse circonférentielle de cette roue doit être de 0.4 * la vitesse de l'eau, qui est racine (2 * 9.81 * H)
- la chute maximale de ce type de roue est de l'ordre de 1.50 m, au delà le choc de l'eau est trop violent
- la vitesse au tiers des pales (à partir du bord extérieur) doit être d'au moins 1 m/s
- la pale doit plonger dans au moins les deux tiers de l'épaisseur de la lame d'eau
- la hauteur des pales doit être de 2 à 3 fois la hauteur de la levée de la vanne de fond
- la distance entre 2 pales (partie immergée) ne doit pas dépasser 1 fois et demi la hauteur d'une pale
- il faut un jeu de 2 cm tout autour de la pale (coursier et bajoyers)
- la vanne de fond doit conduire l'eau le plus près possible du tiers de la pale à partir de l'extérieur

Bonne journée

dB-)

[Boschet]

Bonjour,

J'ai connecté directement un petit pmg de 750w de puissance nominal avec un rendement de 95% annoncé (soit disant) avec derrière un régulateur mppt de chez morningstar et je ne récupère que 500w.
Je suis un peu dégoûté du résultat... Je pensais quand même atteindre les 1000w...
Je cherche des solutions pour améliorer le rendement de ma roue.
Je me demandais si je canalise l'eau dans le coursier et que je fasse un système d'entonnoir comme un injecteur pour augmenter la vitesse de l'eau, pensez vous que je gagnerai de la puissance?

Bonne soirée
Damien

[dyhne]

Bonsoir,
je conseille fortement d'aller voir dans "ressources" sur le forum Le livre de R.Champly sur les moteurs et le compte rendu de Mhylab sur les roues ?
Ca pourrait vous éclairer davantage. ...Quoique avec 500 W ? C'est déjà quelques ampoules ...
Bonne soirée? D

[dB-)]

Bonsoir,

je ne récupère que 500w

Vous êtes déjà passé de 230 à 500 W ! C'est un bon début d'optimisation.

Attention, pour mesurer valablement la puissance électrique d'une génératrice asynchrone ou d'un PMG, il faut un Wattmètre, idéalement triphasé (c'est possible aussi en monophasé si tout est équilibré) et TRMS (mesure efficace vraie). Des mesures séparées avec une pince ampèremétrique et un voltmètre ne donnent rien de bon.

si je canalise l'eau dans le coursier et que je fasse un système d'entonnoir comme un injecteur pour augmenter la vitesse de l'eau, pensez vous que je gagnerai de la puissance

Au contraire, placer un entonnoir ne vas pas augmenter la vitesse, mais simplement diminuer le débit et la puissance !

Bonne soirée

dB-)