Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[Fab]

Bonsoir,

Que pensez vous pour un projet futur de chauffage d'appoint d'une turbine débitant sur une chaudière électrique 24kW (4x6kW) Gretel.
L'alternateur alimenterai simplement 1 des 4 résistances.

Le tout piloté par PiD intégré dans un automate qui régulerai indépendamment:
-le vannage pour le maintient à 50hz et
-le courant d'excit pour maintient de la tension stator.

Ce devrait être suffisant, non?
Je ne parle que de process, car côté sécurité j'ai bien en tête des seuils de maxi/mini fréquence pour découpler la turbine, d'un protection d'emballement mécanique, d'un disjoncteur commandable en sortie d'alternateur, ...

Merci d'avance, Fabien

[PERRET]

Bonjour,

Si vous utilisez un alternateur récent, auto-régulé, ce que je conseille, l'automate n'a à prendre en compte, principalement, que deux paramètres :
- la vitesse de l'alternateur (fréquence)
- le niveau du bief amont
pour actionner les directrices de la turbine ou, éventuellement, une vanne de garde.
Quant au courant d'excitation, c'est l'AVR intégré à l'alternateur qui s'en occupera et stabilisera la tension de sortie (± 1%) et la mise en sécurité si F < 47 Hz.

[Max_B]

comme j'aime bien trouver pour chaque projet des solutions avec les derniers produits, j'ai réalisé il y a quelques semaines un petit coffret de régulation par ballast de 6 kW comprenant juste un gradateur triphasé (courant environ 9 A mais j'ai pris un gradateur 50 A pour être tranquille ) piloté en 4-20 mA par un afficheur de fréquence disposant justement d'une sortie 4-20 mA paramétrable

Bonjour Db,
En beaucoup plus propre, cela ressemble à ma propre régulation, via un gradateur commandé en tension ou courant. Du coup, j'ai une question sur les parasites. Tu as 9A en triphasé, ce qui fait un peu moins que ma régulation de 3kW sur une seule phase. Mais on reste dans des situations comparables. Or j'ai des parasites qui font que ma LiveBox fonctionne en mode légèrement dégradé, j'en ai parlé dans un autre fil. J'ai ajouté plusieurs filtres, sans vraiment améliorer la situation et me suis accommodé de la bande passante ADSL inférieure (14mo au lieu de 20).
Ces parasite passent en mode radio, car le secteur qui alimente le domestique et donc la box est entièrement ondulé, la turbine alimentant les batteries tampon via un chargeur.
Mais comme je sais que tu as du matériel de mesure, que tu es perfectionniste et que je vois que le gradateur utilisé est de la même provenance que le mien, je me demande ce que tu constate comme perturbation. Mon expérience montre, comme les calculs (complexes) trouvé sur le net le confirment, que les perturbations sont surtout sensibles quand le gradateur coupe en haut de la sinusoïde, c'est à dire proche des 50% de sa commande. Chez moi, mon régulateur est aussi codé pour graduer la charge ballast en plusieurs tranches est l'algorithme essai d'éviter de réguler dans les 50%, mais ce n'est pas toujours possible.

[dB-)]

Bonjour,

ma LiveBox fonctionne en mode légèrement dégradé

Suite à un orage, je n'ai plus de VDSL depuis 3 semaines ... La Livebox n'est pas en cause, c'est une ligne ou une carte HS dans le quartier, mais je trouve que c'est bien long à réparer ... En attendant je passe par mon téléphone utilisé en borne 4G, c'est d'ailleurs plus rapide que le VDSL, j'ai juste une petite larme quand je vois la facture s'allonger au fil des jours ...

Le problème des parasites est assez touffu, et en dehors des règles d'usage (longueur et disposition des fils, utilisation éventuelle de blindages, de filtres, qualité de la prise de terre, type de gradateurs, emplacement des connexions à la terre, etc etc ...) il faut voir et faire des essais au cas par cas.

J'ai plusieurs installations avec gradateurs qui tournent, sans problème à ce jour, et pour une installation avec gradateur il y a en gros 2 possibilités :

2018-06-18-08h22m21.JPG

Soit l'installation est faite pour fournir un courant à peu près propre, pour de l'éclairage, des appareils, etc ... auquel cas le régulateur gère un ballast (résistance à ailettes, ou immergée, ou radiateur, etc ...), soit avec un système à gradins (ancien système Leroy Somer), soit en découpage, et dans ce cas je place un filtre sur la sortie vers l'utilisation, voir photo ci-dessous

Régulation ballast tri 30 kW.JPG

Soit l'installation est là juste pour chauffer un cumulus ou un thermoplongeur ou autre circuit résistif unique, hors circuit domestique, le régulateur sert alors juste à moduler la puissance dans un unique appareil, donc pas d'autre choix que de découper la sinusoïde, la régulation permet de maintenir une fréquence constante, donc une vitesse constante, et donc un rendement optimal de la turbine dans le cas d'une hauteur de chute stable, dans ce cas là je ne place pas de filtre.

Ci-dessous le module dont j'ai parlé plus haut, en version fiabilisée :

2018-06-18-08h13m28.JPG

2018-06-18-08h14m38.JPG

Schéma.png

Typon.png

Le programme :

Code : Tout sélectionner

//
// ***********************-------------------- Convertisseur Fréquence > 4-20 mA --------------------***********************
//
//                                                            dB-)
//                                                         15-06-2018
//


const int Eopto=7;             // Affectation entrée optocoupleur signal secteur (broche 7)
const int PotPerMax=0;         // Affectation entrée potentiomètre période maxi ou fréquence mini (broche A0)
const int PotPerMin=1;         // Affectation entrée potentiomètre période mini ou fréquence maxi (broche A1)
const int PotPause=2;          // Affectation entrée potentiomètre temps de pause (broche A2)
const int SPwm=9;              // Affectation sortie signal PWM (broche 9)

unsigned int Pause;            // Temps de pause (ms)
unsigned int PerMax;           // Seuil de période maxi (µs)
unsigned int PerMin;           // Seuil de période mini (µs)
unsigned int Pwm;              // Sortie PMW (0 à 255)

unsigned long Calcul;          // Variable temporaire
unsigned long Periode;         // Période courante (µs)
unsigned long TEoptoBas;       // Durée de l'état bas du signal optocoupleur (µs) 
unsigned long TEoptoHaut;      // Durée de l'état haut du signal optocoupleur (µs)

void setup()
{
pinMode(Eopto,INPUT);          // Déclaration broche optocoupleur
pinMode(SPwm, OUTPUT);         // Déclaration broche PWM
}

void loop()
{
TEoptoHaut = pulseIn(Eopto,HIGH);                                 // Mesure temps à l'état haut
TEoptoBas = pulseIn(Eopto,LOW);                                   // Mesure temps à l'état bas
Periode = TEoptoHaut + TEoptoBas;                                 // Période = temps état haut + temps état bas

PerMin = 1023 - analogRead (PotPerMin);
PerMin = 19950 - (PerMin * 2);                                    // Période mini de 19950 à (19950 - 1023 * 2) = 17954 µs soit Fmax = 50.1 à 55.8 Hz
PerMax = analogRead (PotPerMax);
PerMax = 20050 + (PerMax * 2);                                    // Période maxi de 20050 à (20050 + 1023 * 2) = 22046 µs soit Fmin = 49.9 à 45.2 Hz

Periode = (Periode < 6700)? PerMax : Periode;                     // si la mesure ne se fait pas (Periode à 0) désactivation de la sortie
Periode = (Periode < PerMin)? PerMin : Periode;                   // si la période est inférieure au seuil mini on la rend égale au seuil mini
Periode = (Periode > PerMax)? PerMax : Periode;                   // si la période est supérieure au seuil maxi on la rend égale au seuil maxi

Calcul = 1023-(1023 * (Periode - PerMin) / (PerMax - PerMin));    // Calcul varie de 0 si Periode = PerMax à 1023 si Periode = PerMin
Pwm = Calcul / 4;                                                 // Pwm varie de 0 si Periode = PerMax à 255 si Periode = PerMin

Pause = analogRead (PotPause);                                    // Pause varie de 0 à 1023 * 5 = 5115 ms soit 0 à 5.1 s
delay(Pause * 5);
analogWrite(SPwm, Pwm);                                           // Ecriture de la sortie Pwm
}

Les modifications par rapport à la version V1 quelques messages plus haut concernent l'alimentation, avec un petit module à découpage qui remplace un 78xx, mais sans chauffer !! (Extra, rendement plus de 85%, et fiabilité 1 million d'heures ...). Autre modification, l'opto coupleur qui ne prend plus qu'une demi alternance. (PS : certains choix de composants peuvent paraître bizarres, ils sont simplement liés à ce que je trouve quand j'ouvre le tiroir à composants )

Pour ce problème de parasites sur la Livebox, il faudrait faire des essais pour voir où est le point d'entrée des parasites :

- utilisation en Wifi ou connexion en Ethernet
- alimentation provisoire de la box par une batterie 12 V (le + est au centre du connecteur !)
- petit filtre du commerce (circuit RC ou autre entre neutre et terre et phase et terre) placé sur la prise d'alimentation du bloc transfo
- voir aussi le régime de terre de l'installation, plus compliquée que la moyenne puisque l'alimentation du logement se fait ici par un onduleur !
- etc ...

Bonne journée

dB-)

[MONTMOYEN21290]

Avis aux adeptes de l’autoconsommation non connecté au réseau.

J'ai découvert en début d'année le site du concepteur d'un régulateur de fréquence indispensable pour les installations non connectés au réseau .

J'en ai personnellement commandé un à monter soit même, coût 250€ environ
Le systéme est capable de controller tout types d'installations jusqu’à 100 kW à l'aide de ballasts
Il est aussi capable de faire la télésurveillance du site car la carte électronique propose des I/O TOR et analogique
Une carte GSM est aussi disponible mais je n'ai pas encore testé.

Le concepteur, Thomas Schuler est un vrai passionné qui a meme inventorié sur son site tout les ELC existants.
L'Hydrocontol est adapté à tout types de générateurs (synchrone, asynchrone, mono, tri 230 ou 400v ...)

Bref une petite merveille

Lien pour son site
https://www.sites.google.com/site/hydrocontrol1/

Lien pour la conception
https://sites.google.com/site/hydrocontrolwiki/

Bon tout est en Anglais,J'ai commencé à traduire la notice, mais j'ai arrêté car Thomas doit la mettre à jour.

J'ai testé l'ELC sur une installation avec alternateur auto régulé- mono , des que l'on a de l'eau chez nous je teste chez des amis sur une installation avec alternateur non régulé en tri.

[dB-)]

Bonjour,

je viens de fusionner votre message avec le sujet correspondant.

J'avais moi aussi acheté un coffret Hydrocontrol début 2018 pour un projet que j'avais à l'époque, et je viens de le ressortir du carton à l'instant pour prendre quelques photos

2018-10-30-21h51m02.JPG

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Je pense que ce matériel peut être intéressant pour un utilisateur averti qui veut réaliser lui-même une petite installation, et je viens d'ajouter l'adresse du site Web à la liste d'adresses du forum.

Mais en ce qui me concerne je ne peux pas commercialiser ce produit pour plusieurs raisons, c'est pourquoi je l'avais remis dans le carton (je ne l'ai même pas branché ! Je le donnerai ou le vendrai à mi prix à l'occasion)

Théoriquement il est intéressant et astucieux : il est basé sur un Arduino Mega entouré comme souvent d'un shield "maison" et très bien réalisé. Par contre au niveau "industrialisation" je trouve que certains points sont dangereux, comme le clavier relié à une phase de l'alternateur, ou encore certaines connexions non protégées : si j'installe ça chez un client et qu'il se produit un accident, je peux fermer la boutique !

D'autres points sont peu fiables, comme l'alimentation MeanWell (j'ai déjà donné pour moi c'est direct à la poubelle), le support de carte en bois, la petite carte auxiliaire non vernie (qui sera rongée par l'humidité en un an ou deux), etc ... et surtout l'absence de circuit "crowbar" ou autre composant assurant la sécurité avec les PMG (rappel, si une turbine entraînant un PMG s'emballe, la tension peut doubler ... on passe par exemple de 400 Veff entre phases à 800 Veff, soit plus de 1100 V crête, ça commence à causer ...)

Je préfère donc continuer avec mes petits coffrets perso, comme celui ci-dessous, certes plus coûteux, mais comportant uniquement des composants industriels standards : nano automate, relais ou contacteurs, si besoin un écran HMI pour le paramétrage, une mesure de vitesse, si besoin encore un gradateur industriel, etc ... Ci-dessous quelques photos du petit dernier terminé il y a quelques jours :

2018-10-22-19h16m33.JPG

2018-10-22-19h16m59.JPG

2018-10-22-19h17m49.JPG

2018-10-25-14h35m54.JPG

Bon, parfois la mise au point prend un peu de temps ... Message perso : Gilles, j'ai terminé la modification de ton coffret ! J'attends juste la livraison d'un PMG (destiné à une petite Pelton de 2 kW en cours de fabrication) pour le tester sur un tour !

Bonne soirée

dB-)

[MONTMOYEN21290]

Bonjour,
Juste en regardant son site, c’est un vrai passionné et son projet est en constante évolution.
Il est vrai qu’il est plus électronicien qu’électricien, je vais lui faire remonter la critique concernant l’utilisation avec un PMG.
Pour le clavier, je ne comprends pas, il est alimenté par la carte en 24V et pas par une phase ?
Une chose est sur il faut mieux ne prendre que sa carte et choisir des composants de marque pour le reste (ou lui demander ).
Il propose sa carte monté à 190€ + écran 11€+ clavier 2€ +connecteurs 11€ et une garantie de 10 ans à 1€ …
La carte GSM est un peu plus cher 90€ et la LAN à 40€ . le programme est téléchargeable sur son site. Pour m'a part il me l'avait déjà préprogrammé en fonction des caractéristiques qu'il a demandé.
Je vais lui soumettre l’idée de la proposer tropicalisée et peu être lui rendre visite à l’occasion en Allemagne.
En photo la modification que j'ai fait sur la connectique et le support de clavier.

Pour info: sa nouvelle carte permet d'utiliser un générateur asynchrone couplé en triangle 220V ( sans neutre)
A+

[dB-)]

Bonsoir,

je vais lui faire remonter la critique concernant l’utilisation avec un PMG

C'était plus une remarque qu'une critique, disons une remarque critique

Sur son site, l'auteur explique que pour améliorer la sécurité, il conseille de placer 2 ELC en parallèle, un des deux est réglé légèrement plus haut en fréquence, il ne "travaille" pas en temps normal mais sert de secours et pourrait alors remplacer une "crow bar" ou autre protection.

Concernant le danger d'utilisation du clavier, voir les explications que le concepteur donne ici. Le connecteur USB est aussi relié au neutre donc attention avec le PC !

Encore une fois, ça reste un produit très intéressant pour un bricoleur qui veut tout réaliser lui même et qui maîtrise bien tous les risques, mais je trouve qu'il n'est pas "industrialisé" et donc non commercialisable en l'état.

sa nouvelle carte permet d'utiliser un générateur asynchrone couplé en triangle 220V ( sans neutre)

Je pense que ce produit est avant tout destiné à des alternateurs bobinés auto-régulés. Pour l'utilser avec des PMG il faut donc prendre quelques précautions (ci-dessus), et pour l'utiliser avec un générateur asynchrone en ilotage, il faut en plus gérer le réactif, c'est à dire ajouter des condensateurs, avec là aussi des précautions en cas d'emballement.

Bon tout est en Anglais

Il est possible d'utilser un traducteur en ligne, ces robots traducteurs donnaient des résultats marrants il y a quelques années, mais sont plus aboutis actuellement , voir par exemple ici la traduction du Wiki.

Bonne soirée

dB-)

[Gaël1]

Bonjour,
J'ai hésité un petit moment mais c'est génial ce que vous faite.
Il faut s'encouragé à faire ce genre de remarque dans les posts.
ça aide tous le monde à faire des choses économiques et fiable.
Tout le monde y gagne. Soyez en certain!

[frevado]

Bonjour,

en discutant avec un des membres du forum ( ), il m'a fait remarquer que les alternateurs à aimants permanents pouvaient perdre de leurs rendement voir ne plus fonctionner au fil du temps en raison d'une perte d'efficacité des aimants.
D'autres ont déjà eu ce souci?

Merci