Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[dB-)]

Bonjour,

comme indiqué plus en arrière dans ce sujet, le facteur de puissance d'un PMG dépend du rapport entre sa tension à vide et la tension du réseau :

• tension PMG trop faible => inductif

• tension PMG trop forte => capacitif

A hauteur d'axe égale, et pour une qualité semblable, un PMG est plus coûteux qu'une génératrice asynchrone.

Bonne journée

dB-)

[ponsot]

Merci DB
Avant couplage, la tension est proportionnelle a la vitesse, faut il un synchro coupleur pour le coupler au réseau?
La tension du pmg est calculée pour le couplage?
Donc si on prend un pmg avec plus forte que le reseau, il fournira du reactif en permanence (de Pmin à Pmax)?

Plus besoin de condensateur pour un raccordement 250kva bt?


Merci pour vos réponses

[turbot]

Bonjour,

@Ponsot

Avant couplage, la tension est proportionnelle a la vitesse

Oui, à peu près.

faut il un synchro coupleur pour le coupler au réseau

Oui, il faut que la tension du PMG soit à la même fréquence et bien en phase avec celle du réseau, pour effectuer le couplage.

La tension du pmg est calculée pour le couplage?

Il y a des tensions standard, il y aura toujours une tolérance sur la fabrication.
La tension doit être adaptée à celle du réseau concerné. De plus, la tension de réseau est un peu variable et en BT vous n'avez aucun réglage possible.

Donc si on prend un pmg avec plus forte que le reseau, il fournira du reactif en permanence (de Pmin à Pmax)?

Tout d'abord, le PMG va consommer plus de réactif à pleine charge qu'à vide (cosphi variable). Il peut passer de capacitif à vide à inductif à pleine charge.
Idéalement, je pense qu'il doit être légèrement capacitif à vide et présenter une consommation de réactif raisonnable à pleine charge. Consommation qui sera compensé par une batterie de condensateurs.
Je ne parle pas du rendement du PMG qui va être dépendant de ce choix.

Plus besoin de condensateur pour un raccordement 250kva bt?

Réponse si dessus, a priori, si.
En plus, pour un PMG de 250kVA, l'idéal n'est pas un raccordement en BT car vous n'aurez pas la maîtrise de la tension "réseau" et donc pas d'influence, de possible action sur le réactif du PMG. Par ailleurs, si vous avez un raccordement BT à longue distance, cela va augmenter la tension "réseau" vue de la centrale en fonction de la puissance produite (compensation de la chute de tension du câble)
Avec un poste HTA, vous pouvez faire un réglage de la tension "réseau" pour l'adapter au mieux à votre installation, dans la limite des possibilités du transfo.

Espérant vous avoir éclairé.

Cdlt

Turbot

[ponsot]

Ma réflexion était la suivante : avec une machine asynchrone (cos fi=0.8) raccordée en tarif jaune, je peux produire 200kw au max pour 250kva.
Je cherchais comment améliorer le cos fi (avoir 0,9 ou plus) afin de produire plus de puissance active pour une même puissance apparente.
Je pense que pour cela, il faut une machine synchrone avec excitation

Cordialement

[dB-)]

Bonjour,

normalement :

- le raccordement Enedis devrait être dimensionné en fonction de la puissance apparente du générateur (en kVA)
- pour une bonne efficacité du réseau, Enedis vous impose une plage de facteur de puissance (cos Phi ou tan Phi)
- et le contrat d'achat devrait mentionner la puissance active injectée (kW)

En pratique, j'ai vu dans les dossiers de plusieurs sites de joyeux mélanges entre ces différentes valeurs ...

Un bon cos Phi peut s'obtenir :

- avec une génératrice asynchrone et une armoire de réactif automatique (exemple passant de 0.80 à 1)
- avec un PMG et si besoin une petite armoire de réactif automatique (exemple passant de 0.95 à 1)
- avec un alternateur bobiné et un AVR comportant un réglage de cos Phi

Bonne journée

dB-)

[Salade]

Bonjour,

Cela fait quelque temps (quelques années pour être exact) que je cherche une génératrice adapter à la topologie de mon site et j'avoue n'avoir jamais trouver meilleur rendement que le bon vieux moteur de machine à laver qui équipe ma petite turbine depuis ses débuts. Transformer un moteur asynchrone triphasé en génératrice à aimant permanent me trottait dans la tête mais je n'osais pas le faire, cela me paraissait trop compliqué mais c'est chose faite (grâce notament à divers post de Didier que je remercie).

Le contexte : j'ai 5 bars de pression pour environ 1/2 litre par seconde au niveau de la turbine, j'utilise une roue Pelton de 100 mm de diamètre alimenter par 2 injecteurs de 4 mm diamètre. J'utilisais jusqu'alors un ancien moteur de machine à laver qui produisait un courant continu de 4 Ampères sous environ 30 Volts (120 Watts).

Pour mon prototype, je suis parti sur la base d'un moteur asynchrone triphasé avec pour caractéristiques : 220 Watts, 4 pôles dont voici les spécifications :

01.jpg

J'ai acheté 4 aimants néodyme en forme de parallélépipède (3"x1/2"x1/2") , j'ai dessiné un rotor pour loger les 4 aimants, je l'ai imprimé en ABS, et j'ai testé le tout.

Détails du rotor imprimé sans les flasques :

02.jpg

Rotor avec ses flasques sur son arbre :

03.jpg

Les résultats sont sidérants, la turbine produit 185 Watts soit plus de 50 % de gain !
Le meilleur compromis au niveau vitesse de rotation et câblage est le suivant :
Configuration bobinage : étoile entre phase.
Vitesse de rotation : 2230 tr/min à l'arbre, 1300 tr/min niveau génératrice
Résultat : 185 Watts sous 120 Volts (à peu près 60 Watts par phase) pour les premiers essais.
Sur 3 heures de temps en pleine charge (3 ampoules à incandescence) la génératrice chauffe peu, elle est tiède.

Détail des mesures :

tableau puissance.PNG

Une vidéo de la turbine en action :

VID_20211114_112905.mp4

ou le lien youtube : https://youtu.be/DwC1Kqs0tCQ

C'est bien mais pour exploiter cette puissance pour recharger mes batteries je dois maintenant abaisser la tension et redresser tout ça avant d'attaquer le régulateur MPPT (maxi 100 Volt en entrée). Je pense utiliser 3 transformateurs torique 230 AC / 2x24 AC / 160 VA par phase et utiliser un pont de diode double alternance.
Si quelqu'un à d'autres solutions je suis preneur.

Concernant la version finale du rotor, c'est à dire usiné, j'aimerais avoir vos avis sur les questions suivantes :

• 1 - Serait-il avantageux de partir sur une base de moteur asynchrone triphasé mais avec 8 pôles ?
  De mon côté j'y vois l'avantage de pouvoir optimiser l'agencement des aimants et de pouvoir jouer sur le couple car 750 tr/min.
• 2 - Serait-il avantageux de partir sur une base de moteur monophasé 4 pôles ?

Concernant le choix des aimants j'ai trouvé des aimants pré-percés qui vont grandement simplifier leur implantation et drastiquement diminuer l'entrefer par rapport au rotor imprimé en premier test.

Merci pour vos avis et réflexion.

Cordialement,

Laurent

PS : pendant que certains rêvent d'aller dans l'espace (et y vont ...) moi je suis à la cave et je m'amuse

04.jpg

[dB-)]

Bonjour,

extra

Un GRAND merci pour ce retour très documenté, qui pourra aider les bricoleurs (au sens noble !) en recherche de sobriété et d'autonomie énergétique !

Pas trop le temps d'écrire, je pars sur un chantier, but I'll be back !

Concernant les micro générateurs, j'avais mentionné il y a quelques années les moteurs brushless triphasés utilisés en modélisme (avions RC, drônes) et dans certains outillages électroportatifs sur batterie (ex. Dewalt, excellent) : matériel puissant, possédant une grande autonomie, et dont l'électronique efficiente serait intéressante à analyser, hélas elle est coulée dans un bloc de résine

Bonne journée

dB_)

[EricS]

Bonjour,

ce sujet tombe bien , car je suis moi même en train d'étudier la fabrication de mon propre PMG , je partirai d'un moteur tri de 5,5 CV ou autre dans mon stock dont je vais modifier le rotor pour y incruster les aimants , je pense 8,16 ou 24 Pôles pour diminuer la vitesse de rotation et par conséquent me passer de trop de multiplication. (à voir peut être en fonction des enroulements)

pour le moment j'ai juste imprimé un "vernier" que j'ai enfilé sur la broche de mon tour.

[konrad]

Bonjour
Pour mon projet d équiper mon moulin pour de l auto consommation ,
J ai l occasion de récupérer un :

Moteur à courant continus à excitation séparé (a balais) provenant d une machine outil :
induit 220V DC 50a
inducteur 110V DC 1,55a
1000Tr
8,7Kw
leroy somer g460

Est il possible d’utiliser ce type de moteur en generatrice continue ?

Mon idée serait d utiliser en parallèle un total de 4Kw de résistance DC (ballon tampon eau chaude 2000L du chauffage principal ) et un onduleur Zéro injection +- 3 Kw pour avoir un peu de 220Vac.

En régulant de la Francis (+-8Kw a 375tr )en vitesse par les directrices.

Merci par avance pour vos conseils

[dB-)]

Bonjour,

c'est donc un moteur à courant continu, le stator est l'inducteur (excitation), alimenté en 110 Vdc 1.55 A il crée un champ magnétique fixe, le rotor est l'induit, il est alimenté en 220 Vdc 50 A via un collecteur à lames et des balais.

Utilisé en générateur, c'est tout simplement une dynamo, comme celles des véhicules jusqu'aux années 50-60 (avant l'apparition des alternateurs).

Il est tout à fait possible de l'utiliser ainsi, et la régulation du courant statorique permet de moduler la tension obtenue sur les balais, mais il y a quelques inconvénients :

• travail en courant continu : il faut soigner l'étanchéité et l'isolation des conducteurs, l'humidité provoque une forte oxydation d'un des deux conducteurs (je ne sais plus si c'est le + ou le -), et les composants (contacteurs, fusibles, disjoncteurs) sont normalement spécifiques

• la puissance récupérée passe par le collecteur et les balais : l'usure des balais est peu compatible avec un fonctionnement 24h/24 7j/7

• le 220 V continu obtenu est incompatible avec beaucoup d'appareils

• normalement, si la chute est stable, mieux vaut faire travailler la turbine a sa vitesse nominale, c'est là qu'elle a le meilleur rendement, et pour stabiliser le 220 Vdc de l'induit il faut réaliser un régulateur pour le 110 Vdc de l'inducteur, par exemple un hacheur en PWM

• sinon, utiliser un onduleur PV permet en effet d'obtenir un 220 Vac de bonne qualité à partir du 220 Vdc fluctuant, encore faut-il pouvoir dévalider la fonction MPPT de l'onduleur.

En effet, la plupart des onduleurs PV comportent une fonction MPPT qui fait varier l'impédance d'entrée en générant périodiquement une rampe de courant croissant (de la tension nominale jusqu'à une tension nulle, c'est à dire en court-circuit), ceci afin de définir la courbe I=f(U) du panneau et donc calculer P=f(U)) aux différents moments de la journée (variation de l'exposition au soleil). Cette fonction permet d'extraire le maximum de puissance du panneau PV quel que soit l'ensoleillement.

Mais alors qu'un panneau PV a un courant de court circuit semblable à son courant nominal, un générateur mécanique (dynamo, alternateur, génératrice asynchrone) a un courant de court-circuit 4 à 10 fois supérieur à son courant nominal. Si un onduleur PV avec MPPT est utilisé, il met périodiquement le générateur en court-circuit et en général il fait "pshiiit" au premier essai ..

Expérience vécue avec deux onduleurs PV de marque "Ste**cca", sur lesquels il était impossible de dévalider la fonction MPPT, ensuite remplacés par des onduleurs PV "ABB", avec dévalidation du MPPT, et qui tournent sans problèmes derrière un PMG et un redresseur, depuis des années ..

J'ai déjà mentionné les précautions à prendre dans plusieurs messages sur le forum

Bonne journée

dB-)