Moteurs et génératrices asynchrones

[dB-)]

Bonsoir,

entendons-nous, ce n'était pas une critique, mais une possible explication du manque de puissance !

Mieux vaut modifier une installation, essayer différents montages avec les moyens du bord, et se perfectionner au fur et à mesure, que rester inactif !

Cordialement

dB-)

[Jan Maniak]

Bonsoir.

Je n'ai pris aucune remarque comme étant une critique !

J'ai précisé un certain nombre de points pour expliquer clairement que je ne tentais pas d'avoir une étude gratuite, mais cherchais simplement à mieux comprendre, et aiguiller ce néo-producteur.

Merci à tous pour les différentes pistes, et le partage de vos connaissances et expériences.

jan

[dB-)]

Bonsoir,

la version "live" du graphique "Actif Réactif" que j'ai placé quelques messages plus haut :

Mesure U et I.JPG

Forme de la tension et du courant relevés directement aujourd'hui, sur la génératrice asynchrone d'un petit moulin, qui tourne non reliée au secteur (si, si, ça existe !) avec excitation par condensateurs.

Pour la petite histoire, ancienne installation à l'origine bien conçue, mais modifiée ensuite par plusieurs intervenants, chacun rajoutant un "Sparadrap" sur la plaie (et une nouvelle panne), avec au final pas moins de 2 armoires pleines à craquer de composants variés, des batteries, compresseurs, bombonnes et tuyaux, le tout en panne depuis plusieurs années ...

Avant 1 ère armoire.JPG

Avant 2 ème armoire.JPG

J'ai bien vidé 2 brouettes de relais, bouts d'automates, triacs et radiateurs, une platine Leroy Somer, moult contacteurs, porte-fusibles et temporisations, transformateurs, 4 alimentations, 2 ventilateurs, 5 ou 6 kg de fils, etc..!!! On y voit un peu plus clair maintenant, grâce à un nano automate qui remplace avantageusement l'ancienne platine Leroy Somer équipant à l'origine les "Genalteurs"

Après.JPG

Ca tourne ! Et sur l'écran de l'oscilloscope, on voit qu'une sinusoïde mesure en largeur environ 4,4 carreaux à 5 ms par carreau, soit une période T = 4,4 * 0,005 = 22 ms et une fréquence F = 1 / 0,022 = 45 Hz

La mesure du déphasage est ici impossible : j'ai choisi une tension simple au hasard (la plus accessible ...), et placé la pince ampèremétrique sur une phase au hasard, le tout sans faire attention aux polarités ... A recommencer donc un de ces jours !

dB-)

[dB-)]

Bonjour,

quelques schémas si cela peut en aider quelques uns.

Les puristes sauteront en l'air : je considère qu'il s'agit d'une réparation de l'armoire, et je conserve un maximum des composants anciens fonctionnels, certains ne sont plus aux normes actuelles.

Schéma sans amorçage1.jpg

Schéma sans amorçage2.jpg

Schéma sans amorçage3.jpg

Schéma sans amorçage4.jpg

dB-)

[dB-)]

Bonjour,

la suite, concernant l'installation d'une génératrice triphasée asynchrone, avec excitation par condensateurs, et qui tourne isolée du secteur, avec juste un API remplaçant l'ancienne platine Leroy Somer : voir les photos ci-dessous, avec le branchement d'un analyseur monophasé en pseudo triphasé.

D'après les différentes mesures effectuées :

- tant que les charges sont linéaires (simples résistances) il y a très peu de distorsion, le courant est sinusoïdal et sans harmoniques
- la tension (et la fréquence) augmente (nt) avec la vitesse de la génératrice
- la tension et la puissance fournies à une charge augmentent aussi avec le nombre de condensateurs en service
- si la charge est coupée, en marche, avec les condensateurs branchés, la tension peut dépasser 600 Veff (soit 150% de la valeur nominale)
- si veut juste le réactif nécessaire pour avoir un bon cos Phi (à peine réactif), on observe des "oscillations" au niveau de la vitesse (pompage)
- mieux vaut un excès de réactif, qui donne un fonctionnement plus stable
- ne pas arrêter l'installation avec la charge branchée, cela démagnétise le rotor et rend difficile le démarrage suivant

Moralité :

- prévoir un ballast avec par exemple 6 ou 8 étages de puissance
- par exemple pondération 1, 2, 4 qui donne 8 étages de puissance : 0, 1, 2, 3 = 2 + 1, 4, 5 = 4 + 1, 6 = 4 + 2 et 7 = 4 + 2 + 1
- le ballast doit pouvoir dissiper toute la puissance de la génératrice
- commuter la charge via un contacteur pour permettre l'amorçage et éviter le désamorçage
- l'API connait à tout instant la puissance fournie (via la vitesse et les contacteurs enclenchés), et peut gérer en conséquence le réactif

dB-)

[Gilles21]

Boudiou !!! Merci Didier pour vos lumineuses explications qui m'ont fait presque comprendre ce que c'est exactement la puissance réactive ( et ça , c'était une gageure ).
Si l'on prend par exemple une turbine fournissant une puissance à l'arbre de 8 kw entrainant une géné asynchrone à 8 pôles de 11 kw fournissant une puissance électrique effective de 6 kw, que faut-il faire pour améliorer le facteur de puissance en sachant que la charge de 6 kw est résistive et quasiment invariable.
Cordialement
Gilles21

[PERRET]

Bonsoir Gilles,

A mon avis, dans votre cas, la présence de condensateurs est à éviter, même avec contacteur spécifique pour ceux-ci.

En effet, c'est arrivé à un ami (quelque KW), suite à une coupure réseau, les contacteurs génératrice et condensateurs ne se sont probablement pas décollés suffisamment rapidement, l'ensemble génératrice - condensateurs a dû s'auto-exciter et, de ce fait, les contacteurs sont probablement restés collés.
Cela n'a pas duré longtemps, les condensateurs (assez anciens) ont explosés ! Et ce n'est pas beau à voir.

Et surtout le risque, si la protection de découplage est défaillante ou absente, de renvoyer, si le réseau n'est pas chargé, du courant sur celui-ci.

Pour 6 KW résistif, la présence de condensateurs ne vous apportera rien, pas un KW de plus, mais des ennuis en perceptive.
Seul diminuera le courant réseau, mais, pour cette puissance, aucune importance, surtout si le cos phi de votre génératrice est bon.
Ou, si l'on y tiens vraiment, ne pas installer en KVAR plus de 25 % de la puissance en KW de la génératrice.

[Gilles21]

Bonsoir Claude
A vrai dire, je n'envisageais pas d'installer un système de compensation; ne voulant pas mourir idiot, je désirais simplement me documenter.
Etant en auto consommation , je n'ai pas d'objectif de performance, et je tiens à rester dans la configuration d'une installation simple et rustique.
Je ne tiens pas à me retrouver avec une usine à gaz que je serais bien incapable de gérer et me trouver confronté aux genres de problèmes que vous évoquez.
Merci en tout cas pour vos conseils toujours très pragmatiques.
Amitiés et bonne nuit.
Gilles G

[dB-)]

Bonjour,

totalement d'accord avec M. Perret (une fois de plus ...), la connexion réseau est de loin la solution la plus simple et la plus fiable pour une petite production sans vente de courant. Dans votre cas, le réseau apporte le peu de réactif dont vous avez besoin (ce serait aussi le cas avec n'importe quel moteur asynchrone de nettoyeur haute pression, pompe, ventilateur, etc), et il n'y aurait pas grand intérêt à ajouter des condensateurs.

J'espère juste qu'un jour, le bon sens l'emportera sur la technocratie, et qu'il sera légal en France de se connecter simplement au réseau, en gardant un compteur unique, donc sans avoir à louer un compteur spécifique, et sans devoir souscrire de contrat d'injection compliqué. Juste en prévoyant une protection électrique de découplage (type VDE à 200 €). Au pire les kW en surplus injectés seraient perdus, au mieux le compteur tournerait à l'envers. C'est le serpent de mer, cela se fait en Belgique et je crois en Suisse et en Allemagne, le sujet a été abordé moult fois sur le forum.

Actuellement, c'est illégal, et le client pour lequel j'ai réalisé l'installation mentionnée plus haut souhaitait rester strictement dans la légalité, et donc être totalement séparé du réseau. j'ai refait l'installation "à minima" c'est à dire en réutilisant la génératrice asynchrone et les condensateurs (sinon je serais parti sur un alternateur autorégulé sans balais).

Il est certain que les condensateurs sont dangereux, surtout les anciens, qui pouvaient comporter du pyralène et n'incorporaient pas de fusibles de protection. J'ai fait exploser volontairement quelques petits condensateurs électrolytiques, c'est très spectaculaire : morceaux d'enveloppe aluminium projetés à plusieurs mètres, risque de blessures, produits chimiques (acides ou sauces variées) envoyés alentour, gros travail de nettoyage ensuite.

Les condensateurs récents sont heureusement plus sécurisés et comportent :

• - un fusible interne
  - une soupape qui s'ouvre en cas de surpression
  - et une résistance de décharge

Photo 021.JPG

Il reste conseillé (et peut être même bien obligatoire) de les placer à l'extérieur de l'armoire électrique, pour limiter les dégâts en cas d'explosion, et de vérifier qu'ils sont bien déchargés avant d'intervenir sur l'armoire (d'ailleurs en l'écrivant je me rends compte que j'ai oublié de le faire la dernière fois ...)

Les contacteurs sont aussi à rude épreuve avec ces condensateurs, et ça "pète" bien lors des enclenchements, impressionnant ! Il faut préférer soit des contacteurs statiques, qui vont s'enclencher précisément au zéro de tension de la sinusoïde, soit des contacteurs mécaniques, qui comportent un contact de pré-enclenchement avec une résistance, de façon à rapprocher la tension aux bornes du condensateur de la tension en ligne, et limiter le courant transitoire.

Cordialement

dB-)

[segretain]

Bonjour,

petit complément: les relais statiques s'enclenche au zéro de tension, cela est du à la mode de commande, mais se n'est pas le meilleur moment pour effectuer la connexion. En effet le courant dans le condensateur est proportionnel à la dérivé de la tension (la pente de la tension à l'instant t). Elle est la plus faible et même nulle lorsque la tension est à son maximum (la pente est nulle sur le sommet de la sinusoïde), et dans se cas le courant est nul lors de la connexion. Mais bon, les relais statiques du commerce s’enclenche tous (à ma connaissance) au zéro de tension principalement pour des raisons de pollutions harmoniques lorsque qu'on les utilises en gradateur.

A bientôt Frédéric.