Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[le solliec]

bonjour
SVP contactez moi, j'ai quelque chose qui peut vous interesser pour votre installation hydroélectrique( alternateur leroy), je suis dans le 56.
mon mail: joseph.lesolliec2@gmail.com

[meilavern]

Bonjour,
Petite question pratique : pour mesurer l'isolation des bobinages, où place-t-on les contacteurs du multimètre ?
Bon week-end.
CS

[Ticapix]

L'isolation ou plutôt le contrôle de l'isolement se mesure avec un controleur d'isolement spécifique qui injecte une tension d'au moins 500 v voire 1000V .

Il faut brancher une pince sur une phase, la seconde sur la masse de la carcasse, on lance le test et l'appareil nous donne la résistance d'isolement qui doit être le plus haut possible (cf petit article ci-joint)

Avec un multimètre, on ne peut rien voir sauf si le bobinage est en CC franc ce qui est rare.
Bon WE

TG

PS on trouve des controleurs d'occasion < 200 € un neuf à partir de 400 € environ

[dB-)]

Bonsoir,

votre photo du bornier est la suivante :

DSC01059.JPG

Le câblage est très probablement celui que j'avais déjà indiqué dans une précédente réponse :

Alternateur.JPG

Sur ce schéma, j'ai redessiné en jaune votre bornier, avec les emplacements respectifs des bornes, et la même disposition que sur la photo.

Pour mesurer l'isolation, débranchez les 3 fils blancs reliés ensemble sur la droite, U1, V1, W1 et séparez-les.

Avec votre contrôleur (... voir plus bas, ou plus haut, à propos des contrôleurs) :

=> Test d'un bobinage : entre 2 fils qui commencent par la même lettre, vous devez lire une résistance faible, de quelques Ohm ou dizaines d'Ohm.

=> Test d'isolement entre bobinages : entre deux fils qui commencent par des lettres différentes, vous devez lire une résistance très grande (plus de 500 kOhm).

=> Test d'isolement avec la carcasse : entre un fil quelconque et la carcasse, vous devez lire une résistance très grande (plus de 500 kOhm).

Il faut tester par exemple :

=> entre U1 et U3, entre V1 et V3, entre W1 et W3 : résistance faible

=> entre U1 et V1, entre V1 et W1, entre U1 et W1 : résistance très grande

=> entre U1 et carcasse, entre V1 et carcasse, entre W1 et carcasse : résistance très grande

Inutile de tester les autres combinaisons de fils, ces 9 tests suffisent.

Le test terminé, reconnectez ensemble les 3 fils U1, V1 et W1 sur la borne de droite : si ça tourne, vous aurez normalement sur cette borne le neutre, et sur les trois bornes U3, V3 et W3 vos 3 phases.

Par contre, comme déjà indiqué, un simple multimètre ne détecte que les gros problèmes, fils coupés, court-circuits francs.

Pour un meilleur résultat, je vous conseille de vous faire prêter un contrôleur d'isolement, tel que le Fluke 1507, qui testera sous 500 V par exemple :

240920103874.jpg

Ici, une mesure d'isolement sous 1000V : on trouve plus de 11 GOhm, ce qui est bon (normal, les pointes ne sont reliées à rien).

240920103879.jpg

Comme indiqué ci-dessus, on trouve des contrôleurs numérique d'occasion, mais aussi des bons vieux contrôleurs d'isolement à aiguille et magnéto, pour quelques dizaines d'Euro (du style 7ème compagnie : "Le fil vert sur le bouton vert, le fil rouge sur le bouton rouge" et on tourne la manivelle !)

Attention si vous utilisez un contrôleur d'isolement, on travaille sous 500V ou 1000V ! Même si les intensités en jeu sont faibles, ça chatouille un peu, et ça peut même "tuer son homme", selon votre sensibilité cardiaque et le chemin de passage du courant à travers le corps ! Utilisez des pinces crocodile, et ne touchez pas les conducteurs pendant le test (vieille règle, on travaille avec une main dans la poche !).

Ci-joint un petit guide qui présente clairement (page 9) la démarche :

guide_NFC15-100.pdf

Cordialement

dB-)

[From]

Je crée ce sujet pour développer cette citation de Didier dans le sujet "courroies trapézoïdales".

"Pour l'équipement de votre turbine, je signale les nouveaux et très intéressants alternateurs à aimants permanents 34 pôles MeccAlte : il y a un modèle 150 tr/min 10 kW qui conviendrait : couplage direct en bout d'arbre, pas de multiplicateur, silence, longévité, performance, résistance, et une tolérance aux survitesses jusqu'à 4200 tr/min ..., pour du chauffage résistif c'est impeccable."

Cette solution me semble particulièrement séduisante, en matière de bruit, vibrations, simplicité,j'en rêve carrément,compte tenu des nuisances qu'apportent une installation classique quand elle est proche de la maison d'habitation.
Devant cette avalanche de qualités, on se demande les défauts que présente cette option? Est-ce plus ou moins cher qu'une génératrice ? Quelle taille atteint une génératrice de 30kw...

Bref si vous avez une idée et des connaissances sur ce sujet...

<Merci!

[meunier]

Bonjour,

Les generateurs a aimants permanents sont, a mon sens, une bonne solution pour certaines installations hydro-electriques. Neanmoins cette solution reste tres tres chere a ma connaissance. Le generateur synchrone est couple a un variateur regeneratif, il n'y a donc pas besoin de multiplicateur. Sur certaines installations une telle technologie permet de gagner un peu de rendement par rapport a un systeme classique (multiplicateur a huile). Si la multiplication par courroies est bien calculee, le gain sera mineur voir nul.

Amicalement

[Ticapix]

Bonsoir,

Attention machine à aimants permanents (PMG) ne veut pas toujours dire convertisseur et vitesse variable.
Bonsoir,

En effet tout comme une génératrice asynchrone ou un alternateur synchrone, si le PMG comporte un nombre de pôles adéquats, il pourra tourner à basse vitesse sans électronique (à la vitesse de synchronisme), se couplera au réseau comme une géné asynchrone, mais ne pourra pas faire varier le facteur de puissance comme un alternateur bobiné.

Avantages:Le rotor ( partie où se trouve les aimants ) sera plus petite qu'un alternateur bobiné, donc machine moins lourde
Un rotor à aimants permanents, chauffera beaucoup moins qu'un bobiné voire pas du tout
Pas de synchro coupleur nécéssaire
En général bon rendement

Inconvénients
Prix des terres rares pour faire les aimants, même si cela diminue
Champ magnétique fixe, donc pas de réglage du cos phi => risque parfois de surproduire du réactif d'où si obligation de respecter des engagements en réactif, nécéssité de mettre des charges inductives ( pour consommer le réactif)
Maintenance plus délicate par ex pour changer les roulements, si atelier non équipé, le rotor peut se coller de façon quasi définitive au stator.
Attention à la pollution (tout se colle sur le rotor) d'où souvent IP44

[Admin]

Bonjour,

je pense comme meunier que l'utilisation d'un alternateur à aimants permanents en petite hydroélectricité n'apporte pas de gain significatif au niveau rendement, en tout cas pas assez de gain pour justifier son prix.

Indirectement, j'utilise depuis plusieurs années ces alternateurs à aimants permanents, en version réduite, avec les moteurs brushless de modélisme, qui sont de véritables merveilles !

MOTEUR ELECTRIQUE MHDFLY CT480 BRUSHLESS.jpg

D'une conception ultra simple, avec un stator triphasé bobiné, pas de collecteur, et un rotor (le plus souvent en couronne extérieure) constitué d'aimants néodyme très puissants. Ces moteurs ont des performances époustouflantes, on peut réaliser des acrobaties en avion électrique jusqu'alors réservées aux moteurs thermiques.

Tout ça parait hors sujet, mais non point ! Les alternateurs à aimants permanents (en anglais donc PMG pour Permanent Magnet Generator) sont strictement identiques à ces petits moteurs brushless déjà utilisés depuis une dizaine d'années, ils sont juste plus gros, mettent un peu de temps à venir, et les prix restent élevés ! Ils délivrent du 400 V triphasé 50 Hz à faible vitesse, et peuvent être accouplés directement sur des turbines hydrauliques : adieu les courroies, bonjour le silence.

Utilisation en injection directe sur secteur ou autoconsommation, ou encore interposition d'un redresseur/onduleur (convertisseur de fréquence) délivrant un courant à fréquence et tension constantes : de très nombreuses combinaisons sont possibles, avec ou sans ce convertisseur de fréquence, certaines combinaisons sont des usines à gaz coûteuses et sans grand intérêt, d'autres pas.

En autoconsommation sur chauffage résistif, un PMG 34 pôles 400V triphasé 50 Hz à 176 tr/min peut être accouplé directement à une petite turbine hélice (au hasard ) En soignant le dimensionnement de la turbine, du PMG et de la charge, on peut réaliser une installation simple, sans régulation ni sécurité mécaniques (mais avec un gradateur à découpage de phase ou à train d'ondes), qui exploitera au mieux la chute à différents débits : il faut travailler sur les courbes de la turbine, du PMG, et de la charge résistive. Un nano automate et un simple gradateur peuvent en permanence chercher par tâtonnement la consigne gradateur qui donne la plus forte puissance électrique(ce point de fonctionnement n'est pas stable), afin qu'indirectement la turbine travaille à sa vitesse optimale.

Avantages :

• - les PMG sont mécaniquement rustiques et résistants
  - ils supportent en sur-vitesse 10 ou 20 fois la vitesse nominale
  - la maintenance se limite à l'échange des roulements (10 ans ?)
  - ils sont très simples au niveau électrique, et ne comportent aucune électronique de régulation
  - ils supportent bien les charges électriques différentes : résistive, inductive, capacitive

Une petite installation associant une turbine hélice et un PMG serait donc mécaniquement très simple et fiable, elle n'aurait aucun mécanisme de réglage, et demanderait une maintenance quasi nulle (peut-être un démontage tous les 10 ans pour échange de roulements ?).

Inconvénients :

• - il n'y a pas de possibilité de réglage intrinsèque de la puissance fournie (aimants permanents)
  - utilisation de terres rares (voir ci-dessous)
  - prix élevé (inaccessible).

Exemple de prix : un PMG MeccAlte Njorgen 420/34 de 20 kW 400V à 150 tr/min, diamètre 46 cm, longueur sans l'arbre 62 cm, poids 400 kg, supportant 4000 tr/min, coûte environ 14 k€ H.T. (*) (délai de livraison 4 mois), soit 3 à 5 fois le prix d'un ensemble alternateur classique ou génératrice + transmission ... Les clients sont rares et je les comprends.

(*) Le prix de ces matériels fluctue avec le cours des monnaies, le prix des matières premières (terres rares, acier, cuivre, pétrole, etc ...), et autres évènements politiques ou naturels qui agitent la planète.

Malgré leurs nombreux avantages technologiques, les PMG sont freinés par un prix exorbitant. Et il n'est pas certain que ce prix diminue un jour, car les terres rares sont ... rares ! (si ! si !) et utilisées aussi pour quantité d'applications : disques durs d'ordinateurs, futures voitures électriques, etc... La Chine qui en produit presque la totalité réduit d'année en année ses exportations, pour garder la main sur ce secteur ...

Autre gros inconvénient, les conditions de travail sur les lieux de production sont discutables, et l'impact environnemental lors de l'extraction et du traitement est très important. Il est donc difficile de concilier leur utilisation avec nos petites centrales hydroélectriques, qui sont à la base un moyen écologique de production d'électricité !

A suivre !

dB-)

[Gilles21]

Bonjour Didier
A ce sujet, vous connaissez certainement AZTechnologies et la Pico+, turbine hélice avec génératrice intégrée dans un ensemble étanche et d'une puissance d'environ 600 w sous 1.10 m de chute.
Emploient ils une géné de ce type ?
Cette société étudiait un proto Pico + village d'une puissance de 10 à 30 kw pour des chutes variant de 2 à 4 m.
Mais je n'en entend plus parler , savez vous ce qu'il en est ?
Gilles 21

[dB-)]

Bonjour,

je ne connaissais pas AZ Technologies.

J'ai trouvé de la doc sur leurs turbines, mais pas le site Web (le lien renvoie sur une page en chinois).

Presentation_Roger_Renucci3.pdf

On dirait bien en effet un petit alternateur à aimants permanents

Si quelqu'un trouve l'adresse du site, je l'ajoute illico dans la liste de fournisseurs.

dB-)