Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[MHEC]

Bonjour à tous,

Merci Thierry pour ces précisons effectivement, la Ste Bernard et Bonnefond propose les deux solutions, des génératrices PMG avec et sans vitesse variable :

http://www.bernardbonnefond.com/rubriqu ... ateur.html

A mon avis, dans l’hydro, la vitesse variable pourrait-être intéressante afin d’adapter la turbine en fonction des conditions climatiques à savoir :
1e) En cas de crue, optimisation de la production en fonction de la baisse de chute (plus la chute baisse, moins la turbine doit être rapide).
2e) Pendant l’étiage, réduction de la vitesse afin de ne pas désamorcer et moins de prise d’eau, là également un gain de production.

Ces 2 cas de figure sont impossibles à réaliser avec une machine tournante asynchrone !

Ceci dit, si réellement le gain de production réalisé par une PMG à vitesse variable est " bouffé " par une électronique fragile qui en découle, autant ne pas prendre de risque et effectivement, autant rester en vitesse fixe.

Bonne journée.

PV

[Ticapix]

Bien résumé Paul,

Cependant j'ai étudié dernièrement un site où la vitesse variable pourrait s'envisager, il s'agit d'un site sur le Doubs qui tourne à fond toute l'année car équipé à 20 m3 pour un module à plus de 100 le tout sous une chute d 1.70 m en moyenne.
Le problème ce n'est pas l'étiage mais les mois de fortes eaux où la production est égale à zéro car la chute oscille entre 70 cm et 1 m. ex Fev 2014 production = 0
Il y a deux turbines, des Singrun de 2.25 de diamètre qui tournent à 40 tours/min

Difficile de faire des PMG en direct car trop cher en revanche en vitesse variable on peut le faire et en plus on pourrait adapter la vitesse pour produire sous faible chute. Ici on aurait deux avantages: suppression du multi et en plus on produirait en fortes eaux.

Au final le propriétaire est réticent à faire rentrer de l'électronique dans sa centrale et comme je ne me sens pas de le convaincre du contraire => statu quo

Cdt

TG

[Pascal70]

Juste un petit retour d'expérience : sur les VLH, j'ai vu produire encore 70kW avec O,70m de chute avant d'arriver à une chute 0 lors de fortes crues hivernales. Production liée à la machine ou à la vitesse variable ? Il est de fait qu'avec 3,50 m de diamètre et une très faible vitesse de rotation ça aide !
Bonne journée
PJ

[Ticapix]

Bonsoir Pascal,

Cela ne fait aucun doute, ici c'est la vitesse variable qui permet cela. Et cela confirme ce que je pense de la vitesse variable en cas de chute qui s'écrase ++.

Maintenant si cela arrive seulement 3 jours /an l’intérêt se discute forcément.

Ce qui est sûr c'est qu'il faut une variation de chute d'au moins 50% car en dessous, le gain est absorbé par les pertes du système ( redresseur + onduleur)

Cdt

TG

[Fab]

Je me pose quelques questions au niveau du couplage,
Que se passe t il sur un PMG au niveau du rotor si le couplage est décalé? 30° par exemple, car un alternateur arrive à se caler tout de même, je ne préconise le test à personne
Les rotors comportent ils des amortisseurs de leblanc pour limiter les courants induits par un mauvais couplage?
Le variateur de vitesse que Vous avez mis en place pour amener à la vitesse, est ce le moyen utilisé suite à un vannage en mauvais état ou une bonne régulation de vitesse pallie le problème?
D'autant plus que le cout d'un variateur pour une machine puissante 300kw, ne doit pas etre anodin...
Fabien

[Ticapix]

Bonsoir,


A priori pas de cage type amortisseur de Leblanc. Cela dit le rotor est constitué de tôles magnétiques empilées, boulonnées entre elles par de grands goujons ce qui constitue une sorte de cage, mais les tiges sont en acier et pas en cuivre.

En ce qui concerne le couplage, je connais des installations qui se couplent " à la russe" c'est à dire comme avec une machine asynchrone, et cela depuis de nombreuses années.

Le rotor est donc susceptible de faire quasi 1/2 tour en quelques 1/10 de secondes !
l'axe est probablement bien dimensionné et comme cela se fait au couplage c'est à dire en général à moins du 1/10 de la puissance nominale, cela passe.

Le couplage avec variateur est utilisé uniquement si on a du mal à ouvrir/fermer la turbine avec précision pour ajuster la vitesse, ou si on veut un couplage plus rapide.
Cdt

TG

[dB-)]

Bonjour,

d'après ma perception, les PMG sont plutôt "secs", leur conception ne les rend ni "souples" ni conciliants vis à vis des erreurs de couplage : ce qui se passe en cas de décalage au couplage dépend de l'angle de décalage, avec plusieurs conséquences au niveau du couple à l'arbre (forme de la courbe de couple,valeur maximale, évolution dans le temps), ce qui a plus ou moins de conséquences selon la chaîne de transmission entre la turbine et le PMG (courroie pas trop de problèmes, mais transmission directe ou par engrenages, c'est à voir selon les jeux, le dimensionnement, les éventuels amortisseurs à plots, etc...) et aussi des conséquences au niveau des tensions et intensités dans les bobinages statoriques ...

Au lieu de "couplage à la russe" je dirais plutôt "couplage à la roulette russe" : ça peut très bien passer 2 ou 3 fois, et tout casser la fois suivante. A priori, pour des décalages importants, la protection magnétique du disjoncteur associé au PMG devrait déclencher ...

Concernant le couplage via un variateur, je trouve personnellement que c'est bien compliqué et coûteux : le problème au couplage d'une turbine est qu'elle dispose d'un fort couple pour accélérer (elle est à vide, il suffit d'ouvrir un poil ou de quelques fuites et on monte dans les tours), par contre elle ne freine pas bien et a donc du mal à ralentir.

- avec une génératrice asynchrone pas de problème, on couple à la volée dans la phase d'accélération, à l'instant où l'on passe dans la plage de synchronisation (par exemple vitesse de synchronisme +/- 4%).

- avec un alternateur c'est plus délicat, il faut pouvoir ralentir au cas où on dépasse la vitesse de synchronisme. La solution est toute simple, il suffit de connecter, pendant le démarrage et directement sur l'alternateur (via un disjoncteur et un contacteur), un ballast de quelques kW, ce qui permet de ralentir la turbine quand on referme le vannage.

2013-09-27 16.31.58.jpg

Synchronisation rapide (non truqué !).gif

dB-)

[Ticapix]

Bonsoir,

Juste une précision, on se sert bien de l'eau pour démarrer la turbine, le variateur ne faisant que le complément pour amener à la bonne vitesse. Donc même avec une grosse machine un petit variateur suffit et c'est très rapide.
De plus certains possèdent la fonction ralentisseur avec réinjection au réseau si on veut encore améliorer ou compliquer !

Cdt

TG

[Herv12]

La différence entre le PMG et l'alternateur, c'est que sur le PMG, il est impossible d'aligner exactement la tension (vu qu'on ne la maitrise pas). On peut donc coupler en phase, mais pas en équité de tension.

Si la machine est imposante et les impédances très faibles, je suppose que au moment du couplage, le rotor fait un "brusque saut" pour trouver l'angle de déphasage qui permettra de compenser ce différentiel de tension (avec bien-sûr émission de réactif en contre partie).

Je serais curieux de voir s'il est possible de déterminer cet angle et de coupler déjà à la bonne position angulaire pour éviter le choc. Qu'en pensez vous?

[Ticapix]

Bonsoir,

Tout d'abord s'il est vrai que l'on ne maitrise pas la tension coté PMG car elle est fixe par construction, on peut néanmoins à la commande préciser la tension que l'on veut obtenir à vide.
Notre partenaire, y arrive à quelques volts près.
Ex
- 400 V demandé à 50 hz => 402 v mesuré
- 430 V demandé => 428 volts mesuré
Pourquoi 430 V alors que le réseau est à 400 V, tout simplement pour être plus capacitif et avoir moins besoin de condensateurs. Au final c'est un peu trop est on vient de demander une tangente phi plus élevée car on produit trop de réactif.
Ceci mis à part , il n'y a ps de déphasage au couplage, même si les tensions ne sont pas égales. En effet quand on regarde le couplage à l'oscillo, on voit simplement que l'amplitude des sinusoïdes ne sont pas égales, mais les courbes sont parfaitement superposées au couplage.
Les tensions s'égalisent instantanément avec effectivement conso ou production de Kvar selon les cas.

Cdt

TG