Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[Salade]

Bonjour,

Je reviens vers vous concernant l'essai de transformation d'un moteur asynchrone triphasé en génératrice synchrone à aimants permanents.

Voici les courbes des tensions triphasées :

3 phases.jpg

On voit bien que la forme de la sinusoide est loin d'être parfaite ...

En changeant l'échelle de temps l'effet dent de scie diminue :

temps.jpg

Que diront les spécialistes ?

Note, dans ce prototype :

• Les aimants utilisés ont une forme parralepipedique et la distance entrefer est donc assez conséquente.
• 4 vis inox traversent le rotor ABS afin de fermer les flasques.
• Les charges utilisées sont des ampoules à filament 220V.

Questions :

• En changeant la forme parralepipedique des aimants par une forme d'arc parfaitement adapté au diamètre du rotor la courbe serait-elle moins "pointue" et plus sinusoidale selon vous ?
• A quoi est du le "plateau" qu'on observe lors du changement de polarité ?
  La forme d'arc évoquée ci-dessus supprimerait-elle en partie cet effet plateau ?

Merci à tous,

PS : je n'arrive pas à éditer le message initial afin d'ajouter les mesures ci-dessus.

[dB-)]

Bonsoir,

il peut se passer beaucoup de choses, juste quelques remarques :

• le PMG semble être câblé en étoile

• les 3 ampoules ne semblent pas être rigoureusement identiques

• le neutre étant flottant se "balade" légèrement

• l'échelle de temps ne change pas la forme d'onde, juste sa représentation

• les ampoules à filament étant des charges quasi linéaires, les distorsions des tensions viennent du PMG

• le rotor est en ABS ? il y a quand même un circuit magnétique qui relie les faces internes des aimants ?

• combien le stator a-t-il de pôles ? Et combien de pôles pour le rotor ?

• l'effet plateau est dû je pense à un entrefer conséquent et des aimants peut-être pas assez larges

• la distorsion (à priori essentiellement l'harmonique 5) peut être due à la forme plate de l'extérieur des aimants

• le circuit magnétique du stator ne semble pas être saturé

• quelle est la hauteur d'axe du moteur utilisé ?

Ça va être difficile de construire un petit PMG générant de belles sinusoïdes, on trouve des harmoniques même avec des génératrices de quelques dizaines de kW connectées sur le réseau, graphe ci-dessous avec une 130 kW (harmoniques 5 et 7) :

Génératrice forme U1 et I1.png

Génératrice harmoniques.png

Si j'ai une minute je ferai ces prochains jours des enregistrements sur un petit PMG pour voir ..

Mais vous avez raison, il faut tout faire pour se rapprocher de la sinusoïde, les pertes Joules seront moindres.

Bonne soirée

dB-)

[dB-)]

Bonsoir,

j'ai pu faire quelques mesures cet AM, "vite fait sur le gaz", avec un PMG taille 90 que j'avais sous la main pour équiper une petite roue à aubes.

2022-12-07-17h19m48.jpg

2022-12-07-17h14m11.jpg

test PMG.gif

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Ce PMG est un modèle triphasé 5 kW 230-400 Veff @ 750 tr/min, branché ici en étoile, à vide, et entraîné par un vieux tour à métaux équipé d'un variateur de vitesse, les mesures sont faites avec un analyseur de réseau Metrel PowerQ Plus type 2392.

A mi vitesse, on voit qu'il y a une distorsion importante de la sinusoïde, avec un fort taux d'harmoniques 2, 3, 4, 5, 6, .. :

2022-12-07-17h13m38.jpg

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2022-12-07-17h16m17.jpg

Quand on accélère, la fréquence et la tension efficace augmentent, et comme la déformation du sommet reste à peu près la même, le taux d'harmonique diminue :

• environ 60% de distorsion pour 126 Veff

• environ 34% de distorsion pour 166 Veff

• 15% à 209 Veff

• et toujours 15% à 231 Veff

A vitesse nominale, la distorsion est acceptable

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Ce PMG est basé sur un moteur asynchrone du commerce :

- dont le stator est conservé tel quel (ou rebobiné pour obtenir des tensions spécifiques)
- le rotor comporte un circuit magnétique, nombre de paires de pôles à la demande, les aimants sont cerclés par un tube d'inox

Je pense que la distorsion importante vue dans le post de Salade est due à la conception du rotor (je peux me tromper) :

• le rotor doit comporter un circuit magnétique

• si le rotor est fait d'aimants plats, il faut une hauteur d'axe minimale pour que la forme et l'entrefer ne soient pas pénalisants

• autre possibilité, un rotor plus complexe, avec des pôles arrondis, les aimants étant placés à l'intérieur !

Rappel, pour des très petites puissances, inutile de se casser la tête, les PMG existent déjà, produits en très grandes quantités, ce sont simplement les moteurs triphasés utilisés dans les outillages portatifs ou en modélisme, comme je l'ai déjà indiqué sur le forum, comme ici, ou là

PS : @ Salade , je retrouve par hasard une photo du rotor de votre PMG, avec une carcasse en ABS et les 4 aimants.

02.jpg

Je pense qu'une bonne partie du problème vient de l'absence de circuit magnétique du rotor, et de toutes façons sans un tel circuit magnétique, la puissance du PMG est très amoindrie.

Bonne soirée

dB-)

[dB-)]

Bonjour,

quelques détails sur un petit PMG PowerPal monophasé que j'avais réparé il y a quelques années :

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Bonne journée

dB-)

[jp28]

Bonjour à tous, et merci pour ce Forum très instructif !

J'ai testé, (avec mes modestes moyens) 2 moteurs de vélos électriques utilisés en "Alternateur à aimants permanents"
voir mon compte rendu ici : https://apresdemain28.wixsite.com/websi ... permanents
Je pense que ces "alternateurs" peuvent être des solutions économiquement intéressantes pour des pico-centrales car le modèle 1000 W DD27 OZO est affiché à 199 €. Entraînement par courroie puisque l'axe est fixe (même montage que sur un vélo !
voir site OZO : moteur arrière cargo DD27

Jean-Pierre

[cristof]

bonjour, tests très intéressants, je pense qu'avec un régulateur de charge mppt les résultats auraient etes plus importants (relativement ...)

[dB-)]

Bonjour,

merci pour ce message très intéressant !

Bon, je laisse tomber le 250 W avec son réducteur épicycloïdal, incompatible avec le fonctionnement quasi non stop de la petite hydro, mais je retiens le 1000 W : direct drive, très bon rendement, faible vitesse, capteurs de rotation et de température intégrés, triphasé, roulements, joints, que du bon !

Dommage que l'arbre soit fixe (sortie des fils), c'est peu pratique pour une turbine, mais quantités de petites roues à aubes tournant à vide peuvent être "rétrofitées" assez simplement avec ce générateur entraîné par une grande poulie et une courroie plate !

Bonne journée

dB-)

[jp28]

Bonjour,

Nous avons installé cette génératrice sur une mini turbine hélice (diamètre 30 cm, bricolée et mal étudiée !), transmission par poulies-courroie de distribution, vitesse de rotation géné : environ 800 t/mn.
Elle tourne depuis plus de 6 mois et alimente un chauffe-eau en direct.

Bonne journée
JP

[dB-)]

Extra !

Modeste et génial, comme une certaine émission de France Inter dans l'temps !

Marrant, le tendeur de courroie est le même que celui que j'ai placé sur mon antique tour Halbronn de 1900 !

2018-01-13-16h19m01.JPG

Tour Halbronn MF Auto Star.JPG

Idéalement, il faudrait supprimer la courroie, par exemple avec un montage du genre ci-dessous ? (vite tracé à la main, perfectible)

Entraînement direct.jpg

L'arbre du PMG (jaune) (enfin l'arbre, pas le PMG, lui est bleu ..) est boulonné sur le support (vert) en haut, et guidé à sa base par une douille à aiguilles placée dans la chappe fixée sur l'arbre de la turbine, qui entraîne via 3 silentblocs le rotor extérieur du PMG ..

Bonne journée

dB-)

[cplaco]

oui sympa les moteurs de velos electrique et plutot bon marché finalement.
les moteurs de machines à laver recentes on aussi de superbes stators bobinés avec beaucoup de poles ça doit aussi bien fonctionner en generateur. j'en ai recupere un recement pas encore fait de tests.
mais c'est presque une oeuvre d'art lol (pour moi)

machine.jpg