Alternateurs bobinés et à aimants permanents

[From]

Bonjour,

Merci pour le lien : intéressant.

A mon échelle 2kW ce n'est pas négligeable. Bien sûr si on réfléchit en temps de retour, c'est discutable, mais j'ai fait bien pire : l'an dernier j'ai planté 800 chênes sessilés !

J'ai trouvé un fournisseur en Italie d'alternateur de puissance compatible refroidit par eau. C'est vrai que c'est plus rassurant qu'un truc plus ou moins bricolé.

Merci bonne journée.

[dB-)]

Bonsoir,

parfait, n'hésitez pas à nous tenir informés et à mettre des photos en ligne quand ce sera fait ! (2029 )

Bonne soirée

dB-)

[cristof]

Bonjour,
je sollicite votre avis.
je veut maintenant transformer un moteur asynchrone tri en un générateur à aimants permanant.
Je vais remplacer le rotor actuel, par un rotor équipé de 4 aimants réalisés sur mesure, 2 x NS et 2 x SN, qualité N54 120°réalisés en Chine.
le cout des aimants livrés = 300 euros.
le MAS actuel est un 4 pôles 1500rpm 1100W.
Le rotor fait un diamètre de 82mm
les 4 aimants seront fixés sur un cylindre bague en alu, lui même fixé sur l'arbre.
Avant de commander les aimants, j'aimerais vos retours.

rotor aimants.jpg

[dB-)]

Bonjour,

parcourez SVP les 50 pages de ce sujet !! Pas mal de réponses y sont déjà présentes, par exemple celle que j'avais faite en juin 2016 concernant les circuits électrique et magnétique d'un moteur ou générateur.

Ici, le cylindre en aluminium que vous envisagez vous fera perdre beaucoup d'efficacité car il "ouvre" exagérément le circuit magnétique : normalement le rotor d'un PMG est constitué de dizaines de tôles magnétiques assez fines, découpées par exemple au laser (découpe comprenant le logement de l'arbre et de sa clavette, la forme extérieure du rotor, les logements pour placer les aimants, et les perçages pour les tiges filetées).

Ces tôles sont empilées (emmanchées à la presse) sur l'arbre, les aimants sont glissés dans les logements, puis les tôles sont serrées entre elles par deux flasques et des tiges filetées.

Dans l'industrie, le rotor est ensuite placé dans une chambre sous vide et imprégné de résine genre Epoxy dont on accélère la prise par un chauffage modéré (pour protéger les aimants) pendant quelques heures.

Bon W.E.

dB-)

[konrad]

Bonjour
Pourquoi ne pas utiliser un pmg du commerce ?

[konrad]

Bonjour
j ai ce papier en anglais sur la conversion des asynchrone en synchrone si cela peut aider

[dB-)]

Bonjour,

merci !

La traduction en Français faite à l'instant par Google est ci-dessous :

Conversion machine asynchrone vers PMG.pdf

A lire un de ces jours !

Bonne journée

dB-)

[Salade]

Hello,

J'ai tracé la courbe de puissance de ma petite turbine afin de voir à quoi ça ressemblait.
La turbine est équipé d'un servo moteur bruschless triphasé utilisé en tant que génératrice (48 V - 400 W - 1500 rpm)

J'ai mesuré la tension et le courant débité, en notant respectivement la vitesse de rotation de la roue.
La charge résistive utilisée est un rhéostat de laboratoire 135 Ohms - 1,35 A.
Les mesures sont réalisées sur un courant redressé, en sortie de pont de diode.
Vous trouverez une vidéo de l'expérimentation ici : [bbvideo]https://youtu.be/GSODclR0M6Y?si=MMjj30BTHrHRU4Ul[/bbvideo]

Au delà d'établir la courbe de puissance, je reproduis ici manuellement le fonctionnement d'un algorithme MPPT qui recherche le point de puissance maximum, mais en faisant varier R dans mon expérimentation.
Les régulateurs solaire (MPPT) utilise la méthode P&O (Perturb and Observe) pour rechercher le point maximal de puissance : l'algorithme cherche la puissance maximale par "essai-erreur" en faisant varier la valeur de la tension U en analysant P, c'est l'effet "yoyo" que certains régulateurs MPPT font subir à nos petites turbines.

Au cours de cette expérimentation j'ai pu établir que la puissance maximum de mon groupe turbine était de 144 W à 1900 tr/min (3,2 A sous 45 V).
Parallèlement, le régulateur de charge MPPT que j'utilise dans les mêmes conditions délivre 126 W à 1800 tr/min (2.9 A sous 44 V).
Le régulateur ne trouve donc pas le point de puissance maximum, la perte s'élève à 12%.
On ne peut cependant pas blamer le constructeur puisque l'utilisation du régulateur est ici détourné de sa fonction initiale.

Les courbes :

Puissance-Tension.JPG

Puissance- Vitesse.JPG

Puissance - impédance.JPG

Tension - Vitesse.JPG

[cristof]

Bonjour,
voici des nouvelles de mon expérimentation.
suite aux conseils de DB et du document « conversion machine asynchrone vers PMG.pf », j’ai modifié le design du rotor. L’arbre et le support des aimants ne font qu’une seule pièce en acier Q235. Les quatre aimants sont en NdFeB N42SH, deux orientés au sud, deux au nord, N-S-N-S. Ils sont collés et vissés à l’arbre/support.
Le moteur asynchrone utilisé est un SERMES 1500rpm, 1,1kW (deux paires de pôles) la réalisation du rotor correspond à la description du document.
Il s’insère parfaitement dans le stator, aucun frottement, il tourne librement mais avec un « cogging « relativement important.
j’ai réalisé un banc de test avec un MAS de 2,2kW commandé par un variateur dédié 230V mono en entrée, 380V tri en sortie pour l’entrainement du » générateur ».
Et, c’est la que les problèmes surviennent…
les trois phases du géné sont raccordées à un pont de diode triphasé, les charges résistives de tests sont alimentées en courant continu.
Jusqu’à une puissance délivré par le géné inférieure à 425W, tout semble bien se passer, mais le moteur d’entrainement à du mal à suivre, il chauffe, au dessus de cette puissance il perd des tours, il chauffe et met le variateur en sécurité.
en mettant un wattmètre « domestique » en entrée du variateur, je constate une consommation de l’ordre de 1800W du moteur d’entrainement alors que le géné ne produit que 425W. Le rendement est minable.
Même à vide, sans charges sur le géné, le moteur d’entrainement semble forcer.
ça se confirme en tests sur site avec la turbine Pelton, alors que la roue devrait tourner à 3200 rpm sans charge, je n’arrive pas à dépasser les 1450 rpm.
Ma première analyse est de penser que ce rotor à aimant induit une force contre électromotrice très importante.
Je viens de re démonter le géné, rien n’est abimé, par de traces dans le stator, les bobines ont la même impédance (à l’ohmmètre), l’orientation des aimants est correcte.
Petite précision, sur le banc, à vide, à 1450 rpm la tension entre phase était, après pont de diodes, d’environ 405V, la fréquence en AC entre phase à cette vitesse se situe environ à 50Hz, et la sinusoïde est très belle.
Savez vous d'où peut venir ce problème ?

[dB-)]

Bonjour,

sympa, le petit local "laboratoire" visible sur la vidéo !

J'avais réalisé en 2012 des essais de régulation MPPT sur une turbine Kaplan de 75 kW : après quelques journées au clavier ça fonctionnait, au prix de recherches permanentes du point optimal par la régulation, mais ça n'apportait pas grand chose à part user les contacteurs et le groupe hydraulique ... Au final j'ai déterminé lors des essais la meilleure courbe de conjugaison pales-distributeur et je l'ai écrite "en dur" dans le logiciel automate.

Sur les petites turbines, si j'utilise un onduleur PV je désactive la plupart du temps la fonction MPPT qui se traduit par de fortes surintensités ponctuelles : en effet sur la plupart des onduleurs, celui-ci met carrément le générateur en CC pour déterminer sa courbe i=f(U), ce qui ne pose aucun problème avec des panneaux PV (le courant de CC étant proche du nominal), mais en pose de sérieux avec un PMG (le courant de CC peut atteindre 10 fois le courant nominal, et l'onduleur peut faire "pshiit" s'il ne comporte pas de protection logicielle contre les surintensités)

Concernant votre PMG expérimental, il y a beaucoup de paramètres à prendre en compte, par exemple :

• le "cogging" important indique qu'au moins le circuit magnétique du rotor est efficace !

• il peut être diminué en plaçant les pôles du rotor en biais : pas facile à réaliser ..

• il dépend du nombre de pôles (aimants) du rotor et du nombre d'encoches bobinées au stator : le "cogging" est important s'ils sont multiples entre eux, pour le diminuer certains petits PMG comportent par exemple 9 bobinages au stator (triphasé, donc 3 * 3) et 8 aimants au rotor (4 paires de pôles) ce qui permet un fonctionnement "smooth"

160635-8689742.jpg

• la façon de bobiner le stator joue aussi, ainsi que sur la forme d'onde

• le mauvais rendement est probablement dû au fait que le rotor ne comporte que 4 gros aimants, ce qui augmente les pertes par courants de Foucault, le documents publié par konrad un peu plus haut indique qu'il vaut mieux avoir un nombre important de petits aimants séparés

PS : on trouve maintenant énormément de petits moteurs à aimants pouvant être utilisés en générateur, par exemple sur les trottinettes électriques !

PMG trottinette.png

Bonne journée

dB-)