fonctionnement génératrice auto-excitée

Vos problèmes concernant les mesures, les pannes des moteurs et alternateurs en général.
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fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

bonjour a tous.
malgré une recherche sur le net (y compris sur ce site) je n'ai pas trouvé grand chose de vraiment complet expliquant le fonctionnement des génératrices que l'on trouve dans pourtant beaucoup de groupes électrogènes domestiques avec un bobinage séparé relié à un condensateur.
je cherche notamment à comprendre le rôle de la diode et de la varistance présentent dans le rotor bobiné. d'ailleurs, sur certains il y en a deux, sur d'autres une seule??? comment fonctionne la régulation de tension? la valeur du condo est-elle critique? comment intervient-elle? comment varie le courant dans le rotor bobiné? etc...autant de questions auquelles je n'ai pas vraiment trouvé de réponse.
si vous avez des liens vers des documents de cours ou des explications, je suis preneur.
merci
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Labobine
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Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Labobine »

Bonsoir,
La régulation d'un goupe électrogène n'est pas du tout standard et on peut dire que chaque ingénieur qui conçoit son groupe a sa propre régulation.
Amicalement.
Labobine
Une question bien formulée apporte une réponse bien précisée
Invité

Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

bonsoir,
certes, il y a plusieurs façon de faire mais les diodes tournantes sur le rotor et le condensateur sur un enroulement séparé semblent etre des classiques.
j'aimerai comprendre le mecanisme d'excitation qui me semble-t-il demarre a partir d'un peu de remanence puis s'amplifie via le condo. mais tout ça est assez flou.
Invité

Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

Bonsoir,

comme le dit très justement Labobine, d'un groupe à l'autre vous trouverez souvent différentes manières de réguler.

Voici la description d'un système assez utilisé aujourd'hui car il permet de réguler l'excitation sans bagues/balais :

Un petit alternateur, dit alternateur-excitateur, est monté sur la même ligne d'arbre que l'alternateur principal. Cet alternateur-excitateur comporte des poles à courant-continus stationnaires. Le régulateur contrôle directement le courant des bobines formant ces poles. Cela a pour conséquence de modifier la force magnéto-motrice (les ampères-tours) et donc le courant produit. Ce courant alternatif produit, contrôlé donc par le régulateur, est redressé par les diodes tournantes et excite directement le rotor de l'alternateur principal. On peut donc par ce biais maintennir une tension constante quelque soit la charge. (régulation en boucle fermée, Proportionnel-Intégral, ou Proportionnel-Intégral-Dérivé, Park, etc..). Pouquoi 1 ou 2 diodes ? L'alternateur-excitateur est monophasé et on fait du redressement simple ou double alternance.

Le stator de la machine synchrone est identique au stator de la machine asynchrone. Comme ces petits groupes électrogènes produisent du monophasé on a donc un bobinage statorique de l'alternateur principal qui est monophasé ( 2 bobinage en quadratures) Le condensateur joue le même rôle que sur une machine asynchrone.

Ceci dit, loin de là à penser que tous les petits groupes sont conçus de la sorte. Ceci n'est qu'un exemple parmi d'autres.

Cordialement :-)
Candela
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Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Candela »

Bonjour,
Le schéma que vous décrivez concerne des alternateurs d'entrée de gamme, dont l'excitation est fournie par un bobinage auxiliaire statorique refermé sur un condensateur.
Voici un début d'explication
En fait, il s'agit d'une machine "mixte", puisque le courant d'excitation de la roue polaire est obtenu par induction.
La diode sert évidemment à redresser ce courant induit; la question est plutôt : à quoi sert la varistance? D'après cette notice, on peut s'en passer, donc elle servirait plutôt à protéger la diode contre les surtensions.
Le seul inconvénient grave, c'est la sensiblité aux variations de vitesse, et tout particulièrement aux survitesses. En effet l'excitation par condensateur dépend de la fréquence et de la tension Q=C [z_omega] U² et la tension dépend elle-même de Q; le système est très instable en fonction de la vitesse.
Pour abaddon, le système que vous décrivez est le système classique "sans bagues ni balais", avec une génératrice en bout d'arbre: la régulation se fait en agissant sur l'excitation de cette génératrice. La régulation de tension est bien meilleure, la sensibilité à la vitesse est beaucoup plus faible, mais ce système est moins tolérant vis-à vis des harmoniques.
Cordialement
Invité

Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

bonjour,
merci a vous. redressement mono ou double alternance pour le rotor: OK
je n'ai vu que des groupes avec condensateur sur un enroulement auxiliaire; jamais d'alternateur auxiliaire monté sur le même arbre.
donc ce que je comprends c'est que pour démarrer, le systeme doit pouvoir profiter d'une certaine rémanence pour engendrer assez de tension au rotor.
le condensateur sert ensuite de stockage intermédiare entre le moment ou il reçoit la tension et le moment ou il la délivre de nouveau sur sa bobine auxiliare.
tel que je le comprends, le rotor est donc alternativement induit et inducteur.
Candela, tu dis: l'excitation par condensateur dépend de la fréquence et de la tension Q=C U² et la tension dépend elle-même de Q.
quelle formule régit la tension de sortie en fonction de Q. j'aimerai me rendre compte de la forme de la courbe U=f(vitesse)
varistance: peut-etre justement parce que le systeme est instable en tension: ça permet de limiter l'induction en cas d'envolée de la tension due à une survitesse.
Candela
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Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Candela »

Bonjour,
dirk pitt a écrit : je n'ai vu que des groupes avec condensateur sur un enroulement auxiliaire; jamais d'alternateur auxiliaire monté sur le même arbre.
C'est pourtant le cas général. Ces alternateurs "a condensateur" étaient réservés aux petites puissances, mais on voit maintenant ces systèmes gagner des machines "moyennes" jusqu'à 19 kVA chez LS par exemple.
Ce sont uniquement des machines monophasées, alors que le système classique est toujours dérivé d'une machine triphasée.
dirk pitt a écrit : le condensateur sert ensuite de stockage intermédiare entre le moment ou il reçoit la tension et le moment ou il la délivre de nouveau sur sa bobine auxiliare.
Non, en, alternatif, un condensateur ne stocke rien, il décale le courant de 90° par rapport à la tension. Et dans ce cas, il est branché en permanence à la bobine auxiliaire.
dirk pitt a écrit : tel que je le comprends, le rotor est donc alternativement induit et inducteur.
Le rotor est simultanément induit et inducteur, mais c'est la cas de toutes les machines "a induction", donc les machines asynchrones.
dirk pitt a écrit : Candela, tu dis: l'excitation par condensateur dépend de la fréquence et de la tension Q=C U² et la tension dépend elle-même de Q.
quelle formule régit la tension de sortie en fonction de Q. j'aimerai me rendre compte de la forme de la courbe U=f(vitesse)
varistance: peut-etre justement parce que le systeme est instable en tension: ça permet de limiter l'induction en cas d'envolée de la tension due à une survitesse.
Eh bien là, nous sommes dans le "noir"! Les constructeurs restent très vagues sur les performances de régulation et ne diffusent surtout pas ce genre de courbe.
Dans tout circuit d'excitation, l'augmentation de la puissance réactive fournie par un condensateur joue exactement le même rôle que l'augmentation du courant d'excitation : elle provoque une augmentation de la tension fournie par l'induit par augmentation de l'induction. C'est cela qui rend les systèmes à condensateurs très instables en fonction de la vitesse; les constructeurs soulignent bien la nécessité de bien réguler la vitesse.
Je pense que la courbe obtenue doit être en kN3, mais vite stoppée par la saturation du fer et par l'action de la varistance.
Cordialement
Invité

Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

bonjour, merci candela pour ces explications qui m’éclairent quelque peu. :lol:
Invité

Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Invité »

voilà cette image peut vous aider je crois:

http://nsa22.casimages.com/img/2012/03/ ... 626967.jpg
Candela
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Re: fonctionnement génératrice auto-excitée

Message par Candela »

Bonjour,
saw2009 a écrit :voilà cette image peut vous aider je crois:

http://nsa22.casimages.com/img/2012/03/ ... 626967.jpg
Ce schéma est celui d'une excitation classique de type shunt avec régulateur AVR, cela ne correspond pas à une excitation "a condensateur".
Dans ce type de schéma, la régulation maintient la tension constante jusqu'à sa butée d'intensité, ce qui définit une plage de fonctionnement. Les variables sont la charge, le [z_cosphi] et, exceptionnellement, la fréquence. Ces machines sont en effet rarement utilisées à fréquence variable.
Cordialement
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