génératrice avec maximum de puissance

[vieuxfraiseur]

Bonjour à tous,
je me pose la question suivante :
comment faire pour avoir une génératrice éolienne , ayant une sortie trés intéressante
( au niveau courant et tension ),
avec trés peu de nombre de tours par minute ?.( minimum de rotation )
faut-il augmenté le diamètre ou se trouve les aimants permanants, ou bien
augmenter le nombre des aimants ?.
merci par avance de vos sugestions.
A+

 

[Earthwalker]

Bonjour,
Quel est le but de la manoeuvre ? Les éoliennes sont équipées de réducteurs pour pouvoir tourner même avec un vent faible.

 

[vieuxfraiseur]

bonjour,
oui mais la quantité d'énergie est assez faible.
le but est d'augmenter la sortie avec un nombre de tours par minutes le plus faible possible.

 

[Earthwalker]

le but est d'augmenter la sortie

C'est à dire augmenter la puissance ?

 

[vieuxfraiseur]

jouer sur le diamètre ou se trouve les aimants ?
=> oui augmenter la puissance de sortie.

 

[M4vrick]

Il n'y a pas de recette miracle pour produire plus d'énergie que ce qui est capté par l'éolienne.
Avec un nombre de tour par minute faible au niveau des pales il faut augmenter la taille des pales pour avoir toujours la même "poussée" mécanique exercée par le vent.

Jouer du coté des aimants n'a pas vraiment d'interet, quelque soit les modifications électronique la puissance de sortie vient du vent. On peut optimiser le placement des bobines et des aimants bien évidemment pour gagner quelques pourcents dans la gamme de vitesse prévue mais rien de plus. Si tu augmentes la taille des aimants ou des bobines tu auras une plus forte puissance en sortie mais il faudra également une plus forte puissance mécanique en entrée.

 

[Earthwalker]

+1 avec M4vrick, c'est comme en vélo la démultiplication ne fait pas aller plus vite, c'est la puissance du cycliste qui compte

 

[vieuxfraiseur]

Oui je comprend bien,
mais si le diamètre ou se trouvent les aimants est plus grand, l'énergie sera t elle plus importante ?

 

[M4vrick]

Oui je comprend bien,
mais si le diamètre ou se trouvent les aimants est plus grand, l'énergie sera t elle plus importante ?

Non, c'est la taille des aimants et des bobines qui défini la puissance de sortie. Avoir un diamètre supérieur permet d'avoir des éléments plus grands ou d'en avoir plus en effet mais tu peux avoir un grand diamètre et une puissance de sortie modeste

 

[vieuxfraiseur]

Ok ,
merci , pour les informations.
A+

 

[moissan]

si l'alternateur est trop petit ou trop mal conçu il ne passe pas la puissance mecanique fourni par l'helice et ça peut gagner de l'energie en faisant mieux ... mais une fois qu'on a reussi a faire un alternateur suffisant ,il n'y a rien de plus a gagner : c'est la puissance du vent et l'efficacité de l'helice qui determine la puissance , l'alternateur ne peut rien faire de mieux que transmettre la puissance que l'helice lui donne

tous les type d'alternateur donnent a peu près le même resultat final , que ça soit un alternateur a 1500t/mn et un multiplicateur a engrenage , ou que ça soit un alternateur special basse vitesse a grand nombre de pole

même le choix d'aimant permanent ou d'exitation bobiné donne la même performance finale quand c'est vraiment optimisé

 

[vieuxfraiseur]

Oui, je comprend bien.
mais sans parler de force du vent, si on a un disque avec 12 aimants et l'on tourne à 100 tr par minute, c'est un exemple, on aura une certaine puissance à la sortie.
si toujours en tournant à la même vitesse , mais on triple le diamètre du disque et l'on met pas 12 mais 30 aimants,
est-ce que la puissance sera plus importante ?
( avec qu'un seul bobinage , pour démontrer cette application , seul de diamètre change et le nombre des aimants ).

 

[cr-_-]

Bonjour
A vitesse de rotation constante oui

Mais la force nécessaire pour atteindre cette vitesse sera elle aussi plus importante

 

[vieuxfraiseur]

OK, merci pour les infos.

 

[stanloc]

Tous les générateurs électro-mécaniques fonctionnent sur le même principe à savoir l'induction d'un courant électrique dans une bobine par suite de la variation du flux d'un champ magnétique traversant cette bobine. La tension engendrée est fonction du nombre de fils qui constituent cette bobine, de l'intensité du champ magnétique et de la vitesse de variation du flux
Donc toutes les autres choses restant égales si on veut plus de tension (et plus de courant dans le circuit de charge) il faut soit que le rotor tourne plus vite soit qu'il soit de plus grand diamètre avec une disposition adaptée des aimants et des bobines.
Les éoliennes qui fleurissent dans nos campagnes ne comportent pas un réducteur (comme je viens de lire) mais un multiplicateur à engrenages. Il faut comme toujours chercher un compromis entre faire un générateur de grand diamètre ou faire tourner plus vite un générateur de moins grand diamètre.
J'ai travaillé avec quelqu'un qui avait mis au point un générateur spécial qui tournait à une vitesse telle et avait un tel diamètre que l'on atteignait la vitesse du son en périphérie et en conséquence il faisait le vide dans le boitier de cet alternateur.
Dans le cas des éoliennes comme elles ne tournent jamais très vite ( leur diamètre et surface des pales sont calculés pour obtenir une rotation pour des vitesses de vent statistiquement les plus fréquentes et on les stoppe si le vent devient trop violent)on est amené à utiliser un multiplicateur de vitesse à engrenage et cela coûte très cher.
Il faut bien voir qu'un grand diamètre de générateur en prise avec une éolienne constitue un problème de masquage du flux d'air.
Stan

 

[moissan]

la puissance est le resultat de la multiplication de force par vitesse

en mouvement lineaire puissance en w = vitesse en m/s x force en newton

en mouvement rotatif puissance en w = vitesse en radian/s x couple en newton.metre

sans parler de couple ou de force parler uniquement de vitesse ne dit rien sur la puissance

une eolienne n'est pas une source de vitesse constante capable de fournir un couple plus gros si on y met un alternateur plus gros

le principal est de trouver le compromis ideal couple et vitesse pour obtenir la puissance maximum ... si on augmente le couple et que ça fait trop baisser la vitesse la puissance baisse ... si on laisse trop monter la vitesse avec un faible couple ce n'est pas bon non plus

en general quand il y a une batterie et un alternateur triphasé et un redresseur , la caracteristique de l'alterneteur fait une vitesse presque constante : si le vent est tout juste capable de faire cette vitesse le couple est nul , puissance nulle ... si le vent et plus fort le couple augmente mais la vitesse n'augmente pratiquement pas si l'alternateur est bon : pour s'adapter a differente force de vent il faut changer cette vittesse en fonction du vent

si l'alternateur a une exitation bobiné , il faut changer la tension d'exitation en fonction de la force du vent pour trouver l'optimum vitesse couple

si l'alternateur a une exitation par aimant , il faut un onduleur electronique entre l'alternateur et la batterie pour changer la tension et donc choisir la vitesse

je prefere la premiere solution car le courant d'exitation est faible donc un truc simple suffit ... avec la 2eme solution il faut un truc electronique qui passe toute la puissance de l'alternateur ... et en plus les aimant permanent sont plus cher qu'un bobinage d'exitation

le principal pour une eolienne c'est l'helice ... l'alternateur est un detail , pour la mise au point n'importe quelle solution batarde est possible ... alternateur ordinaire a grande vitesse et multiplication par courroie ... ensuite quand l'helice est bien au point il est temps de trouver l'alternateur optimum

 

[stanloc]

le principal pour une eolienne c'est l'helice ... l'alternateur est un detail , pour la mise au point n'importe quelle solution batarde est possible ... alternateur ordinaire a grande vitesse et multiplication par courroie ... ensuite quand l'helice est bien au point il est temps de trouver l'alternateur optimum

Je ne suis pas d'accord. Pour un amateur il est plus dans ses cordes de faire une hélice (au sens large) en fonction d'un alternateur plutôt que l'inverse.
Stan

 

[vieuxfraiseur]

bonjour,
le grand diamètre donc est intéressant.
surtout pour une éolienne à axe vertical.
merci pour vos conseils.
Bon dimanche à tous.
A+

 

[moissan]

un alternateur basse vitesse special eolienne est surtout interessant pour une eolienne classique a arbre horizontal

pour un arbre vertical il est facile de faire une transmission a courroie pour multiplier la vitesse et se contenter d'un alternateur ordinaire a 1500 ou 3000 t/mn

la facilité de faire la multiplication qu'on veut parce que l'alternateur est en bas est le seul avantage de l'axe vertical ... helas le principal inconvenient est qu'il faut plus de matiere pour faire la même puissance : dans une eolienne classique chaque pale est utilisé a 100% en permanence ... dans une eolienne a axe verticale chaque pale n'est utile que pendant une partie d'un tour , et inutile ou même nuisible une autre partie du tour ... il faut donc construire plus gros pour la même puissance ... ce n'est pas pour rien qu'il n'y a pas de grandes eoliennes a axe verticale : je pense que l'axe vertical est une fausse piste

 

[Jope004]

Bonjour,
L'avantage de l'éolienne à axe vertical est surtout sa discrétion.
Pour en revenir à la question initiale, il n'y a, en théorie, pas de différence de puissance si l'alternateur est de petit ou grand diamètre.
En pratique, c'est autre chose : un multiplicateur de vitesse a des pertes et une partie de la puissance récoltée par les pales va être transformée en frottements.
Pour cette raison, il vaut mieux un générateur comportant plus de pôles magnétiques tournant moins vite, sans multiplicateur.
Dans tous les cas, pour une question de rendement, il faut que l'alternateur soit optimisé pour la puissance et la plage de vitesses.

 

[moissan]

pourquoi les tours et les fraiseuse ont toujours des moteur electrique rapide , et des engrenage pour reduire la vitesse , et n'ont pas de moteur electrique a grand nombre de pole pour faire directement la basse vitesse ?

parce que les engrenages et autre transmission n'ont pas un si mauvais rendement que ça !

un alternateur fabrication maison mal etudié peut facilement avoir plus de perte qu'un alternateur bien fait a 3000t/mn et un multiplicateur a engrenage

il est dificile de trouver des alternateur speciaux , mais facile de trouver des boite de vitesse de voiture avec une remarquable qualité d'engrenage

les premiere grande eolienne avaient toutes des multiplicateur a engrenage et des alternateur 1500t/mn ... puis la mode a été de construire des alternateur basse vitesse a grand nombre de pole , plutot pour augmenter la durée de vie sans entretient que pour ameliorer le rendement

 

[stanloc]

pourquoi les tours et les fraiseuse ont toujours des moteur electrique rapide , et des engrenage pour reduire la vitesse , et n'ont pas de moteur electrique a grand nombre de pole pour faire directement la basse vitesse

Tu pourrais nous donner des liens pour nous procurer des moteurs electriques a grand nombre de poles pour faire directement la basse vitesse

 

[moissan]

on voit des moteur a grand nombre de pole et basse vitesse pour velo a assistance electrique
on en vois des très gros dans les pod pour bateau de croisiere : gros moteur directement sur l'helice orientable dans tous les sens ... mais je suis d'accord avec toi , je n'en vois pas pour tour et fraiseuse ... pourquoi on n'en fabrique pas ? parce que les reducteur a engrenage ne sont pas si mauvais que ça

il n'y a que pour les eolienne que l'on s'acharne a faire des alternateur a basse vitesse sans engrenage

pour les velo electrique , certain moteur sont sans engrenage , d'autres sont des moteur plus petit avec engrenage : la performance globale n'est pas vraiment différente : on ne peut pas dire que l'entrainement direct sans engrenage est forcement meilleur

 

[stanloc]

Il y a des moteurs d'assez grand diamètre mais qui ne sont pas à proprement parlé réservés aux basses vitesses, j'en ai un sur mon tour ; il s'agit des moteurs à rotor disque qui sont des moteurs homopolaires. On ne risque pas de les voir demain sur les tours chinois ni même sur du tour plus coûteux car en neuf ils coûtent la peau des f....En plus comme ce sont des servomoteurs DC il faut leur adjoindre une alimentation DC et éventuellement un driver
Stan

 

[Earthwalker]

@ Stanloc , oui multiplicateur et pas réducteur comme le l'ai écrit.
pour les fraiseuses , est-ce qu'un réducteur mécanique ne joue pas le rôle de tampon ou "régulateur de couple", vu les variations de charge qu'entraine l'usinage ?

 

[vieuxfraiseur]

Bonjour,
peut-on faire une génératrice de courant , en faisant tourner un moteur BRUSHLESS avec en sortie un redresseur tri/mono ?

 

[CNCSERV]

Un gros Pas à Pas peut faire un excelent alternateur et avec 50 paires de pôles. Après il faut savoir de quelle page de tension tu as besoin et sur quelle plage de puissance.

 

[Jope004]

Bonjour,
peut-on faire une génératrice de courant , en faisant tourner un moteur BRUSHLESS avec en sortie un redresseur tri/mono ?

Bonjour,
Oui, le moteur Brushless a aussi une structure de moteur synchrone, ou d'alternateur à aimants permanents.
Il peut faire office d'alternateur, mais il ne sera pas possible de le réguler en tension à cause des aimants permanents. Une régulation d'alternateur est faite en jouant sur le courant d'excitation de l'inducteur (électro-aimants).
La tension à vide sera donc sensiblement proportionnelle à la vitesse de rotation.
Par contre un tel alternateur aura naturellement une régulation de courant (intensité) dans certaines conditions, comme les volants magnétiques / alternateurs de cyclomoteurs.

 

[moissan]

brushless veut dire qu'il n'y a pas de balais mais ne dit pas ce qu'il y a ... on trouve sous le nom de brushless un tas de moteur de conception completement differente ... les brushless de modelisme sont completement different de ceux utilisé dans l'industrie ... donc impossible de donner des generalité avec le mot brusless

 

[CNCSERV]

Ils sont tous réversibles. C'est le mode de pilotage qui change mais on a toujours un rotor a aimants permanant et un rotor bobiné. pour la regulation de tension je pense que l'électronique peut le faire comme une alim a decoupage. Je ne sais pas comment ca marche pour les panneaux solaires mais on a aussi une tension variable.