Transformation d' un moteur triphasé en génératrice

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J

Jope004

Compagnon
Jope, le moteur fait 7.5 kw . le chiffre 10, c' est pour les HP ( cv )
Bonjour,

Donc, recalcul :
- P = 7500 W / 0.84 = 8929 W
- S = 8929 / 0.78 = 11447 VA
- Q = 7163 VAR
- Ir = 7163 / (230 V x 3) = 10.38 A
- Z capa = 230 V / 10.38 A = 22.15 ohms (en étoile)
- Valeur des condensateurs en étoile C = 144 uF
- Valeur des condensateurs en triangle C = 48 uF
 
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M

MRG-NK

Compagnon
Coller des aimants .... les mieux sont les néodynes : très puissants. Ils doivent avoir toute la largeur des poles de l'induit. Si l'aimant es tout petit, il y aura un flux restreint, donc une tension faible.
L'aimant doit être sur un circuit magnétique pour avoir une bonne efficacité. Le circuit magnétique se referme via l'entrefer, la bobine induite, la carcasse du moteur, passe par une autre bobine, l'entrefer, retour dans le rotor via le circuit magnétique, arrivée sur l'autre pole de l'aimant.
S'il y a un second entrefer dans le rotor, on perdra en puissance.

Autre aspect : il faut enlever le bobinage du rotor. Le plus souvent, ce sont des barres en aluminium traversant le rotor, le circuit est fermé à l'extrémité par une sorte de bague en alu....
Si on laisse, le rotor se comportera comme un moteur qui absorbe de la puissance.

J'ai mis en rond rouge ce qu'il faut couper ; ou en trait rouge... le but éviter un courant de circulation
Couper tous les fils en bout de cage, ou couper tous les fils le long...
Attention, il existe des moteurs dits à encoche profonde" ; en clair, il y a 2 cages imbriqués.
La cage centrale intervient lors du démarrage, le courant se concentrant au centre du moteur...
ensuite, il migre sur la cage extérieure... pour faire simple.
Donc ne pas oublier de couper tous les fils de cette cage, s'il y en a une.
On trouve cela sur les moteurs puissants, devant démarrer en charge, parfois appellé "démarrage en court circuit"
Il ne faut pas non plus que la barre en alu touche la carcasse en feraille, sinon ca conduirait pas là...
et bien sur, il faudrait refaire l'équilibrage du rotor...

Squirrel.jpg
 
M

MRG-NK

Compagnon
Bonjour,

Donc, recalcul :
- P = 7500 W / 0.84 = 8929 W
- S = 8929 / 0.78 = 11447 VA
- Q = 7163 VAR
- Ir = 7163 / (230 V x 3) = 10.38 A
- Z capa = 230 V / 10.38 A = 22.15 ohms
- Valeur des condensateurs en étoile C = 144 uF
- Valeur des condensateurs en triangle C = 48 uF

Nota: ce calcul pour avoir un cos phi final de 1
Or, il n'est pas autorisé d'avoir 1 sur une machine inductive, à cause du risque de passer en régime capacitif
Le cos phi doit rester inférieur à 0,9
En effet cosphi varie avec la charge, donc, il faut prendre comme valeur le cas où le cosphi est maximal

Le calcul effectué corrspond plus à un fonctionnement bobine en résonnace,
dans ce cas, le courant n'est plus limité par l'impédance Z mais par la résistance R.
J'ai fait abstraction de la FéM induite
 
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J

Jope004

Compagnon
En revanche, pour triangle, j'aurais divisé par racine de 3 ce qui donne environ 80
En triangle, la tension est multipliée par racine(3), et le courant divisé par racine(3). D'où le rapport 3.

Le calcul effectué corrspond plus à un fonctionnement bobine en résonnace,
C'est la condition de fonctionnement mentionnée dans la thèse.

Je suis d'accord que la résonnance met les condensateurs à rude épreuve, et que d'autre part il pourrait y avoir un risque de surtension.
J'ai survolé la thèse.
Le fonctionnement est théoriquement instable, et c'est la saturation des tôles magnétiques qui permet d'avoir un fonctionnement stable, mais très dépendant de la valeur des condensateurs.
C'est viable pour une éolienne industrielle qui possède des mécanismes de régulation pour optimiser le fonctionnement. Pour un groupe électrogène, ça semble plus compliqué, sauf à avoir une charge à peu près constante et un ajustage des valeurs des condensateurs.
 
M

MRG-NK

Compagnon
Effectivement, la saturation magnétique modifie l'inductance, ce qui change la condition de résonnace : à saturation l'inductance L diminue.
Effectivement le condensateur doit aussi suivre : la puissance réactive varie aussi en fonction de la charge, pour faire simple elle esr proprtionnelle à la charge, je n'ai pas pris en compte l'aspect saturation magnétique de l'alternateur.
Mais l'ensemble permet au système de décrocher en douceur, le but est d'avoir une vitesse constante dans le moulin à vent, donc une fréquence stable
Mais c'est au détriment du rendement global.
Le but, dans une élolienne est de pouvoir être couplé au réseau EDF, donc il ne doit pas y avoir d'angle de phase lors du couplage, il doit avoir un asservissement permanet en fréquence et une synchronisation parfaite des phase, plus une FEM identique, tant en valeur efficace, que instantannée...
L'autre solution et avoir "nimporte quoi" comme courant, puis passer par un redresseur, et un onduleur couplé au réseau.
Mais le rendement d'un tel dispositif n'est pas bon, il faut penser à filtrer : ne pas avoir d'hamoniques du 50Hz

Il me semble que partir sur une éolienne n'est pas la meilleure solution, à cause des contraintes pratiques liées à la synchronisation des réseaux.

Si on récupère un moteur triphasé, en fait, il a 6 bobines.... stator en bon état ; que le rotor est grippé, rouillé, roulement à changer, palier usé....si on sait usiner, refaire des joues, refaire un rotor et on a un alternateur aussi performant qu'un neuf acheté si on a bien fait son travail..... je passe sur l'aspect réactif des bobines : sur un moteur ce n'est pas grave, en revanche, un alternateur qui doit alimenter des hacheurs, onduleurs ou redresseurs à thysristors serit moins bon si la réactance des bobines est trop fortes. En clair l'effet des bobines serait génant.
Nota : il est peu probable qu'on fasse fonctionner un appareil qui hache, massacre l'onde électrique sous une forte puissance...
 
I

ingenieu59

Compagnon
Effectivement, la saturation magnétique modifie l'inductance, ce qui change la condition de résonnance : à saturation l'inductance L diminue.
Effectivement le condensateur doit aussi suivre : la puissance réactive varie aussi en fonction de la charge, pour faire simple elle est proportionnelle à la charge, je n'ai pas pris en compte l'aspect saturation magnétique de l'alternateur.
Mais l'ensemble permet au système de décrocher en douceur, le but est d'avoir une vitesse constante dans le moulin à vent, donc une fréquence stable
Mais c'est au détriment du rendement global.
Le but, dans une éolienne est de pouvoir être couplé au réseau EDF, donc il ne doit pas y avoir d'angle de phase lors du couplage, il doit avoir un asservissement permanent en fréquence et une synchronisation parfaite des phase, plus une FEM identique, tant en valeur efficace, que instantanée...
L'autre solution et avoir "n'importe quoi" comme courant, puis passer par un redresseur, et un onduleur couplé au réseau.
Mais le rendement d'un tel dispositif n'est pas bon, il faut penser à filtrer : ne pas avoir d'harmoniques du 50Hz

Il me semble que partir sur une éolienne n'est pas la meilleure solution, à cause des contraintes pratiques liées à la synchronisation des réseaux.

Si on récupère un moteur triphasé, en fait, il a 6 bobines.... stator en bon état ; que le rotor est grippé, rouillé, roulement à changer, palier usé....si on sait usiner, refaire des joues, refaire un rotor et on a un alternateur aussi performant qu'un neuf acheté si on a bien fait son travail..... je passe sur l'aspect réactif des bobines : sur un moteur ce n'est pas grave, en revanche, un alternateur qui doit alimenter des hacheurs, onduleurs ou redresseurs à thyristors serait moins bon si la réactance des bobines est trop fortes. En clair l'effet des bobines serait gênant.
Nota : il est peu probable qu'on fasse fonctionner un appareil qui hache, massacre l'onde électrique sous une forte puissance...

D' accord , donc d' après toi, le mieux étant de refaire un nouveau rotor . Virer l' ancien dans une presse hydraulique et le remplacer , afin de ne conserver que l' axe .
Mais par quoi ? De l' alu pour ne pas conduire le magnétisme des aimants .
 
F

FB29

Rédacteur
le mieux étant de refaire un nouveau rotor
Heu ... il y a quand même quelques petites difficultés techniques ... avec des aimants permanents la tension n'est pas réglable, et sera fonction du champ des aimants ... il risque d'y avoir des courants de Foucault conduisant à leur échauffement, et il faut qu'il tiennent la force centrifuge pour ne pas être arrachés :???: ... Faire un rotor bobiné c'est encore plus difficile :shock: ...

Tu as plus vite fait de trouver tout fait un alternateur qui convienne à tes besoins :wink: ...

Cordialement,
FB29
 
M

MRG-NK

Compagnon
Effectivement, j'avais signalé avec un aimant, on ne peut pas régler la tension, sauf si on change la vitesse, mais ca change aussi la fréquence, donc la plage de manoeuvre est très limitée.
Oui la force centrifuge va vouloir éjecter les aimants.
Il faudra fabriquer un circuit magnétique en tôles à cause de courants de foucault... mais il y en aura peu car les aimants ne sont pas traversés par un champ varaible alternatif.... ca varira un peu quand on passe de rein à un pole d'alternateur.... mais faible différence
Les alternateurs sont fait avec soit des aimants permanents, soit des bobines

La fréquence : f = P * n f en Hertz P nombre de paires de poles n vitesse en tours par secondes
4 poles, il faut 25 tr/s soit 1500 tours/ minutes
6 poles et 51 Hz : acceptable si on ne couple pas sur un réseau électrique donne 17 tr/S
Tension : E = 2.2* P * n * N * Phi Nombre de conducteurs actifs dans la bobine de l'induit Phi le flux magnétique
C'est E à vide.... dont la tension U sera plus faible.... mais on compense en aigmentant le flux
Nota: ne pas saturer le circuit magnétique, donc rester au voisinage de la partie 2 de la courbe
Partie 1 presque linéaire, de type Y= aX
Partie 2, un arc de cercle, pour faire simple
Partie 3 partie horizontale : on augmente le courant, mais on n'a pas plus de magnétisme.
 
Dernière édition:
M

MRG-NK

Compagnon
Et utiliser un alternateur de camion ?
Enlever le redresseur, on a du 24V ; si montage triangle, on passe en étoile, on a 40V
Il reste à mettre plusieurs alternateurs en série... implique de sortir 6 fils ; de synchroniser les machines : Avoir U max sur chaque machine en même temps

Autre solution : partir sur un alternateur de camion, de voiture
utiliser un convertisseur continu alternatif, comme ceux des caravannes, des camions.... 12V ou 24= > 230V ~
 
I

ingenieu59

Compagnon
Oui, je comprends ce que vous voulez dire avec un alternateur et un convertisseur, j' avais vu pas mal de vidéo là dessus .
C' est certain que trouver une petite génératrice , ce serait top style leroy somer . Les chinois en vendent , mais, je ne sais pas à quel prix ni leur durée de vie .
 
M

MRG-NK

Compagnon
Si on a besoin de 1 KVA .... soit 800W environ : cos Phi 0.8
Il faut un onduleur au moins 1.5 KVA sous 1 kVA donné, il consomme 1.2 kVA... en gros
Donc la génératrice courant continu devra avoir une puissance de 2 kVA
dans les conditions définies... elle va aborber environ 1.44 kVA : 1.2 /0.81 ou environ 1.2 * 1.2
On part du principe qu'une machine fonctionne à environ 80% de sa puissance nominale
 
M

MRG-NK

Compagnon
Déjà évoqué ici : le moteur asynchrone à rotor bobiné : on bloque le rotor, on récupére du 50Hz, mais sous faible tenion SI le rotor contien des masselottes qui court-circuitent le rotor : fonctionnement en régime vitesse normale rotor court circuit, comme un cage écureuil... faut enlever les contacts centifuges.
Faire tourner le rotor en sens inverse : dans ce cas on aura une fréquence supérieure.
Autre solution : enlever le rotor, mettre un rotor comme celui des alternateurs : des aimants dans un circuit magnétique, ou des électroaimants.
La solution condensateurs sur un moteur asynchrone : on n'aura pas de forte puissance. Ca marche à vide sur une aimantation résiduelle du rotor, et une aimantation créée par la rotation du rotor lui même sous l'influence du champ magnétique créé par le système condensateur-bobines.
En revanche, cela fonctionne sur des appareils particuliers, du style commutatrice : une partie générarice, une partie alternateur
 
I

ingenieu59

Compagnon
Bonjour,

Pour le moment , on oublie le moteur asynchrone triphasé . Laissé dans un tiroir.

On va se pencher sur des moteurs synchrones triphasés 380-480 V venant de ventilateurs .

Dont voici le stator :

DSC06214.JPG


Je pense que les bobinages sont montés en triangle , puisque je ne trouve pas le neutre .
DSC06215.JPG


Pour preuve, les deux fils d' une même bobine arrivent sur cette plaque métallique .
Vous allez me dire, rien de plus facile !! il suffit de virer la plaque électronique et de relier les fils ensemble pour faire un montage étoile . Pour récupérer le 220 V mono et avoir du triphasé en même temps .
Eh beh oui, sauf que les fils de chaque bobine sont assez loin et petits , dur dur pour aller souder là bas .
DSC06220.JPG


Vue sur le rotor ( la cloche ) , enfin ce qu' il en reste , de ce que j' ai découvert après que mon frère m' ait envoyé faire une course .
DSC06216.JPG


J' étais complètement dégoûté , surtout qu' au départ, il était nickel .
Je vais encore devoir réparer ses co...... . ça ne va pas être simple pour avoir quelque chose de plus que correct .
DSC06217.JPG


L' aimant cassé, je recollerai les morceaux .

La première question, concerne le neutre
La seconde , comment faire pour décoller les aimants sans toucher à leur aimantation .
La troisième , peut-on les usiner facilement ( scie à ruban uniquement ) .
 
M

MRG-NK

Compagnon
Bonsoir,
si j'ai bien compris il n'est pas évident d'avoir accès au fil, donc il ne sera pas évident de passer de triangle en étoile : il faudrai dessouder des fils, donc y avoir accès, chose difficile.
Mais, je note moteur 380 / 480 Le rapport n'est pas de 1.732.... assez éloigné.
si bitension, on doit pouvoir effectuer un couplage QQ-part !
Ou le moteur accepte 2 tensions, sans toucher les enroulements....pourquoi ?

Je note 12 pôles.... soit 4 fois 3. 2 paires de poles par phase ; ou alors 6 poles pour du 380 et 6 pour du 480, mais peu probable : dans ce cas, il y aurait 6 fils sortis.


Décoller ; recoller un aimant ; on n'aura pas la même valeur, on perdra un peu.
En plus, c'est un aimant du rotor. Il ne faut pas qu'il se décolle en rotation.
Si on a 1 seul aimant, on change, on a une valeur différente, on aura une tension différente.
Si il y a 4 aimants, on risque d'en avoir un différent des autres.
Globalement, on n 'aura pas une onde symétrique : 1 alternance forte tension, une autre plus faible.

Scier un aimant ?
Un aimant qui chauffe beaucoup perd son aimantation....
Il faut considérer l'échauffement local : au contact de la scie.
aimant quelle matière ? un acier ? un composite ?
De l acier, on peut scier, les autres matières ?
 
I

ingenieu59

Compagnon
Bonjour,

merci MRG-NK d' avoir répondu .
J' essaie de trouver une solution pour réparer son sabotache . Les morceaux d' aimants manquants , je les ai , ils attendent d' être recollés .

Ce sont des moteurs qui acceptent une plage de tension pouvant aller de 380 à 480 V .
Celui là, c' était un 6300 watts pour 1030 trs/min.

Quand je parle de décoller pour recouper, c' était histoire de les recoller sur un rotor de moteur asynchrone . Avec rotor de même diamètre .
 
M

MRG-NK

Compagnon
Bonjour,
un rotor moteur asynchrone est bobiné : soit des bobines avec du fil, soit des barres alu, ca revient au même.
Il n'y a pas d'aimant. Le circuit magnétique du rotor n'est pas adapté pour faire un inducteur d'alternateur.

Je suppose utiliser un stator de moteur asynchrone ; et au centre, mettre un autre rotor
La fréquence dépendra de la vitesse de rotation et du nombre de paires d'aimants.
f = P * n . ; n en tours par secondes
La tension sera fonction des aimants ; et de la fréquence
Voir ce que l'on peut faire en fonction du matériel.

En ce qui concerne les aimants, les morceaux ne seront pas en contact parfait sur la partie restante.
Il y aura un entrefer... legér ; donc une perte de magnétisme

Cette réponse pour : on veut fabriquer un alternateur, à partir d'un moteur asynchrone.
Sans couplage sur secteur EDF.

Si on veut faire un couplage, il faut respecter une procédure, en particulier s'ssurer qu'il n'y a pas d'écart de phase, même un écart d'une fraction de degré seait dangeruse : un grand courant de circulaion.
Si on peut d'abord faire tourner en moteur, on a une synchro, ensuite le moteur qui alimente l'alternateur monte en puissance, A VITESSE de synchro ; on augmente le flux de l'inducteur, la tension créée par l'alternateur augmente.
Mais avec des aimants, impossible d'augmenter le flux... sauf si, en plus, on a des bobines qui permettent d'ajouter, retirer du flux. Commencer par travailler flux faible : en différentiel
Mais, il faut prévoir un bobinage ; des bagues collectrices....
Pour fonctionner en différentiel, il faut envoyer une tension négative dans la bobine.
L'avantage : on a une grande plage de fonctionnement avec un faible courant, Mais ne pas abuser : on affaiblit l'aimant, donc, c'est uniquement pour la connexion de la machine.

Si on parle génératrice, un électricien comprendra machine à courant continu.
Pour avoir une génératrice, il suffit de mettre un pont de diodes, on a du courant redressé, taux d'ondulation faible avec du triphasé : la tension ne repasse jamais à 0V contrairement au mono.

Plus la fréquence est élévée, meilleure sera la forme de la tension, du courant (dans un plage de F)


Je vois 1030 tours / minute En 50 Hz, un moteur 3 paires de poles tourne ) 1000 tours, mais pour un moteur asynchroe c'est moins.
Si c'est bien 1030 : et pas un peu plus... ??
ce n'est pas 1300 ? soit une synchro 1500tr/min avec 2 paires de poles qui est possible, logique
Je note un fort glissement
Compatible avec les 12 bobines sur une photo
 
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ingenieu59

Compagnon
Bonjour,

j' essaie de faire un montage à l' aide d' un entraînement électrique et variateur

J' ai essayé un moteur 1700 w donné pour 885 trs .

résultat : entre 2 phases = 230 V alternatif 60 hz et 700 trs/min
il va de soit que plus j' augmente la vitesse, plus je monte en voltage et en fréquence .
Pour obtenir 380 V , j' obtiens 100 Hz

première question : pour les appareils électroportatifs, est-ce qu' entre 2 phases ça peut convenir ?
deuxième question : Est-ce qu' un variateur de fréquence peut accepter 100 hz en entrée pour n' en donner que 50 en sortie tout en gardant les 380 V ?
 
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midodiy

Compagnon
230 V alternatif 60 hz
pour les appareils électroportatifs, est-ce qu' entre 2 phases ça peut convenir ?
Oui mais les appareils seront un peut moins puissant à cause des 60hz.
Pour obtenir 380 V , j' obtiens 100 Hz
Est-ce qu' un variateur de fréquence peut accepter 100 hz en entrée pour n' en donner que 50 en sortie tout en gardant les 380 V ?
Pour moi, aucun probleme.
 
I

ingenieu59

Compagnon
OK, merci midodiy

Demain, je vais tenter de mettre un 2.2 kw sur les plots et voir ce que cela va donner . Je mettrai les barettes sur le 2.2 kw en triangle, pour un 220 v tri . La perceuse a marché nickel , surtout en perçant .

Si j' ai le temps, Je vais essayer les plus gros , voir ce qui vont me donner .
 
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MRG-NK

Compagnon
Bonjour, le variateur en entrée transforme l'alternatif en continu, donc pour la partie puissance, en principe pas de problème : on hache le courant continu
Il faut que la tension d'entrée soit compatible, donc si 380 entre phases, ca doit entrer la la gamme de tension d'entrée
Si c'est 380V entre phase et neutre....Ca risque d'être trop ! Mis il me semble que ce n'est pas le cas.... à vérifier : on ne sait jamis !
 
I

ingenieu59

Compagnon
Bonjour,

je n' ai pas le neutre, je le prends directement sur la carcasse et j' obtiens la moitié de la tension entre 2 phases .
C' est à dire que le moteur, à 700 trs/min me donne 230 V à 60 hz et à 1050 , 380 V mais à 100 hz .

Pour l' instant, je ne fais que des tests , histoire de voir ce qu' il a dans le ventre ( ce qu' il est capable de donner pour un 1700 w )
La disqueuse 2100 w fonctionne , mais pas assez de pêche pour tronçonner .
J' ai déjà essayé des moteurs 380 v en 1.5 kw et 3.5 kw qui tournent très bien , mais pas testé le couple .
 
G

guy34

Compagnon
bonjour ,
pas assez de pêche pour tronçonner .
je crains fort qu'il n'y aie pas de miracle ... il manque l'aimantation nécessaire pour fabriquer la puissance ; il n'y a seulement qu'une rémanence ( pour le moins déjà sérieuse )
A++
GUY34
 
M

MRG-NK

Compagnon
Bonjour,
j'ai compris : on fait tourner un moteur ; il est couplé à un alternateur ; ce dernier alimente un convertisseur, qui fabrique du 50Hz
Effectivement, si on fait varier la vitesse, on fait varier la fréquence, la tension
Mais si on monte en fréquence, l'inductance des bobines va créer des pertes ; pour faire simple on double la fréquence on double les pertes.
Il y aura une conséquence quand on va demander un courant : la chute de tension sera proprotionnelle au courant
La "résistance" interne de l'alternateur c'est jLw + R ; ou racine de (L²w²+R²) Résistance du cuivre faible, inductance de la bobine forte
La chute de tension U=RI c'est pour le courant continu - en alternatif : u=ZI donc ici u proche de Lw *I
L valeur du bobinage et w = 2 * Pi * Fréquence

Le comportement en charge sera différent de celui à vide : l'alternateur est-il prévu pour du 400 Hz ?

Oui : si on augemte la vitesse, on va augmenter la tension et la fréquence ; cela malgré les pertes
Mais le rendement de la machine sera moins bon
Au delà d'une certaine puissance.... ca va chauffer
ok j ai vu la machine accepte 6 kW ; on va lui en demander 2.2
Si on fait un calcul rapide : puissance utile 2.2 ; consomme 3 kW et à peu près 4 kVA
le convertisseur va en demander entre 4 et 5 kW
Le moteur transformé en alternateur ; dans sa version moteur était un 6 kW
Je suppose en alternateur..... il reste sur 6 ; à sa fréquence nominale
Mais à une autre fréquence ; on risque d'avoir puissance demandée par convertisseur 5 + perte interne alternateur 2 ; total 7
Ceci est mon scénario simulation ; donc les chiffres sont indicatifs
 
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M

MRG-NK

Compagnon
Si c'est bien cela : une machine courant continu qui alimente un alternateur, puis un convertisseur.....
Si la tension courant continu est compatible avec le convertisseur ;
il est possible d'alimenter directement en courant continu le convertisseur.
En principe, le convertisseur a une entrée alternatif ; un pont de diodes, un condensateur....
Ensuite la partie convertisseur.... une alim à découpage pour la partie puissance
Pour la partie commande : une alim à découpage alimentée par le courant continu

Donc, si possible alimenter en continu ; on économise un étage ; meilleur rendement
MAIS il faut avoir une tension compatible et rester stable quel que soit la charge

Autre aspect : il existe des convertisseurs qui ont une entrée en monophasé ¿ c'est le cas ?
Si on alimente directement le convertisseur en 230V... on fait directement les choses
 
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