Général transformation moteur asynchrone en générateur synchrone

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ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour à tous.

Tout est dit dans le titre sauf que nous allons parler en règle général.
L' objectif étant de conserver la puissance , le voltage et la fréquence d' origine, à savoir 50 hz , 4 pôles .
Montage triangle 220 V et étoile 380 V en tri et avoir le 220 mono par le neutre .
Le rotor sera refait en fer doux .

D' après toutes mes lectures, il faut conserver le nombre de pôles d' origine pour avoir le 50 hz et ne pas modifier le stator .
Si l' on veut descendre la vitesse ( et augmenter le nombre de pôles ) , il faudra par conséquent modifier le stator et ses bobines .
Tout en respectant le nombre d' encoches, la puissance et le voltage d' origine. Le but étant d' avoir une MSAP génératrice ( aimants en surface )

Première question:
En descendant le nombre de tours , perd t'on en puissance comme pour les moteurs asynchrone tri ?

Deuxième question :
Pour le stator, faut-il rebobiner par des enroulements concentriques ou par des enroulements imbriqués. Quels sont les avantages de l' un par rapport à l' autre . ( au niveau fem , induction ... )
J' ai fait quelques schémas de connexion pour 4, 8 et 16 pôles que je vous soumettrai . ( demain ou dimanche , si j' en ai le temps)
Vous me direz si c' est bon ou pas .

Merci.
 
Jope004
Jope004
Compagnon
Bonjour,

En voilà une idée intéressante ! C'est aussi une idée qui me trotte dans la tête depuis un certain temps.
Concernant la puissance, elle sera proportionnelle à la vitesse, si les autres paramètres ne changent pas (induction maxi, ...).
Mes cours de bobinage sont très loin. Alors je ne saurais pas conseiller sur l'une ou l'autre façon de disposer les bobines.

Concernant le rotor, il y a plusieurs solutions. En transformant le moteur en générateur, le rotor passe d'induit à inducteur. Son rôle est de créer un champ magnétique continu.
Le rotor d'origine est déjà en tôles de bonne qualité. Il faut "juste" arriver à enlever l'aluminium d'origine.
On peut le refaire en massif, mais il y aura un peu plus de pertes fer.
Ensuite, il faut générer le champ magnétique, soit par aimants permanents, soit par un électroaimant (comme sur les alternateurs de voitures).
Créer le champ avec des aimants permanents est probablement assez simple : pas de bagues collectrices à ajouter, pas d'énergie pour alimenter. L'inconvénient est qu'il faut tomber pile sur le trio souhaité Tension, Vitesse, Fréquence. Pas de réglage possible ! Le prix des aimants peut être aussi assez élevé.
Avec un rotor bobiné, il faut ajouter les bagues collectrices, mais la tension peut être régulée très facilement.
On peut aussi jouer sur les deux tableaux : aimants permanents + bobinage pour ajuster finement la tension.
 
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F
fredcoach
Compagnon
Je vous prie d'excuser mon ignorance et ma curiosité mais je me demande pourquoi il faut rebobiner.:smt017
 
Jope004
Jope004
Compagnon
pourquoi il faut rebobiner.
Rebobiner le stator est nécessaire si on veut modifier la vitesse et le nbre de pôles. Par exemple passer de 4 à 2 pôles en multipliant la vitesse par 2 tout en conservant la fréquence de 50 Hz.
Rebobiner le rotor ou y mettre des aimants permanents est nécessaire pour créer un champ magnétique continu.
 
J
Jmr06
Compagnon
Dans les asychrones, il n'y a pas de connexion entre rotor et stator (les circuits du rotor sont en court circuit). Si on veut alimenter le rotor, il faut reconstruire les flasques pour y loger un collecteur, c'est ça ?
Je suppose que si c'est un rotor en cage d'écureuil, c'est encore plus complexe, il faut tout reconstruire le rotor ? Où il y a des astuces ?

Autre question : je dis une bêtise si je dis qu'un moteur asynchrone est réversible ? On peut l'utiliser aussi bien en génératrice qu'en moteur, ou je me tromper ? Si c'est cela, pourquoi faire des modifications sur le moteur plutôt que de mettre de l'électronique derrière pour ajuster tension et fréquence ?
 
F
fredcoach
Compagnon
Rebobiner le stator est nécessaire si on veut modifier la vitesse et le nbre de pôles. Par exemple passer de 4 à 2 pôles en multipliant la vitesse par 2 tout en conservant la fréquence de 50 Hz.
Rebobiner le rotor ou y mettre des aimants permanents est nécessaire pour créer un champ magnétique continu.
Oui, je suis bien d'accord mais ça ne semble pas être le cas ici pour le stator. Je cite:
" L' objectif étant de conserver la puissance , le voltage et la fréquence d' origine, à savoir 50 hz , 4 pôles . "
Non, ce que j'avais raté est la volonté de passer d'asynchrone à synchrone.
Il aurait été plus simple, me semble-t-il, d'en faire une génératrice asynchrone, mais ce n'est pas le sujet.
Merci pour ta réponse.
 
Daniel Pouzenc
Daniel Pouzenc
Compagnon
Bonjour,
Oui le moteur asynchrone est réversible à condition d'être couplé au réseau.
En général c'est le réseau qui fournit le courant magnétisant et qui fixe la fréquence.
Plus on essayera de faire tourner plus vite le moteur d'entraînement, plus la génératrice fournira de la puissance active.
On peut aussi utiliser des condensateurs pour fournir le courant réactif et la machine devient autonome. (difficulté de réguler la batterie de condensateurs pour conserver une tension constante) . Nécessite aussi une régulation de fréquence.
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour,

En effet, on peut mettre une batterie de condensateurs sur un asynchrone .
Concernant le rotor, je pensais à du mécano soudé , pour avoir une ventilation ou refroidissement des aimants .
Les aimants dont je dispose font : 180 x 70 x 15 en ferrite .
Pourquoi refaire le bobinage du stator, c' est simple, il est cramé .
DSC06920.JPG


Actuellement , il est en 4 pôles ...4 bobines étagées dites concentriques
Photo du schèma relevé sur le noeud côté connexion ( encore plus cramé )

DSC06945.JPG


Actuellement , chaque bobine contient 96 fils ou 16 enroulements de 6 fils .
Sur le bornier, les fins des 2 bobines d' une même phase sont reliées sur un fil . Est-ce normal ?
Ou, il faut une bobine en sens contraire par rapport à l' autre.
 
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gégé62
gégé62
Compagnon
Sur le bornier, les fins des 2 bobines d' une même phase sont reliées sur un fil . Est-ce normal ?
Ou, il faut une bobine en sens contraire par rapport à l' autre.
salut ingenieu59, quand tu "bricoles" ce n'est pas à moitié...:-D

si on se fie au dessin, en suivant un fil de ces deux bobines en série, on voit que l'enroulement se fait dans un sens pour l'un, dans l'autre sens pour l'autre. Mais se fier au dessin de principe....en tous cas il me semble que les couples de bobines qui sont diamétralement opposées doivent produire (ou recevoir) un même champ magnétique dans l'espace. Donc si on "déroule" le circuit comme sur le dessin, il faut que les deux soient contraires.
C'est ce qui me semble, je ne suis pas spécialiste.
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour Gégé ,

Tu as raison, lorsqu' on enroule , on a bien les bobines en sens contraire . Mais, le dessin que j' ai fait , il doit être bon . Malgré les fils qui cassaient comme du verre .
Les experts, s' ils passent par là, pourront le confirmer .
Le montage est série pour de l' étoile .
Par contre, ça va se compliquer pour passer en 8 pôles
 
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ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Quelqu' un pourrait me confirmer , si je ne fais pas d' erreurs . Toujours pour un montage étoile .
DSC06947.JPG
 
Jope004
Jope004
Compagnon
Mes cours de bobinage sont loin, mais ça me semble correct. C'est un stator à 48 encoches ?
 
gégé62
gégé62
Compagnon
lorsqu' on enroule , on a bien les bobines en sens contraire . Mais, le dessin que j' ai fait , il doit être bon
oui, c'est aussi mon avis. En sens contraire sur le dessin, comme si on avait "déroulé" le stator. Donc dans le moteur réel, on a l'enroulement dans le même sens et le donc le champ dans le même sens, c'est ce qu'il faut, puisque ce champ traverse le rotor. Le raisonnement est sans doute différent sur un moteur comme un brushless avec rotor avec aimants externes, et où ce qui se passe d'un coté est indépendant de ce qui se passe à l'opposé diamétralement. C'est comme ça que je le vois.
 
Labobine
Labobine
Modérateur
Bonjour,
INITIATION AU REBOBINAGE - SCHEMATEQUE 24 et 36e Tri (google.com)
Ce qu'il faut tenir compte c'est le nombre d'encoches de votre stator parceque en pas normal le nombre d'encoches nécessaires est égal au nombre de phases x par le nombre de pôles x par le nombre d'encoches par pôle et donc par exemple pour 36encoches on peut faire (et je dis bien "en pas normal" parceque il existe le pas raccourci et le pas à trous partiel)
36/3*1(encoche par pôle)=12pôles
36/3*2=6pôles
36/3*3=4 pôles
36/3*6=2 pôles
Sachant que 12, 18, 24, 36, 48, 54, 72 sont le nombres courant d'encoches vous pouvez vous amuser à faire des schémas, si vous n'avez pas le nombre d'encoches voulues cela ne sert à rien..
On ne peut pas non plus même avec un nombre d'encoches correpondant faire n'importe quoi et quand vous aurez essayé de faire un 2 pôles dans une carcasse de 12 pôles quand vous ferez tourner votre moteur tout le quartier ou vous habitez sera au courant. Le contraire oui. Le problème est du à l'épaisseur (appelé talon) du circuit magnétique derrière les encoches. En 2 pôles la distance entre les pôles est de moitié du circuit, en 4 Pôles le quart, en 6....Ect et donc dans le talon il passe beaucoup plus de flux qui se croisent entre les phases avec un 2 pôles qu'avec un 8 pôles.
C'est cette cause aussi qui arrive lorsque l'on fait varier la vitesse avec un variateur.
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour à tous,

En effet, c' est bien 48 encoches.
Est-ce que quelqu'un peut me dire si les bobines, on commence par l' intérieur ou par l' extérieur quand il y a 2 bobines .

DSC06949.JPG


Et, Est-ce bien le montage série pour un branchement en étoile ou c' est le montage en parallèle .
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
En effet, le talon est assez grand . Dans 2 heures je prendrai la côte .

Longueur talon = Longueur encoche = 25 mm

Pourtant, j' aurai dit, plus il y a de matière, moins ça chauffe .
 
Dernière édition:
midodiy
midodiy
Compagnon
Que de questions!
La seule chose que je peux dire c'est le relevé d'origine du post#8
Les 2 bobines rouge sont en // entre U et U' et elles tournent dans le même sens.
Pareil pour les vertes et bleues, je comprends pas l'histoire de @gégé62 qui les voit en serie :shock: :7hus5:
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour Midodiy

J' ai revu et corrigé le schèma de connexion , le voici, je pense sans erreur ( à chaque fois, problème sur la phase verte ) . Mr Labobine pourra le confirmer .

DSC06950.JPG


C' est un montage parallèle ( le plus simple qui soit ).

Voici ce que cela devrait donner en série :

DSC06951.JPG


Mais, maintenant, j' aimerai savoir ce que implique le montage série ou parallèle en terme de résultats .
Lequel des deux pour le montage étoile triangle ( 220 / 380 ) ?
 
midodiy
midodiy
Compagnon
Pour moi c'est pareil. Simplement en serie, il n'y aura que 110V aux bornes d'un bobinage alors que en //, il y aura 220V sur chaque bobinage. Pour obtenir le même champ magnétique, il faut adapter le nombre de spires. Le courant dans chaque bobinage ne sera pas le même. Admettons un courant en étoile de 10A sur la plaque du moteur, bobinage en // donc 5A dans chaque bobinage. Si tu les mets en serie, il va passer 10A dans chaque. Le fil sera de plus gros diamètre mais il y aura moins de spires.
Sauf erreur parce que je raisonne comme si c'etait un transfo...
 
Labobine
Labobine
Modérateur
Bonjour,
En fait dans un schéma de moteur il y a 2 schémas en un seul : celui des enroulements et celui des connexions. Pour les enroulements cela concerne la vitesse par rapport aux nombres de pôles et au nombre d'encoches et pour les connexions le couplage : série, parrallèle, série/parralèle, fils parrallèles.
Les schémas de base sont toujours conçus en couplage série.
Mais je ne vais pas vous faire un cours sur parallèle ou série, vu que ici :
Tout est expliqué de A à Z et compréhensible sans être ni bachelier ni ingénieur.
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Pour moi c'est pareil. Simplement en serie, il n'y aura que 110V aux bornes d'un bobinage alors que en //, il y aura 220V sur chaque bobinage. Pour obtenir le même champ magnétique, il faut adapter le nombre de spires. Le courant dans chaque bobinage ne sera pas le même. Admettons un courant en étoile de 10A sur la plaque du moteur, bobinage en // donc 5A dans chaque bobinage. Si tu les mets en serie, il va passer 10A dans chaque. Le fil sera de plus gros diamètre mais il y aura moins de spires.
Sauf erreur parce que je raisonne comme si c'etait un transfo...
Bonjour midodiy,

D' accord,
Donc, ce que tu veux dire, c' est qu'il risque de produire 220 V tri au lieu du 380 tri en montage étoile .
En étant bobiné comme à l' origine ( en paralléle ).

Bonjour Mr labobine, en effet, je me suis inspiré de votre sîte pour corriger les erreurs .
 
midodiy
midodiy
Compagnon
Je veux dire que bobiner en serie ou en //, c'est pareil mais le nombre de spires et le diametre du fil sera different. Il y aura toujours 380V en etoile.
Sur le lien de labobine, il est ecrit que c'est un choix en fonction de la puissance du moteur. Petit moteur toujours en serie, gros moteur toujours en //, c'est pour reduire le diametre du fil pour la facilité du bobineur.
 
FB29
FB29
Compagnon
Lorsque les bobines sont en parallèle il faut être sûr qu'il y ait le même nombre de spires dans les bobines, sinon il y a d'important courants de circulation parasites entre bobines.

En montage série une différence du nombre de spire influe juste un peu sur la tension nominale.
 
Dernière édition:
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour,
Merci pour vos réponses .

Mr LABOBINE parle de série/paralléle sur les bobines , je vais faire en sorte d' avoir 2 bobines de 3 fils, plutôt qu' une seule de 6 fils .
J' ai lu que cela pouvait améliorer le rendement .
 
ingenieu59
ingenieu59
Compagnon
Bonjour,

Voici où j' en suis :
peinture vernis spécial :
DSC06952.JPG


Mise en place des protections qui vont bien :

DSC06953.JPG


Puis, à l' aide d' un outil très spécial et non prévu à cet effet, j' ai pu les placer correctement.

DSC06956.JPG


DSC06954.JPG


DSC06955.JPG


il y en a quelques unes qui auront besoin d' être recoupées après bobinage.
Il faut, que je me fasse une bobineuse artisanale .
 
M
MRG-NK
Compagnon
Bonjour, en réponse aux posts 5 & 7 : on peut utiliser un moteur asynchrone en alternateur asynchrone, mais uniquement avec un rotor bobiné: On alimente le stator : fonction excitation ; un autre moteur fait tourner le rotor, on récupère la tension sur les 3 bagues du rotor.
Si on bloque le rotor, on obtient du 50 Hz ; si on fait tourner "à l'envers" le rotor, à la vitesse synchroniqme on a du 100 Hz.
Ce montage permettait d'avoir une fréquence autre que 50Hz
Si on se sert du moteur normalement.... il tourne dans un sens....
Si on lui flanque un moteur qui lui impose de tourner 2 fois moins vite, ET dans le même sens, on obtient du 25Hz : ca correspond à un glissement de 50% sur un moteur "normal
Si on fait tourner à demi vitesse, mais à l'envers, on a du 75Hz
Maintenant, on utilise des VAR : c'est plus simple, plus facile, moins couteux...
 
M
MRG-NK
Compagnon
La fréquence f obtenue est fonction du nombre de paires de poles P et de la vitesse n > f = P * n
La tension est fonction du flux : les aimants, électroaimants ; la vitesse ; ainsi que le nombre de conducteurs dans le stator : nombre de spires ; le couplage ⌂ ou Y donnera la tension finale
 

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