Introduction
Sommaire
Vous trouverez dans cet article un retour d’experience concernant l’utilisation d’un moteur asynchrone triphasé en tant que générateur synchrone triphasé grace à l’utilisation de condensateurs.
Cet article résume l’expérimentation initialement menée par Cristof GUERIN.
Vous trouverez la vidéo complète de l’expérimentation sur la chaine de Cristof.
Principe et conditions
Notre moteur/générateur ne possèdant pas d’aimants (à la différence des génératrices à aimants permanents) ni d’aucun circuit d’excitation (à la différence des alternateurs) nous ajoutons un condensateur en parallèle de chaque phase du bobinage afin de fournir la puissance de magnétisation, aussi appelée puissance réactice. Cette puissance va servir d’amorce permettant ensuite aux bobines du moteur/générateur de se comporter comme des electro-aimants.
Il sera également nécéssaire d’entrainer la génératrice au-delà de sa vitesse de synchronisme (environ +5%).
Banc de test – Setup
L’expérimention est réalisée sur un banc d’éssai ou un moteur alimenté électriquement en entraine le moteur/générateur équipé de son jeu de condensateurs mécaniquement à l’aide d’un jeu de poulie et d’une courroie. Le rapport de transmission pour ces éssais est de l’ordre de un pour un (1:1)
Lors des tests en charge, la sortie triphasée du moteur/générateur est redressée par un pont de diode double alternance qui alimente un régulateur de charge type MPPT.
Spécifications des différents élèments
Moteur d’entrainement
C’est le moteur qui va entraîner la génératrice. Il est alimenté via un variateur de fréquence.
- Vitesse de rotation : 3000 tr/min
- Tension : 230/380V
- Puissance : 2200W
- Fréquence 50 Hz
- Poids : 13,3 kg
- Reférence : Y2-90L-2-2.2kW-B3
Variateur de fréquence
- Modèle : H100-3S2-1B
- Puissance: 3kW
- Tension d’entrée : 200 V
- Tension de Sortie : 0-220 V
- Phase d’Entrée : 1 ou 3 Phases
- Phase de Sortie : 3 Phases
- Fréquence d’Entrée : 50/60 Hz
Moteur/Générateur
C’est le moteur qui va faire office de génératrice, auquel nous allons ajouter un condensateur entre phase afin de fournir la puissance « réactive » nécessaire à l’amorçage de la génératrice.
- Vitesse de rotation : 1500 tr/min
- Tension : 230/380V
- Puissance : 1100W
- Fréquence 50 Hz
- Poids : 13,3 kg
- Reférence :
Calcul des capacités
Formule Cablage Triangle
f : Fréquence Hz]
V : Tension [V]
Nous calculons ici le couple en sortie d’arbre. La valeur du bras de levier (R) correspond au rayon primitif de la roue Pelton et (F) à la force d’un jet.
Formule Cablage étoile
C : Capacité [uF]f : Fréquence Hz]
V : Tension [V]
Résultats
A vide
En charge (MPPT)
Le tableau ci-dessous résume les tensions et puissances obtenues en fonction du couplage (étoile ou triangle) et de la vistesse de rotation de la génératrice