Utilisation d'un alternateur pour une turbine hydraulique

[invite61d1a78b]

Bonjour,

J'essaye de bricoler une mini-mini-turbine hydraulique :
J'ai fait les calculs de débit, le dimensionnement de la roue et réaliser la roue (type pelton)
Puis j'ai récupéré un alternateur (Valéo A13VI18). Le garagiste m'a certifié qu'il fonctionnait.
Enfin, j'ai mis une batterie et l'eau... puis... rien : 12.5 V entre le + et la masse, comme avec l'eau à l'arrêt.
J'ai plusieurs questions :
1. Comment brancher l'alternateur à la batterie, sachant que l'alternateur à 2 cosses : B+ et D+ ?
2. Quelle est, grosso-modo, la vitesse de rotation minimum pour que l'alternateur donne signe de vie ?
3. Y a-t-il un moyen pour tester à la maison l'alternateur, sachant qu'il n'est pas sur une voiture ?
4. Enfin, toutes suggestion pour résoudre ce casse tête...

Merci de votre aide !
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[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA,
Pour ton alternateur , c'est 1200/1500 tours minute, si tu veux qq chose !
Faut aussi fournir une excitation à ton alternateur.
http://www.club911.net/modules.php?n...article&sid=25
A+

[invite60c6fa7f]

Hello, demande a ton garagiste le regulateur de charge aussi si celui ci n'est pas interne a l'alternateur.

[invite61d1a78b]

Bonjour,

Merci pour vos réponses rapides. J'ai fait quelques essais et voici les éléments dont je dispose maintenant :

Tester un alternateur :
1. A vide, hors alimentation, la poulie de l'alternateur tourne librement. Une pichenette et elle est partie pour 30 secondes.
2. Raccordée correctement à une batterie, la poulie de l'alternateur résiste diablement : dès que vous arrêter de l'entraîner, elle s'arrête.
Donc, pas besoin de voltmètre ou de quoi que ce soit, juste une batterie pour tester son alternateur.

Vitesse de démarrage :
Je confirme l'information transmise, d'après la fiche technique de ma perçeuse, c'est en position 1400 tr/min que ça commence à faire du courant. En position 1000 tr/min le voltmètre reste plat. Il semble que ça démarre, dans mon cas, en dessous de 1400 tr/min (interrupteur perceuse pas complètement enfoncé).

Branchement :
Sur mon alternateur, j'ai deux bornes : B+ et D+
Connexion à B+ : pas de résistance poulie, pas d'augmentation du voltage à 1400 tr/min
Connection à D+ : résistance poulie, augmentation progressive du voltage à 1400 tr/min (avec une accélération de la perceuse dès qu'on franchi les 13.3 V)
Connection à B+ et D+ en série : idem que connexion à D+ seul

Le B+ étant la grosse cosse, je suppose que le bon branchement est B+ et D+

Maintenant, me vient un deuxième problème :

J'ai dimensionner la roue en fonction d'une vitesse de rotation à atteindre de 2000 tr/min et du débit disponible. Il a fallu aussi dimensionner l'injecteur.

Je pense que sans branchement batterie, la roue en eau dépasse les 1400 tr/min fatidique. Mais une foi connecté la batterie, une foi mit le couple résistant. La roue ralentit très sérieusement.

Comment connaître la résistance que va faire l'alternateur ?
Comment optimiser les montage diamètre d'injecteur, nombre d'injecteur, diamètre de roue... pour avoir le meilleur résultats ?
Enfin, est-il possible de rendre moins résistant l'alternateur ?

Bref y a encore du boulot...

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à toi,
Hum , tu nous parles d'un ALTERNATEUR !
Que vienne faire içi ..................des injecteurs ! (alternateur )
Il y a t il un régulateur de charge incorporé ...ou on ??
C'est le courant que débite l'alternateur qui fait que le couple deviens résistant.
Ce couple va dépendre du courant de charge de ta batterie. Ce sera donc ....variable.
A la limite pour un batterie complétement chargée, tu n'auras plus de couple résitif, ton régulateur coupera.

A+

[invite60c6fa7f]

Salut les gusses, je pense que les injecteurs, sont ceux qui envoient l'eau sur la turbine.

Pour le probleme de resistance a la rotation tu pourrais essayer de reguler differement le courant d'excitation (moins de courant, moins de resistance, mais aussi moins de puissance produite), mais pour ca il faut y avoir acces si le regulateur est integre ca peut etre un peu plus difficile.

Cela dit va jeter un oeil au club 911, tu saura a quoi servent les bornes D+ et B+

[invite61d1a78b]

Salut tout le monde,

Effectivement, les injecteurs sont les embouts qui envoient l'eau sur la turbine qui est branchée directement sur l'axe de l'alternateur.
En ce qui concerne le régulateur, je n'ai pas la moindre idée si le régulateur est intégré. A priori oui puisque je n'ai que deux sorties : La B+ et la D+ qui sert au témoin de charge et coupe circuit.

Baisser le courant ne ma fait pas de souci : je préfère produire un peu de courant avec une roue qui tourne que pas du tout avec une roue qui tourne pas.

[invite61d1a78b]

En fait, pour commencer, le problème est le suivant :

Sachant que j'ai un débit disponible dans le tuyau de 0.8l par seconde(sans compter les pertes lies à l'injecteur), selon mes calculs j'ai une puissance mécanique sur la roue possible de 784w (sans compter le rendement de la roue).
Est-il envisageable, dans ces conditions d'optimiser la roue pour faire tourner un alterneur 12V / 95A à 1400 tr/min ?

PS : avec l'injecteur actuel en place et un rendement mécanique de la roue de 50%, mon calcul ne donne plus que 122W pour entraîner l'alternateur...

[f6bes]

En ce qui concerne le régulateur, je n'ai pas la moindre idée si le régulateur est intégré. A priori oui puisque je n'ai que deux sorties : La B+ et la D+ qui sert au témoin de charge et coupe circuit.

Bjr à toi,
Hum , le lien FOURNI (message #2) indique SI le régulateur est intégré ...ou non.
Détail suivant le cas:
http://www.club911.net/articles/save...s/imageO5N.jpg
Donc SI le régul n'est PAS intégré tu as FORCEMENt une borne de connexion "excitation"!
A+

[f6bes]

Remoi,
L'ennuid'un alternateur de voiture c'est qu'il faut lui fournir une excitation (par la batterie) et si à l'arrét de l'al nertaneur tu ne coupes pas cette excitation, tu décharges ta batterie.
C'est le role de la clé de contact (coupure voiture à l'arrét) de couper l'excitation .
Tant que ton alternateur tourne = no probléme.

A+

[invite60c6fa7f]

Bien le bonjour!

Comme tu as remarque plus tot, passe 13,3V l'alternateur offre moins de resistance. C'est tout a fait normal, le regulateur vois que la tension est proche de la charge maximale et diminue le courant d'excitation et donc la puissance produite. Ces regulateurs de charge sont on ne peux plus basiques et je crois n'ont que 2 ou 3 courants d'excitation differents.
Donc ce que je te suggere pour commencer c'est de desosser l'alternateur afin d'acceder au regulateur. Tu trouvera la connexion de l'enroulement d'excitation. Puis d'isoler celui-ci du regulateur afin de pouvoir l'alimenter par une autre source comme une alim de labo variable. Je sais pas combien de courant sera necessaire mais je pense moins de quelques Amperes.

Ensuite fait tourner ta turbine a vitesse nominale, alternateur couple et branche a la batterie, puis alimente progressivement l'enroulement d'excitation, tu verras que plus tu monte la tension d'excitation, plus la puissance fournie est grande et plus l'alternateur offre de resistance.

Depuis la tu pourras imaginer de fabriquer un regulateur en fonction de la tension ou du courant a produire ou encore asservi a la vitesse de la turbine.
Dependant l'application que tu as prevue bien sur.

Bonne experimentation!

[invite61d1a78b]

Bonjour à tous et encore merci pour vos conseils et explications.

je part demain matin dans les pyrènes, là où doit être implantée la turbine. Comme la source d'eau a plus de débit que celle dont je dispose chez moi, je vais emmener la turbine en l'état pour faire quelques essais (en particulier étudier l'impact du diamètre de l'injecteur sur le débit réel).

Je serait absent une semaine. je vous tient au courant... et continu à vous harceler de question dès mon retour !

[invite60c6fa7f]

Bon voyage et bonne experimentation, alors!

Je me rejouis de savoir ce que ca donne, c'est le genre de projet qui fait envie d'essayer!

[invite61d1a78b]

Bonjour à tous.
Voilà, je suis de retour et j'ai fait mes expériences :

Débit avec un injecteur Ø5 = 0.43 litre par seconde
Débit avec injecteur Ø10 = 0.63 litre par seconde
Donc : la dimension de l'injecteur à un impact, non linéaire, sur le débit.
On ne peut pas prendre le débit sortie du tuyau et faire les calculs avec !

J'ai fait une série d'expérience en croisant les diamètres de roue et la taille de l'injecteur. Je n'ai jamais dépassé les 12.5V de la batterie.
Alors, j'ai fait une expérience intéressante : après quelques minutes de fonctionnement de la turbine branchée sur la batterie, j'ai débranché la batterie et branché une ampoule de phare sur l'alternateur. puis j'ai prit la tension aux bornes de l'ampoule.

Diamètre de roue 190 mm x Diamètre injecteur 5 mm
Vitesse théorique : 1050 tr/min avec un couple de 0.9 Nm
La lampe devient incandescente avec une tension de 5.61V

Diamètre de roue 102 mm x Diamètre injecteur 5 mm
Vitesse théorique : 1956 tr/min avec un couple de 0.5 Nm
La lampe devient incandescente avec une tension de 5.48V

Diamètre de roue 102 mm x Diamètre injecteur 10 mm
Vitesse théorique : 715 tr/min avec un couple de 0.3 Nm
La roue s'arrête lorsque je branche la batterie !

Donc : l'expérience confirme la théorie en thermes de tendance

Nouvelles questions :
1. Comment connaître le couple que je doit atteindre en connaissant les caractéristiques de l'alternateur ?
2. Comment rendre mon alternateur moins résistant... quitte à le rendre moins puissant ?

Merci d'avance pour vos conseils éclairés !

[invite61d1a78b]

Petite précision : l'ampoule de phare reste allumé autant qu'on veut. Moi je croyait qu'il fallait absolument une batterie aux bornes de l'alternateur pour que ça marche !?!?

Ci joints quelques photos du projet...

[invite60c6fa7f]

Hello! Content de voir que tu as pu mener tes experiences a bien! Pour ce qui est calculs de tuyauterie, c'est sur que je vais pas pouvoir t'aider, en revanche pour ce qui est de diminuer la puissance, il suffit de diminuer le courant d'excitariom, deja detaillé dans un post précédent. Si besoin d'aide pour ça faire hésite pas a demander!

[invite60c6fa7f]

Autre précision que j' ai oubliée, une fois lancée l'alternateur fourni lui même le courant d' excitation heureusement plus faible que le courant fourni! Il est peut être même possible qu'il produise du courant sans avoir besoin de batterie, si il ya suffisamment de magnétisme rémanent.

[invite61d1a78b]

Merci r4ph !

Je n'avais pas oublié ton post mais j'avoue être un peu effrayer par l'idée d'ouvrir l'aternateur...
Ensuite, j'ai pas d'alimentation labo... et le but du projet (comme on peut remarquer sur les photos) c'est de faire simple et pas cher. Pour l'instant j'en suis à environ 60€ en comptant 40€ pour l'alternateur (que j'aurait pu prendre gratuit en casse auto si j'avais su le tester...) et 20€ en bois et visserie. Donc disons qu'il serait cool que ça marche avec 40€ en plus max ...

[invite60c6fa7f]

Pas cher ça existe aussi! Si tu es un peu bricoleur ce qui semble être le cas et dispose d' un fer a souder un lm317 (gogole un coup) avec 2-3 autre composants facile a trouver et une batterie te donnerons une petite alim variable pas chère qui te permetterons sûrement de mener a bien tes expériences! Je te reviendrais avec un schéma! A+

[invite60c6fa7f]

Voila un piti schema simple pour une alim variable a partir d'une batterie pour essayer de varier le courant d'excitation. Note bien que je sais pas combien de courant sera necessaire a l'excitation dudit alternateur j'espere moins de 1.5A et qu'il ya de grandes chances que le regulateur variable LM317 ai besoin d'un radiateur. les composants sont pas vraiment critiques, la diode est une protection optionnelle. Un fusible entre la batterie et le montage peut aider en cas d'erreur de branchement. Si tu as besoin d'aide pour acceder a l'excitation, envoye des photos de l'alternateur (la ou il ya les bornes et ou des caches en plastique) Je pense pas que c'est trop difficile!

Bonne chance!

[invite61d1a78b]

Bon, je vais me lancer dans le démontage de l'alternateur, mais avant de tout casser et de me lancer dans des bidouilles sans fin, j'aimerai quand même bien savoir ce qu'il va se passer :
Mon alternateur fait 13V et 95A soit 1235 W.
Cette puissance électrique correspond à une puissance mécanique qui s'exprime par un couple X par une vitesse de rotation.
J'ai une idée tras théorique du couple hydraulique et de la vitesse de rotation dont je dispose 0.5 N.m à 1500 tr/min= 100 W mais sûrement que 50 W si on prend en compte les pertes de rendement de la roue.
Donc, il faut que mon alternateur soit baissé à 50 W, mais concerve une tension de 13V. Donc 50/13 = 3.8 A

Comment faire pour que l'alternateur ne débite plus que du 3.8A ? est-ce que le variateur de tension que tu proposes a un effet là dessus ?
Faut-il rembobiner l'alternateur ?

[invite61d1a78b]

Bonjour

J'ai commencer à démonter l'alternateur : une foi le cache plastique enlevé, dessous, c'est tout souder ou surmoulé dans le plastique. J'ai bien l'impression que je vais tout casser si je continue.

Une idée me passe par la tête :
Est-ce que je pourrait pas réduire la résistance et la puissance de mon alternateur en branchant des piles (3 x 1.5V par exemple) sur le D+ et la batterie uniquement sur le B+ ?

[invite60c6fa7f]

Hello! Pour répondre a qq questions.
Donc il est possible de diminuer la puissance fournie et donc consommée en variant le courant d' excitation. Par contre le courant et la tension dépenderont aussi de la charge.
Je suis pas suffisament expert es alternateur mais je pense pas que la combine avec des piles sur la borne D fonctionne, elle est prévue pour le témoin de charge et pour commander l'excitation (contact allumé).
Pour le démontage, je viens de penser que tu peux essayer de trouver le collecteur, peut être plus simple que demonter un régulateur surmoulé.
Sinon pour 100w Mecanique peut être un alternateur plus petit ou un moteur de recup. Ça dépend aussi de l' utilisation souhaitée, mais je pense que la recharge d' une batterie est une bonne solution pour pouvoir mettre un consommateur plus gourmand.

[invite60c6fa7f]

Pardon, lire fonctionne pas pour la combine borne D