condensateur qui chauffe... dans une alim.à découpage.

[invite85ba8269]

Bonjour à tous , les passionnés ...

Un groupe électrogène triphasé (pas possible d'en sortir le neutre,c'est un montage très spécial) fournit du 380 entre phases lorsqu'il tourne à sa vitesse nominale.
L'alternateur est dit " à vitesse variable" ,je ne sais pas pourquoi ...
Je souhaite charger des batteries stationnaires 24v 400 ah avec ce groupe (mise en route automatique dès que les batteries arrivent à 23v,sachant qu'elles sont normalement rechargées par des panneaux solaires,la journée)
J'ai des alims. à découpage qui fonctionnent entre 100 et 230v.
Donc j'ai pensé que si je faisais tourner le groupe moins vite,étant donné que l'alternateur est à "vitesse variable",je pourrais me retrouver dans la plage 100 -> 230v et donc connecter entre phases,mes alims à découpage.
Celles ci fournissent du 36v en sortie et alimentent chacune un régulateur abaisseur de tension réglé en tension à 26 v en sortie et à 5 A Imax. Ainsi elles produisent 5A jusqu'à ce que la tension des batteries se rapproche de 26v .

Eh bien figurez vous que ca fonctionne ...

Sauf que les condensateurs de lissage ( 100uf 400v ) situés au primaire des alims à découpage (juste après le pont redresseur) chauffent et se rapprochent dangereusement des 105° ce qui m'oblige à ne faire fonctionner le groupe que 15 min au maximum puis à attendre que les condos refroidissent.(Il y en a un qui mourru de chaud lors d'un fonctionnement de 30 min)
Tout chauffe un peu d'ailleurs , mais les transistors étant montés sur des radiateurs,mes trois petits ventilateurs évacuent les calories sans pb,sauf les condensateurs.
C'est difficile à refroidir un condensateur ... comment faire pour lui associer un refroidisseur ??

Alors j'ai pensé que le pb venait peut être du fait que ces alims acceptent de grandes variations de tensions d'entrée,mais à 50 hz.
Or en ralentissant la vitesse du groupe,je ralentis la fréquence,et donc peut être qu'il faudrait recalculer la valeur de ces condensateurs ?
Garder la caractéristique 400 ou 450 volts,mais changer la valeur des 100 uf ?
Qu'en pensez vous ?

Sachant que ces alims à découpage peuvent fournir 6,5A sous 36v , 180w
et que je "tire" 5A sous 26v (130w) des modules abaisseurs qu'elles alimentent.
Pour une tension entre phases d'environ 160v.
et je ne connais pas la fréquence.

merci pour vos réponses
-----

[penthode]

hello ,

il faudrait voir la forme d'onde fournie par le groupe.

le moteur étant à "vitesse variable" c'est donc un groupe dit inverter : c'est une électronique qui assure le 50 Hz,
avec souvent une forme d'onde loin d'être sinusoïdale.

[invite85ba8269]

Bonjour,
C'est un vieux groupe CARRIER destiné à alimenter un groupe de froid de semi remorque.Il est embarqué sur le camion et ne fournit QUE du triphasé.Il n'y a pas d'électronoque.Sa puissance est de 10 kw en triphasé.Il est excité en série par une batterie 12 v et par le courant du groupe lui même.En effet,ce courant est redressé par un gros pont de diodes et devient du continu à l'intérieur même de l'alternateur,il passe à travers le roteur (en se superposant au courant continu de la batterie 12v) pour fournir une excitation variable.Plus l'alternateur produit,donc force,et plus son courant augmente ,ce qui augmente l'excitation.C'est ça la régulation ! il n'y a strictement AUCUNE électronique mis à part 2 ponts de diodes.
Pour comprendre le fonctionnement de ce truc à priori,c'est un casse tête,et personne n'avait trouvé une solution pour en sortir le neutre.
J'avais trouvé un blog quelque part oû quelqu'un qui possédait le même,avait posé la question.
Les alims à découpage ayant une plage de tension d'entrée très variable,il m'est venu l'idée qu'en agissant sur le papillon des gaz du moteur,je pourrai le ralentir et donc baisser la tension pour être dans la plage 100 ->230 et ça marche,mais la fréquence doit être n'importe quoi autour de 30 hz ,et la forme d'onde,une sinusoïde dégradée...
D'oû ma question du départ,est ce que le condensateur de lissage d'entrée de l'alim chauffe pour cette raison et comment y remédier ? il faut augmenter ou diminuer la capacité ?
(je vais scanner le schéma de ce truc pour vous le soumettre )
merci

[penthode]

as-tu bien vérifié que la tension est de 230v en entrée de ton alim ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[omega.067]

bien le bonjour
et tout simplement intercaler un transfo triphasé 400/230 de puissance adéquate (en rapport avec la puissance réellement utilisée) , ça ne résoudrait pas plus facilement le problème ?
Michel

[invite85ba8269]

Bonjour,
voila le schema du groupe,



je voudrais juste savoir pourquoi ce condensateur chauffe ... merci

[invite85ba8269]

Et j'ai BIEN vérifié qu'au ralenti, ma tension est de 160 v aux bornes de mes 3 alims. (voir le texte)
Chaque alim. étant brachée entre 2 phases.

[penthode]

et la forme d'onde ?

[invite85ba8269]

J'ai mesuré à l'oscillo. la péride est de 45 ms ,22hz
et la sinusoîde est un peu déformée.

[penthode]

si la crête est trop élevée ( impossible de lire ce truc) ça explique la chauffe des condos

[invite85ba8269]

Mais on voit bien la forme d'onde là ....
et avec 10ms/div ça fait bien 45 ms pour une période ...
D'ailleurs en faisant une simple règle de trois : 380 -> 50hz je trouve 21 hz pour 160v.
ici j'ai mis un diviseur de tension pour connecter mon oscillo donc la tension crête lue sur l'oscillo ne veut rien dire ,pas la peine de la voir.
Je mesure 160v en valeur efficace avec un multimètre ...
donc la valeur crête du 160v sera plus faible que la valeur crête du 230v .

Il n'y a pas une formule qui permet de calculer ce condensateur de lissage en fonction de la fréquence du réseau ???

Empiriquement je dirais qu'il faut augmenter sa valeur jusqu'à 270 uf .
Aujourd'hui j'en ai remplacé un qui fait 400v 100uf par un de 450v 100uf (qui trainait dans un tiroir)et du coup,étant donné qu'il est plus gros,il refroidit mieux.
C'est pas satisfaisant comme solution ...

Dommage que Daudet ne soit pas ici ......

[invite5637435c]

Bonsoir,

en attendant de voir votre relevé, à 22Hz le filtrage sera hors spec initiale, votre alimentation à découpage va souffrir.
Elle est conçue pour fonctionner de 50Hz à 60Hz, là vous êtes à moins de la moitié de la fréquence du dimensionnement d'origine de l'alim.

En prenant une approche simplifiée:

Q=I*t=C*U

C=I/(Vmax-V min)*f avec Vmax-V min l'ondulation aux bornes du condensateur de filtrage.

Après redressement (double alternance) la fréquence est doublée => 22Hz*2=44Hz
En principe avec 50Hz min secteur (soit 100Hz après redressement) on voit que pour conserver l'efficacité du filtrage d'origine il faudrait multiplier la valeur de capacité par 2.27.

Cela va se traduire par une ondulation bien plus grande (V min va descendre beaucoup plus bas) et donc le condensateur va se recharger avec des pics de courant bien plus élevé, ce qui va le faire chauffer (Pc=Rs*I²)

PS: des symboles bizarre apparaissent quand je poste Vmin, donc lire V min...

[invite85ba8269]

bonsoir,
Merci Hulk28,
donc si j'ai bien compris,pour que le lissage de la tension redressée se fasse correctement à 22hz (afin que les composants en aval puissent travailler dans de bonnes conditions,à partir d'une tension quasiment continue) il faut que je remplace les condensateurs par des 220uf. Malheureusement, leur température va augmenter au lieu de diminuer ...
Donc il ne me reste plus qu'à trouver des condensateurs à faible Rs et à les refroidir par tous les moyens à ma convenance ... c'est ça ?

[invite5637435c]

Si la capacité de filtrage augmente le courant pic va diminuer (le condensateur se déchargeant moins bas) et ils s'échaufferont moins (vu que dans le calcul de puissance dissipée I est au ²)
Par contre je suis plus sceptique sur votre montage général...

[invite85ba8269]

Merci encore,
En ce moment le groupe fonctionne par périodes de 15 min maxi. Chaque bloc d'alimentation (une alim à découpage suivie de son module step/down) débite 5A à 26v.
Donc j'arrive à 15A .Si je résoud le pb de la surchauffe (seuls les condensateurs chauffent) j'espère aller jusqu'à 20A et augmenter la période de fct jusqu'à 30 min.
Le groupe diesel (bicylindre) fonctionne au ralentis (pas encore mesuré,mais entre 1000 et 1500tr/mn),ne fait pas de bruit(ronronnement suave...) ,ne force pas(l'alternateur fournit 500w alors qu'il peut en produire 9000) et surtout,consomme très peu de ... huile de tournesol recyclée .Que du bonheur par rapport à mon ancien groupe Bernard à essence,très bruyant,qui chargeait mes batteries à 20A ,à fond en consommant du SP98 avec additif .

Et rien ne m'enpêche ,si ça fonctionne,de doubler,de tripler etc ... mes blocs d'alimentation décrits ci dessus pour charger mes batteries à 20 , 40 , 60 A (dans la limite du 1/10 de la capacité nom.des batteries )...

Merci encore pour les informations précises que vous m'avez fournies.
Denis

[BLI06]

Bonjour
Montage de 3 alim en étoile sur la sortie du groupe,de façon à avoir 3x230V ?
Cdt

[invite85ba8269]

Bonjour BLI06,
Pourquoi s'acharner à vouloir du 230 volts 50hz alors que mon seul pb est de recharger des batteries...
en plus en étoile à la sortie ? ce qui obligerait à ce que le groupe soit à fond pour produire du 380v 50 hz entre phases !
J'ai abandonné depuis longtemps la solution qui consiste à alimenter la maison en 230v 50hz et en même temps à recharger les batteries lorsque le groupe fonctionne.
Pb d'inversion des sources (avec l'onduleur) de qualité de la sinusoïde du groupe (voir le relevé à l'oscillo) et de la fréquence(a moins d'avoir un groupe parfaitement régulé qui va couter un bras)
Maintenant,le groupe ne fait QUE de recharger les batteries et un bon onduleur fournit à la maison en permanance un courant sinusoïdal parfaitement régulé en tension et en fréquence.Et les deux peuvent fonctionner indépendamment et en même temps sans microcoupures.
Et le groupe,c'est de la récup. car ce matériel n'intéresse personne car justement il ne génère pas de 230v !
Idem pour le groupe Bernard de l'armée (à essence) qui ne produisait QUE du 24v cc pour alimenter des batteries de campagne.

Bonne journée

[omega.067]

Bien le bonjour à tous

Par contre je suis plus sceptique sur votre montage général...

c'est vrai que je ne "pige" pas le fonctionnement du schéma général
2 redresseurs en pont, placés sur de l'alternatif ± 160V, et débitant directement dans la batterie de 12v
quand je "suis" le sens des courants, ça donne un résultat pour le moins étrange
qqun pourrait expliquer un peu comment ça se déroule
Michel

[bobflux]

Bizarre ce schéma.

> Si la capacité de filtrage augmente le courant pic va diminuer

Le courant pic dépend aussi beaucoup des résistances internes des différents éléments, qui sont inconnues. Et il y a aussi l'inductance de l'alternateur.

Il ne faut pas mesurer la température en surface des condensateurs, c'est la températeur "à coeur" qui compte... or la surface est refroidie par ton ventilateur, donc tes condensateurs sont probablement bien plus chauds à l'intérieur que ce que tu crois.

Perso je mettrais un redresseur en sortie du groupe, suivi par quelques condensateurs bien robustes, et j'alimenterais les alims à découpage en continu.

C'est une solution équivalente à remplacer les condos des alims par des valeurs plus élevées, mais ça évite les contorsions pour les faire rentrer sur la carte.

Au fait, tu charges tes batteries avec des panneaux solaires ? Quelle est la tension en sortie de ces panneaux ?

[bobflux]

Donc, je disais que si tes condensateurs sont à 105°C en surface, ils sont probablement cuits à coeur et mourrus.

Ta fréquence est trop basse. La raison pour laquelle les condensateurs chauffent n'est probablement pas due aux pics de courant de charge (désolé HULK) mais au courant de décharge. Ton alim à découpage sort une puissance constante, donc si on néglige les pertes, elle prend aussi en entrée une puissance constante et donc le courant en entrée est I=P/V, avec V la tension sur les condensateurs.

Tes condensateurs sont trop petits pour ta fréquence, ils ne sont pas rechargés assez souvent, donc entre chaque pic de charge, V va baisser bien plus que prévu, ce qui fait augmenter le courant d'entrée... note que les pertes en RI^2 dans le transfo, les transistors, etc, augmentent aussi.

Du coup, tu pourrais tout simplement redresser le triphasé avec un redresseur tri (6 diodes) et alimenter tes alims avec ce courant "continu" directement, sans rajouter de condensateurs comme je disais plus haut. Du triphasé redressé recharge les condensateurs bien plus souvent que du monophasé, d'ailleurs les condensateurs n'auront quasiment plus rien à faire...

[invite85ba8269]

Bonjour bobflux,
Ah,c'est intéressant ce que tu proposes ... je n'y avais pas pensé.
Je vais faire des essais en utilisant ta solution.

Pour répondre à Omega.067 ,
le schéma que j'ai posté n'est pas mon schéma,mais celui du groupe. Je l'ai juste recopié à partir de la plaque signalétique fixée sur l'alternateur.
Il faut savoir que cet appareil est accroché au dessus de la cabine des camions frigo(semi-remorque) est n'est destiné qu'à alimenter un compresseur de froid en triphasé 380v à 3000tr/mn.
Il est vrai que c'est un montage pour le moins bizarre,mais les ingénieurs de CARRIER savent ce qu'ils font,et surtout ils ne se sont pas embarrassé de la necessité d'avoir un neutre ou du 230v vu qu'ils n'en ont pas besoin sur un camion.
L'alternateur est excité par une batterie 12v (ou24v à condition de rajouter en série avec la batterie,une résistance de 2,2ohm 100w)
le courant d'excitation est de 5A.
Le courant triphasé qui passe dans la charge(le compresseur) est redressé à l'intérieur de l'alternateur et passe dans l'inducteur en se superposant au courant de la batterie.
Donc si ce courant de charge augmente,le courant d'excitation augmente ,ce qui relève la tension de sortie pour la maintenir en réalité à 380V.
C'est un moyen de régulation en sorte,en ayant un seul enroulement d'excitation dans l'alternateur.Ce système économise un deuxième enroulement d'excitation.
Le courant qui alimente le compresseur ,ne passe jamais dans la batterie.
D'ailleurs,la diode située sur le pont de droite ,et en bas à droite de ce pont,sert strictement à rien,sauf que pour des raisons pratiques,ils ont utilisé deux ponts identiques.
Maintenant le 160v ,c'est ce qu'on obtient sur les trois phases à la sortie,lorsque je fais tourner le moteur diesel au ralenti(d'ailleurs je pourrai aussi bien avoir 230v entre phases en choisissant la bonne vitesse,mais hélas je n'aurrai pas la bonne fréquence,donc ce 230v serait inutilisable ...)

[omega.067]

re
merci pour l'explication
Michel

[invite85ba8269]

Tu as tout vrai bobflux
aussi j'ai réussi à trouver des condensateurs de 18 x 50 en 220uf . ceux qui font 25 x 40 et qui sont plus courants ne rentrent pas ...
la hauteur n'est pas un problème

Ben le système est en 24v , et la tension à la sortie des panneaux à vide doit être autour de 40 v ??? je sais plus
mais ça régule jusqu'à 28,4v.

mes alims à découpage produisent du 36v et les alims step down qui suivent sont régulées en tension à 26v et en courant à 5A.
après ,il est vrai que tout doit chauffer un peu plus ,mais le transfo c'est raisonnable et les transistors sont sur des radiateurs ventilés.

[bobflux]

> aussi j'ai réussi à trouver des condensateurs de 18 x 50 en 220uf

Les specs à regarder sont l'ESR et le courant d'ondulation maximum autorisé (Max Ripple Current) mais ce dernier est donné pour du 50 hz en général.

J'ai regardé vite fait dans le motur de recherche de digikey, pour des 220µF 450V tu auras une ESR entre 0.3 et 3 ohms, et un courant d'ondulation max de 0.3 à 2.5 ampères environ. Comme ton alim fait dans les 200W, le courant tiré sur le condensateur d'entré quand il est en décharge sera dans les 1-2 ampères selon la tension entre 100 et 200V donc tu vois que les condensateurs donnés pour un "ripple current" bien plus faible que cela ne sont pas adaptés. Les prix ne sont pas si différents, donc autant prendre les bons.

Par contre, pas évident de les trouver sur reichelt qui a des frais de port pas trop chers... donc si tu peux mettre un redresseur tri à 6 diodes c'est largement plus simple, vu que les condensateurs ne travailleront presque pas. En fait, ça marchera sûrement avec ceux qui sont cuits...

[invite85ba8269]

Voilà,j'ai réuni le matos et reste plus qu'à assembler tout ça...
un pont de diodes tri de 60a et 4 condensateurs de 2200uf 420v (mais en 85°) cependant,ils ne devraient pas chauffer...

[DAT44]

Bonjour,
a oui !
CA devrais le faire

[bobflux]

+1 bon choix de capa

Par contre des gros condensateurs chargés sous haute tension c'est hyper dangereux donc je te prie de prendre les précautions requises, mettre tout ça dans un boîtier, et ajouter une petite ampoule de quelques watts ou autre signalisation de présence de tension qui sert aussi à décharger les condensateurs une fois le courant coupé, pour éviter de s'électrocuter...

[Black Jack 2]

Salut,

"et ajouter une petite ampoule de quelques watts ou autre signalisation de présence de tension qui sert aussi à décharger les condensateurs une fois le courant coupé, pour éviter de s'électrocuter..."

Attention quand même, comme le dirait très justement un ancien collègue, l'ampoule éteinte ne signifie pas forcément que la tension est faible, mais peut-être que l'ampoule est claquée.

Cela peut prêter à sourire, et pourtant ...