(eoliennes) remplacer les aimants permanents par des générateurs synchroness

[Seiter2468]

Bonjour

Je présente rapidement l’enjeu.

Aujourd'hui les alternateurs des barrages et des éoliennes (enfin les générateur électrique de manière général il me semble) utilisent des aimants permanents.

Sauf que le problème est le suivant : les aimants sont constitué de néodyme et de dysprosium qui sont des terres rares et donc des ressources critiques.

J'ai ouvert un sujet dans la partie "discutions scientifique" pour les alternatives et on m'a parlé des générateurs synchrones et asynchrones.

Je ne suis pas expert dans le domaine et je n'ai même pas fait science de ingénieure donc j'aurais quelques question :
-Comment les générateur synchrone produisent t'ils un courants sans induire un mouvement d’électrons avec le mouvement d'un aimant permanent ?
-Je vois que les générateurs synchrones produisent un courant continue. Cela pose il problème sachant qu'on favorise le courant Alternatif dans la distribution ?
-Dans le cas ou les générateurs synchrones ne sont qu'une utopie irréalisable j'ai fais des recherche sur des alternateur où l'aimant permanent n'est pas constitué de l'alliage néodyme-bore mais de ferrite. Cependant celui-ci est 3,5 fois moins aimanté... de combien le rendement sera il plus faible ? La relation entre production électrique et aimantation est elle proportionnel ?

Merci de m'avoir lu et impatient de lire vos réponses !
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[XK150]

Bonjour ,

Les alternateurs sont des machines synchrones de façon à fournir un courant alternatif de 50 Hz sur le réseau européen . Ils doivent tourner à une vitesse bien déterminée , souvent 1500 ou 3000 tr/min .
Les alternateurs de puissance ( barrages , nucléaire ) ne sont pas à aimants permanents , mais possèdent des excitations à rotors bobinés tournants , en fait des électroaimants à noyau de "fer " ,
parcourus par un courant continu appelé courant d'excitation .
Même les alternateurs auto ont des rotors bobinés .
Les alternateurs de vélo , eux oui , sont à aimants permanents et les petites machines en général .
Pour les éoliennes , c'est une autre histoire , car elles ne tournent pas à vitesse constante .
Les générateurs produisant du courant continu s'appellent souvent " dynamos " .

[BOB92]

Bonjour

La/les questions me paraissent touffues

Déjà, je ne comprends pas le titre
remplacer les aimants permanents par des générateurs synchroness
Un aimant, je crois savoir ce que c'est
un générateur synchrone ??? pour remplacer un aimant … là faut m'expliquer générateur de quoi ? , synchrone à quoi ?
car je connais (à priori) seulement les générateurs électriques synchrone et asynchrone

cordialement

[Seiter2468]

Bonjour et merci beaucoup pour vos réponses !

BOB92
Je sais pas j'ai peu être mal interprété quelque chose.

J'ai lu cet article
Capture d’écran (111).jpg

et un membre du forum m'a dit ceci
Capture d’écran (112).jpg

J'ai donc interprété que les machines asynchrone ne fonctionne pas avec des aimants permanent mais avec une alternative (un système de bobine parcouru par un courant continue).

Mais la réponse de XK150 m'a beaucoup éclairé sur le sujet !

Donc les Alternateurs de barrage et de centrales n'ont pas besoins d'aimants permanent c'est une excellente nouvelle !

Pour les éolienne qu'elle est le principe de fonctionnement ?

d’ailleurs si les "générateur de puissance" fournissent donc l’énergie mais pas avec une fréquence de 50 Hz (par exemple la turbine d'un barrage qui actionne un alternateur de puissance). Comment font les ingénieurs pour adapter le courant alternatif pour qu'il corresponde au réseaux européens ?

Merci encore pour votre présence et vos réponses

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Je reviendrai pour les éoliennes de puissance .

Les alternateurs DOIVENT tourner à leur vitesse nominale donnant le 50 Hz , sinon , ils " décrochent " .
Il existe heureusement des forces qui assurent un couplage fort entre tous les alternateurs en réseau , les grosses machines imposant leur fréquence ,
tout est bien expliqué ici :

https://forums.futura-sciences.com/p...frequence.html

[BOB92]

Bonjour

Je sais pas j'ai peu être mal interprété quelque chose.
J'ai lu cet article et un membre du forum m'a dit ceci
J'ai donc interprété que les machines asynchrone ne fonctionne pas avec des aimants permanent mais avec une alternative (un système de bobine parcouru par un courant continue).


Oui, je pense, en témoigne le titre et ton interprétation rappelée ci-avant :

a) Il existe 2 types de machines en courant alternatif :
- Les machines asynchrones (utilisées principalement en moteur) qui disposent d'un bobinage au rotor ( vrai bobinage ou cage d'écureuil) parcouru par un courant alternatif à la fréquence du glissement
- Les machines synchrones (utilisées principalement en génératrice, dénommées souvent alternateur) qui disposent au rotor soit d'aimants, soit d'un bobinage parcouru par du courant continu.
Les grosses machines ayant systématiquement un bobinage (pour différente raisons technologiques)

b) Les technologies modernes (calcul, modélisation, CAO, conception mécanique, ..) ont bouleversé cette classification , de par les besoins de réalisation de machines de très forte puissance ( traction électrique, propulsion des navires ) . Il est apparu diverses familles de machines basées sur l'optimisation et la gestion des flux magnétiques ainsi que des configurations originales de l'ensemble induit/inducteur … (le moteur linéaire en est un exemple).

c) L'Electronique de puissance, dans le domaine des courants forts, a fait de tels progrès en terme de puissance et de fiabilité, qu'on peut maintenant l'associer directement à une machine , et même l'hybrider (et même la rendre totalement transparenht à l'utilisateur).
L'objectif en est essentiellement le rendement et le coût tout en apportant des avantages complémentaires ( couple , souplesse aux commandes de Marche/arrêt, ..).

Je citerais, aussi, par exemple, dans le cas des éoliennes de puissance , la dualité Machine synchrone à rotor bobiné , et machines asynchrone à double alimentation 'MADA) dont le rotor est alimenté en très basse fréquence asservie par une électronique de puissance : On a ainsi un courant statorique en 50 Hz, quel que soit la vitesse du rotor.

La dualité aimants / pièces polaires avec bobinage n'existe que pour les machines de faible puissance , et là encore, ce sont les ratio de cout-fiabilité qui vont intervenir. Mais je suis persuadé que de pièces polaires originales verront le jour.

Cordialement

[Black Jack 2]

Bonjour,

Pour info :

Pour l'éolien et l'hydroélectricité, on trouve de tout, mais il est rare que le générateur couplé aux pales ou entrainé par le courant d'eau soit relié à la ligne de distribution d'électricité.
La vitesse de rotation n'est pas fixe et donc, très souvent, le générateur (couplé aux pales ou entraâné par l'eau) crée une tension variable continue (soit parce que le générateur est une dynamo ou un alternateur, mais alors suivi de redresseurs, et c'est un onduleur qui, à partir de cette tension continue "fabrique" l'alternatif 50 Hz (en Europe).

On en dit quelques mots sur ce lien : https://heliciel.com/helice/eolienne...20eolienne.htm

Ailleurs sur le web, on trouve ceci :
Techniquement, l’énergie hydroélectrique fonctionne sur le même principe que l’éolien.
L’eau emprunte une conduite, puis son mouvement entraîne la rotation d’une roue ou d’une turbine, laquelle combinée à un générateur produit un courant continu.
Un onduleur permet ensuite de le convertir en courant alternatif, qui peut être stocké dans des batteries ou renvoyé vers le réseau.

Bref, ceci-dit, les générateurs mus par les pales ou par l'eau peuvent être de plusieurs types, mais un bon pourcentage sont des générateurs à aimants permanents... surtout dans les éoliennes offshore.

Sur le web, on a ceci :

En éolien offshore, les aimants permanents restent intéressants, essentiellement pour des raisons de compacité des génératrices, d'efficacité et de moindre coût de maintenance.

ou encore ceci : https://www.connaissancedesenergies....s-rares-191127 où on lit :
Dans l’éolien offshore, les aimants permanents sont beaucoup plus développés, compte tenu de la nécessité « de réduire les coûts des opérations de maintenance, mais également de réduire la masse et l’encombrement des nacelles, permettant ainsi de diminuer le dimensionnement global du mât et des fondations »

[Seiter2468]

okayy. dejà je voulais vous remercier à tous car j'ai appris pas mal de chose grâce à vous (je dois avouer que c'était pas clair dans ma caboche haha).

alors je vais esayer de recapituler (corrigez moi si j'ai mal interprété)

pour le courant alternatif
on utilise des générateurs (appelés alternateurs) qui sont des machines synchrones qui induise un courant alternatif triphasé. ils sont couplé à d'autre système qui vont adapter la frequence à 50 Hz.
à l'arrivé les moteur utilisant ce type de courant seront eux des moteur asynchrones.

pour le courant continue
les générateur sont eux appelés des dynamo et les moteur à courant continue sont appelés tel quel.


Pour ce qui est de la production on favorise les dynamo pour leur compacité dans l'ydroelectrique et l'eoliens (pour l'instant car les aiments sont encore à faible prix). on privilégie le courant alternatif pour le transport pour des raison que je ne connais pas (moins de pertes ?). enfin dans les moteur on reprivilégie généralement les système à courant continue (TGV, grues etc...) pour la compacité il le semble

j'ai juste ?

[Black Jack 2]

Bonjour:

"pour le courant alternatif
on utilise des générateurs (appelés alternateurs) qui sont des machines synchrones qui induise un courant alternatif triphasé. ils sont couplé à d'autre système qui vont adapter la frequence à 50 Hz."

"on utilise des générateurs (appelés alternateurs) qui sont des machines synchrones qui induise un courant alternatif triphasé"

- Il existe aussi des alternateurs monophasés.

"ils sont couplé à d'autre système qui vont adapter la frequence à 50 Hz."

Si l'alternateur est entrainé à la bonne vitesse, la fréquence ne devra pas être "adaptée".
Si l'alternateur n'est pas entrainé à la bonne vitesse en permanence (comme souvent en éolien ou en hydroélectrique), alors on pourra redresser les sorties de l'alternateur et utiliser la tension DC ainsi produite pour alimenter un onduleur qui ...

"on privilégie le courant alternatif pour le transport pour des raison que je ne connais pas (moins de pertes ?)"

L'alternatif se prète bien aux modifications des tensions (par transformateur).
Elévations des tensions nécessaires pour le transport à longue distance et puis à l'abaissement des tensions pour ramener à ce qui est utile pour la distribution chez les gens (ou atelier ou ...)
Cependant, on voit de plus en plus du transport d'électricité en tension continue, par exemple (mais pas que) pour les lignes sous-eau (éoliennes offshore et ...).
La raison, est qu'en alternatif, (pour les câbles immergés) il y a beaucoup de pertes capacitives.