Différence entre deux type de génératrices.

[invitee4d20841]

Bonjour à tous,
Je suis en 1ereS et je fini actuellement mon TPE.
Ma partie traite du fonctionnement de l'éolienne, et par conséquent je doit expliquer le fonctionnement de la génératrice, pièce maître de la conversion qu'effectue l'éolienne. J'ai choisi de décrire le fonctionnement de deux types de génératrice : synchrone et asynchrone.

Le soucis est que j'ai plein d'informations venant du net, mais que la plu part se contredisent. Je n'arrive pas à rédiger et comprendre le fonctionnement et j'espère en venant ici trouver quelqu'un calé en la matière qui pourrait m'expliquer la différence entre ses deux machine. (par ex : quel type de courant produisent elles ? alternatif, continu, triphasé etc..)

C'est un appelle au secours xD j'ai jusqu'à dimanche pour finir ma partie et j'en ai marre de ne rien comprendre, avoir une illumination qui est deux minute après écrasée par un autre info que j'avais trouvée autre part.

Des pages internet sur le sujet j'en ai des tonnes mais d'une elles sont souvent assez compliquée de deux peu précises et trois quelque une se contredisent. J'ai peut être aussi rien compris.


MErci d'avance pour vos futures réponses.

On m'a proposer de mettre ce message ici pour avoir plus de réponces, alors qu'il existe déjà dans la section "TPE TIPE" Si jamais un modérateur passe par là il pourra l'effacer ..

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[Zozo_MP]

Bonjour

ce n'est pas compliqué il suffit de lire dans mon site préféré, tout est expliqué (même moi j'ai compris)
http://www.windpower.org/fr/tour/wtrb/electric.htm
Il suffit de lire les trois items
-Génératrice
-Génératrices synchrones
-Génératrices asynchrones


Pas besoin de consulter 100 sites

Je vous laisse faire la synthèse vous même sinon revenez nous voir.

Cordialement

[HS ON]

PS : curieux pseudo pour une personne de 17 ans j'aurais choisi ellevarire ou ellevavivre. Bon courage être en première S ce n'est pas n'importe quoi c'est bien.

[HS /OFF]

[invitee4d20841]

Merci pour ta réponse,
Ça tombe bien c'est un de mes site préféré aussi il m'a beaucoup aidé dans mon TPE.

Mais tout est confus, je n'arrive pas a faire le lien entre tout les articles ..

A partir de maintenant je ne me réfère qu'a ce site alors.

Si je comprend bien,

Génératrice synchrone : Courant alternatif triphasé, besoin d'un raccordement indirect au réseau. montage en triangle etc.. seulement après on me dit que pour un courant triphasé il n'y a pas besoin de conversion pour le racordement, je n'y comprend plus rien en fait. C'est juste un réhaussement de la tension en fait ?

Et le courant alternatif à fréquence variable c'est pour laquelle des deux ?

Triphasé = courant continu finalement ou non ? (somme des tension = 0)

Génératrice asynchrone = Courant alternatif variable ? je ne comprend pas comment sont disposés les éléments dans cette génératrice.. (et je ne trouve pas de schéma). quel est le rôle de la cage ? le rôle de l'aimant ou de la bobine ? C'est un rotor donc je dirai aimant mais enfait nan j'en sais rien xD.
Et comment fait elle pour s'adapter aux pôles ?

Youpi tralala

[Pour mon pseudo c'est une longue histoire (on m'appelle cadavre) et oui la série S c'est LA série super top cool (surtout si notre but est la fac de médecine)]

[Zozo_MP]

A partir de maintenant je ne me réfère qu'a ce site alors.

C'est une suggestion !

Génératrice asynchrone = je ne comprend pas comment sont disposés les éléments dans cette génératrice.. (et je ne trouve pas de schéma). quel est le rôle de la cage ? le rôle de l'aimant ou de la bobine ? Et comment fait elle pour s'adapter aux pôles ?

C'est pourtant bien expliqué avec des animations aux chapitres que j'ai indiqué.


Pour la partie électrique tri, etcc. je laisse mes petits camarades du forum répondre ils sont trop forts.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee4d20841]

NAN nan nan je ne comprend rien.

quelque phrases me bloquent comme "Raccordement direct au réseau signifie que la génératrice est raccordée directement au réseau à courant alternatif (triphasé en général)." dans un autre chapitre, "a tension générée par l'éolienne est le plus souvent un courant alternatif triphasé de 690 V (CA). Le courant est ensuite conduit à travers un transformateur situé juste à côté de l'éolienne (ou bien à l'intérieur) pour augmenter la tension à approximativement 10.000 à 30.000 V, selon le standard du réseau électrique local." puis "Cependant, si vous débranchez la génératrice du réseau principal, il faudra la faire tourner à une vitesse de rotation constante afin de produire du courant alternatif à une fréquence constante." et encore "Il est effectivement possible d'obtenir une puissance constante dans un système CA." (on parle du courant triphasé là)

Alors là je ne comprend pas , on dit que le courant triphasé doit être modifié s'il est variable mais la somme reviens a zero (je suis très nulle en électricité si ça se trouve je dit n'importequoi) ...

Si j'ai ben compris les deux génératrices peuvent être en courant triphasé ?

Merci

[chatelot16]

asynchrone ou synchrone les 2 sont en general triphasé

couplé directement au reseau 50 hz ou redressement en courant continu et onduleur tout est possible que ce soit synchrone ou asynchrone

l'alternateur synchrone a aimant permanent est le plus facile a comprendre : il fait une tension proportionnelle a la vitesse de rotation

l'alternateur synchrone a rotor bobiné donne une tension qui peut etre ajusté en adaptant le courant d'exitation envoyé au rotor ( alternateur de voiture 12v )

les alternateur synchrone a aimant ou a exitation bobiné peuvent faire facilement du continu avec un pont de diodes

l'alternateur asynchrone a un rotor en court circuit : il faut l'exiter en lui donnant de la puissance reactive : c'est simple si ca tourne a la bonne vitesse pour etre couplé au reseau 50hz : pour une petite eolienne on ne peut pas mettre un simple pont de diode pour faire du courant continu : il faut un generateur electronique de triphasé qui donne la puissance reactive qui fait l'exitation et regule la tension produite

la generatrice asynchrone demande donc une electronique plus compliqué , mais le rotor en court circuit est beaucoup moins cher que les aimants permanents

[invitee4d20841]

Merci beaucoup pour ta réponse chatelot.

Donc si je prend le cas d'une génératrice synchrone simple à aimant permanent, Le courant se fait en fonction de la vitesse du rotor, il faut donc un raccordement indirect.
Je comprend ce type de génératrice synchrone.

Pour une génératrice asynchrone on prendra le cas d'une triphasée, qui donnera un courant constant en fonction du réseau ?
C'est le rotor courtcircuité qui créé un champs magnétique tournant ? et trois bobines sont placées sur le stator ? cela entraine un courant triphasé directement relié au réseau ou il est transformé ou redressé ou autre ?
Peut on dire que le courant triphasé est finalement utilisé comme un courant continu ?

Je pose beaucoup de question mais je suis encore dans le flou. Merci a ceux qui répondront.

[polo974]

Pour une génératrice asynchrone, si elle est raccordée au secteur, il faut "juste" qu'elle tourne un peu plus vite que la vitesse de synchronisme.

argh, c'est quoi ça....

On va faire simple:
prenons une machine asynchrone triphasée et virons le stator (question de faire simple).
On branche sur le triphasé, et dedans, oh miracle, il y a un champ magnétique qui tourne en rond à une vitesse dépendant de la fréquence du secteur et de la construction de la machine. disons 3000tr/mn (ça peut être un sous-multiple). On appelle ça la vitesse de synchronisme.

Si on met dedans un rotor en court-jus.
tant qu'il tourne moins vite que la vitesse de synchronisme, c'est l'électrique qui fourni et la mécanique qui reçoit, bref, c'est un moteur .... asynchrone. (ça marche bien tant qu'on est assez près de la vitesse de synchronisme, trop lent ça chauffe...)

maintenant, si on fait tourner plus vite que la vitesse de synchronisme, et bien cette fois ci, c'est la mécanique qui fourni et l'électrique qui reçoit. (Et même remarque sur la vitesse.)

A la vitesse de synchronisme, à part les pertes mécaniques (frottement) et électriques (fer et cuivre (soit magnétique et résistance électrique)), il ne se passe rien dans la machine (à part le fait que ça brasse de l'air).

Donc tout ça pour dire:
une machine asynchrone fonctionne correctement dans une plage de vitesse étroite autour de la vitesse de synchronisme (donc pas de grande plage de fonctionnement ! ! !).
une génératrice asynchrone reliée au secteur via transfo (et autres sécurités) ne doit être connectée que tant que sa vitesse est un poil supérieure à une valeur donnée (voir Vergnet.fr)

Et pour arriver à tout ça, on "bricole" sur le pas de l'hélice et le couplage de la génératrice (qui peut suivant les branchements (spécialement prévus) avoir 2 vitesses de synchronisme) suivant le vent afin de fournir le maximum (autorisé) de puissance au réseau.

Bon, maintenant, si c'est pour avoir du courant continu, eh bien, il faut créer de toute pièce cette fameuse vitesse de synchronisme, (ben oui, on n'a pas le 50Hz sous la main). C'est peut-être fastidieux, mais pas tant que ça ... et ça a un énorme avantage, c'est qu'on peut choisir la fréquence, ce qui veut dire qu'on peut utiliser une plage de vitesse de rotation de l'éolienne beaucoup plus grande qu'avant (simplification mécanique en vue...)

Bref, comme toujours, ce qu'on ne met pas d'un coté (méca) il faut le mettre de l'autre (élec) et vice versa...

[inviteead871d5]

l'alternateur synchrone a aimant permanent est le plus facile a comprendre : il fait une tension proportionnelle a la vitesse de rotation

désolé d'embrouiller tout le monde mais un alternateur (machine synchrone donc) fournie une tension constante quelque soit sa vitesse de rotation, par contre la fréquence de cette tension varie. dans le cas ou la machine est bobinée on peut faire varier la tension.

pour appuyer polo974 sur la machine asynchrone:

courbe du couple/vitesse:


on voit bien que pour avoir un couple négatif (donc être générateur), il faut une vitesse supérieur au synchronisme.

Roms42

[chatelot16]

Donc si je prend le cas d'une génératrice synchrone simple à aimant permanent, Le courant se fait en fonction de la vitesse du rotor, il faut donc un raccordement indirect.

pas forcement : la generatrice synchrone peut aussi etre couplé directement au 50hz du reseau : cela ne se fait pas beaucoup car avec le couplage direction l'asynchrone marche tres bien est est moins cher que les aimant permanent

C'est le rotor courtcircuité qui créé un champs magnétique tournant ?

non : c'est le reseau triphasé qui fait un champs tournant : et le rotor pousse le champs tournant et lui donne de l'energie : inverssement si le vent faiblissait et qu'il n'y avait rein pour debrancher c'est le champs tournant qui pousserait le rotor et l'eolienne deviendrait un ventilateur : n'importe quel moteur asynchone devient un alternateur quand on le fait tourner plus vite que sa vitesse normale

le stator peut avoir un bobinage permettant 2 nombre de poles different : pour les petit vent on met le grand nombre de pole pour avoir la 1ere vitesse : plus le vent soufle fort plus le couple donc la puissance augmente mais la vitesse reste constante : au dela d'une certaine vitesse de vent on sait que l'eolienne donnerait plus de puissance a une vitesse plus grande : on met le nombre de pole reduit et l'eolienne se met a tourner plus vite

je ne sais pas quel nombre de poles sont utilisé dans les grandes eoliennes : si le nombre de pole change dans un rapport 1 a 2 tout le cuivre du bobinage est utilisé a 100% dans les 2 vitesse

si l'on veut un changement dans un rapport plus faible 2 a 3 par example il faut 2 bobinages completements indepandants : donc cela demande une quantité de cuivre et de fer supplementaire

mais il y a d'autres solutions : utiliser la generatrice en couplage direct au reseau pour les vents forts et avec un variateur electronique pour les faibles vents : c'est ce qu'il faut faire avec un generateur synchrone ou le changement de nombre de pole n'est pas possible

[invitee4d20841]

Je ne comprend pas du tout le graphe, mais ce qu'il faut comprendre c'est juste que la vitesse de synchronisme du rotor doit être dépassée légèrement par la vitesse à laquelle tourne ce dernier. Merci pour cette précision.

Je comprend petit à petit ce que vous m'expliquez mais pas réellement en totalité.

Le courant ainsi formé comme m'a expliqué polo974 est donc directement utilisable ?
En laissant de coté le courant continu pour la génératrice asynchrone, le courant triphasé comment est t'il obtenu avec ce type de génératrice ?
Et si le rotor est branché il n'y a pas un enroulage des cable ? O o

La génératrice synchrone ne possède qu'une bobine dans le modèle que je présente. Est ce possible ? Car quand il y a deux bobines, elles sont placées l'une en face de l'autre et le couplage des deux tension devient nulle (comme en triphasé)

[invitee4d20841]

Ah ! je lit votre réponce chatelot16, j'ai posté apres vous mais je n'avait pas encore vue votre second poste.

[chatelot16]

désolé d'embrouiller tout le monde mais un alternateur (machine synchrone donc) fournie une tension constante quelque soit sa vitesse de rotation, par contre la fréquence de cette tension varie. dans le cas ou la machine est bobinée on peut faire varier la tension.

un alternateur a aimant permanent fournit une tension proportionnelle a la vitesse

pour produire une tension constante quand la vitesse varie il faut comme avec un alternateur 12v de voiture un rotor bobiné et un regulateur qui diminue l'exitation quand la vitesse augmente

[invitee4d20841]

non : c'est le reseau triphasé qui fait un champs tournant

Le réseau triphasé c'est le secteur ? Et c'est lui qui créé un champs tournant dans la cage ?

Citation:
Donc si je prend le cas d'une génératrice synchrone simple à aimant permanent, Le courant se fait en fonction de la vitesse du rotor, il faut donc un raccordement indirect.

pas forcement : la generatrice synchrone peut aussi etre couplé directement au 50hz du reseau : cela ne se fait pas beaucoup car avec le couplage direction l'asynchrone marche tres bien est est moins cher que les aimant permanent

Si je vais dans quelque chose de trop compliqué je ne saurai l'expliquer dans mon dossier ou a l'oral, donc je prend qu'un modèle pour chaqun des deux type de génératrice que je vous est dit.
Pour la génératrice synchrone comme dans mon message précedent j'aimerai faire le modele le plus simple (indépendante du réseau), ainsi que pour l'asynchrone. (celui que vous m'avait déjà expliqué)

[chatelot16]

oui il y a un grand nombre de combinaison possible et si tu veux envisager tous les cas possible tu n'en finira jamais

les solution les plus simples : pour les petites eolienne de quelques kw qui chargent une batterie : alternateur a aimant permanent triphasé et pont de diode des que le vent donne une vitesse suffisante ca fait la tension suffisante pour charger : plus le vent est fort plus ca charge fort mais la vitesse n'augmente pas beaucoup , c'est la tension de la batterie qui determine la vitesse : quand la batterie est pleine ou le vent trop fort on met l'eolienne en travers

pour les grosses eoliennes : generateur asynchrone a plusieurs nombre de poles couplage direct au reseau par des contacteurs : meme pas besoin d'electronique de puissance

[invitee4d20841]

Olala je suis okay pour les gén synchrones, mise à par que je ne comprend plus le courant triphasé visiblement.

Une question : un courant triphasé et directement utilisable sur le réseau français en 50Hz ? Mais je ne comprend pas, a quoi resseble la courbes des trois tension couplée ? (je dit peute tre nimportequoi) ça donne bien une droite donc une tension continue ? non ? Pourquoi l'utilité d'un pont de diode dans ce cas là ?

[et pourtant je réfléchis looongtemps avant de répondre .]

[chatelot16]

si on additionne les 3 tension des 3 phase on obtient une tension nulle : mais cette addition n'a aucun sens : on transmet les 3 phase sans les melanger : si on les melangait ca ferais plutot un cour circuit qu'une addition

et si tu fait un montage pour aditionner les 3 tension des trois phase par example en mettant en serie 3 secondaire de transfo tu aura une tension nulle : faut pas confondre nul et continu

[invitee4d20841]

HAA !
Donc si je dit

Un tour d’alternateur est de 360°, Pour insérer 3 phases (bobines), il faut les décaler d’une tiers de tour. On obtient alors un ensemble de trois bobines coplanaires et dont les axes concourent en un même point O. Ces axes forment entre eux des angles de 120°. Ce décalage s’appel déphasage
Chaque bobine est alors sous l’influence de l’aimant qui tourne en O. C'est-à-dire que chaque bobine, par induction, forme un courant alternatif.
Chaque bobine est ensuite reliée en série entre elles, comme un cours circuit. Du fait du déphasage, un tel couplage de tension est possible car leur somme est nulle ! On parle de couplage en triangle.

J'ai tout faux !!

En fait ce genre d'alimentation (en triphasé) c'est ce qu'il y a partout (les maisons) avec en plus la prise terre nan ?
ça veux dire que directement sorti comme ça d'une génératrice asynchone le courant peut directement etre utilisé.
Un autre point qu eje ne comprend pas, c'est comment en faisant tourner une cage peut ont obtenir un résultat en triphasé ? Le seul modèle que j'ai vu était lorsque d'un aimant droit tournait dans le meme plan que trois bobines.

[chatelot16]

si le rotor tourne exactement a la vitesse du champ tournant il ne se passe rien mais si le rotor tourne a une vitesse differente cela produit du courant dans le rotor et le rotor se comporte ainsi comme un aimant

quand un moteur triphasé a une vitesse nominale de 2800 t/min cela veut dire qu'il faut 3000 - 2800 = 200 t/min de glissement pour faire le bon courant dans le rotor : le meme moteur utilisé en generatrice synchrone devra etre entrainé a 3200 tr/min pour faire la puissance nominale

[invitee4d20841]

Je rappelle que mon niveau scolaire en électricité ne peut être au mieux celui de troisième si on met à part toute mes recherches pour ce TPE

Donc le calcul je ne vois pas d'où sort 3000 etc,.. bref

Je vous remercie tous pour votre aide il m'a beaucoup fait avancer dans mon travail.
Même si j'avais l'impression dêtre très bête avec tout ce que vous avez dit.

Je reviendrait si j'ai encore des petite questions. Plutôt sympas comme première expérience sur ce forum.

Bye

[polo974]

Je rappelle que mon niveau scolaire en électricité ne peut être au mieux celui de troisième si on met à part toute mes recherches pour ce TPE

C'est vrai que le sujet est "coton" et en plus on parle de 2 types de machines avec encore autant d'applications

Donc le calcul je ne vois pas d'où sort 3000 etc,.. bref

Pour une machine reliée au secteur: 50Hz * 60s = 3000tr/mn
C'est la vitesse maxi de synchronisme (ensuite en "bricolant" les bobinages, on peut avoir des fractions de cette vitesse, soit 1500, 1000, 750, 600, ...) mais passons...

Je vous remercie tous pour votre aide il m'a beaucoup fait avancer dans mon travail.
Même si j'avais l'impression dêtre très bête avec tout ce que vous avez dit.

Pas du tout, le mieux en fait serait pour toi de faire un tableau récapitulatif

1. machine synchrone
   Il y a 2 sortes de machine synchrone:
   à aimant permanent (dynamo de vélo dans sa version la plus primaire). la tension dépend de la vitesse de rotation.
   à électro-aimant: on peut moduler l'excitation, donc la tension dépend de la vitesse de rotation et de l'excitation, donc on peut avoir une tension constante dans une bonne plage de vitesse.

   1. couplée directement au réseau
      la machine doit tourner pile poil à la vitesse de synchronisme...
   2. tension "redressée puis utilisée"
      la vitesse de rotation donner une fréquence en sortie de l'alternateur, mais on redresse derrière. Bref pas de grosse contrainte sur la vitesse.
2. machine asynchrone
   1. couplée directement au réseau
      la machine doit tourner un peu plus vite que la vitesse de synchronisme... plage de vitesse possible de quelques %
   2. tension "redressée puis utilisée"
      la vitesse de rotation donner une fréquence en sortie de l'alternateur, mais on redresse derrière. Bref pas de grosse contrainte sur la vitesse.

Quand je dis "redressée puis utilisée", en gros, c'est basiquement ça, mais ça peut être bien plus compliqué, "juste" pour gagner 2 ou 3% de rendement.

Je reviendrait si j'ai encore des petite questions. Plutôt sympas comme première expérience sur ce forum.

Bye

On t'attend de pieds ferme...

[polo974]

HAA !
Donc si je dit

exposé ...

J'ai tout faux !!
...

Non, pas du tout, la somme (vectorielle (longueur + direction)) des trois tensions est bien nulle, on peut donc relier les 3 bobines en séries (à condition de ne pas en inverser une ).

[invitee4d20841]

Merci Merci Merci