Améliorer le flux inducteur d'un alternateur

[trebor]

JeanYves56, ton croquis est le reflet exact de cet alternateur.

Bonjour,
Système ingénieux qui a évité le collecteur et les balais.
Puissance sans doute inférieure à un alternateur classique à cause d'un entrefer plus important, mais bien suffisant pour une moto.
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[Gyrocompas]

Bonjour,
Moment de suprême bonheur

JeanYves56, ton croquis est le reflet exact de cet alternateur.

Nous en sommes à 90+, à 30 j'avais prédit aucun progrès jusqu'à 60.
Heureusement qu'un croquis a été proposé avant.
Remarque : certains utilisent des aimants de haut parleur pour remplacer la dite bobine.
Souci, l'effet régulateur à l'excitation disparaît pour être confié au redressement.

[JeanYves56]

Bonjour ,

La vue éclatée du post 33 fut révelatrice ,

Tu sais bien , que de nombreux fils sont de véritables jeux de pistes , et c'est logique .

[invite1ba4e83a]

Bonjour,

J'ai réalisé un essai à vide en isolant l'alternateur du circuit et en branchant en série une ampoule dans le circuit d'excitation, au total R = 2 ohms. Voici les valeurs relevées entre 2 phases en alternatif :

Sans résistance : 44 V à 4000 tr/mn et 33 V à 3000 tr/mn
Avec résistance : 23 V à 4000 tr/mn et 17 V à 3000 tr/mn

Cette fois, la luminosité de la lampe est restée constante à tous les régimes.

[gienas]

Bonjour à tous

... J'ai réalisé un essai à vide en isolant l'alternateur du circuit et en branchant en série une ampoule dans le circuit d'excitation, au total R = 2 ohms
... Sans résistance ... Avec résistance ...

Pour bien comprendre un scénario et en tirer des conclusions, il faut le comprendre.

Là je n’ai pas la moindre idée du montage réel.

... Sans résistance : 44 V à 4000 tr/mn et 33 V à 3000 tr/mn
Avec résistance : 23 V à 4000 tr/mn et 17 V à 3000 tr/mn ...

Qui est la résistance. Combien fait-elle? Où est-elle branchée? Où la tension est-elle mesurée?

... Cette fois, la luminosité de la lampe est restée constante à tous les régimes.

On peut supposer que la lampe en question est celle que tu as mise en série dans la bobine d’excitations. Comme on sait qu’en fonction du régime une tension est variable quelque part (mesures précédentes) mais aussi, sachant que la résistance d’une ampoule à incandescence est variable en fonction de la température du filament, je ne sais tirer aucune conclusion de ta réponse.

[titijoy3]

il est normal que la tension baisse en ajoutant une résistance en série dans l'excitation vu que ça diminue le courant,
quel serait le comportement du courant de charge dans ces conditions ?

[trebor]

il est normal que la tension baisse en ajoutant une résistance en série dans l'excitation vu que ça diminue le courant,
quel serait le comportement du courant de charge dans ces conditions ?

Bonjour,
Une tension et une intensité plus faible ainsi qu'un champ magnétique plus faible du rotor et donc une inducton réduite dans le stator, conséquence une baisse de la tension et du courant en sortie de l'alternateur.

[titijoy3]

Bonjour,
Une tension et une intensité plus faible ainsi qu'un champ magnétique plus faible du rotor et donc une inducton réduite dans le stator, conséquence une baisse de la tension et du courant en sortie de l'alternateur.

ce n'était pas une question, c'était pour faire comprendre à somax la vacuité de sa démarche,

il est vrai que ça de nombreuse fois maintenant que des intervenants le lui expliquent mais ça ne semble servir à rien, 98 posts quand même!!

[JeanYves56]

Bonjour ,

Somax
La tension de sortie va être bonne avec une certaine tension d'alimentation du rotor
( c à d comme vous voulez faire , avec une certaine valeur de resistance en serie )

mais ceci est le boulot du régulateur !!

[invite1ba4e83a]

Bonjour,

Cette discussion fait suite à celle-ci. Pour résumé, j'ai un alternateur moto qui présente des problèmes liés à une surchauffe et dont la résistance de la bobine d'excitation diminue avec le temps (certainement des spires en court-circuit).
Dans un premier temps (fil précédent), je souhaitais mettre une résistance en série sur le circuit d'excitation afin de diminuer la surchauffe et essayer d'obtenir une tension de sortie acceptable. Je dispose ainsi d'une "variable d'ajustement" pour la suite.
Maintenant, mon but est de compenser la perte de flux inducteur du rotor par l'ajoût d'aimants permanents sur ce dernier et améliorer la tension de sortie. Dans un premier temps, je ne souhaite pas aborder la partie fixation des aimants sur le rotor (on verra cela plus tard) ni la partie régulation qu'il faudra peut-être modifier mais me concentrer sur la partie théorique liée au choix des aimants et à leur positionnement. Voici les questions que je me pose :

• comment identifier les roues polaires sud et nord

• taille des aimants

• combien d'aimants par roue polaire (2,3,6 ou 12)

• position de l'aimant par rapport à la griffe

• orientation de l'axe nord sud

Ma première idée était de positionner un aimant en ferrite de 7x7x5 (en rouge sur l'esquisse) au centre de chaque griffe en inversant le sens de l'axe nord sud en fonction des roues polaires. Il existe aussi des 18x10x6, variante que j'ai représentée en rose confetti.
Une deuxième possibilité serait de positionner 1 ou 2 aimants (en rouge et vert sur l'esquisse) sur chaque griffe, soit 6 à 12 aimants par roue pour se rapprocher du fonctionnement des alternateurs avec des aimants inter-griffes.

Ci-joint, un croquis de l'alternateur, le dimensionnement d'une roue polaire et 2 esquisses du positionnement des aimants.
roue_polaire_0.jpg
alternateur_coupe.jpg
roue_polaire_1.jpg
roue_polaire_aimant.jpg

[titijoy3]

il faudra que les aimants soient solidement fixés vu les tours moteur possibles,

de plus, la température peut être un souci, certains aimant se démagnétisent avec la chaleur

[JeanYves56]

Bsr ,

Quelques materiaux :
http://www.physique-et-matiere.com/aimant_permanent.php

[gienas]

Bonjour à tous

Cette discussion fait suite à celle-ci …

Donc, autant rester dans la même discussion pour ne pas avoir à naviguer de l’une à l’autre.

Elles sont fusionnées et le titre échangé.

La notion de nord et sud n’a aucune importance puisqu’il y a des redresseurs sur les sorties.

Le problème d’un aimant fixe, c’est qu’il n’y a aucun moyen d’agir sur la tension de sortie, qui sera dépendante de la vitesse, de la charge, et de l’aimant choisi.

L’aimant serait à mettre au noyau central, mais comme actuellement ce noyau sert à positionner les deux "cloches" l’une par rapport à l’autre, il peut être difficile de concilier la mécanique et la précision.

Trouver un aimant compatible risque d’être difficile et lui ne peut être usiné.

Il faut pouvoir trouver le bon aimant, et usiner le noyau (le supprimer) pour le remplacer par l’aimant.

[invite1ba4e83a]

Bonjour,

La notion de nord et sud n’a aucune importance puisqu’il y a des redresseurs sur les sorties.

Sauf erreur de ma part, dans un alternateur à griffes constitué de 2 roues polaires, il y en a bien une nord et une sud avec au final une alternance de pôles nord et sud. J'ai donc pensé qu'il fallait être très vigilant sur l'orientation des aimants pour bien renforcé le flux.

Le problème d’un aimant fixe, c’est qu’il n’y a aucun moyen d’agir sur la tension de sortie, qui sera dépendante de la vitesse, de la charge, et de l’aimant choisi.

Mon idée est de pouvoir agir sur la tension de sortie à l'aide d'une résistance en série sur le circuit d'excitation comme indiqué dans la première partie.

[trebor]

Bonjour,


Sauf erreur de ma part, dans un alternateur à griffes constitué de 2 roues polaires, il y en a bien une nord et une sud avec au final une alternance de pôles nord et sud. J'ai donc pensé qu'il fallait être très vigilant sur l'orientation des aimants pour bien renforcé le flux.


Mon idée est de pouvoir agir sur la tension de sortie à l'aide d'une résistance en série sur le circuit d'excitation comme indiqué dans la première partie.

Bonjour à tous,
Si ça fonctionne, le risque étant que le champ magnétique soit trop important malgré l'absence d'alimentation électrique du rotor.
La tension devenant incontrôlable à certaine vitesse élevée ou charge trop faible reliée à la sortie de l'alternateur.
Et pour y remédier à court-circuiter cette surtension produite vers la masse en pure perte avec surchauffe inutile du rotor.

[JeanYves56]

Bjr ,

Il y a de la résistance dans l'air !...

[Antoane]

Bonjour,

Il faudrait faire quelque chose dans ce genre :
fs1.PNG
(la position suivant l'axe importe peu, la direction N/S est fonction de l'alimentation de la bobine).

Par contre, comme l'aimant a une perméabilité de ~1, ca ajoute un entrefer pour le flux magnétique produit par la bobine.

Ca :fs2.PNG

ne convient pas car le noyau court-circuite le flux créé par les aimants.


La meilleure solution serait de rebobiner l'inducteur...

[invite1ba4e83a]

Merci Antoane de ta réponse. Tu penses donc qu'il est préférable de positionner les aimants au niveau de l'axe du rotor que sur les griffes?
Je n'avais pas du tout pensé à cette éventualité. Il me semblait préférable de les rapprocher au plus près du stator.

[gienas]

... Il faudrait faire quelque chose dans ce genre :
Pièce jointe 448300 ...

Je ne le ”vois” pas dans ce sens. Et surtout, je n’imagine pas cohabitation entre aimant et bobine d’induction.

S’il faut ajouter les deux champs, il faut que l’aimant apporte par exemple le sud en haut et le nord en bas (ou le contraire), dépendant du sens du courant dans la bobine.


Cependant, la solution c’est d’une part de mettre en évidence que la bobine a effectivement des spires en court-circuit et, s’il s’avère que c’est vrai, refaire le bobinage (simple à faire) avec la même section de fil mais de l’émail plus résistant en température.

Bien entendu, ce contrôle et la réfection sont à faire avant de penser à ajouter un aimant.

[JeanYves56]

Bjr ,

Le sens de l'aimant est bien a jouter ainsi , sur le noyau du bobinage !

mais comment installer un tel aimant en lieu et place de la bobine ??

[gienas]

... préférable de positionner les aimants au niveau de l'axe du rotor que sur les griffes? ...

Bien entendu. La ”griffe" comme tu dis est par exemple un nord et c’est l’opposé (la griffe d’en face), qui est ”son” sud.

Toutes les griffes d’une extrémité ont le même pôle.

[Antoane]

Bonjour,

Je ne le ”vois” pas dans ce sens.

Comment le vois tu ?

Et surtout, je n’imagine pas cohabitation entre aimant et bobine d’induction.

. Il n'y a pas de problème de principe à sommer les champs (ce n'est pas une invention de ce fil), mais, comme indiqué, je m'interroge sur l'entrefer aporté par les aimants.

S’il faut ajouter les deux champs, il faut que l’aimant apporte par exemple le sud en haut et le nord en bas (ou le contraire), dépendant du sens du courant dans la bobine.

Les deux champs s'ajoutent bien sûr algébriquement, mais je ne vois pâs ce que tu entends par "haut et bas", du moins dans le sens des figures proposées qui ont un axe de symétrie horizontal.

[Antoane]

Bonjour,

c'est ce qu'on voit dans cette simple simulation linéaire 2D, où un aimant permanent (mur = 1.1) est sur l'axe du rotor. En paramétrant la bobine pour qu'elle génère un 50 A*trn ou 0 A*trn, et l'aimant permanent pour avoir un champ cohercitif de 0 ou 10 kA/m (valeur raisonnable pour un aimant ferrite), on trouve que le flux de couplage (passant d'une griffe au stator) lorsque la bobine est alimentée (50 A*trn) et l'aimant "actif" (10 kA/m) est bien la somme du flux créé par l'aimant seul ou la bobine seule :
flux bobine seule : 2.6 µWb
flux aimant seule : 5.0 µWb
flux bobine & aimant : 7.6 µWb
La méthode est donc valide sur le principe

Par contre, l'aimant constitune un entrefer pour le flux créé par la bobine... en remplacant sa perméabilité par une valeur très supérieure (et irréaliste) égale à celle du fer (µr = 2000), le flux passe à 47.1 µWb (Hc=0).


fs2.PNGfs3.PNGfs31.PNG

[Gyrocompas]

Bonjour,
Avant de se lancer dans les travaux d'Hercule, la vérification de l'état de la bobine a-t-elle été faite?
Se fier au site xxxxx où machine a réussi à dépanner n'est jamais transposable à 100%.
Plus haut, j'ai expliqué comment on pouvait opérer.
Tout est possible autrement. Sur un véhicule, le régulateur fuyait, ce qui déchargeait la batterie quand l'arrêt était prolongé...

[gienas]

... Comment le vois tu? ... Les deux champs s'ajoutent bien sûr algébriquement, mais je ne vois pas ce que tu entends par "haut et bas", du moins dans le sens des figures proposées qui ont un axe de symétrie horizontal.

Maintenant que tu le dis, en effet, la question se pose.

Je dois probablement mal interpréter ton premier dessin du #107.

Sur ce dessin, j’imagine l’axe de rotation horizontal, et j’imagine que les rectangles bleus, ce sont les griffes qui tournent à l’intérieur du stator.

Mais je préfère conseiller voir, analyser, expertiser, ... refaire la bobine d’excitation, en en comptant le nombre de spires.

Une fois le fil débobiné, sa mesure de résistance doit donner sa véritable valeur.

[invite1ba4e83a]

Il n'y a pas de problème de principe à sommer les champs (ce n'est pas une invention de ce fil)

Exactement. Je ne veux rien inventer, simplement bien le comprendre et essayer de m'en inspirer.
J'aimerais donc avoir votre avis sur ce type de rotor avec des aimants inter-griffes.

.

Etes-vous d'accord avec mon interprétation de la direction Nord-Sud des aimants?

[JeanYves56]

Bjr ,

On ne peut pas savoir puisque les polarités dépendent du sens du courant d'alimentation .

[gienas]

Bonjour à tous

... On ne peut pas savoir puisque les polarités dépendent du sens du courant d'alimentation .

+1

D’autant que le champ généré va conditionner la manière de bobines le stator qui est le générateur de la puissance de sortie.

On ne distingue pas bien de quoi (matériau) sont composés les intervalles entre les griffes (celles que Somax a nommées N et S). J’ai l’impression que c’est une continuité du matériau magnétique.

On a l’impression de voir des fils, probablement venant des bagues du ”collecteur”. On ne voit-pas/sait-pas comment ça aimanté et qui est aimanté.

[invite1ba4e83a]

Bonjour,

On ne peut pas savoir puisque les polarités dépendent du sens du courant d'alimentation .

Sur la photo, j'ai émis l'hypothèse que la roue polaire de gauche était Nord (rouge) et que celle de droite était Sud (bleu).

[gienas]

... Sur la photo, j'ai émis l'hypothèse que la roue polaire de gauche était Nord (rouge) et que celle de droite était Sud (bleu).

Pour pouvoir émettre des hypothèses, il faut savoir comment/où est bobinée l'excitation.

Forcément, le bobinage entoure une partie de noyau, qui détermine un nord à une extrémité de ce noyau, et un sud à l'autre. Peu importe d'ailleurs que ce soit un nord ou un sud: cela dépendra du sens du courant dans la bobine.

Ceci étant fixé, c'est le balayage de ce champ au voisinage du stator qui va induire la tension à ses bornes. Ses bobinages à lui sont organisés pour s'adapter à la forme du rotor, et au nombre de pôles prévus.