Couple de freinage générateur synchrone

Bonjour à tous,


N'y connaissant rien pour ainsi dire, je me demandais s'il y a un moyen de calculer le couple de freinage d'un générateur synchrone.

Sur le web se trouvent plusieurs vidéos ou l'on voit une personne tourner à la main l'axe d'un générateur (20kw min) qui tourne facilement.

J'en déduis que le couple nécessaire pour le faire tourner est donc très faible.

Mais quand est il à une vitesse de 750 tr/min ? Un moteur synchrone produit-il un "frein" magnétique à cette vitesse ? Si oui quel est le moyen de le calculer ?

Dans les constructeurs de générateurs, il y a des modèles prévus pour 750tr/min et d'autres à 1000, 1500 tr/min.

Le couple de freinage est-il plus important à même capacité de production pour un modèle prévu à 750tr/min ?

En vous remerciant pour votre aide.

J'ai hâte de voir les réponses à une question que je ne comprends pas
Si tu n'as pas de réponse, pourrais-tu reformuler la question ?

Bonjour,
Le couple de freinage à vide dépends du type d'alternateur.
Si c'est un inducteur à aimant permanent avec induit comportant un circuit magnétique fer doux, il est difficile d'entraîner à la main. On sent des points durs .
Par contre, si l'inducteur a besoin de courant pour être magnétisé, comme les gros alternateurs ou les alternateur automobile, aucun effort autre que l'inertie du rotor.

En charge, dans tous les cas le couple est fonction de la puissance demandée par l'utilisation.

Si j'ai bien compris la question, pour délivrer un courant à 50 hz, il faut 4 paires de pôles à 750 tr/mn, 3 à 1000 tr/mn et 2 paires à 1500 tr/mn.

1500/60 = 25 tr/seconde; 50 hz / 25 = 2 paires de pôles nord/sud

Bonjour.

Un générateur est toujours très facile à faire tourner à vide quelle que soit sa vitesse de rotation.

Plus on lui demande de l'énergie plus il est difficile de le faire tourner !
Il faut bien garder à l'esprit que la puissance fournie par un générateur est celle du moteur qui l'entraîne ,qu'il soit électrique,thermique ou autres .Le générateur ne fait que "transformer" l'énergie mécanique en énergie électrique !(moins les pertes ).

Merci pour vos infos.

En effet, je ne savais pas que plus on chargeait le générateur et plus le couple augmentait pour le maintenir à sa vitesse de fonctionnement.

Je pensais simplement qu'une fois sa vitesse idéale atteinte soit 750, 1000 ou 1500 tr/min selon le modèle, le couple ne changeait pas quelle que soit sa charge.

Dans ce cas, je reformule ma question:

Comment pourrait-on calculer le couple nécessaire pour un générateur synchrone de 12kw (type éolienne) pour faire tourner son axe à pleine charge ?

En général, la puissance maximale est obtenue pour un vent de 12 m/s. C'est rare et c'est souvent une puissance qu'elle ne peut pas soutenir longtemps.
Encore faut-il consommer cette puissance au moment ou le vent est fort. Si c'est pas le cas, il faut stocker dans des batteries et on ne restituera qu'une partie de cette énergie après une nouvelle transformation par un onduleur.

Tu as ici le rapport de test d'une éolienne de 12 kw avec sa courbe de puissance en fonction de la vitesse du vent.

@McFly
Bonjour à tous,


N'y connaissant rien pour ainsi dire, je me demandais s'il y a un moyen de calculer le couple de freinage d'un générateur synchrone.

→ j'imagine que ton objectif est de réaliser une éolienne ?

Le couple est très lié à la puissance :
P=2*pi*n * T
et puis le rendement de ta génératrice intervient aussi


@ Sur le web se trouvent plusieurs vidéos ou l'on voit une personne tourner à la main l'axe d'un générateur (20kw min) qui tourne facilement.

→ à vide, cela se fait très facilement, bien sûr, il faut vaincre les forces de frottement, et l'inertie de la masse ensuite.

@ J'en déduis que le couple nécessaire pour le faire tourner est donc très faible.

−> oui, mais le frottement fait partie directement des pertes
Cela intervient juste dans le rendement

@ Mais quand est il à une vitesse de 750 tr/min ? Un moteur synchrone produit-il un "frein" magnétique à cette vitesse ? Si oui quel est le moyen de le calculer ?

Non, en fait c'est pas cela, il y ''freinage'' s'il y production du courant, en fait il faut une charge.


@ Dans les constructeurs de générateurs, il y a des modèles prévus pour 750tr/min et d'autres à 1000, 1500 tr/min.

Le couple de freinage est-il plus important à même capacité de production pour un modèle prévu à 750tr/min ?

→ En fait, oui et non, mais, tout comme pour un transformateur, ou tu peux avoir en sortie 12V ou 24V, mais ce qui t'intéresse, c'est la puissance pour faire chauffer la résistance.
(tu as pu remarquer qu'on peut faire les couplages de pôles), donc la vitesse de rotation, c'est pas vraiment le problème.

Merci pour le complément d'info mais je n'ai pas vraiment la réponse à ma question.


Admet-on qu'un générateur de 12kw tourne constamment à vide à 750tr/min.

Subitement je lui donne une charge de 3.5kw.

En fonction de ce que j'ai compris précédemment, une "résistance magnétique" va apparaitre dans le générateur entrainant une chute dans la vitesse de rotation de celui-ci.

Ma question est de savoir comment mesurer cette "résistance magnétique" du à la charge sur le générateur ainsi que comment savoir quel couple donner au générateur pour lui faire retrouver sa vitesse de 750 tr/min ?

Puissance en Watts = Couple en Newton mètre multiplié par la vitesse de rotation en radian par seconde avec 1 tour égal 6.28 radians

avec : vitesse angulaire en radian par seconde

C est le couple total à faire tourner (en N.m soit Newton x mètre) qui comprend le couple de l'objet à faire tourner et le couple résistant dû aux frottements de rotation.

En général le couple de frottement se modélise sous la forme avec L: coefficient de frottement mécanique, et si on appelle le couple moteur on a alors par l'application du théorème du moment cinétique:


avec J: moment d'inertie de l'objet mis en rotation

Le moteur va donc tourner jusqu'à obtention d'un régime constant: cesse d'augmenter et se stabilisé, à cause du couple de frottement qui compense le couple moteur.

alors:

Soit:


Soit: qui donne la vitesse du régime stabilisé, la vitesse maximale qui sera obtenue en régime établi.

Puisque le moteur développe une puissance P donnée par le constructeur on peut calculer le couple moteur correspondant à P pour la vitesse pour une mesure aux petites vitesses, lorsque le couple de freinage est négligeable face au couple moteur.


Alors un moteur ne présente pas le même couple moteur à tous les régimes ( dépend du temps normalement), donc ceci reste seulement une approximation de la situation (en plus de l'approximation de aux toutes petites vitesses, en considérant un couple moteur constant, mais ça donne des idées (de plus P électrique consommé par le moteur n'est pas égal à la Puissance mécanique restituée, à cause de pertes importantes dans le circuit de conversion énergie électrique<-> mécanique pertes magnétiques des bobinages essentiellement en courants de Foucault et autres joyeusetés)

Reste donc à savoir calculer L, qui correspond au couple résistant, qui freine. On peut le calculer en mesurant expérimentalement la vitesse de rotation selon différents moments du temps (avec un tachymètre numérique par exemple qui donne le nombre de RPM, 11€ sur ebay acheté en angleterre par exemple, mesure au laser) pour calculer l'accélération et en déduire L comme le coefficient de proportionnalité dans l'expression .

Enfin, je précise à toutes fins utiles, qu'avec une éolienne, le frottement mécanique dans le moteur s'ajoute au frottement des pales sur l'air qui est loin d'être négligeable, et là ce frottement additionnel s'écrit et il faut inclure ceci dans le modèle pour tout re-résoudre, avec k autre coefficent de proportionnalité dépendant de l'état de pénétration des pales dans l'air (Cx, surface, etc).

Ce message a été modifié par LightInWay le Lundi 01 Décembre 2014 à 16h33

Il faut connaitre le rendement à cette vitesse. Admettons 80 %
Il faudra fournir 3.5 / 0.8 = 4.37 kw de puissance mécanique au générateur ou pratiquement 6 Cv.

Le principal n'est pas le couple de compensation mais qu'il faudra toujours fournir plus de puissance mécanique que de puissance électrique. L'électricité n'est qu'un vecteur pratique de transport d'énergie dont il faut minimiser les pertes.

Super les gars.

Merci pour toutes ces infos.