Régulateur pour alternateur PMA

Bonjour à tous,

Voulant installer un alternateur à aimant permanent (PMA) sur mon arbre d'hélice, je n'arrive pas à trouver de régulateur adapté. Ces alternateurs PMA fournissent plusieurs ampères sous 12 V même à très faible vitesse (qqs centaines de rpm). Lorsque les batteries sont chargées et n'absorbent pas de courant, la tension en sortie va monter à plusieurs dizaines de volts, en particulier si l'arbre d'hélice est entraîné par le moteur à plusieurs milliers de tours par minute. Il existe des régulateurs pour éolienne qui dérivent le surplus d'énergie dans une résistance mais ils ne semblent pas résoudre le problème de surtension.

Avez-vous une expérience à partager sur ce sujet ? Est-il dangereux pour les équipements connectés à la batterie de déconnecter la sortie de l'alternateur PMA avec un interrupteur ?

L'équipage
28 mars 2007
28 mars 2007

Quelle est
la puissance de cet alternateur ?

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29 mars 2007

La puissance ?

Il débiterait 25 Amps à 2000 RPM.

www.windbluepower.com[...]520.htm

A+

29 mars 2007

Bonne idée du régulateur de panneau solaire.
Quelle différence dans le principe entre un régulateur pour éolienne (diversion de charge) et un régulateur pour panneau solaire ?
A 2000 rpm (moteur en route), si les batteries ou le régulateur n'absorbent pas les 20 A, la tension pourrait monter à 100 V.

Merci.

29 mars 2007

100 V
D'aprés la courbe de ce PMA
www.windbluepower.com[...]520.htm
en circuit ouvert la tension est de 100 V. Je suppose que même complétement chargées, les batterie absorbent toujours un peu de courant mais je suis soucieux de cette elévation de la tension de sortie lorsque la charge est faible.

A+

29 mars 2007

Oui
C'est okay. Le régulateur évitera de surcharger la batterie. Si la charge est faible, c'est le régulateur qui devra supporter la surtension. Il faut que je trouve un régulateur qui accepte des tensions supérieures à 20 V qui le max de sortie d'un panneau solaire.
Merci.

29 mars 2007

Désolé
Je ne suis pas un professionnel et je ne n'ai pas l'expérience de PMA mais je ne demande qu'à être convaincu. D'aprés les courbes de sortie du PMA, à haute vitesse avec une faible charge, la tension va être assez élevée, à un point situé entre la courbe jaune de circuit ouvert et la courbe rouge de court-circuit.

30 mars 2007

je m'informe ...
un truc que je ne comprends pas:

Un régulateur "solaire" n'a pas de charge en dérivation quand les batteries sont pleines. Donc (à découpage ou classique), lorsque la tension de batterie atteint 14V environ, le courant vers la batterie est réduit et l'alternteur n'a plus rien à débiter.

Donc l'alternateur à aimant permanent va se trouver plus ou moins à vide, et sa tension va monter.

Donc il faut que le régulateur "solaire" résiste sans dommage sur son entrée à la tension à vide de l'alternateur.

Est-ce exact ?

30 mars 2007

A vérifier, c'est bon à savoir.
Il est fort possible qu'un régulateur à découpage de 1 kW (60A sous 15V en sortie) soit capable de tenir en entrée 100 à 200V de tension lorsqu'il ne débite pas. Cela n'aurait rien d'une performance exceptionnelle, n'importe quel chargeur de quai à découpage tient 400V crête sur son électronique d'entrée !

Donc faut juste faire attention à la limite maxi de tension d'entrée (et bien entendu à la limite de courant maxi en sortie).

ça doit le faire :alavotre:

29 mars 2007

Si j'ai bien compris
le danger est donc de 'sur-charger' les batteries, plutot que d'avoir une tension excessive ?

Donc le probleme serait 'que fait-on du courant genere une fois que les batteries sont pleines ?'

Questions naives :
- est-ce que le meme probleme ne se pose pas avec un alternateur 'normal' entraine directement par le moteur, lorsqu'on marche au moteur un certain temps ?
- si oui, comment cela est-il resolu ? (en coupant le courant d'excitation ?)

  • pour l'alternateur d'arbre d'helice, est-ce qu'il ne serait pas possible de debrayer mecaniquement l'alternateur, une fois le niveau de charge maxi atteint ?

Pardon pour toutes ces questions, mais je ne connais presque rien a l'electricite, et je vais bien avoir a gerer tout ca :-)

29 mars 2007

Si la qualité est bonne,
ce n'est vraiment pas cher ! Un régulateur classique pour éolienne devrait convenir, et même un régulateur de panneaux solaires, puisque que contrairement au cas de l'éolienne on a pas besoin de freiner pour éviter la survitesse.

Débrancher l'alternateur de la batterie n'aurait de conséquences que pour le pont de diodes de l'alternateur.

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29 mars 2007

Cent volts sûrement pas !
mais 16 ou 17 volts c'est possible et c'est déjà destructeur pour les batteries et les équipements.

Pour une PMA de 25 ampères, je prendrait un régulateur de 30 ou 40 ampères, histoire d'avoir une marge de sécurité.

Régulateurs de panneaux solaires : on en trouve de plus en plus à découpage, ils ont l'avantage de ne pas chauffer.

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29 mars 2007

100 volts,
ou même 50 c'est uniquement sans charge, c'est à dire batterie débranchée.

Concrètement, si la batterie est complètement chargée et que l'alternateur sans régulateur continue à débiter 25 ampères, la tension va progressivement monter à 16 ou 17 volts et ça va gazer très fort avec l'odeur qui va avec et la destruction de la batterie en quelques heures.

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29 mars 2007

Pourquoi "supérieur à 20 volts" ?
Si le régulateur est réglé à 14 volts, il écrêtera tout ce qui dépasse cette tension, et l'alternateur avec les chutes de tension de la ligne ne dépassera jamais 15 volts ! ;-)

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30 mars 2007

Hum...
Tu as peut-être bien raison Robert... il va falloir que je vérifie la chose in situ lorsque le bateau auquel je pense reviendra de sa virée dans le Nord :

C'est le bateau d'un copain où depuis deux ans il y a une PMA de 400 watts d'éolienne utilisée comme alternateur d'arbre d'hélice, et elle est branchée en parallèle avec les panneaux solaires sur un gros régulateur à découpage de 60 A.

Donc : j'ai collé un post-it jaune sur le vieil ordi avec écrit "vérifier tension en fin de charge".

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29 mars 2007

Régulateur shunt
Les régulateurs pour éolienne ou panneaux solaires sont des régulateurs shunt, cad qu'il font débiter dans une résistance de puissance pour abaisser la tension. Dans le cas de l'éolienne ça sert aussi à freiner les pales et éviter l'emballement.

Mais dans ce cas je doute que ce soit la bonne solution : Vu la puissance en jeu ça va faire chauffer excessivement l'alternateur.

L'idéal amha serait un convertisseur, alimenté par la tension variable de l'alternateur, et sortant du 14 V environ. C'est concevable sans doute, mais je ne sais pas si ça existe dans le commerce. Les alim actuelles acceptent bien de 100 à 250 V en entrée, pour une tension régulée en sortie !

29 mars 2007

Il existe aussi
les régulateurs à découpage, et ça ne fait chauffer ni le régulateur ni l'alternateur !

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29 mars 2007

J'ai une autre idée !
et je vous la soumet :

  • tu fais bobiner un transformateur (ou un autotransformateur) qui élèvera la tension de l'alternateur, en calculant son rapport pour ne jamais dépasser 240 V en sortie ;

  • tu alimentes avec ça ton chargeur de quai, qui bien sûr sera un modèle très tolérant en tension d'alim.

Des objections ? :-)

29 mars 2007

tolérance au différentiel de vitesse
Le ratio de la vitesse de rotation de l'arbre entre la navigation à la voile et la navigation au moteur peut aller jusqu'à 10. Le chargeur devrait accepter ces variations de tension et de fréquence.

29 mars 2007

heu !!!
vous pourriez êtres plus clair ????? ;-)

29 mars 2007

bonne idée les thyristors dans le pont redresseur
Effectivement j'avais déjà vu ce type de régulation dans l'informatique "de puissance" des années 70.

Ca ne me semble pas hors de portée de l'amateur éclairé : 3 thyristors avec optocoupleurs d'un côté du pont. Pour la partie régulation tu peux t'inspirer du schéma suivant :

www.homepower.com[...]r18.pdf

Bien sûr il faut inverser la sortie (voir le schéma interne du 555) pour que les optocoupleurs soient alimentés quand la tension est trop basse.

Bonne recherche :-)

29 mars 2007

redressement + régulation
Il semble que la solution utilisée en aviation avec les PMA soit de combiner le redressement et la régulation. A la place des diodes de redressement, un jeu de thyristor est commuté pendant un interval de temps controlé en fonction de la charge. Malheureusement, hors de portée du point de vue du coût.

29 mars 2007

a Tilikum
bonjour,

débrancher l'alternateur cramerai le pont de diodes,
par une tension inverse trop forte ?

si tu peux expliquer, merci bcp.

A+

seb

29 mars 2007

Cela dépend
du type de diodes utilisées : celle des alternateurs standards sont généralement données pour 70 volts maxi.

Mais il en existe qui supportent 400 volts sans dommage.

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30 mars 2007

vous pouvez aussi...
...sous réserve que le redressement de l'alternateur revienne bien au zéro utiliser un seul thyristor commuté pleine onde tant que la tension batterie est en dessous de la charge max. (commande horizontale pilotée par quelques amplis op avec des seuils définis)

Penser aussi à avoir un courant de gachette assez généreux vu la faible tension d'utilisation ammorçage sous 20 volts.

Il faut quand même un petit radiateur pour le thyristor 20A 1,5 volts cela fait 30Watts.

30 mars 2007

Tilikum
Bonjour,

Concernant l'ouverture du circuit d'alternateur d'arbre, j'envisage d'ouvrir le circuit d'alternateur avant le pont de diodes avec un relais commandé par la mise route du diesel afin d'éviter les surtensions lorsque l'arbre va tourner trés vite.

30 mars 2007

Robert

Bonjour,

Je suis d'accord avec toi, avec un régulateur série du type panneau solaire la tension en sortie de l'alternateur PMA va monter bien au delà de 12V lorsque la charge va être faible. Cela reste théorique d'après les courbes de sortie du PMA et n'est pas confirmé par l'expérience. Tilikum dont je respecte la compétence a un avis différent.

30 mars 2007

Simple à faire si
l'alternateur est un monophasé, mais plus compliqué s'il s'agit d'un triphasé...

Si c'était mon alternateur, je me rendrait chez un électricien auto équipé d'un banc d'essai correct , qui pourra le tester à différents régimes, avec et sans batterie. Ça prend cinq minutes, ce ne devrait pas être très cher.

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30 mars 2007

bricoleur fou
entraîner l'alternateur par une roue libre genre vélo
ou (pour faire sérieux) une poulie avec un embrayage electromagnétique .

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