Comment convertir du 230V MONO en 400V TRI -- le RotaTransfo

Bonjour,
Je ne sais pas jusqu'à quand LLB va tenir les lecteurs à saliver mais j'ai bien peur qu'à force de les tenir ils vont finir par perdre patience et partir voir ailleurs.
Pour en revenir à la question du neutre si celui-ci a été sorti dehors (puisque il est inutile de la cacher à Sylvain qui l'a reconnu en voyant les connexions) c'est uniquement pour tester les combinaisons possibles de connexions de la machine.
Encouragé par les premiers résultats de mes essais, actuellement je mets au propre les branchements provisoires de la machine avec les charges puisque jusqu'ici je travaillais avec des fils volants dans tous les coins.Je vais pouvoir ainsi mieux cerner les différents problèmes et en particulier l'équilibre de la 3ème phase engendrée par les capacités. En résumé c'est le même problème que pour le simple moteur pilote mais qui est multiplié par la fonction auto-transfo.
A part cela si on s'en tient à l'action spectaculaire je fais démarrer à vide sans problème des moteurs jusqu'à 1,5Kw, (ce qui est bien mieux que certaines vidéos de You Tube où seuls les volmètres marquent 400v), mais si on regarde le voltmètre la 3ème phase fluctue suivant la charge entre 500v à vide et 350v en charge, donc la difficulté à venir va consister à trouver un juste millieu pour éviter cette fluctuation.
En fait il y a plusieurs variantes de connecter la machine et c'est la-dessus que vont se situer les prochains essais.
L'inconvénient de ce prototype aussi c'est de ne pas avoir pu faire une machine avec une carcasse de moteur moderne qui possèdent de meilleures tôles et très peu d'entrefer seulement le gros problème est de pouvoir loger le double bobinage pour essayer d'obtenir le plus de puissance possible et donc d'avoir des encoches suffisamment grandes. Le modèle de moteur choisi n'est pas du tout dû au hazard car je le connaissais pour l'avoir rebobiné couramment dans les années 70 et les encoches sont très grandes car d'origine ces moteurs sortant d'après guerre où le cuivre était rare étaient bobiné en fil alu.

Bonjour

Vous commencez à cerner le problème pratique .... Il y a une phase (la 3ème) qui a tendance à se décaler en position spatiale, ce qui fait que l'une des tensions composées va augmenter, et l'autre diminuer ..
Celà induit un déséquilibre de phases néfaste au bon fonctionnement des moteurs qui y seront raccordés.

Par ailleurs, il y a , comme tout générateur, un affaiblissement des tensions du à l'impédance se source ( Zcc). Comme l'a dit LABOBINE, le type de carcasse utilisé n'est pas favorable pour ce point. Mais ce n'est pas important pour ces essais.

Ce problème de décalage de la 3ème phase est bien connu avec le Moteur Pilote traditionnel, facile à réaliser et à expérimenter par tout un chacun (sortie en 230V TRI).
Voir le site de LABOBINE qui fait part de ses essais. Il faut optimiser les condensateurs au cas par cas en fonction de la charge.

Dans la pratique,
- les vendeurs de kits ne font pas mieux..
- quelques vendeurs professionnels proposent des machines performantes, mais ne communiquent pratiquement pas sur leurs solutions :
* grace à des impédances (LC ) qui compensent ces décalages .. (un compoundage en quelque sorte)
* grace à un bloc régulateur électronique qui enclenche à la demande, des condensateurs sur 2 phases ( tels une boite de poids pour faire une pesée)
* grâce à un rotor spécifique (certainement une forme d'encoche pour avoir un Zcc optimum), et certainement un bobinage statorique légèrement déséquillibré (ou compensé )..

Nous avons voulu, avec ce Rotatransfo , simultanément :
- Générer du 400 V au lieu du 230 V TRI traditionnel
- Obtenir un faible déséquilibre en fonction de la charge (notre objectif 5 % )
- La stabilité de tension n'est pas fondamentale pour un moteur conçu pour un réseau 400V+/-10% suivi d'une chute de tension utilisateur de 5% maxi.

Donc comme le dit LABOBINE , il a déjà "donné" pour des essais considérés "peu satisfaisants", mais nous avons peut-être trouvé une solution ... d'où une remise au net de la plateforme d'essais, et une nouvelle campagne en vue, qui j'espère, confirmera nos attentes ...

Mais il faudra du temps encore pour expérimenter et dépouiller les résultats ....
Ceci sera fonction de nos disponibilités respectives ...
Mais, promis, un article complet sur ce RotaTransfo sera mis en ligne ....

Cordialement

Salut,

Sur l'histoire de la liaison du point centrale sur un neutre... en effet, je n'ai jamais fait... et jamais vue.. et je ne pense pas le voir un jour.. si ce n'est que à cause du risque potentiel en cas de déséquilibre d'un des enroulements moteur.

Pour le reste... sur une génératrice couplée en étoile, il n'y a potentiellement aucun soucis.

Enfin, concernant le rotatransfo :

Finalement on retrouve le décalage de phase due à la phase sur condensateur. Vue que cette phase est finalement à 90° de la phase ou du neutre (dépend du sens de rotation), et à moins 150° de l'autre "patte". Je verrais bien 3 actions qui permettraient certainement de limiter ce probléme :

- Placer physiquement les deux enroulements principaux à 120° l'un de l'autre, et le 3éme (celui alimenté par le condo) à 90° et 150° des deux autres
- modifier le nombre de spire de cet enroulement pour que le flux magnétique vue par le rotor soit le même que normalement alimenté
- utiliser 3 paires de pôles, afin de répartir le flux magnétique

Inconvénients :

- Il me semble que plus le nombre de pôles est important, moins le rendement est bon (à confirmer)
- le moteur secondaire devra lui aussi être en 3 paires de pôles, afin de respecter la vitesse de "synchronisme"

... ce sont des idées jetées en l'air... mais qu'en pensez vous ?

Bonsoir,

L'idée de décaler dans l'espace l'enroulement alimenté via la capa me séduit bien....

Mais maintenant que la machine est bobinée, je présume que nos amis vont faire des essais en agissant de manière "externe".

Pourquoi ne pas mettre deux capa externes entre les phases stables et la phase instable....

Je vais faire un petit schéma, si j'ai le temps après....

Bonsoir à tous,
L'idée de multiplier les pôles n'est pas une mauvaise idée sauf que déjà pour trouver un moteur à encoches profondes ce n'est pas facile et trouver un moteur en plus avec un nombre d'encoches suffisant est une autre paire de manches car à trois paires de pôles il faudrait du 54 encoches et là ce n'est pas courant du tout. Il est vrai aussi que côté rendement ce ne serait pas champion non plus.

Suivant le principe de l'auto-transfo, j'imagine que cela ressemble peut-être à cela dans les grandes lignes....
En ce qui concerne les valeurs de tension, quelles sont les valeurs des tensions simples ?
Peut-être serait-il intéressant de visualiser à l'oscillo les différentes tensions afin de voir les variations en fonction de la charge...., et les déphasages.....
Dommage que je sois si loin de vous !

Bonsoir Sylvain50

Tu chauffes tellement, que j'ai même l'impressiion que l'eau bout à grand gallop .........

Comme tu sembles le dire, dans la théorie c'est parfait, mais dans la pratique le système n'est pas équilibré (de par le réseau MONO d'alime,tation), et on a des déplaceme,ts spatiaux des points TRI 230 et TRI 400V .. même le commun de l'étoile se déplace ....

et celà nous crée un triangle 400V qui n'est plus équilatéral ..... d'ou la notion de déséquilibre (au sens des specs des moteurs ).
On ne peut pas mesurer ce déséquilibre, ni savoir à l'avance quelle phase sera concernée ... il faut le calculer à chaque série de mesure .....
J'avais bien pensé à construire un appareil de mesure spécifique, pour apprécier directement ce déséquilibre, mais le jeu n'en vaut pas la chandelle ...

Bref, nous expérimentons des solutions de compensation, afin de choisir celle qui serait la plus indépendante de la charge .. Nous voulons améliorer la solution "basique" que tu as mentionné.

PS :la solution avec 2 capas n'a pas donné de résultats encourageants ... pas facile de jouer avec 2 capas .... Mais peut-être on s'y est mal pris .....

Cordialement

Bonsoir,

C'est surprenant que ce ne soit pas la même phase qui "déraille", même avec une charge triphasée équilibrée ?

Que se passerait-il si on raccorder l'ensemble à un primaire de transfo-tri couplé en étoile, et en y raccordant le neutre ? Je serais même tenté de dire un simple auto-transfo tri, sur lequel on pourrait ajouter de la capacité pour essayer de rattrapper les déséquilibres....
Faire une sorte de filtre....
L'idéal aurait été d'avoir un filtre ferro-raisonnant tri....

En tout cas bravo à vous deux !

Heureux de partager ces moments avec vous !

Bonjour Syvain50

Puisque tu creuses cette affaire de compensation .... tu vas comprendre

a) quand tu a un moteur conventionnel 230/400 V , que tu veux l'alimenter en MONO, tu le couples en TRIANGLE, ...là tout va bien ou presque, tu as 1 bobine en 230 V, ls deux autes bobines en série , donc la phase volante est centrée, mais trop faible en amplitude .
Le fait de mettre la capa conventionnelle adéquate va remonter un peu ce point , mais le courant cette capa, réparti sur les 2 bobines ne va pas perturber la bobine directement en 230V

b) Dans notte cas, on a un moteur couplé en ETOILE , tel que tu l'a dessiné ...
Tu vois que le courant de cette capa va passer dans la 3ème bonine, mais en se refermant, il va perturber les 2 bobines en série sous 230 V, et déplacer le point COMMUN (Neutre) . Et c'est ce déqéqulibre qui vient perturber notre triphasé....( bien plus que dans un montage Triangle).

On n'en parles pas trop aujourd'hui, car le bricolleur utilise des moteurs 230/400V donc en triangle ... et tous les documents de fonctionnement en MONO d'un moteur TRI traitent ce cas.

Il est connu, et surtout de nos anciens, que cette méthode ne donne pas de bons résultats avec un moteur en ETOILE.



Quand tu dis, il n'y a qu'une seule phase qui se déséqulibre ... c'est vrai par exemple L3 dans ton schéma ... mais comme L3 se déplace en déphasage, tu as par exemple
- L1L2 = constante
- L2L3 qui augmente,
- L3L1 qui diminue ..
et ce en négligeant la chute de tesion commune due à la charge , valable sur les 3 phases ...
tu verras, ce que celà donne sur tes tracés issus de relevés ...


Si c'est pour montrer que le RotaTransfo tourne, et est capable d'alimenter un moteur, et faire comme sous YOUTUBE, pas de pb ..ça fonctionne ..

Mais, comme me dit LABOBINE, je suis perfectionniste, je veux apréhender les divers problèmes , et les résoudre de façon à optimiser le système ... mon objectif étant d'avoir une machine bien caractérisée , offrant des performances chiffrées intéressantes ..
Tout en restant dans une réalisation "rustique" ... montrer que l'électromécanique est toujours performant ....
Je suis persuadé qu'il y a une ou des solutions rustiques ...

Cordialement

PS : ça y est ... le RotaTransfo va être connu dans le monde entier ... il est référencé par G...e

AMENDEMENT : Ce texte a fait réagir LABOBINE, qui de par son expérience, a connu beaucoup de petrits moteurs bobinés en Etoile, et qui même, en a rebobiné volontairement en étoile pour assurer un fonctionnement en MONOPHASE ( de plus, la capa à mettre est plus faible).

Celà semblant en contradiction avec ma pensée ; j'ai donc préféré modérer mes propos.
Y a-t-il d'autres raisons à celà, ou des aspects que j'ignore ....

En tout cas, c'est bien le problème d'une compensation optimum (quel que soit la charge) qui est la base de nos recherches actuelles ....

Bonsoir,
Le rotatransfo est en sommeil provisoire car je suis en train de constituer un banc de charge "maison". C'est tout simplement un moteur monophasé 230v de 1,5kw 1500trs à condensateur permanent entrainé par un moteur triphasé de 1,5kw 1500trs. Par le jeu des poulies le moteur entrainé va tourner aux environs de 1530trs et devient donc génératrice. Le courant monophasé de sortie de la génératrice débite dans une série de résistances modulables. Cela permet donc faire forcer plus ou moins le moteur d'entrainement (sur les 3 phases). Le moteur d'entrainement sera alimenté par la sortie triphasée du rototransfo.
je pense que le diaporama va vous intéresser
https://docs.google.com/open?id=0B1WxWtIAkFiVM2tpcS0tcjNNQkk

Bonsoir

Notre ami LABOBINE a trouvé une solution intéressante pour charger son moteur asynchrone.... afin que celui-ci soit représentatif d'une machine outil , depuis la marche à vide jusqu'à la surcharge ... ( plus de 2 KW ).

Celà va permettre de tester sous une vraie charge (moteur) notre RotaTransfo.

Afin de bien le caractériser , et voir ses points faibles et ses points forts, la constitution de la plateforme d'essais a été définie, ainsi que les différentes mesures qui seront relevées.
Là aussi, nous faisons avec les "moyens du bord", et la "rustivité' qui s'impose ....

La plateforme va être installée trés prochainement, et les premiers mesures effectuées pour la valider .
Un protocole d'essais sera établi.



Cordialement

Attention de bien ventiler le tout, car il y a de forte chance que 2kW de perte joule, ça risque d'endommager les enroulements. Idem, prévoir des thermo-contacts;)

Bonjour,
Que Chani se rassure, j'ai déjà fait des essais préliminaires qui m'ont permis de constater que même avec 13amp pendant 1 quart d'heure (alors que normalement j'avais prévu 10amp) le ratatransfo n'est que tiédi.

Bonjour

La constatation de LABOBINE confirme la logique ...
La machine était à l'origine un moteur de 2,2 KW (mécanique) .. bobinée en Aluminium.
Ceci explique aussi ces encoches profondes nécessaires pour loger l'alu (section supérieure au cuivre )
On peut considérer, que l'ayant rebobiné en cuivre, sous 400 V, on aurait, à échauffement égal, une puissance mécanique supérieure... de l'ordre de 2,2 x 0,037/0,023 = 3,5 KW.

De plus; nous faisons fonctionner cette machine, non pas en convertisseur Electrique=>mécanique (moteur), mais en AUTO-TRANSFORMATEUR ... et à circuit magnétique égal, la puissance d'un autotransfo est toujours supérieure à celle d'un transfo.

Autant de raisons qui expliquent que la machine ne chauffe pas ..et je fais confiance à l'expérience de LABOBINE pour détecter toute anomalie (mécanique, thermique, acoustique ..) .....

PS : le bobinage 400V a été calculé volontairement comme s'il s'agissait d'un moteur , et nous n'avons volontairement fait aucune correction :
- de rapport de transformation, comme on le fait pour un transfo ( à cause de Zcc),
- de section de fil entre primaire et complémentaire, comme on le fait pour un autotransfo.
Nous avons là, un prototype "vierge", et sa caractérisation nous permettra d'optimiser une machine plus performante.

Ce n'est pas pour rien si j'avais cité la motrice CC 14000 , qualifiée de machine énigmatique avec un convertisseur de phases associé à un convetisseur de fréquence .....

Ici, c'est moins complexe , mais si quelqu'un sait modéliser cette machine, nous sommes preneur .. car je ne sais pas de quellle manière l'aborder :
- transformateur triphasé à flux forcé
- machine tournante
- et surtout traiter le déséquilibre..(alim mono )

Et comme dit le proverbe "je ne voudrais pas mourir idiot", je viens de confier mon incompétance à un de mes maîtres en la matière, spécialiste français des machines "spéciales" ...
Sa première réaction, à la vue de ce Rotatransfo a été ...
""je vais regarder ton oeuvre! J'ai le plus grand respect pour ceux qui cherchent à comprendre ce putain de champ magnétique!""

Donc entre les essais pratiques de LABOBINE, et la théorie, nous avons encore du travail ....car nous ne sommes pas du genre à "jetter l'éponge"

Cordialement

Bonsoir,

En voyant le diaporama de Labobine, je n'ai qu'un mot : bravo !

L'idée de la génératrice asynchrone, me rapelle quelque chose.... N'est-ce pas mon cher Labobine......

Bon courage pour les essais !

Je me posait une petite question, dans moteur a deux vitesse a enroulement séparer moderne, il doit avoir plus de place dans les encoche non (simple culture général)?

Bon courage

Mais je me posait une petit question, on peut récupérée une tentions au rotor? c'est dommage que l'on fait plus de mesure en Bac pro, ça a l'aire d’être intéressant

Kesuny a écrit:

Je me posait une petite question, dans moteur a deux vitesse a enroulement séparer moderne, il doit avoir plus de place dans les encoche non (simple culture général)?

Bon courage

Mais je me posait une petit question, on peut récupérée une tentions au rotor? c'est dommage que l'on fait plus de mesure en Bac pro, ça a l'aire d’être intéressant

OUI, avec un rotor bobiné ... mais là, on se dirige vers les configurations de CONVERTISSEUR DE FREQUENCE , ou de GASDE ( Génératrices ASynchrone à Double Enroulementà utilisées en production Eolienne . Dans ce dernier cas, il faut un variateur de fréquence piloté pour alimenter le staton . Sujet trés complexe.
PS : il est dommage d'encombre ce fil déjà trés chargé. LABOBINE répondra pour la 1ere question.

Cordialement

Bonsoir,
Les anciens moteurs été spécifiquement construits pour cela donc avec des encoches étudiées en fonction du bobinage à loger.
Pour les moteurs modernes la plupart du temps le fabricant utilise des stators standards mais avec une hauteur d'axe au-dessus donc les encoches sont forcément plus grandes mais sans plus.

Bonjour à tous

Le grand jour est enfin arrivé .......
Après ses premiers pas ces jours-ci, ( divers essais préliminaires ),
et aménagement de sa chambre de nouveau-né, ( Le banc de charge, environnement d'essais et de mesures ),
il vient de parler ..... ses premiers mots furent ... "LABOBINE" ...

Plutôt qu'un long discours, on peut apprécier un premier relevé ....






Points forts :
- Un excellent COS PHI sur le 230 V d'alimentation
- Un excellent rendement pour une machine tournante

Points satisfaisants : Le déséquilibre et la chute de tension (en cours d'investigation)
PS : Les constructeurs demandent en général 10% max sur la tension d'alim, et 5 % max de déséquilibre.

Mais avec 1800W de charge ( 2250 VA environ), notre machine n'avait pas encore atteint son rendement MAX ... et restait sereine ...
Il nous faut une plus grande dynamique de charge ( < 1000 W et > 1800 W ....)

En tout cas BRAVO à LABOBINE pour :
- le bobinage de cette machine,
- son banc d'essais et de mesure,
- son banc de charge,
le tout réalisé dans un cadre très rustique ...avec des moyens de fortune ....

Cordialement

Bravo a vous deux pour cette construction qui a l'ai de bien marcher dans ces test vous avez fait des photo?

Donc aussi, le condo pour le déphasage relèverais aussi le cos(phi) apparamment?

Bonsoir,

Eh bien Messieurs, chapeau bas.....

Félicitations à ce duo de choc !!!

Maintenant que le banc de test semble opérationnel, il serait peut-être intéressant de visualiser l'écart de phase entre les 3 tensions, ainsi que la valeur efficace de la tension simple bien que non exploitée, afin de mieux comprendre les paramètres qui créent les déséquilibres et chute de tension....

Mais c'est vrai qu'un moteur asynchrone est une machine robuste, donc on ne craint que l'échauffement, une protection thermique adaptée permettra donc d'alimenter un moteur tri sans risque....

Sympa cette machine tournante.....

Bonsoir,
Comme le dit Le Loup Blanc "dans un cadre très rustique" (photo d'il y a plus d'un an au balbutiement du RotaTransfo)


https://docs.google.com/presentation/d/1rXOz-h178kfxwhkTYdJuBzrChTslvAdch4XUqSWh400/edit#slide=id.p37

Bonsoir LABOBINE ...

Tu m'as devancé , .. moi je voulais montrer la petite vidéo que tu avais prise ..car c'est une première ..

Bien évidemment, méritent d'être améliorés ..
- le rangement dans la salle d'essais,
- le script du scénario,
- la gestuelle,
- et un peu l'accent ....
https://www.youtube.com/watch?v=FyTRbXHUEcg&feature=related

Qu'en penses-tu ?
Tu ne m'en veux pas de l'avoir dévoilée ?
PS : il faut bien une petite note d'humour pour se détendre ....

Cordialement

Sylvain50 a écrit:

.... Maintenant que le banc de test semble opérationnel, il serait peut-être intéressant de visualiser l'écart de phase entre les 3 tensions, ainsi que la valeur efficace de la tension simple bien que non exploitée, afin de mieux comprendre les paramètres qui créent les déséquilibres et chute de tension.........

Bonjour Sylvain50

Bien évidemment, c’est le problème capital, qui a déjà fait l’objet d’essais divers et variés sur charge résistive triphasée (avant que le vrai banc de charge, avec un moteur n’existe).

Le problème est connu, et est du principalement à :
- une chute de tension de chaque tension Commun-Phase, due principalement au Zcc
- une rotation de ces tensions Commun-phase, si bien qu’elles ne restent pas à 120°, et c’est tout là notre problème.

Ce problème est confirmé par des études anciennes (1930). Ce mode de compensation sur la 3ème phase a l’inconvénient de venir déplacer le point commun …
C’est cependant cette méthiode utilisée actuellement, car simple et « faute de mieux ».
J’avais d’autres idées, qui se sont montrées pas viables.. Mais il y a certainement une solution, car nous avons travaillé un peu à l’aveuglette et certainement « passé à coté » de la solution…..

Il nous faut mieux comprendre ces problèmes magnétiques … mais comme je n’ai plus pratiqué depuis mes études, mes neurones sont « rouillés » .. C’est pour cela que j’ai fait appel à un spécialiste de la chose; théoricien de surplus … j’espère qu’il pourra prendre l’os « à pleines dents » …

Puisque tu sembles intéressé, je te mets la courbe des déséquilibres individuels, durant ce même essais ….

Bonne analyse ...
Cordialement

Labobine et Labobinette en action......