Alternateur Poids lourd

Vos problèmes concernant les mesures, les pannes des moteurs et alternateurs en général.
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Autruche
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Alternateur Poids lourd

Message par Autruche »

Bonjour,
J'ai un camion poids lourd avec un alternateur de 110 Amps et de 28 volts, comment connaitre la consomation en cheveaux sur mon moteur lorsqu'il est en production a par exemple 1800 tours / minutes.

Merci
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FLORIAN Albert
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par FLORIAN Albert »

Bonsoir,

« J'ai un camion poids lourd avec un alternateur de 110 Ampères et de 28 volts, comment connaître la consommation en chevaux sur mon moteur lorsqu'il est en production a par exemple 1800 tours / minutes. »

Vous faites état je suppose de l’alternateur qui équipe votre véhicule poids lourd, et qui entre autres, permet de recharger la batterie d’accumulateurs du camion.
Dans ce cas, le courant fourni est continu.

Il délivre donc sous une tension de 28 volts un courant de 110 ampères.
Ce qui fait une puissance utile de 28V x 110 A = 3080 watts.
En supposant que cette machine ait un rendement de 75% (Voir notice fabricant), la puissance moteur nécessaire pour l’entraîner sera de : (3080 watts x 100) / 75 = 4106,66 watts soit en gros 4200 watts.
Ce qui donne en chevaux, 4200 watts / 736 w = 5,7 chevaux.

Pour ce qui est du courant débité en fonction de la vitesse, il faut se rapporter impérativement à la courbe établie par le constructeur de la machine.

En théorie, d’après documents techniques et à titre indicatif, à 1800 tours on se trouve dans la partie ascendante de la courbe, et environ entre 70 à 75 % du courant maximum que peut débiter l’alternateur. Ensuite, à partir de 3500, 4000 tours, le débit de courant devient constant. (Régulation de U et de I).

Cordialement.
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Max78
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Max78 »

Bonjour,

FLORIAN Albert votre raisonnement me semble être correct, mais je ne sais pas, je le trouve trop simple :(

Dans votre raisonnement, vous ne parlez pas des pertes mécaniques dûes à la transmission entre la poulie d'entrainement du moteur et la poulie de l'alternateur (frottements courroie, tension courroie), vous l'incluez dans le rendement de l'alternateur ? D'ailleurs 75% est assez faible comme rendement non ?

Vous pouvez nous en dire un peu plus sur cette régulation entre U et I (composition, fonctionnement) ? Il s'agit d'un redresseur à diodes ?

Sur l'alternateur en lui même, il est composé d'un excitateur à diodes tournantes et n'a pas de balais ? Il délivre une tension triphasé avant le redresseur ? Combien de paires de pôles ? C'est la même constitution que les alternateurs que l'on retrouvent dans l'industrie ? Comment sont gérés les variations de flux du champ magnétique ?

Sur une voiture donc avec une batterie 12V, l'alternateur délivre une tension entre 13,2V et 13,8V (si mes souvenirs sont bon) pour recharger la batterie, mais 28V pour 24V ça me semble gros comme différence non ?

Vous avez un exemple des courbes que vous avez cité ci-dessus parce que je suis un peu surpris que la courbe croît de façon linéaire (si j'ai bien tout compris) et non de façon exponentielle de matrice hermitienne.

Je ne connais pas du tout l'électricité poids lourd, alors, j'en profite pour me cultiver ;-)

Par avance, merci.
Cordialement,
Max
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FLORIAN Albert
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par FLORIAN Albert »

Bonsoir MAX,

Je vais essayer de répondre à vos questions :

Pourquoi faire compliqué alors que les choses sont simples ?
Je répond simplement et succinctement à la demande formulée par « AUTRUCHE »,et en fonction de ses informations.

En théorie, et en l’absence d’autres indications de la part du demandeur, l’hypothèse d’un rendement supposé de 75% (Il est certainement meilleur !!!), inclus tout cela. (Pertes mécaniques dues à la transmission entre la poulie d'entraînement du moteur et la poulie de l'alternateur, frottements courroie, tension courroie, etc.....)

L’alternateur automobile est composé d’un stator en tôles feuilletées, semblable à un stator de moteur asynchrone, et d’ un bobinage de type généralement TRIPHASE, constitué de fil émaillé de forte section (Disons 16 à 20/10 em). Cet ensemble forme 3 bobines couplées entre elles en TRIANGLE, la plupart du temps.

Le rotor monté sur un axe central est cylindrique, en acier doux massif, et formé par deux « griffes » disposées « tête-bêche », et à l’intérieur desquelles est logé le bobinage inducteur, également en fil émaillé. Les deux extrémités de cette bobine sont reliées à deux bagues collectrices en cuivre, qui permettent son alimentation par l’intermédiaire d’un jeu de deux balais. Il est parcouru par le courant d’excitation de l’alternateur, provenant du régulateur de tension.

A la sortie des 3 phases du stator, un pont redresseur, type GRAETZ, triphasé à diodes, assure le redressement du courant alternatif généré par les enroulements du stator. Cet ensemble triphasé permet d’obtenir un courant continu de bonne qualité, avec un taux d’ondulation résiduel réduit.
A noter également que ces diodes jouent le rôle de conjoncteur, empêchant ainsi un retour de courant de la batterie vers le stator de l’alternateur.

Au point milieu de ce pont redresseur principal, sur chacune des phases, on relève la présence de trois diodes, (Une sur chaque phase), de moindre taille, assurant, après redressement la fourniture du courant d’excitation, vers l’entrée du régulateur, ainsi que la mise ON / OF du voyant indicateur de charge situé sur le tableau de bord du véhicule.

La régulation de tension :
Le régulateur n’a qu’un seul rôle à jouer, celui de régler la tension continue de sortie de l’alternateur entre des valeurs précises.
En effet, la tension de sortie croit rapidement avec la vitesse de rotation et peut ainsi atteindre des valeurs dangereuses, aussi bien pour l’équipement électrique du véhicule, que pour l’alternateur lui-même. D’ou l’importance vitale de cet appareil.

La tension de sortie de l’alternateur est maintenue dans des valeurs normalisées, le régulateur agissant sur le courant d'excitation parcourant le bobinage du rotor, donc sur la valeur du flux magnétique produit par le rotor. Il s’agit généralement d’un ensemble électronique, porté par l’alternateur lui même.

La tension de 28 volts est normale pour une machine qui débite sur un réseau de batterie d’accumulateurs de 24 volts DC.
A titre indicatif, on relève sur un modèle d’alternateur les valeurs suivantes :
Tension batterie : 24 volts
Courant nominal : 30 ampères à 4000 tr/mn
Amorçage sous 28 volts à 1700 tr/mn
Vitesse maximale de rotation : 12000 tr/mn

La régulation de courant :
Chacun des bobinages du stator constitue en fait une impédance Z, constituée d’une résistance ohmique R et d’une inductance L. Si RΩ reste constant, il n’en est pas de même pour L, qui voit sa réactance Lω évoluer en fonction de la vitesse de rotation de la machine. (Vitesse = fréquence du courant produit).
A ce moment là, son impédance augmente, et de ce fait le courant généré diminue. L’alternateur s’autorégule lui-même en ce qui concerne le courant débité.
Avantage de l’alternateur :
Le débit de courant est élevé aux faibles vitesses de rotation. Il existe même lorsque le moteur du véhicule fonctionne au ralenti.

Courbe du courant débité en fonction de la vitesse de rotation de l’alternateur :
Cette courbe a une forme « Exponentielle ».
Débit nul à 1200 tr/mn
10A – 1700 tr/mn
17A – 2000 tr/mn
25A – 3000 tr/mn
28A – 4000 tr/mn
30A – 5000 tr/mn
Ensuite, stabilisation de la courbe à l’horizontale.
En espérant avoir répondu à vos interrogations.

Cordialement,
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Max78
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Max78 »

Bonjour,

Oui c'est très clair et précis.

Merci beaucoup !

Cordialement,
Max
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Autruche
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Autruche »

Merci beaucoup pour l'information. J'ai une autre question.
J'ai un outillage électrique qui marche aussi bien en 24 volts quand 220 volts, et je dois le brancher sur un Poids lourd.
Le quelque permettrai de moins solliciter l'alternateur :
1) le faire fonctionner en 24/28 volts avec une consommation de 30 ampères en permanence
2) convertir le 24/28 volts en 220 volts et consommer du coup moins d"ampère soit 3.27 ampères au lieu de 30?

merci d'avance pour vos réponses.

Cordialement.
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Labobine »

Bonjour,
Sans entrer dans des calculs trop savant la puissance que vous avez est toujours la même, donc sur le primaire du convertisseur vous aurez toujours ces fameux 30Amp + une perte, donc vous consommerez plus avec le convertissseur.
Amicalement.
Labobine
Une question bien formulée apporte une réponse bien précisée
Candela
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Candela »

Bonjour,
FLORIAN Albert a écrit :
En supposant que cette machine ait un rendement de 75% (Voir notice fabricant), la puissance moteur nécessaire pour l’entraîner sera de : (3080 watts x 100) / 75 = 4106,66 watts soit en gros 4200 watts.
A mon avis, le chiffre de 75 % est très optimiste!
Ces alternateurs sont faits pour fournir du courant à très basse vitesse (on voit: amorçage à 1700 tours) , et pour pouvoir fonctionner à un régime très élevé par rapport au nominal (dans l'exemple, nominal à 4000 tr et max à 12000).
Ce sont la des conditions très dures et cela se paie par une grosse perte de rendement, car il est très difficile d'optimiser correctement des bobinages et circuits magnétiques fonctionnant à fréquence variable sur des plages aussi importantes.
Il ne faut pas confondre le rendement nominal (obtenu au régime du même nom et qui peut être assez bon puisque la machine est optimisée pour cela) et le rendement moyen qui est nettement moins favorable.
D'autre part, les transmissions mécaniques sont assez gourmandes, particulièrement si elles sont à courroies trapézoïdales qui génèrent beaucoup de frottements puisque c'est la base de leur adhérence.
Je n'ai pas, faute sans doute de temps, réussi à trouver de valeurs objectives et actuelles, mais je me souviens d'un rendement moyen de l'ordre de 30% pour un petit modèle monophasé, certainement moins performant.
A suivre...
Cordialement
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Autruche
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Autruche »

Merci pour votre réponse concernant la conversion en 20 volts. donc inutile sauf si un appareil ne peux fonctionner que en 220v.
J'ai une dernière question.

Sur mon poids lourd, j'ai un pack de deux batteries brancher en séries permettant de stocker et renvoyer du 24 volts. (deux batterie de 12 volts). Y a t'il une possibilité, en me branchant que sur une seule battrie de pouvoir récupéré du 12 volts.?
J'ai 4 appareils a brancher sur mon camion .
Chacun de mes appareils a besoin de 10 ampères et 12 volts pour fonctionner correctement(fonctionnement optimal).
deux solution :
1 ) brancher 2 de mes appareils en séries a 20 ampères 24 volts , ce qui me donnerai = (20A * 24 V ) * 2 = 960 watts.
2 ) Brancher 2 de mes appareils en parallèle directement sur chaque batterie 10 A par appareil en 12 volts se qui me donnerai = (10 A*12 V) * 4 = 480 watts. donc une consommation divisé par deux.
Mais je ne sait pas trop comment faire car mes batterie sont brancher en série.

Si quelqu'un peux m'éclairé.

merci
Candela
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Re: Alternateur Poids lourd

Message par Candela »

Bonjour,
Autruche a écrit : Sur mon poids lourd, j'ai un pack de deux batteries brancher en séries permettant de stocker et renvoyer du 24 volts. (deux batterie de 12 volts). Y a t'il une possibilité, en me branchant que sur une seule battrie de pouvoir récupéré du 12 volts.?
Non, ce n'est pas possible du fait que votre charge est faite sur les deux batteries en série et en 24V. Celle sur laquelle vous brancherez vos appareils sera toujours en sous-charge et l'autre en surcharge puisque le régulateur agira toujours en fonction de la somme des tensions (qui ne seront plus identiques)en envoyant un courant trop élevé pour l'une et pas assez pour l'autre. Pas bon pour la longévité.
Autruche a écrit : Chacun de mes appareils a besoin de 10 ampères et 12 volts pour fonctionner correctement(fonctionnement optimal).
deux solution :
1 ) brancher 2 de mes appareils en séries a 20 ampères 24 volts , ce qui me donnerai = (20A * 24 V ) * 2 = 960 watts.
Nan, chaque appareil prend 120 W, donc 480 pour 4. Deux appareils en série prennent la même intensité, donc 10*24 = 240W. Attention, si la puissance absorbée des deux appareils n'est pas à tout instant identique, la tension ne sera pas de 12v sur chaque : risque de surtension et mauvais fonctionnement ou claquage rapide. Ce montage est fortement déconseillé.
Autruche a écrit : 2 ) Brancher 2 de mes appareils en parallèle directement sur chaque batterie 10 A par appareil en 12 volts se qui me donnerai = (10 A*12 V) * 4 = 480 watts. donc une consommation divisé par deux.
Mais je ne sait pas trop comment faire car mes batterie sont brancher en série.
Vous tirez un fil à partir de la liaison entre les batteries, ce qui vous permet d'alimenter vos appareils en 12 volts sans courir les risques du §1 puisque c'est la batterie qui va imposer la tension. Vos appareils fonctionneront correctement, mais si leur consommation n'est pas identique sur une période donnée , vous retrouverez les inconvénients d'une décharge déséquilibrée.
Si vos 4 appareils sont indépendants et avec des consommations différentes, il faudra vous résoudre à passer par un "organe" (je suis volontairement imprécis) permettant de les alimenter en 24V fourni par les 2 batteries. Comme le disait Labobine, vous aurez une perte de rendement, mais cela vaut mieux que de risquer de "bousiller" vos batteries et peut-être votre régulateur.
Il vous faut comparer les prix et rendements de deux systèmes :
- convertisseur 24/12 Vcc, à dimensionner en fonction de la puissance maxi utilisée simultanément, en incluant les pointes éventuelles (démarrage?*).
- Onduleur 24Vcc/230Vca
Vérifiez à l'aide de la plaque ou de la notice si vos appareils ont la même puissance en 230 ou en 12 v; en effet le 12 v est sans doute obtenu en interne à partir du 220, avec, là encore, une perte.
J'espère ne pas avoir été trop confus, n'hésitez pas à demander des précisions
Cordialement
* n'oubliez pas que le secteur est relativement tolérant pour le démarrage de moteurs, et les batteries encore plus puisqu'elles permettent celui de votre camion. Mais les convertisseurs ou onduleurs sont strictement limités à la valeur prévue par le constructeur; au delà, soit ils limitent, soit ils disjonctent.
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