eoliennes alternateurs

7/25/2019 eoliennes alternateurs

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ALTERNATEURS AUTOEN USAGE M INI - OLIENNE

Premire partiemise jour mars 2005

La fiabilit des alternateurs auto est gnralement excellente. Une telle source d'nergie actionne par une oliennede petite puissance est ralisable .Cela ncessite quelques modifications la porte de tout auto-constructeur

habile. Deux alternatives s'offrent vous :PREMIRE SOLUTION :Multiplier la vitesse de rotation de l'hlice. En choisissant cette solutionvous faites face un montage mcanique plus labor.Possibilits(entranement mcanique):Chanes de bicyclettes, plateau-pdalier et roues dentes de rouearrire. Faciles dàccs et installation aises. Courroies trapzodales.Elles consomment plus de puissance que les engrenages et chanes.L'utilisation de courroies "crantes type automobile" offre l'avantage detransmettre la puissance avec moins de pertes.Engrenages: Gnralement plus lourds et plus difficiles a mettre enoeuvre par un amateur non suffisemment quip.Rotation hlice/gnratrice, par exemple:

Vitesse hlice 450 tours/minutes avec un vent de 30km/h et plus,vitesse de l'alternateur ou gnrateur CC = 1800 tours/minute.

SECONDE SOLUTION, rebobiner :L'intrt de rebobiner avec un fil plus fin le stator dùn alternateur oule rotor dùne gnratrice CC (voir generateur.pdf). est l'utilisationdirecte de la puissance hlice sur l'axe, d'o pertes mcaniquesminimes.Avantages:Hlice(s) de plus petit diamtre: Encombrement plusfaible. C'est l'une des meilleures solutions pour une olienne depetite puissance. En augmentant le nombre de spires par encochedu stator dun alternateur ou le rotor d'un gnrateur l'on obtient latension dsire avec une vitesse de rotation moins rapide. Lecourant produit sera plus faible quùn alternateur NON modifi, la

tension demeurant sensiblement la mme. Avec un vent de 30km/het plus votre production sera rapidement plus importante..Enutilisation olienne, nous venons de le voir, un gnrateur oualternateur auto devra tre entran soit par un systmemultiplicateur de vitesse de rotation, soit par une refonte des

bobinages. Dans un alternateur l'on rebobine le stator qui est la partie fixe (couronne) en priphrie a l' intrieur dubotier arrire. Les spires sont inverses de sens chaque encoche pour un stator dàlternateur automobile. Engnral il y a trois groupes de bobines.Les spires dun rotor gnratrice CC sont bobines dans le mme sens.

Autonomie partielle ou totale ?Etre partiellement ou totalement autonome (pour les optimistes!) de notre compagnie dlectricit, pour alimenter levoilier de nos promenades en mer, pour subvenir aux besoins de l`le dserte de nos rves ou le chalet perdu dansles bois, il nous faut une source lectrique la plus fiable possible. Lolienne est LArponse SEULEMENT si vous

habitez une rgion suffisamment venteuse. Bien videmment si vous avez la malchance dhabiter une rgion avectrs peu de vents, inutile denvisager la construction ou lachat dune olienne !Lautre solut ion serai t lespan neau x ph oto vo ltaqu es qu i co nv ertis sen t la lum ire en lectr ici t. Pas qu estio n d env isag er lau to-cons truct ion dun panneau pho tovoltaque ! La solution facile et rapide pour un amateur press est dacheter uneunit olienne commerciale toute faite, les choix ne manquent pas. Cest une question de budget personnel. Lautrepossibilit est de fabriquer sois-mme une olienne qui tournera environ 500 tours /minute, voire plus, et l'onmultipliera la vitesse de l'alternateur par deux, trois, voir plus suivant le type de votre gnratrice Ca ou CC.

Document uniquement destin pour usage priv. Copie(s) ou usage commercial strictement interdit. GEMIFI.


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Cette solution offre cependant quelques inconvnients.- Pertes mcaniques par glissements et frottements. - Dmarrage de l'hlice plus difficile- Mcanique gnrale plus labore, - Poids plus lev

Il faut cependant noter que la majorit des grosses oliennes, les gros aro-gnrateurs de centaines de KW.utilisent la mthode de la multiplication de vitesse de rotation entre le rotor olien et la gnratrice car il estimpensable de faire tourner des hlices de plusieurs dizaines de mtres de diamtre des vitesses excessivementleves. Des rapports de 1 50 et plus sont communs pour ces gros engins.

Donc nous n 'avons pas le choix! Direz-vous... Rassurez-vous, ce n'est pas si catastrophique.En supposant que vous n'ayez pas d'autre alternative que de multiplier la vitesse par un moyen mcanique, le poidsde votre petite olienne n'augmentera que de quelques kg, et ne sera pas complique au point d'abandonner.Si c'est votre approche personnelle, choisissez, l'aide de calculs ou des tableaux fournis, le diamtre de votrehlice d'olienne et, voyez galement les documents palerotor.pdf, technique.pdf ainsi que les documents EXCELdisponibles sur ce site. Voir IndexIl existe une autre solution ; nous l'avons vu ds le dbut, faire gnrer du courant par votre alternateur ou gnrateurmais plus basse vitesse. En ralit c'est la vitesse de rotation du rotor et le nombre de spires du stator de votrealternateur ou du nombre de spires du rotor de votre gnrateur qui fait gnrer cette tension et NONle systme dergulation qui agit en fonction de la demande de la batterie (systme arrt-marche) par un systme conventionnel,qu'il soit mcanique (relais) ou lectronique comme sur les alternateurs modernes.En actionnant votre alternateur CA ou gnrateur CC directementpar l'hlice de votre olienne, cette derniretournera beaucoup plus facilement, notamment au dmarrage, car moins de retenue mcanique.

Revue des sources lectriques possibles.Prs de 90 % des oliennes modernes sont conues pour gnrer du courant lectrique continu ou alternatif.Notre but est identique, utiliser l'nergie olienne pour produire de l'lectricit qui va charger nos batteries,allumer quelques lampes dans le jardin pour amuser les enfants de tous ges, voire, pour envisager une certaineautonomie, voire, indpendance nergtique si vous tes du genre optimiste a tous crins !L'approche la plus accessible pour un amateur sont les alternateurs automobiles ou pour de plus grandespuissances, les alternateurs de camions, vhicules militaires, d' ambulances, de pompiers, etc.Ces grosses units sont souvent du type 24 volts alors que les automobiles sont gnralement quipes en 12volts.Les gnratrices CC moderne voir (gnrateurs)ou les "antiquits" qui quipaient les autos de nos grands-parentsavant les annes 50 et 60 sont aussi une excellente source de courant. Lauto-excitation est frquemmentautomatique sur les gnratrices CC de dernire gnration ainsi que sur plusieurs alternateurs automobiles

rcents.Ne ngligez pas ces anciens gnrateurs qui quipaient nos automobiles d'antan. Plus massifs, et quelquefoismoins performants mais souvent trs vaillants et pour beaucoup "increvables".POUR RAPPEL, Dans tous les cas :(alternateur ou gnrateur CC)Acheter neuf est recommand.Acheter re-conditionn est acceptable.Acheter usag (sans contrle pralable) est risqu

Autres sources possibles:Les moteurs induction (CA) qui moyennant quelques modifications peuvent tres utiliss comme alternateurs lacondition de les faire tourner 5 10 % plus vite que la fonction moteur. Un vieux moteur de machine a laver peutsous certaines conditions devenir un alternateur. Voir plus loin ainsi que le document (moteurs induction enalternateurs).Les alternateurs provenant de gnratrices de secours moteur essence ou Diesel. Certains gnrateurs ou

alternateurs du type marine ou aviation peuvent galement tres une bonne source.

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Principe des alternateurs auto. Vue des lments (automobile)Sur limage de droite quelques lments que lon retrouve sur la majorit desalternateurs. A=Pont typique des diodes de puissance.B=Bloc typique de diodes "TRIO" a souder

C=Bloc typique de diodes "TRIO"a visser.D=Diodes a installer lorsqu'il y a absence de Bou C

E=Rgulateur et porte balais intgr, ici BOSCH

F=Rgulateur typique, ici DELCO G=Porte balais typique DELCO (s'installe avec F)

Le rotor d'un alternateur automobile (linducteur)Comporte deux bagues isoles de la masse et alimentes par la batterie viaun rgulateur interne ou externe. Les bagues sont connectes la bobineinterne du rotor qui produit le champ inducteur. Les masses polaires N-Sinduisent le stator...

Le stator (l'induit), produit le courant alternatif (CA) qui est redress par des diodesde puissance et le transporte vers la batterie. La tension redresse est ondule etson ondulation dpend : Du nombre de ples rotor et du nombre de bobines dustator. Cette tension continue peut-tre filtre l'aide de condensateurs, cependant...Une batterie se comportant comme un gros condensateur, la tension aux bornes dela batterie peut-tre considre comme un courant continu pratiquement pur. Unalternateur de voiture fourni en gnral 13.5 Volts et plus. On trouve des alternateursde plus grande puissance (24 Volts et plus) sur d' autres vhicules tel que dj dit:ambulances, camions de pompiers, gros routiers, vhicules militaires, etc.

Coupe d'un alternateur moderne Schma lectrique classique



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Trois configurations de base se retrouvent dans les alternateurs quelquen soit le type .L'image de gauche nous montre le principe le plus simple,le mono-phase.Une seule tension est disponible puisque un seul bobinage induit. Le signal(tension/courant) couvre 360 degrs. Ce type d'alternateur est presquetotalement abandonn par les constructeurs automobile. On retrouve cependantle mono-phase dans beaucoup d'applications simples ou le rendement ou si lechoix de tensions diffrentes nest pas un pr-requis

L`alternateur bi-phasea laparticularit d'offrir deuxpossibilits de tensions. En connectant les phases avec le neutrenous retrouvons deux tensions en principe identiques mais enopposition de 180 degrs.Si nous connectons aux bornes des deuxphases, nous avons une tension qui est double.Ce typed'alternateur bien que peu utilis en automobile est cependantcommun notamment sur le petites gnratrices d'appoint.

L'alternateur tri-phaseest certainement le plus commun tant sur nos

vhicules automobiles que dans les grosses centrales qui produisentnotre courant lectrique pour nos maisons ou industries. Les tensionssont dcalles de 120 degrs. Le rendement d'un alternateur tri-phaseest bien plus lev qu'en mono ou bi-phase, c'est la raison de sonemploi gnralis. Cette particularit est essentiellement due unemeilleure utilisation fer/cuivre. On peut trouver sur ce type dalternateurplusieurs possibilits de tensions diverses. Entre chaque phase et leneutre nous obtenons trois tensions dont le rapport sera de UN (1). Sinous connectons entre les phases, les tensions seront de 1,73 foisplus leves. Cette particularit sera exploite notre avantage pournotre projet dolienne.de petite puissance.

Si l'on rsume :Les alternateurs en gnral possdent un rendement plus lev que les gnrateurs poids gal de fer et de cuivre.

Ils peuvent tourner des vitesses trs leves sans dommages. Leur efficacit est souvent trs moyenne bassevitesse, c'est donc pourquoi la vitesse de rotation, nous l'avons vu au dbut, est frquemment multiplie par rapport la vitesse du moteur du vhicule ou, dans notre cas, olienne a multiplication mcaniqueL'utilisation d'alternateurs automobiles sur des petites oliennes demande quelques modifications pour les adapteraux vitesses plus basses des hlices, voir plus loin.Par ailleurs, bien des alternateurs quipant nos voitures ne peuvent s'amorcer seuls, ils ont besoin d'une batteriepour dclencher le phnomne de gnration de courant. Les constructeurs ont compris ce problme et, de plus enplus nous avons des alternateurs auto-excits, c'est dire qu'ils peuvent produire du courant SANS l'aide d'unebatterieCes alternateurs de nouvelle gnration sont aussi beaucoup plus performants grce aux amliorations des acierslamins et bobinages (induits et inducteurs) plus efficaces.Votre choix se portera de prfrence sur un alternateur comportant le plus grand nombre possible de ples rotor etd'encoches stator. En effet, plus ce nombre est lev puissance gale mais marque diffrente, plus votrealternateur choisi sera plus performant. Exemples :

Marque A= 12 ples rotor (6 ples nord-sud), 36 encoches stator.Marque B= 14 ples rotor( 7 ples nord-sud), 42 encoches stator.

La marque Bsera probablement plus performante basse vitesse compte tenu du nombre plus lev de ples durotor et encoches du stator. Il est possible avec quelques artifices de modifier un alternateur automobile afin qu'ils'auto-excite avec ou sans batterie. Nous abordons cette tape plus loin.



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Possibilits avec un alternateur automobile conventionnel :Il est techniquement possible avec un alternateur 12 volts de produire une tension suprieure 12 volts. !Il est techniquement possible d'obtenir du courant alternatif (CA) pour transport d'nergie sur de grandes distances. Ilest techniquement possible de modifier un alternateur pour rpondre des besoins spcifiques autres que lacharge de batteries. Pompage, chauffage, clairage direct, etc. Voir (Schmathque.pdf)L'adaptation requiers cependant une habilet et quelques connaissances en lectromcanique ou laide dun amiplus vers dans ce domaine..Une hlice olienne ou un rotor de moulin vent peut trs bien actionner un gnrateur CC ou un alternateur

automobile, que ces derniers soient modifis ou non. C'est tant mieux, sauf que peu de petites oliennes auto-construites peuvent tourner au-del de 800 1200 tours/minute sans risques de dommages ou incidents.Il existe cependant des exceptions avec certaines petites oliennes commerciales de 1 mtre 1,60 mtres dediamtre qui peuvent tourner prs de 2000tm. Voir(Eoliennes commerciales.pdf) et(PALEROTOR.pdf)pourgnralits sur la construction de vos pales.

Avant de passer au ct pratique de l'adaptation l'olienne de nos rves, nous devons parler des...

Petits moteurs comme gnrateurs.(Trs faible puissance)Les moteurs qui se trouvent sur la majorit de nos outils portatifs sont en principe aptes a fonctionner engnrateurs. Pour de trs faibles puissances ou tests, les petits moteurs de nos appareils de distraction tels que:

jouets de nos enfants, magntophones, magntoscopes (moteurs de tte vido par exemple), moteurs pas pas denos disques durs d'ordinateurs mis au rancart....etc.Ces moteurs sont en gnral du type srie, le courant circulant dans les fils inducteurs et induits est le mme.

En gnral il sont a aimants permanents, ce qui facilite nos exprimentations. D'autres types de bobinages sontpossibles. Voir (gnrateurs.pdfL'on rencontre de plus en plus des moteurs CC aimants permanents ainsi que certains moteurs appels "champs tournants". Ces petits moteurs sont gnralement de faible puissance. N'esprez pas de miracles enfonction gnrateurs !...Sous forme de gnrateurs le rendement de ces petits moteurs sans modifications est modeste, voire mdiocremais, vous constatez qu'ils produisent en les faisant tourner. Avec des modifications mineures l'on peut extraire deces petits moteurs des puissances suffisantes pour de modestes exprimentations ou de jouets oliens pour lesenfants, petits et grands !

Partie motrice :En maquette ou mini-mini olienne une petite hlice de 60 80 centimtres de diamtre actionnera sans difficultces trs petits moteurs en fonction gnrateurs ou, alternateurs, sous rserve bien entendu dun bon vent !.

L'utilisation sera modeste mais suffisante pour charger une petite batterie ou des piles rechargeables, ou allumerquelques ampoules basse tension et faible wattage. Les LED's modernes sont une utilisation trs sduisante.Pour de plus grandes puissances vous pouvez utiliser des moteurs CC provenant de ventilateurs de radiateur ouclimatisation automobile. Certains de ces engins sont surprenants en fonction gnrateur, quelquefois sansmodifications.Par exemple :Un ventilateur auto multi-pales en rsine pour radiateur avec son moteur a courant continu peutconstituer une petite olienne simple. Plusieurs copains utilisent ce type de ventilateur et son moteur SANS modifsavec un rsultat acceptable et construction ultra simple. Une seule remarque. Le profil des pales n'est pas spcifique la fonction olienne. Il vous faudra soit prendre le vent par l'arrire, soit quelquefois inverser le ventilateur afin que laface plate soit face au vent. A dfaut, votre moteur en fonction gnrateur risque soit de produire une tension avec lespolarits inverses, soit qu'il ne produise pas du tout. L'exprimentation est la cl du succs.

Moteurs et alternateurs inductionIl existe d'autres types de moteurs spcifiques qui sont actionns par des courants alternatifs de 50 ou 60 Hertz (oucycles) jusqu' plus de 400 Hertz (aviation notamment). Certains de ces moteurs peuvent devenir des alternateursavec quelques modifications et astuces. En fonction "moteur", l'engin reoit une tension triphase. En fonction"alternateur", trois condensateurs sont ajouts au circuit. L'on fait tourner l'engin avec une vitesse de 5 10 % plusleve qu'en fonction moteur. L' auto induction se fait en principe vide, c'est dire sans charge. Une fois la tensiontablie, la charge peut tre applique. Certaines oliennes notamment DARRIEUS sont quipes de telsmoteurs/gnrateurs . Au dbut du fonctionnement l'engin est utilis comme moteur pour lancer l'olienne. Ds quecelle-ci a atteint sa vitesse de rotation de "croisire" le moteur devient alternateur synchrone ou asynchrone suivant letype utilis. Image en page suivante.


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Le calculdes condensateurs pour la fonction"alternateur" est simple:Calculez en divisant le courant (ampres) utilis enfonction moteur par 6,26 (2 * PI) fois la frquencesouhaite (50 ou 60 Hertz) fois la tension phase phase.Le rsultat est des microfarads. (yF).Utilisez des condensateurs papier ou huile isols

d'au moins deux fois la tensionN'utilisez PASde condensateurs chimiques oulectrolytiques polariss, risques d'explosion !!!

Une autre source.Les alternateurs modernes qui quipent les gnratrices autonomes essence ou Diesel produisant du courantalternatif 50 ou 60 Hertz sous des tensions de 110 a 220 volts et plus. Ces alternateurs tournent en gnral de1500 3000 tours/minutes pour du 50 Hertz (Europe) ou 1800 3600 tours/minute pour du 60 Hertz (Amrique duNord). L'inconvnient des alternateurs provenant de gnratrices essence ou Diesel est qu'ils doivent tourner leur vitesse spcifique pour un bon rendement d'ou ncessit d'un multiplicateur et rgulateur de vitesse de rotation.L'adaptation d'un moteur conventionnel CA ou du type universel CA/CC pour une olienne n'est pas toujours laporte de l'amateur bien que la chose soit ralisable si l'on a la comptence et la patience ncessaire.

FIN DE LA PREMIERE PARTIE

ALTERNATEURS AUTO EN USAGE MINI - OLI ENNEDeuxime partie . Aspect pratique

Modifier lectriquement un alternateur.Nous allons agir sur le stator, qui est la partie fixe, c'est la couronneextrieure qui est bobine par une quantit var iable de bobinesindividuelles.Le stator est bobin en gnral par trois sries de gros fils, c'est lui quiproduit le courant. Ici nous avons un stator d`alternateur Delco. Image dedroite ========>>>La technique de modification bien que trs simple en ralit, demandecependant du soin.Une fois votre alternateur ouvert, vous dcouvrez que le stator fait partie dela carcasse arrire.Les fils sont connects aux grosses diodes de puissance qui redressentle courant. Ces diodes sont en gnral places sur la partie interne arrirede l'alternateur. Elles sont frquemment insres dans deux blocs

distincts. Il vous faut soit dessouder ces fils, soit dvisser les crous quiretiennent les cosses qui font contact. Ainsi vous pouvez dlogermcaniquement le stator.Vous avez en mains une couronne sur laquelle les trois groupes de filssont bobins alternativement et en gnral indpendants.



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Une premire vrification a faire:

Est de noter si votre alternateur d'origine est bobin d'origine en mode TRIANGLE,dans ce cas vous noterez trois groupe de fils connects deux par deux. Qui vont versles diodes de puissance.


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Fonctions :Trois paramtres peuvent influencer le rendement d'un gnrateur lectrique.L'induction , la longueur des spires de l'induit, et la vitesse de rotation.Cette formule de base s'tablit simplement : E = K.n.NDans notre cas l' induction est variable dans le temps Par les caractristiques spcifiques du rotor. En effet audbut de la rotation RIENne se passe si ce n'est qu'un lgre rmanence magntique du rotor.Cette rmanence (rsidu de magntisme dans le fer du rotor) peut tre "fortifie" grce a une lgre tensiond'excitation sur le rotor. Quelques dizaines de milliampres suffisent. Quelques solutions offertes dans[schmatque].

La vitesse de rotation.Ici nous faisons face un lger "problme" car nous RDUISONS la vitesse de rotation afin de s'adapter unevitesse olienne plus faible. Ce "problme" est compens par :Nombre plus lev et longueur des spires en fils plus fin afin que notre engin gnre plus basse vitesse.Ceci se fait avec comme pnalit un courant plus faible, donc puissance en watts diminue par rapport a lapuissance d'origine de l'alternateur ou gnrateur NON modifi.Cette pnalit n'est pas grave en soit puisque la source d'nergie est gratuite une fois notre engin construit.Nous allons travailler tout d'abord sur la modification de l'alternateur de notre choix.

Prparation du statorDbobinez soigneusement chaque groupe de fils de votre stator dòrigine en notant prcisment le nombre despires par encoche. D'une manire gnrale vous aller trouver de 4 8 spires par encoche de chaque phase.Le diamtre de fil variera d'environ 0,8mm environ 3mm soit en jauge Nord Amricaine du No 12 au No 21 suivantla puissance de votre engin. Plus le fil est gros, plus le courant dbit est important.Votre stator compltement nu, vous devez enlever toutes les parties de fils ou de poussires qui pourraient gner lerembobinage futur. Ensuite nettoyez avec de l'alcool et schez bien. Vous tes prts pour le rembobiner.

Assurez-vous que l'isolant sur la couronne du stator est intact. Remplacez ou rparez au besoin par des languettesde papier cir ou tout matriel mince, isolant et NON combustible. Le tflon est idal !Les nouvelles bobines seront faites avec un fil plus fin d'o nombre de spires par encoche plus important.La technique du calcul est simple .Exemple: Vous disposez dun alternateur d'un courant max 40 ampres. Sa vitesse d'amorage productive a l'origined'environ 1500 tours minute, 5 spires par encoches. Fil de 1,45 mm de diamtre donc surface 1,65 mm carrs.

Que peut on esprer de cet alternateur une fois modifi ?L'original produit 40 ampres sous une tension de charge de 13,5 volts environ, cela donne une puissance optimum

de 540 watts (40 ampres fois 13,5 volts en tension nominale de charge)..En fonction olienne cet alternateurpourrait nous offrir une vitesse d'amorage d'environ 370 tours minute. Nous pouvons esprer 135 Watts depuissance sa production optimale vers 700 a 800 tm. Cette production devrait pouvoir se faire avec une vitesse devent entre 35 40 km/h suivant la qualit de votre hlice. Voir Palerotor

Comment pouvons nous calculer ces valeurs ?Nombre de spires sur l'original = 5 spires par encoche. Vitesse seuil de production 1500 tours minuteNous visons 4 fois MOINS de vitesse de rotation a làmorace soit 375 tours/minuteLe nombre de spires par encoche sera donc 4 fois PLUS lev soit 20 spires par encoche.Le diamtre du fil sur l'original tait de 1,45 mm et sa surface de 1,65 mm carrs.En divisant 1,65 mm/carr par 4 nous trouvons 0,4125 mm carrs. Nous devons trouver le nouveau diamtre de filsoit 0,4125 mm carrs diviss par 3,14 (PI) puis racine carre nous donne le rayon du nouveau fil qui est 0,3624mm.Doublons cette dernire valeur afin d'obtenir le diamtre = 0,3624 fois 2 est gal 0,72 mm de diamtre (valeurarrondie). En quelques minutes nous avons trouv le diamtre du fil qui fera nos nouvelles bobines.Une autre solution facile de calculs vous est offerte a làide de tableurs Exceldisponibles en page Index

Quel courant pouvons nous esprerde notre nouvelle unit lorsqu'elle produira son rgime optimal ? Le courant max dbit sur l'alternateur nonmodifi tait de 40 ampres. (Cet execrcice nest quun exemple !) Page suivante



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Les enroulements originaux sont du type triphas (trois bobinages spars, montage toile). Cela veut dire quechaque enroulement (chaque phase) fournit 1/3 du courant. Donc :40 ampres diviss par 3 = 13,33 ampres par phase sur loriginal.Le diamtre du fil original tait de 1,45 mm et sa surface est de 1,65 mm carrsDonc un courant de 13,33 ampres circulant dans une surface de cuivre de 1,65 mm carrs nous donne une densitde courant de 8,08 ampres au mm carr de fil.Si nous conservons la mme densit de courant dans nos nouvelles bobines nous aurons donc 0,4125 mm carrsfois 8,08 ampres de densit au mm carr nous obtenons 3,33 ampres par phase pour un total de 9,99 ampres

lorsque votre nouveau bb tournera.avec le vent a sa vitesse optimale.Or, 9,99 ampres fois 13,5 volts de tension de charge nous donnent 135 watts de puissance nominaleCette valeur envisage au dbut se confirme par les chiffres.

Dans la ralit ?Dans la ralit, suivant la qualit de votre hlice, la stabilit et qualit des vents sur votre site, cette valeur pourra trediffrente dans une direction ou une autre. En supposant que votre unit ne produise que 100 watts son optimumcela reprsente tout de mme prs de 8 ampres de charge pour votre batterie avec un vent de 30 40 km/h !Voici un petit alternateur lger et assez performant pour vous offrir un service adquat de petite puissance sur uneolienne modeste. Idale pour un voilier ou un chalet perdu dans les boisA noter.Certains alternateurs ne comportent pas de diodes trio pour auto-alimenter le rotor. Ces alternateurs sont alorscommands par l'ordinateur de bord du vhicule (vhicules rcents). Il vous faudra donc ajouter 3 petites diodes du

type 1 N 5404 ( 3ampres X 200 volts minimum). Un groupe de diodes trio provenant d'un vieil alternateur ourcupration d'un appareil lectronique HS pourra aussi tre utilis. Assurez vous en rcupration que les lments

utilss sont OKpour ce nouveau service ! Voir schemathequepour explications

RebobinageVous avez calcul vos nouvelles valeursen fonction de l`lment en main. Lestator proprement nettoy et est prt recevoir ses nouvelles bobines. Leschma de gauche nous dmontrecomment procder.Nous avions dtermin pour notre cas unfil No 19 ou No 20 soit 0,80mm 0,90mm

de diamtre pour les nouvelles bobinesde notre stator.Ceci n'tant qu'un exemple !Commencez par bobiner le nombre detours de fils que vous aviez calcul en fil0,80mm ou 0,90mm en dbutant del'encoche 1 vers l'encoche 4.Continuez en bobinant le mme nombrede spires de l'encoche 4 vers l'encoche 7 en bobinant en direction inverse.Si la place est suffisante et que le remplissage de fil de cuivre vous semble OK vous pourrez continuerDans le cas contraire, ajoutez ou enlevez une spire par encoche chaque test. Les encoches idalement devraient-tres remplies au maximum, seul la place des languettes de retenue devrait-tre libre.Si votre deuxime essais est concluant vous pouvez commencer par rembobiner votre stator.Dbutez votre bobinage en enroulant 20 spires (pour exemple) entre l'encoche No 1 et l'encoche No 4

Inversez le sens du bobinageet enroulez 20 spires entre l'encoche 4 et l'encoche 7. Continuez ainsi de manire fermer compltement un tour de stator.N'oubliez pas qu' chaque jeu d'encoches le sens du bobinage est invers ! Page suivante


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Le courant dbit vers votre batterie sera fonction de la puissance de votre alternateur. L'chauffement devrait-tremodr, une temprature de 50 70 degrs Celsius aprs 10 15 minutes de fonctionnement est considrcomme normal. Bien entendu vous n'avez pas oubli de rinstaller le ventilateur !Il est possible que la tension soit plus faible que celle de 12 volts ou toute autre tension souhaite et duementcalcule. Cela peut provenir de plusieurs facteurs :-> Une ou plusieurs des grosses diodes de puissance sont dfectueuses. Il vous faudra les faire changer chez unrparateur d'alternateurs.->Un bobinage ou deux, voir les trois sont en court-circuit ou encore mal bobins. Revoir le bobinage.

Recommencez votre travail au besoin.-> Un des lments des bobines du stator est en opposition de phase.Inversez sa ou ses connections.Les tensions de phase phase doivent tres identiques !->Le trio de petites diodes qui alimente le rotor lui aussi peut-tre dfectueux. Tester, au besoin remplacer.->Votre batterie est fautive. Essayez une autre unit.-> Les fils de connections de l'alternateur vers la batterie sont trop faibles ou mal fixs. Rvisez l'installation. Utilisezdes fils de plus gros diamtre.->Enfin, la vitesse de rotation est insuffisante. Si possible augmentez son rgime.

Recommandations- Isolationdes nouveaux fils du stator. Utilisez du fil double isolation si disponible. Les fils modernes sont engnral isols pour une tension d'au moins 2000 volts. Pas trop de problmes ici !- Tensioninverse des diodes. 200 volts est un minimum.Vrifiez au prs de votre vendeur en cas de doutes.

- Puissancemcanique de l`olienne (revoir la dimension d' hlice. Augmenter son diamtre )Voir Palerotor- TenueMcanique des roulements billes. Changer pour des modles " industriels ".- chauffementnon ngligeable du bloc.Limite de 70 80 degrs Celsius !- Transmission faible.Doublez les poulies suivant la puissance ou prvoir des chanes plus fortes ou desengrenages plus performants si vous utilisez l'entranement mcanique.- Dans le cas d'utilisation prise directe, reviser l'angle d'attaque de vos pales.Voir Palerotor- Dans le cas de multiplication mcanique, vous pouvez multiplier le nombre de pales jusqu' 6 pales afin d'obtenirun couple de dmarrage plus lev au dtriment d'une vitesse de rotation plus faible.- La rotationd'une manire gnrale est le sens des aiguilles d'une montre en regardant de face votre alternateur.Bien videmment votre alternateur pourrait fonctionner aussi bien en rotation inverse, ce qui n'est pas le cas desgnrateurs, cependant...- La ventilationde l'alternateur se ferait l'envers c'est dire que l'air serait propuls l'intrieur de l'alternateur aulieu d' EXPULSER l'air ! Tout est question de choix et de logiqueEn modifiant soigneusement un alternateur auto vous pourrez obtenir la puissance et la tension dsire jusqu' unecertaine limite qui est celle inhrente aux caractristiques initiales de votre engin.D'autres facteurs peuvent influencer le rendement d'un alternateur en fonction olienne. Notamment :- Rgulateurinadquat pour cette modification. Quelques schmas simples fournis [ schematheque]. Dans lessystmes de l'auteur le rgulateur d`origine du rotor est limin puisque les rgulations seffectuent par des circuitsexternes en sortie puissance.- Rotor est trop faible. Par exemple un rotor de 2 ampres sera MOINS efficace qu'un rotor de 4 ampres pour lamme unit. Cependant, un rotor de 4 ampres versus un rotor de 2 ampres sera plus gourmand en puissancetant mcanique qu' lectrique. Ce ne sont l que quelques "problmes" qui pourraient vous arriver. En fait cela estexcessivement rare si vous suivez la mthodologie suggre. Si vous-vous tes procur un alternateur NEUF ou re-conditionn par un rparateur consciencieux vous n'aurez pas vous proccuper de ces problmes. Il est possiblepar ailleurs que votre rparateur d'alternateur puisse vous offrir de rembobiner votre alternateur moyennantrtribution.A ce propos, mfiez-vous de ceux qui ne font QUE modif ier le rgulateur en vous promettant le Soleil laLune et toute la Galaxie que cela va fonctionner ! Vous allez au devant de bien des dceptions et dboires...

Souvenez-vous que :Un alternateur modifi en basse vitesse bien que fonctionnant de manire identique un alternateur haute vitesseest diffrent au coeur mme de la fonction des induits soit : - Nombre de spires en gnral plus lev. - Densitcuivre/fer plus favorable, cela se vrifie aisment en remarquant la place libre dans les encoches d'un alternateurNON modifi.C'est pourquoi nous ne saurions trop insister pour que le nombre de spires que vous rembobinez remplissent aumaximum la place des encoches. Un seul espace tre libre, c'est la place des languettes qui retiennent les bobinesPage suivante ?


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Pour rappel... quelques conseils utiles.- N' hsitez pas revoir le systme de ventilation si jug ncessaire !- VITEZ les alternateurs et gnrateurs d'arrire cour d'un dmolisseur de voiture.- Roulements souples et SANS bruits- Carcasse non craque.- Vis intactes (souvent indice de rparations)- Pas de traces d'humidit, sable, boue, rouille etc.

Il vous est possible d'acheter a trs bon compte un alternateur re-conditionn chez un spcialiste srieux enrparation d'alternateurs automobiles. Peut-tre mme sera t'il prt modifier votre engin moyennant facture ?Vous aurez ainsi la certitude d' une pice en parfait tat, prte fonctionner... Enfin presque si l'on fait exception dequelques modifications que vous ferez vous-mme ou, ferez faire par un spcialiste ou un copain.Contrle de court-circuits. toujours possiblesVous pouvez aisment contrler les court-circuits de vos bobines en utilisant un multimtre sur position (OHMS). Sitout est parfait votre appareil devra mesurer l'infini (pas de contacts)entre chaque bobine ET avec la masse. Voustestez aussi les trois groupes de bobines entre elles AVANT de souder le dbut des bobines.Pas de contact tout est OK

Grosses diodes de puissance et petites diodes "trio"Ces diodes se contrlent facilement l'aide d'un multimtre sur la position (OHMS) haute valeur "+ de 10.000 ohms". Les nouveaux multimtres numriques possdent une fonction contrle des diodes trs utile dans ce cas.

Dans un sens la diode montre une faible rsistance, pour exemple : 650 ohms. Inversez les connections, larsistance doit-tre TRS leve. Vos diodes sont bonnes.Si par malchance vos diodes sont dfectueuses vous pouvez trouver soit un court-circuit (rsistance zro dans lesdeux sens)ou l'inverse les diodes sont "ouvertes dans les deux sens" donc rsistance infinieVos diodes dans ce cas sont changer.

Contrle de phasage.Nous l`avons vu en dbut... dans un alternateur moderne bobin en systme toile ou triangle nous avons troisphases places 120 degrs l'une de l'autre.Encore une fois les tensions phase phase doivent tres identiques en tension mesure CA (courant alternatif)Si une des phases n'est pas en concordance avec les deux autres il y a annulation de puissance globale.Si vous disposez d'un oscilloscope, il vous sera ais de contrler le phasage de vos nouvelles bobines.

Contrle de puissance. Vrifications si RIEN ne fonctionne a votre got !!!Ouvrez l'alternateur, soudez trois fils sur les bornes des grosses diodes (les fils du stator a diodes de puissancerestent connects). Arrangez-vous pour sortir ces trois fils l'extrieur au travers de l'un des trous de ventilationarrire

A nouveau fai tes tourner l'alternateur et mesurez les tensions alternatives entre chaque phase (chaque sortie de filreprsente une phase). Vous devez absolument mesurer une tensionALTERNATIVE GALEentre chacun des filspar rapport aux autres. Si ce n'est pas le cas, la phase fautive montrera une tension PLUS FAIBLEpar rapport auxautres. Reprez cette phase fautive.Dmontez nouveau l'alternateur et INVERSEZ les connections de cette phase UNIQUEMENTTout devrait tre dans l'ordre en reprenant vos tests. Vous pouvez alors enlever ces trois fils extrieurs et refaireproprement les connexion intrieures. La puissance totale devrait tre revenue la normale, donc plus leve et plusd'efficacit et bien moins d'chauffement. Cette mthode s'applique galement pour le montage en triangle. Dans cecas les trois bobines sont en srie.Souvenez vous que... si une bobine est en opposition de phase, vous aurez annulation de puissance et chauffement

lev sans compter sur un rendement qui vous paratra dplorable.

Les balais(brosses ou charbons). Les balais portent le courant d'excitation vers le rotor. Des balais uss ou quiont surchauff offrent un service mdiocre. N'hsitez pas les changer.Leur prix est faible face a un meilleurrendement Page suivante



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Le collecteurLe collecteur du rotor est constitu de deux bagues de cuivre ou de bronze isoles de la masse. Ces baguesconstituent avec les balais le chemin du courant d'excitation de la ou des bobines du rotor.Des bagues propres et bien polies offrent un meilleur contact. Une toile d'meri (papier sabl) de calibre 140 180et plus restaure le temps de le dire un jeu de bagues oxydes ou "charbonnes".Les roulements.Les roulements billes ou rouleaux subissent des forces de pression, chauffement, tensions diverses, etc.Un nettoyage et graissage annuel leur permettra une plus longue dure de vie.

ProtectionUn capot de tle ou de fibre autour de votre alternateur vitera les intempries d'en rduire sa dure de vie. Le capotdevra cependant assurer une ventilation adquate. Un grillage de mtal l'avant et l'arrire assurera ce serviceFils d'amenedu courant vers la batterie. N'hsitez pas sur la qualit et le calibre des fils d'amene du courant versvotre batterie. Un fil No 14 (2,00mm de diam) sera adquat pour de faibles courants (< 10 Amp). Pour de plus fortscourants et plus grandes distances utilisez du No12 (2,60mm de diam), voire plus gros fils si cela vous est possible..Si les distances sont longues (+ de 10 mtres ou 30 pieds) DOUBLEZ vos fils ou utilisez des fils de plus fortesection. Les connections seront excellentes et soudes, donc vous minimiserez les pertes.Voir le tableur Excel pour la dimension de vos fils accessible via IndexBatteries.Les batteries constituent la rserve d'nergie lectrique que votre olienne peut fournir. Une batterie neuve sera lasolution idale, cependant, vous pouvez vous procurer des batteries d'occasion chez un spcialiste prixraisonnable. Idalement votre batterie fera au moins 60 ampres/heure de rserve, voir 100 ampres et plus, voir

plusieurs batteries pour plus de rserve si vous en avez la possibilit.Si vos moyens financiers vous le permettent procurez-vous des batteries dcharge profonde comme celles

utilises par exemple sur les petits moteurs lectriques de bateaux. Voir batteries .

Utilisation.Une modeste installation vous permettra d'avoir un clairage de secours en tout temps (si le vent dans votre rgionest coopratif bien entendu !). De plus, vous pourriez utiliser certains appareils mnagers ou outillages spciaux quifonctionnent sur 12 ou 24 volts comme les quipements de camping et maisons mobiles. Vous pourriez mmeenvisager l'achat d'un onduleur (convertisseur de tension continue) 12 volts en tension alternative 110volts 60 Hertzou 220 volts 50 Hertz et ainsi faire fonctionner de petits appareils que vous utilisez dans votre maison, votrersidence secondaire, votre voilier, votre le dserte, etc... Vous aurez besoin alors de batteries de plus grandepuissance/rserve.

PUISSANCES ENVISAGEABLES POUR QUELQUES MARQUES D'ALTERNATEURSModle Puissance d'origine Puissance envisageable avec un vent de 30/40 km/h

FORD/Motorcraft 50 80 ampres 125 260 Watts mesures relles (test sur banc) Delco-Rmy 12 SI 60 a 90 ampres 240 380 Watts Mesures relles (test In-situ) Delco 27 SI 90 110 ampres 400 550 Watts ++ Mesures relles (test In-situ) Nippo Denso et Mitsubishi 40 ampres 125 150 watts mesures relles (test sur banc) Paris-Rhne 50 ampres 125 250 watts calculs Ducellier 50 ampres 150 300 watts ***calculs Imarelli 44 ampres 125 200 watts ***calculs Chrysler 50 75 ampres 125 350 watts mesures relles (test sur banc) Chrysler 110 ampres 500 1500 watts mesures relles (test In-situ durant trois ans !) Bosch 75 90 ampres 275 450 watts mesures relles (test In-situ durant deux ans)

Amorage "forc"Le principe repose sur l`injection d'un faible courant sur le rotor Voir:[schemathque] ou utilisation d'une petitegnratrice CC en excitation complmentaire, voir exemple enpage 7 de Projet Jean-Yves.Ou utilisation de petits aimants permanents sur le rotor (lorsque la place le permet). Le principe lectrique estprouv et efficace.


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RgulateursNous avons besoin de rgulateurs pour nos arognrateurs. Plusieurs types existent selon les besoins.- Rgulateur de rotor sous forme de rgulation tension ou sous forme de rgulateur qui dtecte les besoins de labatterie.- Rgulateur de puissance en sortie de l'alternateur ou gnrateur.- Rgulateur de charge/dcharge de la batterie, etc.Dans le document [Schmathque] vous trouverez une srie de schmas simples et efficaces.

Dimensions des fils de bobinages les plus utilissen rebobinage

# AWG Diam (mills) Circ (mill) Diam (mm) Surface (mm2) Rsistance/1000m

# 25 .0179 320 0.45 0.1590 100,4 ohms # 24 .0201 404 0.55 0.2376 81 ohms # 23 .0226 510 0.60 0.2867 68 ohms

# 22 .0253 642 0.70 0.3848 50 ohms # 21 .0239 824 0.80 0.5027 38 ohms # 20 .0320 1.024 0.90 0.6362 30 ohms # 18 .0400 1.600 1.20 1.1310 17 ohms

L' utilisation de ce tableau est simple et n'appel aucuns commentaires.

Ceci termine la partie technique de base et de modification dun alternateur automobile aux fins

dusage petite olienne auto-construite.

Nous vous invitons a suivre les autres documents pour vous familiariser aux autres aspects quiconstitueront votre future source dnergie.

Maintenant, les amis.... AU BOULOT ET... faites concurrence

votre compagnie dlectricit!

Cordialement et Bons Vents. Votre amieMoul inet te

Document original Michel alias Gemifi 1997/2001.2001/2005 GemifiRdaction et rvision de ce document : Gmifi. Mise en page Hlne


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