034 -Convertisseurs rotatifs (moteur pilote)

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MOTEUR PILOTE monophasé 230v / triphasé 230v

Pour avoir du 230v tri dans un atelier en 230v mono, il est un montage extrêmement facile à mettre en œuvre, peu onéreux , à la portée de n’importe quel bon bricoleur pour peu qu’il ait de légères notions en électricité, c’est celui du «MOTEUR PILOTE» ou appelé dans l'industrie "Convertisseur de phase rotatif".

Ce montage, à peine plus onéreux que le système a simple condensateur, a tout de même un avantage supplémentaire et fondamental, et c’est peu dire, c’est d’avoir exactement le même couple de démarrage que branché sur le tri 380v.

Le schéma n'est pas bien compliqué et pourrait se passer de tout commentaire :

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Choix du Moteur Pilote

En premier lieu il faut disposer d’un moteur aussi puissant ou + que le moteur de la (ou, les) machine(s) à faire fonctionner. L’idéal est un moteur assez ancien, en 1500trs/mn, avec un gros rotor qui sert d’inertie, au besoin même mettre une grosse poulie qui sert de volant d’inertie, mais tout aussi bien un moteur à 3.000trs peut faire l'affaire.

Si l’on dispose de plusieurs machines, à moins d’avoir 4 mains pour les faire marcher ensemble, il faut se baser sur la puissance du moteur le plus fort.

Ce moteur doit pouvoir être couplé en tri 230v donc un moteur tri 220/380 ou 220 à couplage étoile (pour les vieux moteurs). La vitesse de ce moteur importe peu, ce qui compte c’est la puissance.

Pour faire démarrer et tourner ce moteur vous trouverez ma solution à la page «Transformer moteur triphasé en monophasé» et complété avec l’article complet sur Volta Electricité.

Valeur des condensateurs.

Pour la valeur de capacité du condensateur permanent il est appliqué la même formule que pour les moteurs triphasés à condensateur c'est à dire 14µf par ampères de l'intensité en tri 230v.

Cette valeur fluctue en fonction de la puissance utilisée c'est pourquoi il faut procéder par essais et mesures de tension aux bornes des condensateurs à vide et en charge,. La tension ne doit pas descendre au-dessous de 230v pour garder toute la puissance et au maximun de 250v pour éviter l'échauffement intempestif des enroulements des moteurs.

La valeur de capacité peut atteindre 100 à 200µf ou + suivant la puissance mise en jeu, et il n'existe pas de valeur de condensateur standard au-dessus de 100µf. La solution consiste de mettre 2 ou plusieurs condensateurs en parallèle, les valeurs s'aditionnant.

A cet effet, et pour le réglage de valeur, il est conseillé de confectionner une batterie de condensateurs dont la mise en parallèle peut s'effectuer par interrupteur, ajouté à cela un poussoir pour le condensateur de démarrage, tout cela dans un petit coffret en contreplaqué ou tout contenant plastique, le coffret en fer étant déconseillé cause d'isolement.

Pour la valeur du condensateur de démarrage au moins 100µf en 250v endessous de 1kw, 180 à 250 au-dessus de 1kw. c'est peu aussi suivant le couple de démarrage du moteur

Schéma du coffret de la batterie de condensateur

PUISSANCE COMPLEMENTAIRE

Lorsqu’on ne dispose pas de moteur pilote suffisamment puissant par rapport à la puissance du moteur de la machine que l’on veut faire fonctionner, il est possible de brancher plusieurs moteurs pilotes en cascade. Le pilote principal devra être le moteur le plus puissant, les autres moteurs pilotes sont appelés secondaires.

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Chaque moteur pilote secondaire est branché en parallèle sur la ligne de sortie du moteur pilote principal et muni d’un commutateur tri.

Tous les moteurs que ce soit les pilotes ou les moteurs à utiliser doivent être couplés en 220tri c'est-à-dire les barrettes de la plaque à bornes verticales (triangle).

Etant donné que le ou les moteurs pilotes tournent à vide l’intensité totale de tous les moteurs pilotes additionnée, même le moteur principal en charge, n’augmente pas.

L’intensité totale sera donc celle du moteur utilisé en charge + l’intensité totale à vide des moteurs pilotes.

Condensateurs supplémentaires

Les moteurs pilotes mis en parallèles n’ont pas du tout besoin de condensateurs permanents ou de démarrages supplémentaires puisqu’il démarrent comme tout triphasé normal. Toutefois en cas de baisse de tension sur la 3^ème pseudo phase il est possible d’utiliser le condensateur de démarrage du moteur pilote principal.

Tension entre phases

Pour un bon fonctionnement du moteur utilisé il est indispensable que la tension sur la 3^ème pseudo phase soit égale au minimum à celle des 2 autres (230v.) et peut même monter jusqu’à 250v (pas plus quand même).

Pour y remédier on place des condensateurs supplémentaires en parallèle sur la ligne (donc à l’endroit le plus favorable à l’installation) mais sur les mêmes phases du moteur pilote (ici entre les phases rouge et verte). Pour avoir une base on peut compter sur 14 µf par ampères du moteur utilisé (en aditionnant toutes les capacités : pilote + complémentaires).

Si l’on doit se servir de ce montage pilote pour plusieurs puissances de moteurs il est préférable d’ajouter des interrupteurs à chaque condensateur supplémentaire en parallèle afin de pouvoir en moduler la capacité totale.

Mise en œuvre

On met en route le pilote principal et ensuite chaque moteur pilote secondaire l’un après l’autre et en tout dernier le moteur utilisé.

Limite du montage à moteur pilote

Il n’y a aucune limite en puissance sauf celle imposée par la puissance souscrite du compteur ERDF.

MOTEUR PILOTE monophasé 230v / triphasé 400v

Pour avoir du 400v triphasé avec le montage à moteur pilote il y a 2 moyens :

- Le montage à transformateur triphasé en aval avec moteur pilote en 230v (couplage triangle)

- Le montage à transformateur triphasé en amont avec moteur pilote en 400v. (couplage étoile)

Le schéma de principe et les réglages sont ceux du moteur pilote de base seul l'adjonction de transformteur (ou auto-transformateur) monophasé ou triphasé (suivant le cas) est ajouté.

Moteur pilote sortie 400v avec transformateur triphasé

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Moteur pilote sortie 400v avec transformateur monophasé

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ATTENTION :

La tension d'entrée du moteur pilote étant de 400v si on applique la formule de base qui est de 14µf par ampères en 230v devient :

1/6,28*U*F*10(-6) = 1/6,28*400*50*0,000001=7,96 c'est à dire 8µf par ampères.

Quand à la tension des condensateurs dans ce montage, elle doit être au moins de 700v. qui n'est pas une valeur courante. Pour cela, l'astuce est de mettre 2 condensateurs en série de 450v de double valeur. Exemple : pour une valeur de 40µf on met 2 condensateurs de 80µf en série.

CONVERTISSEUR ROTATIF

Pour ceux qui préfèrent l'électromécanique à l'électronique, et adeptes des expérimentations il y a un montage assez facile à réaliser pour obtenir du triphasé c'est celui du convertisseur rotatif qui comprend un simple moteur monophasé entrainant un moteur triphasé qui fait office de génératrice. Le rendement n'est pas des plus impressionnant, ni la stabilité de la tension à vide et en charge (si il n'y a pas décrochage) mais le triphasé est bien là pour peu que moteur et génératrice soient bien dimensionnés par rapport au moteur à entrainer et notamment de supporter l'intensité de démarrage sinon il y peut y avoir désarmorçage de la génératrice.

La vitesse du moteur transformé en génératrice est égal à la vitesse de synchronisme du moteur + la différence entre la vitesse en charge et la vitesse de synchronisme. Exemple :

vitesse du moteur 1425trs en charge, vitesse de synchronisme 1500, la vitesse en génératriace devra être de : 1500+(1500-1425)= 1575

La valeur des condensateurs en sortie de génératrice est fonction de la puissance du moteur transformé en génératrice.

(tableau des valeurs de condensateurs en préparation)

Si l'on ne dispose pas de moteur monophasé pour l'entrainement on peut tout aussi bien se servir d'un moteur triphasé couplé avec un condensateur.

LE "ROTATRANSFO"

C'est un montage identique au moteur pilote classique mais dont la sortie délivre du 400v triphasé, mais n'ayant pas trouvé "d'éco" à ce jour la manip reste en sommeil.

Les lecteurs qui seraient intéressés par le système peuvent me contacter en cliquant en pied de page sur "Contacter Labobine"