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 Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène

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PiAn



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MessageSujet: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Lun 30 Aoû 2010 - 21:18

Bonjour,

J'ai cherché pas mal dans les sujets traités, et bien que j'ai appris ou réappris énormément de choses, je n'ai pas trouvé de réponse à mon problème. Je précise (désolé, pas eu le temps encore de me présenter) que je suis ingénieur, mais plutôt en électronique, mes connaissances pratiques en électrotechnique sont limitées.

Je vais commencer par une présentation succincte de l'installation. Celle-ci se compose:
- d'un groupe électrogène 240/415V de 74 kVA.
- d'un moteur triphasé SIEMENS 1LA6 223-4AA66 de 45kW méca, entraînant une pompe hydraulique de secours. Je pense que celui-ci a un démarrage de type étoile triangle, je joins la photo du boîtier de commande dans le doute.

- de plusieurs autres moteurs triphasés (deux pompes de 3kW, deux ventilateurs de +/- 1kW).
- de plusieurs plafonniers fluo et deux projecteurs halogène 500W.
- de trois convecteurs 1000W.
- d'un chargeur de batteries de 1,4kVA, à découpage, qui accepte des tensions de 95 à 230V.
- et de deux TV, dont je pense qu'elles seraient mieux placées derrière un onduleur sur le 24V.

Le problème est de revoir le dimensionnement du générateur (le moteur est cassé), si possible à la baisse.

Je recalcule donc la puissance apparente pour le secours hydraulique. Le moteur a un rendement de 93% et un cos phi de 0,87, ce qui me donne 55 à 57kVA (le 1er chiffre, c'est ce que je calcule; le deuxième c'est celui qui découle du Inom, 79 ou 80 A selon les sources, spécifié par Siemens).

Je trouve aussi dans les specs un rapport Idemarrage/Inom=7. J'en déduis que l'appel de puissance au démarrage serait de 398 kVA en triangle, et 3 fois moins, soit 133 kVA, en étoile. Jusque là, je ne pense pas me tromper beaucoup.

Sauf que la génératrice actuelle ne faisant que 74 kVA, ne semble pas être suffisante.... Pourtant ça marche! Je précise tout de même que cette pompe hydraulique de secours n'est sans doute pas sollicitée lors du démarrage, donc je suppose qu'il n'y a que peu de résistance.

J'en viens à mes deux questions:
- mon raisonnement est-il valide jusque là (en d'autres termes, j'ai pas écrit une grosse bourde ci dessus Rolling Eyes
et surtout:
- peut-on dire que puisque la puissance de la génératrice est limitée, le démarrage va se traduire par une chûte de tension que l'on pourrait approximativement calculer par la même formule par laquelle on estime la puissance au démarrage (en étoile) par rapport à la Pnom (en triangle) ?
A savoir la façon "normale" d'utiliser la formule est :

Pdem = (Uétoile / Utriangle)² x Pnom x 7 = (240/415)² x 57 x 7 = 133 kVA

ce qui en la retournant me donne pour une puissance max de génératrice de 74 kVA:

Udem = Utriangle x racine ( Pdispo / ( 7 x Pnom) ) = 415 x racine ( 74 / ( 7x57)) = 179 V
Donc au démarrage, avec cette génératrice, on observerait une chûte de tension vers 3x179V au lieu des 3x240V normaux???

J'espère avoir été à la fois assez clair et pas trop long....
Merci de vos réponses
PiAn
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LABOBINE
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Lun 30 Aoû 2010 - 21:58

Bonsoir,
Moi je doutes très très fort que votre boitier soit celui d'un moteur 45Kw à démarrage étoile triangle.
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PiAn



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Lun 30 Aoû 2010 - 22:01

Bonsoir.... Et merci, même si ça m'éclaire encore moins.
Parce que je n'ai pas vu d'autres systèmes de démarrage, et donc je vois encore moins comment ce sacré moulin va pouvoir se mettre en route.
Et sur le comportement d'un générateur de puissance insuffisante au démarrage du moteur?
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Dédé



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Lun 30 Aoû 2010 - 22:27

Bonsoir
Je confirme les dire de LABOBINE ,

Ce boitier n'est pas le coupleur étoile/triangle d'un moteur de 45 CV ...
car 45 CV doit faire un courant par phase de l'orde de 80 A au minimum ....
et en plus, j'ai l'impression qu'ils coupent du MONOPHASE ...

quant aux explications, j'avoue ne pas comprendre où l'on veut en venir ...
Il faudrait d'abord faire un "Etat" de l'existant qui soit une base sure ..
et faire des calculs de courant de démarrage, je n'y crois pas sans les données du constructeur ..

Cordialement


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PiAn



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Lun 30 Aoû 2010 - 22:43

Bonsoir,
Merci Dédé pour la confirmation.

Bon, pour le boîtier de démarrage la cause est entendue. Donc soit il n'y en a pas du tout, soit je ne l'ai pas vu (pas complètement impossible), une dernière hypothèse, un peu exotique, serait que ce moteur serait en permanence branché en étoile avec donc une puissance très diminuée. Farfelu, mais pas complètement impossible.

Etat de l'existant... bien sur, c'est ce que j'essaie de comprendre. Mais je n'ai pas la queue d'un schéma, d'un dossier technique. C'est sur un bateau qui a près de 30 ans, a eu plusieurs propriétaires. Il faut donc que je me dém.... avec ce que je trouve.
Ou je veux en venir, c'est savoir si on peut, pour une réparation à moyen terme, remplacer le moteur cassé de la génératrice avec un moteur moins puissant. Du point de vue du dimensionnement uniquement, les autres problèmes (couplage, régulation) que ça posera ne sont pas pour moi Mad
Les données du constructeur du moteur, c'est du SIEMENS, on les a sur internet et sur la plaque. Je les ai prises là :http://www.mqequipment.com.au/siemens/4pole.html et elles sont cohérentes avec celles de la plaque.
Sur la génératrice, je ne sais pas grand chose, que sa puissance nominale, 74kVA.
Par contre la question un peu théorique que je vous pose ce soir, c'est la suivante:

Si le moteur a un appel de puissance au démarrage supérieur à ce que la génératrice peut fournir, que se passe-t-il????
- on a une chute de tension, mais ça marche quand même....
- tout explose....
- le moteur ne tourne pas....
et si la première réponse est la bonne, peut-on estimer cette chute de tension.

Je précise que je ne refais pas une seule connexion, ne change pas un seul cable sur le système. C'est uniquement du dimensionnement.
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Dédé



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 0:12

Bonjour

a) Tout d'abord, 30 ans, ce n'est pas vieux ...... et c'est certainement beaucoup plus robuste que le matériel d'aujourd'hui . Smile

b) Tu dois quand même pouvoir suivre des cables et trouver son coffret de démarrage .... et voir ainsi comme il démarre . T/D, Résistance , ...
A noter, que en otant son capot , tu vas tout de suite voir soit son couplage, soit 6 fils qui en partent ...
il ne faut quand même pas sortir de St Cyr pour voir celà ..... lol!

c) Pour ce qui est de la puissance apparente de démarrage de la MAS , oui, on pourrait dire celà pour le moteur.

d) Par contre, ton autre calcul aéfférant à la génératrice est totalement erroné ..
Car d'une part la génératrice est une machine synchrone ... donc des impédance (ou courant de court-curcuit) et comportement tout à fait différend d'une MAS,
Car d'autres parts, elle dispose d'une régulation de tension, qui va certainement agit en phase transitoire, une fois la subtransitoire trerminée,
Car la vitesse du moteur, donc la fréquence 50 Hz va s'écrouler .

Mais, pour lancer le moteur, c'est de la puissance active , pour vaincre son ionertie et le mettre en vitesse .

En résumé, les "anciens'", de par leur expérience , avaient dimentionné le moteur ( Puissance et Inertie) pour pouvoir démarrer correctement cette pompe.
La tension s'é"croule , la fréquence s'écroule, le moteur diesel peine, mais petit à petit, la MAS prend de la vitesse, et allège sa demande d'énergie, et le dieser "refait- surface".

e) Tu veux mettre un moteur moins puissant , tu en prends les risques, car tu n'as aucun élément du démarrage "ancien diesel". ( vitesse, réaction, tension, courant )
Donc, le risque est que le nouveau moteur s"effondre au bout de quelques secondes ...et que l'ensemble reste dans une position qui ne permette pas au moteur de prendre de la vitesse ..... et comme il va consommer beaucoup de courant, les protections magnétothermiques vont fonctionner ...

Bref, vu de mon coté, prend la responsabilité qui veut, mais pas moi en tout cas ...... lol!
car la limite de Puissance et Inertie du Nouveau diesel n'est pas calculable ,
et surtout que tu vas associer un diesel moderne dans la chaîne Alternateur-Moteur ancien .


Cordialement

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PiAn



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 9:35

Bonjour,
Ca correspond à peu près à ce que je pensais. Je sais bien que 30 ans ce n'est pas si vieux, mais lorsqu'il ne reste aucun dossier de cablage ou de dimensionnement, ce n'est pas facile. C'est sur un chalutier, et les pêcheurs ont tendance à considérer les "servitudes" électriques comme de l'accessoire, quelque chose qui ne mérite pas qu'on s'y arrête.
Le patron s'impatiente, il veut reprendre la mer au plus vite....
Je vais lui faire désactiver son gros moteur, qui n'est pas indispensable, si il veut mettre une machine plus petite.
Merci pour vos infos
PiAn
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 10:19

Bonjour

La nuit ayant porté ses fruits , ....

si tu tiens à mettre un moteur diesel un peu moins puissant , ( mais quand même supérieur à la demande en énergie ) ,
tu pourrais rajeunir le système de démarrage de ce moteur , et placer un "démarreur électronique" .
Celà résout le problème du courant d'appel, en créant une rampe de démarrage , et d'ailleurs aussi d'arrêt.

A titre d'info, je te joins la notice de l'un des fameux ALTISTART bien connu de l'ex MERLIN GERIN .
Outre la gamme de puissance, il existe plusieurs modèles plus ou moins perfectionnés.
http://www.altivar.be/pdf/UM48_fr.pdf

Peut-être pourrais-tu voir ce que SIEMENS préconise pour ses moteurs ..
Sinon, voir avec SCHNEIDER .
Il y a des modèles plus économiques que la série 48.
On en trouve quelquefois d'occasion ( car certains sont déposés pour être remplacés par un variateur de vitesse cf ALTIVAR ).
Mais attention à l'environnement marine, car tu parles de pêche au chalut ..., donc je suppose en mer.

Voilà ce que je pouvais rajouter sur ce thème.
Je suppose que dans les ports, il existe des société de maintenance bien au courant de ces problèmes, et qui ont l'expérience .
Tu devrais leur poser le problème et voir leur réaction .... Il faut toujours s'adresser au gens qui savent .... Basketball

Cordialement


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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 14:06

Bonjour à tous.

Si vous le permettez, je ne vais pas vous donner une réponse immédiate car tous les commentaires des uns et des autres méritent une analyse exhaustive. Dans votre problème, je me heurte essentiellement à la définition du "Moteur thermique" et si le bas blesse c'est là ! De quel type s'agit-il ? Service A, B, C ou D ? Ce type définit la durée de fonctionnement, les surcharges admissibles, le système de régulation, etc.

En ce qui concerne l'alternateur attelé au moteur thermique, la surcharge admissible (voir aussi le type d'alternateur : coumpond ou non) peut aller du simple au double. Le problème qui se pose est essentiellement est chute de tension et le risque de rampe à la mise sous tension du "moteur électrique" Un démarrage trop long peut mettre en péril le moteur.

Ma réflexion est sommaire en prenant les éléments au fur et à mesure qu'ils me viennent à l'esprit. D'autres complèteront.

Lorsqu'on dimensionne un groupe électrogène, il faut raisonner sur l'ensemble et non pas sur les éléments pris séparement.

Voici comme dit plus haut quelques éléments de réflexion. Il vous appartiendra donc de revoir votre raisonnement.

Salutations.
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 14:09

Mes excuses pour cette mal écrite.

"Le problème qui se pose est essentiellement la chute de tension et le risque de rampage à la mise sous tension du "moteur électrique" Un démarrage trop long peut mettre en péril le moteur."
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 16:13

Bonjour les amis,



Il ne faut pas se précipiter non plus avec les risques en mer..

Le patron a bien entendu des demandes mais il est responsable de ses marins à bord et à terre aussi.

Prendre la mer trop rapidement même en Méditerranée peut avoir des conséquences graves avec une électricité critique...

Un moteur diesisl sous dimensionné risque de ne pas suivre la montée de charge ..

Un moteur sur dimensionné risque de tourner à vide et de glacer ses cylindres .....

Normalement, il faut lancer le moteur thermique sans charge donc à vide.

Une fois qu'il est lancé, on prend la charge sur l'alternateur avec divers circuits électriques .

Si la charge est prise directement, il faut sur dimensionner le moteur thermique.

Je rejoins tous les propos donnés mais l'utilisation est importante (notion de classe proposé par Electron Libre) .

Le dimensionnement intial du moteur me parait correct et laisse un peu de marge pour gérer les aléas électriques.

Si on prend un moteur thermique plus petit malgré des astuces (variateur de vitesse - etc. ..) , on n'aura plus aucune marge de manoeuvre.

Dans un système embarqué comme un navire (chalut dans ce cas), il vaut mieux avoir un peu de marge...

Je resterai sur les mêmes dimensionnements mécaniques et électriques pour ma part .

En prenant pour des raisons de confort, les variateurs proposés par Dédé .

Au pire en mode manuel, tu pourrais démarrer manuelement une pompe puis la seconde après le démarrage de la première (théoriquement même les deux) .

Les nouveaux groupe électrogènes tiennent moins de place que les anciens par contre, il faut être certain de ses caractéristiques techniques..


Je rejoins les propos por le boitier qui correspond à un petit moteur mais pas de plusieurs dizaines de kW (45 kW) . Il faudrait le redimensionner avant de partir si c'est pour un tel moteur (à voir) .


Cordialement

Pascal Very Happy
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PiAn



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 22:33

Bonsoir,

Vous avez donné plusieurs avis et pour l'essentiel ils convergent vers une conclusion simple: soit on met la puissance qui résulte des calculs plus ou moins approximatifs de puissance appelée au démarrage, soit il faut faire une étude bien plus poussée en prenant en compte les caractéristiques détaillées de chaque élément dans le système. Je crois que je saurai la faire, sauf que je n'ai pas les éléments... ni la demande du client Laughing

Le démarreur électronique peut être une option intéressante pour limiter cet appel de puissance. A ce que je comprend à la lecture du document Schneider, on peut limiter l'appel à 150% de Pnom, soit dans le cas présent avec Pnom=57kVA (=45/cos phi/rendement), le minimum sera tout de même 86kVA.

Ca peut être aussi une solution intéressante pour les pompes à eau de 3kW, si le client décide d'écarter l'usage du plus gros des moteurs. Mes calculs me donnent dans ce cas une puissance du groupe encore élevée, 42 kVA, alors que la puissance continue de tous les consommateurs est de 18kVA. Cette valeur est due à la puissance au démarrage de ces moteurs de 3kW, que j'estime autour de 30kVA (Idem/In = 6 à 8 ).

Au delà j'espère aussi quelques conseils du vendeur de groupes (car l'option de changer le moteur seul semble maintenant exclue). Sauf qu'ils n'ont pas encore repris le boulot.

Meci encore
PiAn
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PiAn



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 22:38

J'ajoute que je ne comprend pas encore très bien comment ça fonctionnait jusque là... mais je n'ai aucune info sur la génératrice. Et pas moyen de trouver sur le net, je n'ai même pas la marque. Alors je mets une photo de la plaque et du groupe, si quelqu'un le reconnait, dites le moi !

Désolé ça manque un peu de recul. Souvent comme çà sur les bateaux.
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Mar 31 Aoû 2010 - 23:09

Bonsoir les amis,


J'ai une question rapide , le moteur thermique est "cassé" du groupe mais quelle est la nature de la casse ?

Si une réparation peut permettre de le faire repartir et d'éviter de réinvestir suite à une sérieuse mise à niveau ?


Le groupe électrogène a l'air assez simple de conception sur la partie moteur thermique et l'alternateur est accouplé directement.

Cordialement

Pascal Very Happy
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Tipler



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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Dim 5 Sep 2010 - 14:11

bonjour,
pour info, la photo de plaque est celle de l'alternateur, Marque STAMFORD type UC.
Le moteur semble être un Perkins, avec un peu de chance, le GE est de marque WILSON (anglais).

Cordialement, TIPLER.

PS: je ne suis pas un pro sur le dimensionnement des GE, mais les calculs présentés semblent faux. il manque des données non prises en compte. Puissance active au démarrage: Pd = (racine de 3) Ud x In x Id/In x (cos phi)d.
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MessageSujet: Re: Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène   Aujourd'hui à 8:55

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Démarrage moteur triphasé sous un groupe électrogène
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