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 alimentation pompe de relevage

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ubuntu



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MessageSujet: alimentation pompe de relevage   Dim 20 Sep 2015 - 11:19

bonjour ,
j'aimerais savoir si mon raisonnement se tient car je dois choisir un groupe électrogène (GE) pour une pompe de relevage monophasée ( utilisation = GE de secours )

dans la documentation que j'ai pu consulter sur différents GE apparaît souvent un coefficient ( coeff PMR pour SDMO par exemple p10//11 de http://www.sdmo.com/images/shared/PPW/800/PPW-PR-DO-FR-52.pdf ) qui varie selon le récepteur utilisé ( ex : 3.5 pour une pompe immergée ) et qui multiplie la puissance de sortie ( vérifié auprès de SDMO ) afin de sélectionner le GE à utiliser .

Or souvent le moteur d'une pompe est du type à induction ( c'est le cas de ma pompe flygt monophasée de 1.5kw sur l'arbre ) qui au démarrage nécessite en moyenne 6 In soit une puissance d'environ [ 6xUxIn cos(phi)démarrage ]  . Deux questions :

1) UIn = Sn = puissance apparente absorbée en marche normale . J'ai lu sur ce forum que cos(phi) démarrage = environ 0.3 / 0.4 ce qui donne en gros 2x Sn et en tenant compte du rendement ( de ma pompe par exemple = 0.75 ) je trouve [ 2.7 Psortie ] assez loin du 3.5 ( donné comme un maximum il est vrai et puis si je prends Id = 8In j'obtiens un coeff de 3.3 ... ) . Mon raisonnement vous paraît-il correct ?

2) vient maintenant le problème de l'intensité Id ( environ 55A dans mon cas ) que le GE devra pouvoir fournir avec la puissance ci-dessus . Et là à défaut de connaître les caractéristiques de la partie alternateur je ne vois pas comment savoir ce qu'il peut fournir en courant de pointe sur une courte durée .
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candela
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Dim 20 Sep 2015 - 15:21

Bonjour,
Le moteur asynchrone monophasé est "une hérésie électrotechnique": nativement, il n'a pas de couple de démarrage et son rendement est mauvais.
On essaie donc de pallier ces inconvénients par divers artifices, qui peuvent être dosés au cas par cas par le constructeur/l'utilisateur pour mieux s'adapter à l'usage.
Le constructeur de groupes électrogènes "portables" doit donner des méthodes permettant de s"adapter à toutes les situations avec le minimum d'échecs (= litiges, retours SAV...). Par défaut, la formule de calcul englobera les cas les plus sévères: dans le cas d'une pompe, qui démarre à vide, le coëfficient sera trop élevé si la pompe est de bonne qualité et surtout de puissance nettement supérieure à l'exemple (1kW...).
Comme vous le dites, les caractéristiques précises des petits groupes et de leurs alternateurs (à propos, il ne faut pas de "génératrices asynchrones" , machines plaquées "cosp Phi 1" ni d'inverters) sont très difficiles à connaître en détail.

Si le moteur n'est pas à induction, c'est généralement un "moteur universel à collecteur" pour lequel la PMR est de 1,2 seulement.
Point 1
-votre calcul ne doit pas tenir compte du rendement: c'est une puissance parasite, certes, mais électriquement consommée et que le groupe doit fournir.
C'est le produit:
-tension lors du démarrage (difficile à prévoir car elle dépend de plusieurs facteurs dont le cosphi, la résistance des enroulements). Disons -20 à 30% dans ce cas
-intensité au démarrage (la seule valeur connue!)
-cos phi au démarrage (attention, sa valeur est affectée par le mode de démarrage. Un condensateur de démarrage le relève nettement, un condensateur permanent beaucoup moins. et un cosphi plus élevé relève nettement la tension...)
Ce calcul est quasiment mission impossible dans le cas présent, trop d'inconnues et d'interactions entre les différents paramètres.
2-dans les puissances de 2 à 6 kVA, un courant de 2,5 à 3 In est une valeur courante pour les alternateurs modernes.

N'oubliez pas que sur le point 1, c'est le moteur qui fournit la puissance active. A essence, il est surdimensionné car sa puissance nominale est définie à 3600 ou 4000 tr/mn alors qu'un GE 50 Hz tourne à 3000. On se trouve donc à un point où la courbe de couple est tombante lorsque la vitesse décroît, ce qui n'est pas favorable.

Dans votre cas, je vois trois approches possibles:
-faire confiance aux préconisations des constructeurs, sachant que les indications donnés par un constructeur donné ne s'applique correctement qu'aux appareils de SA gamme. Je pense que dans votre cas ça pourrait passer avec une PMR de 3. Sans garantie...
-tester avec un groupe de prêt/location/démonstration qui devra être identique ou très proche du groupe choisi pour que l'essai soit probant
-tenter de questionner le constructeur (SAV ou service technique, pas le vendeur en GSB) en fournissant les caractéristiques exactes de la pompe. S'il veut bien examiner le cas et s'engager...Parfois, on tombe sur le bon interlocuteur!)

Cordialement
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ubuntu



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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Dim 20 Sep 2015 - 18:13

merci pour cette réponse détaillée . Donc je poursuis en en tenant compte :


* pour ce qui est de la tension au démarrage elle devrait être de 230V environ si l'alternateur est de bonne qualité , non ?

* le coffret d'alimentation de la pompe comporte un condensateur de démarrage qui ama doit rester branché en permanence sur l'enroulement auxiliaire de démarrage ( aucun système de déconnexion en vue ) . Procure un meilleur couple Cd peut-être ? quid de Id dans ce cas ?

** SDMO préconise x3.5 dans mon cas ce qui conduit à un GE de 5.1kw ( environ 6 kva donc ) . Chez eux j'ai donc le choix entre HX6000 à 1450€ avec kit brouette (moteur Honda alternateur = ?) et Perf6500 à 1200€ avec kit , moteur Kolher alt= ? estampillé "surdimensionné" et moins cher à cause de la proximité Kolher- SDMO ( filiale ? ) d'après un de leur technico-commercial . Alors on a Id/In = 2 environ soit en-dessous du minimum de 2.5 moyen donné ci-dessus .  Donc à priori ce matériel conviendrait .

** pour tester , la location semble intéressante effectivement si je peux avoir le même genre de matériel comme indiqué . Procédé envisagé : je coupe le compteur edf , mets hors circuit tous les appareils sauf la pompe et son coffret d'alimentation qui comporte des sécurités diverses , puis j'alimente le différentiel de tête avec le GE ? le GE doit-il être mis à la terre ? celle de EDF ou à part ?


Dernière édition par ubuntu le Mar 22 Sep 2015 - 7:31, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Lun 21 Sep 2015 - 15:26

Bonjour,
Avec Id/In = 6, l'alternateur sera en régime de quasi court-circuit: Il est absolument normal que la tension chute dans ces conditions; c'est même une composante essentielle de la réussite car il y a un compromis à trouver:
-si l'excitation n'arrive pas à "suivre", la tension chute à zéro et le démarrage s'interrompt. La protection de l'excitation coupe rapidement
-si l'alternateur arrive à maintenir une tension, plus celle-ci est basse et mieux cela aide le moteur à faire face

Comme je l'ai dit, le "compromis idéal" est impossible à calculer avec une petite machine. Ce n'est déjà pas simple avec une grosse...

Il est clair que l'alternateur surdimensionné est plus favorable et devrait éviter qu'il se "mette à genoux". Cela ne devrait pas se produire avec 2In fournis.

Je pense avoir oublié de préciser que le calcul de la PMR de SDMO est basé sur la puissance "plaque" de l'appareil.  Il s'agit donc:
-de la puissance réelle dans le cas d'une résistance, lampe
-de la puissance mécanique dans le cas du moteur. C'est pour cela que le coëfficient tient compte du rendement (mais c'est très approximatif),; c'est évident dans le cas de moteurs universels (rendement désastreux)pour lesquels le coëfficient est de 2,5 alors que la puissance (electrique)n'augmente que de 20 à 30% au démarrage .

Dans votre moteur, le condensateur sert tout simplement à permettre le démarrage. Il fait partie intégrante du moteur et ne doit jamais être déconnecté (ce serait différent avec un condensateur de démarrage dont le but est de renforcer le couple de façon momentanée). Les caractéristiques constructeur tiennent évidemment compte de ce condensateur.
Je suis un peu étonné par l'Id/In que vous indiquez. Est-ce une donnée constructeur? Si je prends un moteur équivalent chez LS, avec le même condensateur on arrive à 4,7, ce qui n'est pas du tout  pareil!
Donc mon propre calcul donnerait:
9,1 x 4,7 x 184 (V) x 0,45 (cos phi) = 3,54 kW, et 3,98 avec 10% de chute de tension.
Les valeurs retenues sont "prudentes"!
Cela vaudrait donc le coup d'essayer un groupe de 4200 W (mais pas de le commander sans cet essai...).

Cordialement

PS pour vos essais, c'est correct. reliez le GE à la terre du bâtiment si c'est possible.
surtout, n'oubliez pas de couper l'arrivée EDF. En situation définitive, une sécurité physique (normal-secours, verrouillage) est obligatoire de même qu'un DDR.
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Lun 21 Sep 2015 - 17:07

bonjour ,

j'ai effectivement oublié de tenir compte de l'impédance interne du générateur qui modifie sensiblement la tension de sortie si Is est fort . On révise .

qqs précisions sur mon moteur de pompe :

* moteur triphasé à rotor en court-circuit utilisé en mono et d'après ce que je comprends du schéma de la pompe et de son branchement que j'ai ( livret Flygt installation et entretien ) :
- un enroulement sert d'enroulement mono
- un 2ème enroulement est en série avec un condensateur C1 permanent et un 2ème condensateur ( C2 + interrupteur ) est en // sur C1 ( sur le schéma , en réalité = ? )
- un 3ème enroulement est non connecté

** par contre le schéma du câblage interne du coffret de démarrage ne fait apparaître que C1 ( possibilité de l'ouvrir si nécessaire )

*** le Id m'a été communiqué par un technicien du distributeur de Flygt ( sur Lyon ) et comme ça correspondait à mon estimation pifométrique de 6In je lui ai demandé si par hasard il n'avait pas fait la même opération que moi : sa réponse = oui . Donc Id est inconnu .

**** ma suggestion ( cf plus haut ) pour la connexion du GE est-elle correcte ?


Dernière édition par ubuntu le Mar 22 Sep 2015 - 7:23, édité 3 fois
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Lun 21 Sep 2015 - 17:27

RE,
Pardon, vous aviez parlé d'UN condensateur sans système de découplage.

Avec un condensateur de démarrage, de capacité bien supérieure, cela change tout. Si je prends la même doc (d'un autre constructeur), dans ce cas les 6 In deviennent probables.
C2 peut se trouver dans la boîte à bornes du moteur, relié à un contacteur centrifuge.

Pour les essais voir le PS de mon précédent message.

Cordialement
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Lun 21 Sep 2015 - 17:40

je viens d'ouvrir le coffret : il y a bien un seul condensateur de 40 microF relié en permanence , donc si un autre condensateur est présent il doit être dans le corps de pompe . Est-ce possible ?

Je vais me renseigner auprès du technicien local qui vend ce type de matériel .

* je viens de voir que j'avais une liste de pièces de rechange pour ma pompe avec un schéma détaillé : aucun condensateur n'est visible ni même mentionné .

** oups ! au temps pour moi pour les essais ...
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Lun 21 Sep 2015 - 22:46

ubuntu a écrit:
je viens d'ouvrir le coffret : il y a bien un seul condensateur de 40 microF relié en permanence , donc si un autre condensateur est présent il doit être dans le corps de pompe . Est-ce possible ?


Dans la mesure où le condensateur de démarrage n'est pas strictement indispensable (sans lui le moteur risque de chauffer plus et de faire déclencher les protections, mais son utilité dépend de l'usage-eaux très chargées ou roue dilacératrice, de la HMT), le placer dans la boîte à bornes du moteur évite d'avoir à remonter des conducteurs supplémentaires.
Mais les catalogues que j'ai pu consulter ne mentionnent que le 40µF sans lequel la pompe ne démarrerait pas.

Cordialement
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ubuntu



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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Mar 22 Sep 2015 - 9:31

bonjour ,

2 précisions :

1) en me relisant je me suis aperçu que j'avais écrit "rotor bobiné" alors qu'il s'agit d'un rotor en court-circuit (corrigé)

2)  en suivant le circuit de la pompe sur mon tableau électrique j'ai vu que le coffret de démarrage , donc la pompe , était branché sur un disjoncteur [ multi 9 déclic C16 Merlin Gérin ] à la sortie d'un [ DDR 40A 30ma type A Legrand 08687  Im = 500A ]   Cela peut-il fournir une indication sur la valeur max de Id ?


Dernière édition par ubuntu le Mer 23 Sep 2015 - 12:33, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Mar 22 Sep 2015 - 9:52

Bonjour,
ubuntu a écrit:


1) en me relisant je me suis aperçu que j'avais écrit "rotor bobiné" alors qu'il s'agit d'un rotor en court-circuit

Oui, ça paraissait bizarre sur ce genre d'engin: + cher, + fragile +complexe(si pas en court-circuit), pas nécessaire pour une pompe de cette taille.

ubuntu a écrit:


2 précisions :

1) en me relisant je me suis aperçu que j'avais écrit "rotor bobiné" alors qu'il s'agit d'un rotor en court-circuit

2)  en suivant le circuit de la pompe sur mon tableau électrique j'ai vu que le coffret de démarrage , donc la pompe , était branché à la sortie d'un [ DDR 40A 30ma type A Legrand 08687  Im = 500A ]   Cela peut-il fournir une indication sur la valeur max de Id ?
Non. Si on part sur 6In on a dans les 55 A très brièvement. Un DDR 40 A doit être protégé par un disjoncteur de même calibre, il doit donc supporter les surcharges qu'il laisse passer et il ne souffre pas des ces pointes.

Ne pourriez-vous pas poser la question directement au service client de Flygt France?  Par expérience (j'ai travaillé longtemps chez un constructeur) je sais que ce genre d'info est peu connu des distributeurs.

Cordialement
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Mar 22 Sep 2015 - 12:13

voilà qui est fait ( j'aurais dû commencer par là d'ailleurs ) . Réponses du responsable-chantier chez Actenium-Aurillac ( groupe Vinci ) :
* le moteur monophasé est spécialement conçu pour du monophasé ( le manuel d'installation entretien commun tri/mono m'a trompé )
* le condensateur C1 est bien branché en permanence
* le condensateur C2 est optionnel et est utilisé dans des cas où il faut un couple de démarrage plus fort
* pour cette pompe Id est environ 3In ( et non pas 6In comme je lui ai proposé pour tester )

.** il me conseille un 5.6KVA  ( soit 4500W sur catalogue non ? ) de génélec ( qu'il vend 1400€ donc bien plus cher qu'un SDMO avec moteur Kolher )


PS : voilà bien une curiosité chez génélec : Pn > Sn  ???  au moins ici  http://www.genelec.tm.fr/fr/gamme-portable/de-1-a-106-kva/lombardini-35-66-kva/gla1-5-m5.html
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Mar 22 Sep 2015 - 16:28

Re,
3In, ça fait bas, mais pas impossible. Si ce moteur est spécifiquement étudié, il n'a pas besoin d'un couple élevé au démarrage (forme kN²) pour les liquides standard et peut être "boosté" si la pompe peut rencontrer des solides ou de la glace...

J'ai beau refaire le calcul avec d'autres coëfficients:
-chute de tension 10% (vraiment optimiste)
-cosphi 0,45, voire 0,5
J'arrive à une puissance active entre 2,5 et 2,8 kW. Ca vaut le coup d'essayer un groupe de 3,6 à 4 kw . L'alternateur d'un 4,2 kW aura un In de l'ordre de 20A, autant dire qu'à 27A il se promène!
Attention, les groupes mono ne sont plus nécessairement dimensionnés à cos phi 0,8 comme les tri. Il faut suivre les indications du constructeur (pour SDMO c'est simple: il n'en donne plus!).
Pour moi, le modèle Genelec cité, il s'agit d'une erreur, bien sûr.
En revanche si kW=kVa cela signifie que c'est l'intensité qui est limitée, quel que soit le cos. Dans le cas du cos 0,8 cela veut dire que l'alternateur débitera la puissance active maxi jusqu'à cette valeur, et en dessous c'est la limite d'intensité qui prévaut.

Cordialement

Vous vous demandez sans doute pourquoi je ne vous incite pas à trop surdimensionner. C'est parce qu'un moteur essence* refroidi par air ne doit pas tourner trop longtemps à moins de 30% de charge; sinon (particulièrement en hiver) il ne monte pas en température, l'étanchéité des cylindre est mauvaise et il y a des remontées d'huile qui carbonise et raye les cylindres. il s'use bien plus vite.
N'oubliez pas qu'il est peu probable que votre pompe tourne à sa puissance active maxi
*c'est bien pire pour un Diesel: 40 % mini
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ubuntu



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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Mar 22 Sep 2015 - 17:13

il a raison , Id = 3In pour cette pompe type 3057.181 . ( ma pompe DP 3057MT est du même type )

J'ai réussi à trouver une doc plus complète sur les versions C et D du type 3057.181  http://www.kiralikpompaburada.com/Assets/Documents/3057teknikdokuman_20121220_110559.pdf où il est indiqué In = 9.4 A et Id = 27A pour le moteur de C 3057 ( curieusement rien pour la version D ).
En comparant les deux versions on remarque que seuls les matériaux de fabrication des pompes C et D changent , les caractéristiques en triphasé des moteurs sont les mêmes ( seules 2 lignes ne sont pas "mécaniquement" identiques : diamètres de sortie de la turbine différents ) . On peut donc raisonnablement penser que les moteurs monophasés des versions C et D sont les mêmes , non ?

PS : j'ai trouvé une édition plus ancienne pour la version D qui donne In = 8.9A ( comme sur ma plaque signalétique ) et Id = 28 A
https://xapps.xyleminc.com/tpi/ et courbe 238

Mon compteur EDF mesure I = 8.2A en fonctionnement normal . La plaque signalétique qui figure sur ma documentation ( de 2002 vs 2012 pour la doc ci-dessus ) indique In = 8.9A . La différence assez sensible ( 8% ) est-elle significative ? Pourrait-elle être due au sur-dimensionnement de cette pompe car circulation des eaux usées à v = 1.9 m/s au lieu de 1m/s conseillé ? ( bonjour les pertes de charge d'ailleurs : environ 60% de Ps pour ce débit )



* bien d'accord avec la remarque sur la température de fonctionnement qui ne sera jamais atteinte puisqu'il s'agira d'un groupe de secours qui tournera certainement très peu : donc déjà pas de diesel . C'est bien pour ça que je tique mais ama il aura surtout pour effet de tranquilliser un futur acheteur lorsque je vendrai ma maison ( donc je me prépare ) car avec une station de relevage le 1er réflexe est de penser "coupure de courant" alors qu'elles sont très rares là où je vis . Si je l'achète je serai donc obligé de le faire tourner un minimum . D'ailleurs un matériel d'occasion en bon état serait certainement mieux indiqué dans mon cas .
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MessageSujet: Re: alimentation pompe de relevage   Aujourd'hui à 5:02

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