Alternateur : Incidents et dépannage

1. Vérifications préliminaires :

Si, à la mise en service, le fonctionnement de l'alternateur se révèle défectueux, il y aura lieu
de vérifier tout d'abord.

- Le branchement des différents éléments suivant le schéma joint àla machine.
- La continuitédes liaisons, vérifier la soliditéet le bon contact àtous les raccordements.
- La vitesse du groupe (se fier plutôt àun fréquence-mètre qu'àun compte tours)
- Vérifier que les protections soient bien enclenchées, etc.....

2. Défauts ayant une manifestation physique extérieure (échauffement,vibrations,bruits)


3. Défauts de tension


* Attention : Dans le cas d'utilisation en monophasé, vérifier que les fils de détection venant du régulateur soient bien branchés aux bornes d'utilisation.

4. Vérification d'une diode tournante


5. Amorçage par excitation séparée

L'alternateur s'amorce seul grâce à l'aimantation rémanente du circuit magnétique de son excitatrice.
Pour une première mise en service (en usine) ou après incident, il est nécessaire de réaimanter ce
circuit magnétique.
Pour cela il faut brancher une batterie ou une pile de  (4-12 V) aux bornes de l'inducteur pendant
2 à 3 secon- des. Ne pas dépasser le courant d'excitation nominal. Cette opération s'effectue quand
l'alternateur tourne à sa vitesse nominale.

6. Vérification du régulateur

   a) - Brancher une ampoule test selon le schéma
- pour le régulateur R 210 la tension d'alimentation et la tension de l'ampoule doit être comprise
 entre 100 et 150 Volts.
- pour le régulateur VR 63-4 la tension d'alimentation doit être comprise entre 200 et 240 V,
la tension de l'ampoule est de 220 Volts ou 2 ampoules de 120 Volts en série.
La puissance des ampoules sera inférieure à 100 Watts.
    b) - Régler la vis de réglage tension du régulateur à fond à gauche
    c) - Mettre le régulateur sous tension: la lampe doit s'allumer et s'éteindre momentanément.
    d) - Tourner lentement la vis de réglage tension à droite
- à fond à droite, la lampe est allumée complètement.
- au point de régulation, une légère rotation de la vis de
réglage tension dans un sens ou dans l'autre doit allumer ou éteindre la lampe. Si l'ampoule
reste toujours allumée ou éteinte le régulateur est défectueux.



7. Tableau des valeurs moyennes normales 2 pôles - 50 Hz - (400V pour les excitations)

Les valeurs de tension et de courant s'entendent pour marche à vide et en charge nominale avec excitation séparée. Toutes les valeurs sont données à ±10% (pour les valeurs éxactes, consulter le rapport d'essai) et peuvent être changées sans préavis.


Pour les machines 60 Hz, les valeurs des résistances sont les mêmes. Les valeurs i exc sont approximativement de 5 à10 % moins fortes.

Symboles utilisés :

i exc: courant d'excitation de l'inducteur d'excitatrice.


Alternateur : Entrentien

1. Circuit de ventilation

Il est recommandé de veiller à ce que la circulation d'air ne soit pas réduite par une obturation partielle des grilles d'aspiration et de refoulement : boue, fibre,suie, etc ....

2. Roulements

Les roulements sont graissés à vie.

Durée de vie approximative de la graisse (selon utilisation) = 20 000 heures ou 3 ans.
Surveiller l’élévation de température des roulements qui ne doit pas dépasser 60°C au dessus de la température ambiante. Dans le cas d'un dépassement de cette valeur, il est nécessaire d'arrêter la machine et de procéder à une vérification.

3. Bruits anormaux

- La naissance de bruits et de vibrations inhabituels peut provenir de la détérioration ou de l'usure des roulements.

Il est préférable de procéder à leur remplacement, afin d'éviter le risque d'un blocage qui pourrait avoir de fâcheuses répercussions sur l'alternateur.

- Dans le cas d'alternateur monopalier le bruit peut également provenir d'un mauvais alignement.

- Les alternateurs monophasés ou les alternateurs triphasés fonctionnant en régime déséquilibré ainsi que les alternateurs triphasés couplés en zig zag, même sur charge équilibrée sont plus bruyants et ont davantage de vibrations que les machines triphasées en régime équilibré.

4. Pièces de première maintenance


4.1 Pièces de rechange

Pour éviter toute erreur  àla livraison des pièces détachées, veuiller rappeler les indications
marquées sur la plaque signalétique, notamment le type et le numéro de la machine ainsi que
 le repère de la pièce dans la nomenclature.

Pour les alternateurs monopalier préciser :

- Bride : le numéro SAE de la bride, le diamètre de centrage, le nombre et le diamètre des trous.
- Disque : le numéro du disque ou le diamètre extérieur

Alternateur : mise en service

1 - Vérifications préliminaires

1.1 - Vérifications mécaniques

Avant le premier démarrage, vérifier que :

- les boulons de fixation des pattes sont bien bloqués ,
- l'accouplement est correct,
- l'air de refroidissement peut être aspiréet refoulépar les ouies de la machine sans obstacle,
- les grilles et carter de protection sont bien en place,
- pour les alternateurs monopaliers, le couple de serrage des disques d'accouplement est de 3,7 m.daN

1.2 - Vérifications électriques

Vérifier que :

- un dispositif de coupure différentielle, conforme àla législation sur la protection des personnes en vigueur dans le pays d'utilisation, a bien étéinstallésur la sortie de puissance de l'alternateur au plus près de celui-ci.
- le raccordement de la machine au réseau doit être réalisé cosse sur cosse et que les écrous des bornes soit bien bloqués,
- le raccordement des câbles et barrettes éventuelles est conforme au schéma joint àla machine,
- les protections éventuelles ne sont pas déclenchées,
- dans le cas d'un régulateur extérieur,les connexions entre l'alternateur et l'armoire sont bien  éffectuées selon le schéma de branchement,
- il n'y a pas de court-circuit entre phase ou phase-neutre entre les bornes de sortie de l'alternateur et l'armoire de contrôle du groupe electrogène (partie du circuit non protégée par les disjoncteurs ou relais de l'armoire).

1.3 - Vérifications électriques du régulateur

Vérifier que toutes les connexions soient bien réalisées se-lon le schéma de branchement joint.
- Vérifier le strap de selection de fréquence "Hz" Opération pour le réglage de la tension
- Potentiomêtre réglage de tension du régulateur : à fond à gauche
- Potentiomêtre réglage de tension ext : au milieu Faire tourner l'alternateur a sa vitesse nominale: si la ten-sion ne monte pas il est nécessaire de réaimanter le circuit magnétique (voir paragraphe 5.5)
-Régler lentement le potentiomêtre d'ajustage de tension  du régulateur jusqu'àobtenir la valeur nominale de la ten-sion de sortie.

2 - Schéma de connexions internes





3 - Schéma de connexions des bornes

Les schémas de connexions joints donnent les principales connexions standard .
En cas de modification de branchement, bien vérifier sur le catalogue la puissance disponible
pour chaque branchement.



L'alternateur standard est livréavec 6 barrettes de couplage.
L'usine peut fournir en option un jeu de shunts souples et une barrette de neutre pour réaliser les connexions.(*)

4 Régulateur de tension

ATTENTION: On ne doit pas faire d'essais diélectriqueà haute tension sur le régulateur, sous peine  d'endom-mager les composants de l'appareil.

a) - Deux types de régulateurs équipent la gam-me d'alternateur standard shunt - 2 pôles.

Caractéristiques

REGULATEUR R 210

- Plage de détection de tension 85 à130 V
- Temps de réponse rapide (300 ms)
- Réglage de la stabilité

REGULATEUR VR 63-4

- Plage de détection de tension 170 à260 V
- Temps de réponse lent (1s)
- Pas de réglage de la stabilité
b) - Connexions : suivant schéma joint
c) - Régulation de tension : ±1 % de la valeur moyenne redressée (3 phases équilibrées sur charge non déformante) sur le bobinage détection de tension

En option : potentiomètre réglage de tension extérieur de 1 kΩ, ≥1/2 Watt (àconnecter aux fils repérés "VAR") plage de 5%
d) - Protection de sous fréquence ("V/Hz")
Le strap repéré"Hz" sélection-ne la fréquence.


En 60 Hz, les 2 fils du strap doivent être proté-gés par une gaine iso-lante ou un ruban adhé-sif.

e) Protection de la surexcitation

La protection de la sur-excitation incluse dans le régulateur supprime la tension d'excitation quand celle-ci dépasse 95 V continu. Après dé-clenchement, la protec-tion peut  être rétablie soit en arrêtant le grou-pe électrogène soit en coupant la tension du régulateur (interrupteur sur les fils 3 - 4).



Alternateur : Installation

A la réception de votre alternateur, verifier qu'il n'y a aucun choc ou dommage crée à l'emballage
de votre machine.
S'il y a des traces de choc évident , il est fort propable que l’alternateur sera lui-même endommagé
et il est alors conseillé d'émettre des réserves au niveau du transporteur.

1 - Emplacement - Ventilation

Le local dans lequel est placé l'alternateur doit être tel que la température ambiante ne puisse
dépasser 40°C pour les puissances standards (pour des températures > 40°C, appliquer un
 coefficient de déclassement).

L'air frais exempt de trop d'humidité et de poussière, doit parvenir librement aux persiennes
situées côté opposé à l'accouplement. Il est nécessaire d'empêcher autant que possible le
recyclage de l'air chaud sortant côté accouplement, ou de l'air chaud provenant du moteur
thermique, ainsi que des gaz d'échappement.

Plan d'installation




Précautions à prendre avant l'installation Veiller à retirer les papiers de protection disposés
lors de la peinture de la machine dans les ouvertures.

2 - Vérifications électriques

Avant la mise en fonctionnement, il est recommandé de vérifier l'isolement de la machine entre
phase et masse et entre phases. Le régulateur doit être debranché pour cette opération. Celle
ci s'effectue à l'aide d'un mégohmètre (500 volts continu). L'isolement doit être normalement  > à  10 mégohms àfroid.

ATTENTION . Il est formellement proscrit de mettre en service un alternateur neuf 
ou non, si l'isolement est inférieur à 1 mégohm pour le stator et 100 000 ohms pour 
les autres bobinages.

On peut trouver des valeurs inférieures en cas de stockage ou d'arrêt prolongé, si la machine
est utilisée dans une zone àforte hygrométrie (bord de mer, régions tropicales) ou bien soumise
à des projections d'eau, d'embruns etc...
Pour retrouver les valeurs minimales ci dessus, plusieurs méthodes sont possibles.

a) Déshydrater la machine pendant 24 heures dans une étuve àune température d'environ 100 ou 110 °C
b) Insuffler de l'air chaud dans l'entrée d'air en assurant la de la machine inducteur déconnecté
c) Déconnecter le régulateur de tension
- court-circuiter les trois bornes de sortie (puissance) par des connexions capables de supporter
le courant nominal (ne pas dépasser si possible 6 A/mm2)
- installer une pince ampèremétrique pour contrôler le courant passant dans les connexions du
court-circuit.
- brancher aux bornes des inducteurs de l'excitatrice, en respectant les polarités, une batterie
de 12 Volts, avec en serie, un rhéostat d'environ 10 ohms (50 Watts).
- ouvrir au maximum tous les orifices de l'alternateur : boite à bornes, grilles de protection, etc ......
- mettre en rotation l'alternateur àsa vitesse nominale et
régler son excitation au moyen du rhéostat de manière à obtenir l’intensité nominale dans
les connexions du  court-circuit.

Nota : Arrêt prolongé

Pour éviter les difficultés exposées ci-dessus, l'utilisation de résistance de réchauffage ainsi
qu'une rotation d'entretien périodique sont recommandées. (Les résistan-ces de réchauffage ne sont réellement efficaces que si el-les sont en fonctionnement permanent pendant l'arrêt de la machine.)

3 - Vérifications mécaniques

Sens de rotation

L'alternateur fonctionne correctement dans les 2 sens de rotation.

Le sens de rotation standard est le sens horaire (rotation des phases 1 - 2 - 3 ). Pour un sens
de rotation anti-horaire, la rotation des phases 1 - 2 - 3 s'obtient en permutant 2 et 3.

3.1 - Alternateur bipalier

Accouplement semi-élastique

Il est recommandé de réaliser un alignement soigné des machines en vérifiant que les écarts
de concentricité et de parallélisme des 2 demi-manchons n'excèdent pas  0,1 mm.

Entraînement par poulies courroies

Vérifier avec soin le parallélisme des arbres et l'alignement des poulies. La tension des
 courroies ne doit pas être éxagérée afin de ménager les roulements de l'alternateur.
Ceux-ci sont calculés pour une durée de vie "L 10" de 20.000 heures à3600 tours/minute.
La charge radiale maximale admissible au milieu du bout d'arbre est donné
dans le tableau .


Nota : Dans des cas spéciaux d'accouplement par poulies-courroies (ou les données ne
seraient pas celles indiquéesci-dessus) , veuillez consulter le bureau d'études (Sillac).

3.2 - Alternateur monopalier

Avant d'accoupler les deux machines, vérifier leur compatibilité par :

- une analyse torsionnelle de la ligne d'arbre
- un contrôle des dimensions du volant et carter de volant, de la bride, des disques
et déport de l'alternateur.
Après accouplement vérifier l'existence du jeu latéral du vilbrequin.


Alternateur : Generalites

1 - Spécifications

Alternateurs shunts auto excités sans bagues, ni balais avec régulateur de tension.
Ils sont conformes à la plupart des normes internationales et en particuliers aux suivantes :

- C.E.I : recommandations de la Commission Electrotechnique Internationale (34-1)
- U.T.E : normes françaises de l'Union technique de l'Electricité (NFC 51-111, 105, 110 ...)
- V.D.E : normes Allemandes Verein Deutscher Electro-Ingenieure (0530)
- B.S.S : normes britanniques British Standard Specification (5000)
- NEMA
- MG 21 normes américaines Caractéristiques mécaniques (machine standard)
- Carcasse en acier
- Flasques en fonte ou aluminium
- Roulements à billes graissés à vie
- Forme de construction standard :

B 34 (à pattes et bride de fixation à trous taraudés) Bout d'arbre cylindrique normalisé.
MD 35 (monopalier à disque et bride d'accouplement)
- Machine ouverte, autoventilée
- Degré de protection : IP 21 (IP 23 sur demande)
(Alternateur en rotation) Conditions normales de fonctionnement (machine standard)
- Altitude inférieure à 1000 m
- Température ambiante inférieure à 40°C
- Facteur de puissance compris entre 0,8 AR et 1 Limite de fonctionnement dangereux
- Survitesse : 25 % pour 60 Hz (4500 min-1)
- Marche à plus de 110 % de la tension nominale
- Surcharges (voir tableau de puissances)

Caractéristiques

- Isolation classe H
- Bobinage stator pas 2/3
- Capacité de surcharge : les alternateurs sont capables de faire démarrer des moteurs
electriques dont le courant de démarrage est égal à 1,8 fois le courant nominal de l'alternateur .
- Régulation de tension : de l'ordre de ±1% en régime établi
à la vitesse nominale sur charge triphasée non déformante équilibrée; sur charge monophasée
ou déséquilibrée la régulation de tension peut atteindre ±5%.
- Protection de sous vitesse incorporée (U/f)
- Amorçage automatique sur la tension rémanente

2 - Principe de fonctionnement

L'alternateur est auto-excité, sans bague ni balai, à excita-tion shunt avec régulateur de tension.

Lors d'un démarrage, grâce au rémanent de l'excitatrice, il
se crée un courant dans l'induit de l'excitatrice (1). Ce courant, redressé par les diodes
tournantes (2) alimente la roue polaire (3). Celle-ci induit une tension dans le bobinage stator
de l'alternateur (4) (tension de sortie).
La tension induite dans le bobinage alimente à travers le régulateur (6) l'inducteur de l'excitatrice (5).
Le régulateur de tension (6) contrôle le courant d'excitation de l'excitatrice en fonction de la tension
 de sortie de l'alter-nateur.





Courants vagabonds

  Des courants “ vagabonds ” circulent dans la terre. Ce sont typiquement  des courants telluriques à basses fréquences ou des courants à fréquence industrielle provenant de défaut HT.

Ces courants peuvent affecter les prises de terre rencontrées. Leur influence se fait sentir dans le cas où plusieurs prises de terre existent dans une même installation électrique, notamment en schémas TT, TN-C, IT non interconnecté.

•TT : de faibles déséquilibres de tension peuvent apparaître entre les prises de terre du neutre et les prises de terre des masses d’utilisation,

•TN-C : ces mêmes déséquilibres sont possibles entre les différentes prises de terre du PEN et influent alors sur l’équipotentialité de ce dernier,
 
•IT : non interconnecté : la situation est similaire à celle du schéma TT.  Ces mêmes courants “ vagabonds ” sont souvent responsables  de la corrosion des prises de terre car ils contiennent une part importante de composante continue.

 

 Le chemin TT introduit une boucle naturelle


En schéma TN la boucle de courant n’existe pratiquement pas