Branchement d'un seul utilisateur monophasé sur un alternateur triphasé, deux possibilités Le terme "zigzag" n'est techniquemenet pas correct, il vaut mieux le limiter aux transformateurs

Branchement monophasé unique

sur générateur triphasé

Il n'est pas possible de mettre les 3 bobinages en parallèle à cause du déphasage de 120° de chaque bobinage. Pour un fonctionnement correct, il faut équilibrer la charge sur les trois bobinages. Il y a des alternatives si cela n'est pas possible (une seule charge monophasée): le branchement dog leg et double delta. Mais nous vous expliquons toutes les alternatives:

1. Utilisation d'un seul bobinage (la moins bonne solution)
2. Dog leg: la meilleure solution qui produit une charge équilibrée
3. Double delta: une solution acceptable qui nécessite un alternateur à 6 bobinages

1 - Utilisation d'un seul bobinage
Si on utilise uniquement une connection monophasée, le générateur sera chargé asymmétriquement (il produit un grognement caractéristique quand la charge n'est pas équilibrée). Il y a une ondulation dans le couple absorbé par le générateur (irrégularité cyclique) qui peut endommager le groupe.

Le courant disponible par phase reste identique quel que soit le type de branchement. Ce courant dépend uniquement du diamètre des conducteurs. Comme on n'utilise qu'une phase, le courant, et donc également la puissance est limitée à 33% au mieux.

Pour des raisons mécaniques (pulsations à 100Hz), la puissance est limitée à 25% de la puissance nominale du générateur (cela dépend de la construction de la partie alternateur). Plus la puissance du générateur est élevée, et plus la puissance sur phase unique est limitée (20% pour les très gros générateurs).

Utilisation d'un seul bobinage (charge 100-0-0%) Utilisation de deux bobinages en série (charge 50-50-0%) Utilisation des trois bobinages (charge 33-33-33%) Remarquez l'inversion d'une phase

C'est un peu moins grave si on utilise deux phases en série, mais cela ne permet pas d'augmenter la puissance disponible (courant 50-50-0%)

Mais la solution qu'il nous faut, c'est la solution où on arrive à utiliser tous les bobinages: le branchement dog leg.

Delta classique et dog leg/open leg.

La tension disponible est la tension de phase (tension simple). Attention au branchement, il ne s'agit pas d'un triangle ouvert, mais d'un triangle avec une branche inversée (autrement aucune tension ne serait produite. En effet, dans un triangle normal (fermé) il n'y a aucune différence de potentiel entre les deux fils du bobinage qui arrivent à la pointe du triangle. Et quand on inverse la polarité d'une des branches du triangle, on a la tension double.

Si l'alternateur produit une tension sur chaque bobinage, mais pas de tension en sortie, inversez le branchement d'un des bobinages.

Il y a le même courant qui circule dans les trois bobinages et la charge est parfaitement équilibrée (33-33-33%). La puissance que l'alternateur peut fournir est d'environ 33%. La limite est ici le courant maximal dans un bobinage.

Commutation triphasé ou monophasé A partir d'un générateur branché en triangle A partir d'un générateur branché en étoile Triphasé et monophasé simultané avec un branchement double delta sur un alternateur 6 bobinages

Le commutateur doit être conçu pour résister au courant maximal dans les bobinages. Idéalement le commutateur doit avoir une position médiane non utilisée pour éviter les cours circuits si on commute pendant que le générateur fonctionne (tous les contacts ouverts en position médiane).

La position du commutateur en cyan est la position de fonctionnement triphasé, tandis que la position magenta est la position en fonctionnement monophasé.

La commutation à effectuer est indiquée aussi bien pour un branchement normal du générateur en triangle (la plus souvent utilisée pour faire une sortie monophasée) et en étoile (elle permet de sortir le neutre, mais qui n'est pas nécessaire en monophasé).

Notez qu'il n'est pas possible d'utiliser simultanément le générateur en monophasé et triphasé: c'est soit l'une possibilité soit l'autre selon la position du commutateur. En particulier la charge triphasée doit être débranchée en fonctionnement monophasé (ou utiliser un commutateur avec plus de contacts pour couper les sorties RST en branchement monophasé).

3 - Double delta
S'il faut utiliser le générateur qui fournit à la fois en monophasé et du triphasé il faut un générateur à 6 bobinages (au lieu de trois) branché en double delta. Cette connection permet deux sorties triphasées indépendantes (ne pas les mettre en parallèle) et deux sorties monophasées indépendantes. Toutes les sorties peuvent être utilisées simultanément.

Le branchement monophasé fournit généralement du 115V entre phase et neutre et du 230V entre phases, cela ne correspond absolument pas à la tension triphasée. Le triphasé est 230V sans neutre, qui ne corrrespond pas au triphasé actuel (400/230V). Le triphasé 230V sans neutre est encore distribué dans certaines régions où le réseau n'a pas été modernisé.

Les groupes électrogènes à 6 bobinages sont destinés à une utilisation internationale car on peut sortir du 115V ou du 230V. Ce sont souvent des générateurs de puissance plus élevée que les générateurs à 3 bobinages. Les alternateurs ne sont normalement jamais cablés de cette façon, sauf aux Etats Unis où le branchement split phase est régulièrement utilisé. Il y a un neutre pour le monophasé et pour le triphasé une phase est le neutre.

Pour une utilisation purement monophasée le branchement double delta est moins souvent utilisé car il produit une charge un peu deséquilibrée (50-25-25%). Par contre les tensions de sortie sont plus stables (varient moins avec la charge) et ce circuit est utilisé quand on a besoin de deux tensions monophasées (courant biphasé ou split phase), par exemple 120/240V comme aux Etats Unis.

La connection dog leg et double delta garantissent une puissance de 33% de la capacité effective du générateur (au lieu d'environ 25% ou moins si on ne prélève du courant que sur une phase).

Transformateurs

Pour équilibrer la charge, on utilise parfois un transformateur zig zag dans les cabines de transformation qui fournissent l'électricité aux particuliers. Attention, le branchement en zig-zag d'un transformateur n'est pas la même chose que celui d'un générateur. Il vaut mieux utiliser la dénomination dog leg pour un générateur et zig zag pour un transformateur spécifique.