Générateurs électriques
Comment réparer un groupe électrogène tutoriel II
Electricité

Le moteur diesel tourne à la bonne vitesse, mais l'alternateur ne produit pas de tension. Voici le tutoriel II qui va vous sortir le l'embarras. (le tutoriel I traite du moteur diésel).
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Les petits générateurs ménagers ont souvent le module électronique qui crame (pas de tension en sortie, ou une tension très basse). Les modules servent à produire le courant d'excitation. Pas possible de les réparer, les composantes électroniques sont coulés dans de la résine. Certains types de modules se trouvent sur ebay pour quelques euros.


Schéma d'un ancien groupe électrogène de l'armée avec circuit "à l'américaine" (donc totalement incompréhensible pour qui ne s'y connait pas). De plus ce générateur est conçu d'office pour le fonctionnement en réseau, ce qui complique le tout.


Un autre générateur de l'armée, un peu plus récent. Permet également le fonctionnement en réseau, mais tout est centralisé dans deux modules: exciter-regulator et load measuring unit.

Il s'agit d'un générateur typique avec 6 bobinages qui peuvent donc fournir soit 120/208V (bobinages en parallèle), soit 240/416V (bobinages en série).


Voici un groupe électrogène tout simple (s'il a l'air simple, c'est en fait que le schéma ne reprend que la partie électrique).

Il s'agit ici également d'un générateur américain, donc avec une indication des contacts de relais typiquement yankee, donc un condensateur ou un condensateur barré.

Un alternateur est presque toujours branché en étoile. Tous les bobinages sont interconnectés et il est possible de savoir aisément si un bobinage est interrompu.

Tutoriel II
Alternateur: pas de tension

Vous lancez le moteur, il arrive bien à son régime nominal, mais il n'y a pas de tension sur les prises. Je peux vous rassurer, c'est fréquent!

Les indicateurs sont placés sur la sortie même de l'alternateur. Ils peuvent indiquer une tension, même s'il n'y a rien en sortie. La plupart des générateurs sont équipés d'un contacteur qui n'est enclenché que si le groupe est en ordre (régime OK, tension OK).

Attention, nous avons affaire ici avec des tensions et des courants très élevés (alternatif). La tension aux bornes de l'inducteur (excitation) est du continu. Pour mesurer un bobinage, il faut mettre le multimètre en ohms (et mesurer avec le générateur à l'arrêt). Ne pas oublier de remettre par après le multimètre en volts.

Regardez si le groupe a un bouton "Field flash". Appuyez sur ce bouton quand le générateur est en marche pour amorcer l'alternateur. Quand le générateur n'a plus tourné depuis longtemps, le champ magnétique résiduel est trop faible pour amorcer le système (alternateurs de type "shunt"). Si tout va bien, vous devrez maintenant avoir une tension même quand vous relachez le bouton.

2.1 Le contacteur ne fonctionne pas
L'afficheur indique une tension, mais il n'y a rien en sortie. Regardez l'interrupteur général, il est parfois indiqué 230/400V. Cet interrupteur a parfois une position neutre qui coupe les utilisateurs. Regardez s'il n'y a pas un bouton-poussoir "LOAD" qui va enclencher manuellement la charge une fois que le générateur a démarré.

Un contacteur défectueux arrive assez souvent. Vous pouvez cours-circuiter le contacteur si vous ne branchez la charge que une fois que le générateur est en fonctionnement normal. Certains générateurs ne peuvent pas monter en voltage s'ils doivent alimenter une charge (générateurs de type "shunt").

Si le générateur ne produit pas de courant, il faut chercher plus loin.

2.2 Mesurer les bobinages
Il faut d'abord savoir quels bobinages a un alternateur:

  • Les bobinages de puissance fournissent le courant aux utilisateurs. Il y a normalement 3 bobinages, donc 6 connections. Le générateur utilise souvent un bornier identique à celui d'un moteur asynchrone triphasé. Du bornier, le courant est envoyé à un contacteur et puis aux prises de courant. Certains alternateurs multifonctionnels ont deux fois trois bobinages (donc 12 connecteurs), qui peuvent soit être mis en série (230V) soit en parallèle (115V).

  • L'excitation, ce sont deux fils qui vont au module électronique. Il est parfois indiqué EXC sur le module. Ce sont des cables d'un diamètre normal (4 carré au maximum). Controlez la polarité (+ et -), une mauvaise polarité peut empècher l'amorçage du générateur.

  • Alimentation du module électronique. Le module doit fournir de l'énergie au bobinage d'excitation, et donc recevoir de l'énergie de quelque part. Cette énergie peut provenir du bobinage principal, mais souvent l'alternateur a deux ou trois bobinages séparés (nous n'allons pas en détail sur cette page).

Nous allons mesurer chaque bobinage avec un ohmmètre. La résistance doit être pratiquement nulle (cours-circuit) pour les bobinages de puissance et de quelques ohm pour les autres bobinages.

2.2.1 Bobinage de puissance
Il ne faut pas déconnecter les cables des bobinages de puissance. Attention, le branchement en triangle fait que des pontages apparaissent entre les bobinages, il faut donc ouvrir le commutateur en sortie (ou retirer les fusibles). En pratique il doit y avoir une résistance très faible entre toutes connections. L'avantage d'une connection en étoile (encore une!) est qu'il est aisé de déterminer quel bobinage est interrompu.

Si le module reçoit son alimentation du bobinage principal, il peut être nécessaire de déconnecter les cables de puissance. En effet le module a une résistance de quelques dixaines ohms qui peut fausser la mesure (résistance du transfo dans le module).

Les bobinages de puissance ne posent que rarement des problèmes. C'est du cable très épais et il faut un tremblement de terre pour le rompre.

2.2.2 Bobinage d'excitation
Il faut débrancher les cables qui vont au module pour faire la mesure. J'ai déjà vu plusieurs générateurs avec bobine d'excitation coupée. Réparer un tel bobinage est un travail qui ne peut se faire que dans un atelier spécialisé.

2.2.3 Alimentation du module
Les générateurs bon marché prélèvent leur énergie des bobinages principaux. Un transfo va rabaisser la tension qui sera ensuite redressée dans le module. Ce type de régulateur est appellé shunt (il prélève son énergie en parallèle sur le bobinage principale) et ne tombe que très peu souvent en panne. J'ai eu une fois le primaire d'un transfo qui était interrompu.

Les générateurs grand-luxe ont une alimentation indépendante avec deux ou trois bobinages.

Le type PMG utilise un petit générateur indépendant (une magnéto) qui fournit une tension triphasée. Il y a trois cables qui vont de l'alternateur au module. La phase importe peu. On trouve souvent l'indication PMG sur le régulateur.

Débranchez les cables et mesurez: vous devez avoir une faible résistance entre chaque cable au générateur.

Le second type utilise un ou deux bobinages indépendants (AUX ou AREP) avec donc 4 connections. Les deux bobinages doivent ici aussi avoir une faible résistance (A-B et C-D) et ne pas être interconnectés (pas de contact entre A et C et B et D). Les lettres sont des exemples, vous pouvez tout aussi bien lire UH1, UH2, VH1 et VH2 (ou encore autre chose).

Nous sommes maintenant sûrs que le cablage est en ordre. C'est une bonne chose, car rebobiner un alternateur n'est pas donné.

2.2.4 Bobinages internes
Les alternateurs industriels sont tous à deux étages: un premier petit alternateur produit le courant d'excitation de l'alternateur principal. Ces bobinages ne peuvent pas être mesurés, il faut ouvrir l'alternateur.

Quand il y a une coupure de ces bobinages internes, il n'y a pas de tension en sortie (ou elle est très faible), alors qu'il y a une tension d'excitation (utilisez une excitation externe avec une petite alimentation).

Schéma à droite: alternateur de 475kVA.
Le bobinage d'excitation auxiliaire est le 90 et peut être mesuré, c'est le cable qui va au module électronique. L'alternateur auxiliaire est le 100, le courant est envoyé à un pont de diodes 343 et 344. Cet alternateur peut être mesuré en débranchant le pont de diodes. Il arrive assez souvent qu'une diode est défectueuses. 347 est un petit filtre.

Le courant redressé est envoyé à la roue polaire 4 (qui peut être mesurée à partir du pont de diodes) et l'alternateur principal est le 1.

2.3 Excitation externe
Nous allons maintenant fournir une excitation externe à l'alternateur et voir s'il daigne se réveiller. Il nous faut: une alimentation stabilisée de 0-24V, 3A, du poivre, du sel et une livre de cabillaud (c'est bon pour le cerveau, le poisson). Si vous n'avez pas d'alimentation stabilisée, une batterie de 12 ou 24V peut également être utilisée, avec une ampoule de 21W comme fusible.

Nous débranchons les cables de l'excitation et y connectons notre alimentation (il faut envoyer le courant au bobinage, pas au module!). La polarité ne joue aucun rôle (le générateur doit fournir du courant quel que soit la polarité de l'excitation. Si la polarité est inverse, on risque de démagnétiser l'inducteur quand on rebranche le module (refaire la procédure avec le branchement de l'excitation inversé).

Nous lançons le moteur. Si tout va bien, nous devons avoir une tension en sortie qui varie avec la tension de notre alimentation. Nous stoppons le moteur.

Si nous connectons à nouveau le bobinage d'excitation au module, vous avez des chances que le générateur va démarrer et produire du courant. L'excitation externe a permi au champ permanent de se reconstituer. Cela ne suffit pas de mettre le courant quand le générateur est à l'arrêt, vous n'allez magnétiser que l'alternateur d'excitation.

Si nous avons une tension de sortie avec notre excitation externe mais rien (ou très peu) sans cette excitation externe, c'est que le module électronique est défectueux. C'est un composant assez cher, donc il vaut mieux controler deux fois qu'il reçoit bien du courant (et refaire une excitation séparée avec la polarité inverse, sauf s'il y a une indication claire sur le module).

Si nous n'avons pas de tension (ou une tension trop faible) avec l'excitation externe, c'est que un des bobinages internes de l'alternateur est défectueux.

2.4 Alimentation du module
Nous controlons avec le moteur tournant que le module reçoit une alimentation. La tension correcte dépend du générateur, elle peut aller de 20 à plus de 200V alternatifs. La tension provient via le bobinage principal ou via un bobinage auxiliaire (voir plus haut).

S'il y a une tension alternative en entrée, mais pas de tension continue en sortie, c'est que le module est en panne. Très difficile à réparer, il s'agit souvent de modules imprégnés de résine pour éviter la corrosion. Quand au bout de moult grattages laborieux, tu arrives aux composants, tu te rends compte que ces composants ne se trouvent que sur Alibaba, à acheter par conteneur entier. /dev/null, donc. Essayez eBay pour le module en entier. Si votre groupe électrogène a quelques années, il est possible que le module original n'est plus disponible, mais il peut être remplacé par un module compatible.

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