Bonjour
Votre montage parait ambitieux mais réalisable en partie si vous le souhaitez ..
Je vous propose de conserver deux alternateurs sur les trois pour des raisons de sécurité vis à vis de vos élèves et de controle sur les paramètres mis en jeu .
Chaque montage sera testé au préalable dans ses limites acceptables sans qu'il présente de risque pour quiconque ! il est préférable de vérifier l'existence dans courant magnétisant rémanent pour la MCC .
Quelques éléments pour mettre en place la situation des machines tournantes :
Une machine à courant continu qui entraine un alternateur , la vitesse de rotation de la MCC influencera la fréquence de l'alternateur ..
Mcc et branchements annexes : attention à brancher en priorité le circuit inducteur avec une alimentation en continu stable et fiable ! car si vous brancher en premier le circuit inducteur votre MCC s'emballera !
Vous pouvez auto-excité votre alternateur ou sinon brancher le circuit inducteur sur une alimentation en continu stable et fiable ..
Je vous déconseille de connecter un troisième alternateur car pour obtenir la stabilité désirée et la sécurité de votre ensemble , vous ne pourrez probablement pas intervenir convenablement sur le plan pédagogique seul et aussi en matière de sécurité si nécessaire pour vos élèves et vous aussi ..
Tout d'abord excité le circuit inducteur à la tension préalable convenue de la MMC puis alimenter le circuit de l'induit de la MCC ; une rotation s'opère à la suite . A la sortie de l'alternateur , une tension apparait mais vous pouvez l'augmenter en augmentant le courant d'excitation par un montage externe ..
Deux points à prendre en compte les paramètres nominaux de votre ensemble MCC et Alternateur : vitesse de rotation - puissance mécanique nominale - intensité d'excitation du circuit inducteur - intensité du circuit de l'induit - Puissance électrique - Couple mécanique - courant dans le circuit inducteur de l'alternateur ainsi que la tension - image sur oscilloscope de la vitesse tachymètrique - tension de sortie de votre alternateur - Puissance nominale autorisée .
Pour effectuer le couplage vous pouvez utiliser des lampes qui vous garantiront le passage de la tension différentielle des deux alternateurs par zéro sous réserve qu'ils aient une tension de "neutre" en commun comme référence électrique à minima !
Cependant ceci reste insuffisant car vous devez controler les fréquences des deux alternateurs ainsi que les tensions de sortie qui doivent se rapprocher et leurs différence tendre vers zéro ! d'où l'ajustement de l'excitation sur les MCC pour garantir une fréquence identique par la variation de la vitesse de rotation de l'ensemble entrainé puis exciter l'alternateur afin d'obtenir des tensions similaires .
Le voltmètre entre les deux phases de repère identique vous donnera zéro au moment du couplage pour une fréquence proche de 50 hz pour les deux alternateurs Là vous pourrez coupler les deux alternateurs et si ceux-ci ne sont pas tout à fait synchrones vous aurez quelques oscillations de vitesse .
Consigne : si ces oscillations persistent trop longtemps séparez les deux alternateurs de suite !
Pour la charge , je vous conseille de ne pas utiliser un moteur mais simplement une charge résistive (montage de lampes qui visualisera les variations lumineuses par exemple avec les effets qui se reproduisent chez les élèves )avec un wattmètre associé qui vous donnera les indications sur une charge variable (montage potentiomètrique) mais sans risques potentiels pour votre montage . Cependant des points demandent quelques vérifications préalables comme la Pn des alternateurs et de la charge ainsi que Un et In !
Vous ne devez pas atteindre les limites de fonctionnement de votre montage sous peine de faire décrocher un alternateur et de le détruire dans le pire des cas .
Les paramètres intéressants que vous pouvez faire vérifier aux élèves sont les régimes de tension ainsi que la vitesse et la fréquence pendant le couplage lors du régime transitoire ..
Je vous souhaite bon courage et je reste à votre disposition si vous le souhaitez ..
Cordialement
Pascal COUTAREL Formateur Concepteur EDF Ancien exploitant du réseau du Transport HTB Auditeur CNAM Electrotechnique et Automatismes