Bonjour,
Excitation de l’alternateur
Je vois deux inconvénients à activer l’excitation de l’alternateur avant que le moteur ne fonctionne :
- 1-Lorsque l’on ferme l’interrupteur, le courant passe dans l’inducteur. L’inducteur, rappelons-le est le rotor, c’est un bobinage qui est alimenté par l’intermédiaire de 2 bagues solidaires du rotor et de deux frotteurs (balais). Généralement le porte balais et le redresseur sont intégrés et démontables pour changer les balais. Si le moteur est à l’arrêt, le courant passe dans le rotor, il s’agit du courant maximum car le régulateur limite le courant d’excitation en fonction de la tension de sortie de l’alternateur qui est nul dans ce cas. Donc on a le courant maximum et le rotor fixe. Cela provoque un échauffement au niveau des points de contact balais-bagues (qui ne se produit pas lorsque le rotor tourne puisque le contact est glissant) et risque de détériorer les bagues et les balais. De plus, comme tout est à l’arrêt, l’alternateur n’est pas ventilé ;
- 2-Lorsque l’on démarre, le démarreur doit entraîner le moteur mais aussi tout ce qui est monté dessus : magnétos, pompes et... alternateur. L’alternateur demande un certain couple pour être entraîné à un moment où l’on a besoin, surtout à froid, de tout ce que donne le démarreur sans lui ajouter un couple résistant inutile. Pour info, sur table, il faut un moteur électrique d’au moins 1/2 ch pour pouvoir entraîner un alternateur avec une charge d’une centaine de watts.
Alternateur qui charge "dans le vide"
J’ai lu cette remarque plus haut :
[...] mais si celui-ci n'a pas fait le travail en quelques secondes c'est qu'il charge probablement dans le vide (par exemple il débite de l'énergie dans la cellule, ce qui amènera à une surchauffe et potentiellement un feu.[...]
Mais je ne ne suis pas certain d’avoir compris. Je ne vois pas ce qui pourrait faire débiter un alternateur « dans le vide ». L’alternateur n’impose pas le courant, il n’impose que la tension. Et le régulateur de l’alternateur ne permet pas à la tension du réseau (tension de bus) de dépasser une valeur sûre.
Derrière l’alternateur, il y a un régulateur, maintenant électronique, qui régule le courant d’excitation de l’alternateur en fonction de la tension de sortie. À excitation constante (courant dans l’inducteur constant), un alternateur produit une tension qui dépend directement de sa vitesse de rotation. Lorsque la vitesse du moteur augment, très vite, on voit arriver des tensions qui dépassent les 20 V si on ne fait rien.
Le régulateur mesure donc la tension de sortie et coupe le courant d’excitation lorsqu’elle dépasse la tension de bus. Pour mémoire, la batterie (comme celle des voiture d’ailleurs) est une batterie de démarrage. Elle ne sert qu’à démarrer le moteur. Ensuite, c’est l’alternateur qui alimente tous les équipements et qui recharge la batterie. La batterie atteint donc très rapidement une tension dite de "floating" où seul un très faible courant de charge subsiste. Cette tension est celle du réseau (bus) et de l’ordre de 13.8V (une batterie "12V" est constitué de 6 éléments et sa tension à vide est de l’ordre de 2,1V par élément soit 12,6V. Une batterie mesurée, à vide, à 12V est morte, la tension de floating est de 2,3V par élément, environ, soit les 13,8V annoncé).
Le régulateur coupe donc l’excitation lorsque la tension délivrée par l’alternateur dépasse cette tension de floating. Il n’y a pas de fonctionnement nominal (sans panne) qui puisse mettre la batterie ni les équipements en danger et encore moins mettre le feu. Même si vous manipulez incorrectement (sans créer de panne) les boutons, vous ne ferez jamais dépasser, par l’alternateur équipé de son régulateur, la tension maximum de bus.
Voyant de panne
Fonctionnement normal du régulateur. On considère deux tension de réseau (bus) : la tension min (de l’ordre de 13V) et la tension max (de l’ordre de 14V). En effet, à partir de 2.35 V/élément (environ), la batterie commence à électrolyser sont électrolyte (décomposition en di-oxygène et di-hydrogène de l’eau).
Si la tension est très faible (moins de 10V par ex.), le voyant est éteint (pas assez de tension... pour l’allumer).
Lorsque la tension est au-dessus de cette valeur mais en dessous de la tension min de bus, alors, le voyant est allumé par le régulateur (ou s’allume "naturellement" si on a un voyant non commandé par le régulateur mais qui se contente de prendre les tension - résistances + diode ; là, il faut regarder les schémas).
Lorsque la tension se trouve entre la tension min de bus et la tension max de bus, le voyant est éteint. On remarquera que la tension min de bus est supérieure à celle de la batterie à vide, et inférieure à la tension délivrée par l’alternateur.
Lorsque la tension atteint la tension max de bus, le régulateur coupe l’excitation.. mais n’allume pas d’alarme. C’est une situation "normale" et on suppose que la coupure de l’excitation va stabiliser la montée de la tension.
Les seuils sont légèrement différents (hystérésis) en tensions "croissantes" qu’en tensions "décroissantes" pour éviter que l’on oscille en permanence entre marche et arrêt lorsqu’on reste sensiblement au niveau du seuil (effet "sonnette").
Fonctionnement du détecteur de pannes :
Les régulateurs électroniques ont (souvent) un "
détecteur de pannes". Ce système, en général à double seuil, va déconnecter l’alternateur en cas de surtension afin de protéger les équipements.
Lorsque la tension dépasse la tension max de bus, le régulateur a coupé l’excitation de l’alternateur et on est donc en droit de penser que la tension va descendre. Mais il peut y avoir une panne de régulateur ou de l’alternateur qui va empêcher l’arrêt de l’excitation par le régulateur.
Lorsque qu’un premier seuil (16 V pour fixer les idée) est atteint pendant plus d’un certain temps (1 à 2 s), le détecteur de panne allume le voyant et coupe l’excitation (ce n’est pas le régulateur qui coupe l’excitation dans ce cas, mais le détecteur de pannes). Il faut alors réinitialiser l’ensemble régulateur + détecteur de pannes. On le fait en coupant puis remettant en service l’excitation. Cela peut marcher... ou pas.
Lorsque le second seuil est atteint, le détecteur de pannes allume le voyant et le régulateur est mis hors service et ne peut être réarmé (disjoncteur ou fusible interne). Dans ce cas, on ne peut pas le remettre en marche, le voyant ne s’éteint pas après une action OFF/ON sur l’interrupteur d’excitation.
En résumé :
- - si on n’a pas de détecteur de panne, le voyant indiquera uniquement que l’alternateur délivre une tension trop faible et donc qu’il ne recharge pas la batterie et n’alimente pas les équipements. C’est une "panne alternateur" à laquelle on ne peut remédier.
- si on a un détecteur de pannes, en plus, lorsque la tension délivrée par l’alternateur est trop élevée et peut nuire à la batterie et aux équipements, l’alternateur sera déconnecté et le voyant allumé. On peut tenter de réarmer l’excitation (OFF/ON).