Générateur à pédalier : Projet technique complet

Projet : Générateur à pédalier avec moteur asynchrone triphasé
1. Introduction
Ce projet a pour objectif de concevoir un système de production d’énergie électrique à
partir de l’énergie mécanique fournie par un pédalier. Il s’agit d’utiliser un moteur
asynchrone triphasé comme générateur, couplé à un ensemble d’engrenages permettant
d’atteindre une vitesse suffisante pour produire de l’énergie, qui sera ensuite redressée et
régularisée pour recharger une batterie de 12V.
2. Analyse fonctionnelle
Le système suit la chaîne d’énergie suivante :
 Source mécanique : utilisateur via pédalier (cadence moyenne : 80 tr/min)
 Transmission : engrenages hélicoïdaux avec rapport de 1:15 à 1:20
 Conversion : moteur asynchrone triphasé agissant comme générateur (objectif : 1000-
1500 tr/min)
 Redressement : pont de diodes triphasé
 Filtrage et régulation : condensateurs, régulateur DC-DC 12V
 Stockage : batterie 12V
3. Choix des composants
 Pédalier : Source d’énergie humaine (~80 tr/min)
 Engrenages : Rapport 1:15 à 1:20, hélicoïdaux, métalliques, lubrifiés
 Moteur asynchrone : triphasé, 230V, 50 Hz, 0.25 à 0.5 kW, 1500 tr/min
 Condensateurs d’auto-excitation : 15-25 µF par phase, > 400V, non polarisés
 Redresseur triphasé : Pont à 6 diodes, ex : KBPC5010 (1000V, 50A)
 Filtrage et régulation : Condensateurs 470 à 2200 µF, > 35V ; LM2596S, XL4015, Drok
 Batterie : plomb-acide ou LiFePO4, 12V
4. Calculs techniques
Rapport de transmission : 1200 / 80 = 15:1
Condensateurs d’excitation (approx) :
C ≈ 250 / (2π × 50 × 230²) ≈ 15 µF

5. Schéma et plan de câblage
 Schéma électrique avec symboles
 Plan de câblage pratique (type Fritzing)
6. Estimation des performances
 Puissance humaine : ~100 W
 Sortie moteur : ~70-80 W
 Tension redressée : ~200-250V DC
 Tension régulée : 12V DC
7. Sécurité et protections
 Diode anti-retour
 Fusibles ligne DC
 Dissipation thermique
8. Améliorations possibles
 Supercondensateurs
 Arduino pour monitoring
 Affichage LCD/LED
 Boîtier personnalisé
9. Conclusion
Une solution durable pour générer de l’énergie via un pédalier avec une régulation efficace
à 12V.

Annexe : Fichiers de simulation
Les deux simulations suivantes ont été réalisées pour valider le fonctionnement du système
:
1. Simulation LTSpice :
Nom du fichier : Simulation_LTSpice.asc
- Permet de visualiser la tension redressée et régulée.
- Analyse des performances du redressement triphasé.
2. Simulation Proteus :
Nom du fichier : Simulation_Proteus.pdsprj
- Permet de représenter le câblage complet avec composants réels.
- Utilisée pour tester la régulation et les protections.