Protection des départ-moteurs

CONSTRUCTION ELECTRIQUE
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PROTECTION ET COMMANDE DES MOTEURS
1. POSITION DU PROBLÈME TECHNIQUE
1.1.
Les moteurs
Les moteurs électriques sont partout présents :
applications:
- mise en mouvement des machines
- entraînement des fluides
secteurs d'activités:
- industrie
- bâtiment
- infrastructures
1.2.
Les départs-moteurs
Associés aux moteurs, les départs-moteurs sont des dispositifs de commande et de protection
devant répondre aux besoins suivants : (à des degrés divers selon les types d'application)

la garantie de la protection des personnes et des biens quels que soient les niveaux de surintensité
rencontrés ;

la réduction des pertes de production et des coûts de maintenance en minimisant les temps
d'intervention et les frais de remplacement du matériel ;

l'assurance pour l'exploitant d'une meilleure disponibilité de l'énergie pour une sûreté optimisée des
installations.
Pour assurer ces fonctions les départs-moteurs doivent réaliser les fonctions suivantes :
 Le sectionnement autorise, en toute sécurité, l'intervention des opérateurs sur les
installations ou leurs machines et sur leurs équipements électriques.
 L'interruption permet, en mode manuel, d'interrompre ou d'établir un circuit en charge et fait
office d'arrêt d'urgence.
 La commutation établit ou coupe le circuit d'alimentation du moteur. Elle peut être manuelle
ou automatique.
 La protection contre les courts-circuits provoque l'ouverture rapide du circuit concerné sur
détection des courts-circuits survenus lors d'incidents électriques ou mécaniques.
Elle évite la détérioration du moteur et des appareillages, les perturbations sur le réseau
électrique, les risques d'incendie ainsi que leurs conséquences humaines.
 La protection contre les surcharges entraîne l'ouverture du circuit avant que l'échauffement
du moteur et des conducteurs ne devienne excessif ou destructif.
 Si besoin le contrôle de phases (ordre, absence, mini/maxi), du défaut d'isolement, de la
température.
 Variation de vitesse, démarrages progressifs et particuliers (étoile triangle, 2 vitesses, …).
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2. LE SECTIONNEUR :
2.1.
Fonction du sectionneur :
Le sectionneur assure l’isolement du circuit aval dans un but de sécurité et pour faciliter
les opérations de maintenance. Par exemple, chaque installation étant munie de son sectionneur,
il n’est pas nécessaire d’arrêter toute l’usine pour intervenir sur une seule installation. De plus, la
plupart des sectionneurs supportent les cartouches fusibles destinées à protéger l’installation
contre les court-circuits. Ce sont des sectionneurs porte-fusibles.
Le sectionneur ne possède aucun pouvoir de coupure. Il ne doit donc pas être manoeuvré en
charge.
2.2.
Symboles :
Sectionneur
porte fusible
Sectionneur
2.3.
1
3
Exemple :
5
7
13
23
Q1
2
4
6
8
14
3
5
13
Q1
2
24
DK1-FB14+
poignée de
commande
2.4.
1
4
6
14
LS1 D25
+ dispositif de
cadenassage
Fonctionnement :
On distingue 2 sortes de circuit :
 les contacts de puissance notés 1, 3, 5, 7 - 2 ,4 ,6 ,8
 les contacts de commande ou contacts de précoupure notés 13, 14 et 23, 24.
A l’ouverture du sectionneur, les contacts de précoupure insérés dans le circuit de
commande s’ouvrent avant les contacts de puissance. L’ouverture des contacts de précoupure
entraîne l’ouverture du contacteur. Ce principe permet de couper le circuit de puissance à vide
(car déjà couper par le contacteur) par le sectionneur.
Le sectionneur doit donc être obligatoirement utilisé avec un contacteur (à moins d’être
sur qu’il ne pourra pas être manoeuvré en charge).
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3. INTERRUPTEURS (sectionneurs) :
3.1.
Fonction de l’interrupteur - sectionneur :
Le sectionneur assure l’isolement du circuit aval et l’interrupteur permet l’ouverture et
la fermeture en charge de n’importe quel circuit.
L’interrupteur - sectionneur assure donc ces 2 fonctions et dans la plupart des cas assure la
fonction de porte-fusible pour la protection contre les court-circuits.
Il permet de plus la commande directe des moteurs. Comme pour la plupart des circuits,
on peut lui ajouter une poignée de commande et des contacts auxiliaires.
3.2.
Symbôles :
Interrupteur
3.3.
Interrupteur
porte-fusibles
Exemples :
1
3
5
1
3
5
2
4
6
Q1
Q1
2
4
6
VD-0
calibre 25 A.
GS1-FD3 +
poignée de
commande
4. LE CONTACTEUR :
4.1.
Fonction du contacteur :
Un contacteur permet de commander l’ouverture et la fermeture d’un circuit en charge
ou non.
Il se présente comme un relais particulier pouvant commuter de fortes puissances ( c’est à
dire un pouvoir de coupure élevé ( contrairement au sectionneur).
C’est grâce au contacteur que l’on pourra commander un moteur de façon semiautomatique ou automatique (par le biais d’un automate).
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4.2.
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Catégories d’emploi :
Catégorie
ALTERNATIF
CONTINU
4.3.
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Récepteur
Fonctionnement
AC1
Four à résistance
Charge non inductive ou faiblement
inductive
AC2
Moteur à bague
Démarrage, inversion de marche
AC3
Moteur à cage
Démarrage et coupure du moteur
lancé
AC4
Moteur à cage
Démarrage et marche par à coup
DC1
Résistance
Charge non inductive
DC2
Moteur shunt
Démarrage, coupure
DC3
Moteur shunt
Démarrage et marche par à coup
DC4
Moteur série
Démarrage, coupure
DC5
Moteur série
Démarrage et marche par à coup
Symbole :
Contacteur
4.4.
Exemple :
A1
A2
4.5.
1
3
5
2
4
6
13
LC1 D3210
14
Fonctionnement :
Lorsque la bobine de l’électroaimant (borne A1 - A2) est alimentée, le contacteur se ferme
établissant par l’intermédiaire des circuits de puissance (1, 3, 5 et 2, 4, 6 pour un contacteur
tripolaire) la liaison entre le réseau et le récepteur.
Sous l’action des ressorts de rappels, dés que la bobine n’est plus alimentée, le
contacteur s’ouvre.
Remarque : Les contacts auxiliaires instantanés à fermeture (noté F) et les contacts auxiliaires
instantanés à ouverture (noté O) sont actionnés dès que la bobine est alimentée.
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5. LE RELAIS THERMIQUE :
5.1.
Fonction du relais thermique :
Le relais thermique permet de protéger le circuit dans lequel il est insérer contre les
surcharges en courant.
5.2.
Symbole :
relais thermique
5.3.
Exemples :
1
3
5
2
4
6
95
97
96
98
LR2-D23
5.4.
Fonctionnement :
Le relais thermique est constitué de 2 parties :
 une partie puissance bornes 1, 3, 5 - 2, 4, 6 reliées au contacteur,
 une partie commande :
contacts à ouverture 95 - 96 et contact à fermeture 97 - 98.
Le relais thermique est constitué de bilames qui, lorsque I devient supérieur au courant de
réglage Ir, se déforment et provoquent l’ouverture des contacts 95 - 96 (et la fermeture des
contacts 97 - 98).
temps
Courbe de déclenchement pour le LR2 D..
10 s
3s
2s
Courant
1
Lycée G. Apollinaire
3
10
20
x Ir
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6. LE DISJONCTEUR MOTEUR :
6.1.
Fonction du disjoncteur moteur :
Le disjoncteur permet de protéger le circuit dans lequel il est inséré :
- contre les court-circuits (fonction magnétique)
- éventuellement contre les surcharges en courant (fonction thermique)
Il assure de plus le rôle d’interrupteur - sectionneur.
6.2.
Symbole :
I>
6.3.
Exemples :
1
3
1
3
5
A1 A2
5
I >> I >> I >>
I>
2
I>
4
I>
6
I>
2
GV2-M10
I>
4
I>
6
INTEGRAL 32
Remarques :
Le disjoncteur moteur permet de faire l’économie d’un relais thermique si il
possède une protection thermique réglable.
Il existe des disjoncteurs moteur qui intègre en plus des fonctions de protection et
de sectionnement la fonction de commande : c’est le cas de l’intégral 32 de Télémécanique.
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