1 Classe de déclenchement des relais thermiques

Classe de déclenchement
des relais thermiques
A19
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Si les relais thermiques protègent les moteurs contre les surcharges en régime
établi, ils doivent également permettre leur démarrage quelle que soit leur durée. A
cet effet, les relais thermiques sont généralement proposés selon trois versions dites
"classes de déclenchement", définies par la norme IEC 947-4-1.
Le tableau ci-dessous résume, pour chaque classe de déclenchement et pour divers
courants de surcharge du moteur (exprimés en multiple du courant nominal), les
plages du temps de déclenchement des relais thermiques, définies par la norme
IEC 947-4-1.
LR2-K
classes de
déclenchement
10
20
30
LR2-D
plages du temps (Tp) de déclenchement
en fonction du courant de surcharge du moteur
1,05
1,2
1,5
l nominal
l nominal
l nominal
Tp > 2 h
Tp < 2 h
Tp < 4 min.
Tp > 2 h
Tp < 2 h
Tp < 8 min.
Tp > 2 h
Tp < 2 h
Tp < 12 min.
7,2
l nominal
4 s < Tp ≤ 10 s
6 s < Tp ≤ 20 s
9 s < Tp ≤ 30 s
Choisir un relais thermique, c’est définir :
c son calibre en fonction du courant nominal du moteur
c sa classe de déclenchement en fonction du temps de démarrage.
Le choix s’effectue en consultant les caractéristiques et les courbes de
déclenchement (voir pages A396 à A411).
t (s)
classe 30
30
LR9-F
classe 20
20
classe 10
10
LT6
1,05 lr
1,5 lr
1,20 lr
7,2 lr
Schneider - Catalogue contrôle industriel 99
l/lr
Protection des moteurs
Généralités
A396 Constituants de protection
Choix de la protection thermique
Pour optimiser la durée de vie d'un moteur en interdisant son fonctionnement dans
des conditions anormales d'échauffement, tout en assurant au maximum la
continuité de marche de la machine entraînée ou de l'installation en évitant des
arrêts intempestifs, il importe de choisir une protection thermique appropriée.
Les conditions réelles d'emploi :
c température ambiante,
c altitude d'utilisation,
c service normalisé,
sont essentielles pour déterminer les valeurs d'emploi du moteur (puissance,
courant), et pouvoir choisir une protection thermique efficace.
Ces valeurs d'emploi sont fournies par le constructeur du moteur.
Il existe divers appareils de protection thermique :
c relais thermiques ou disjoncteurs magnéto-thermiques,
c relais à sondes PTC,
c relais multifonction.
Protection par relais thermique
Un relais de protection thermique traditionnel protège le moteur dans les deux cas
suivants :
c surcharge, par le contrôle du courant absorbé sur chacune des phases,
c déséquilibre ou absence de phases, par son dispositif différentiel.
Il couvre donc 44 % des cas de défaillance. Couramment utilisé, ce relais offre
une excellente fiabilité, et son coût est relativement faible. Il est particulièrement
recommandé s'il existe un risque de blocage du rotor.
Il présente cependant l'inconvénient de ne pas tenir compte de manière
suffisamment précise de l'état thermique du moteur à protéger.
En effet, son principe de fonctionnement est basé sur la déformation de bilames
sous l'effet du courant absorbé par le moteur. Les inerties thermiques du relais
et du moteur étant différentes, il peut arriver dans certains cas que le redémarrage
du moteur soit autorisé après un déclenchement alors que sa température est
encore trop élevée.
Résistance (ohms)
Protection par relais à sondes PTC
4000
Une meilleure surveillance de la température interne du moteur peut être assurée
par des sondes à thermistance PTC, disposées par le constructeur au cœur des
enroulements, et associées à un relais d'alarme et de déclenchement (du type LT3-S).
1330
250
Les thermistances PTC sont des résistances à coefficient de température positif.
Leur valeur ohmique augmente très fortement dès que leur température atteint un
seuil bien défini, indiqué par TNF sur le graphique ci-contre.
100
Par leurs dimensions réduites, les sondes ont une faible inertie thermique, et suivent
rapidement les variations de température du milieu où elles se trouvent.
550
TNF +15
0
TNF -5
TNF
TNF +5
-20
TNF -20
50
Température (°C)
Balises respectées par les sondes universelles "Marque A" (norme
IEC 34-11-1A).
C'est la seule solution pour protéger un moteur dans des applications où le régime
d'arrêt et de marche est sévère (S3, S4, S5) ainsi que pour les applications où il
existe un risque de refroidissement du moteur (défectueux).
Des incidents autres que ceux dus à des effets thermiques peuvent également
se produire : mise à la terre, échauffement anormal des paliers, etc.
Une protection plus complète peut être obtenue :
c soit en associant plusieurs modes de protection
(exemple : relais thermique + relais à sondes PTC + relais de défaut de terre),
c soit en utilisant un relais de protection multifonction type LT6.
Schneider - Catalogue contrôle industriel 99
A397
4
Relais de protection
type de relais
relais thermiques
LRi
relais à sonde PTC
LT3
relais Multifonction
LT6
causes d'échauffement
surcharge faible
blocage rotor
sous-charge
défaut de phase
d'alimentation
défaut de ventilation
avec sondes PTC
accroissement anormal
de température ambiante
grippage d'un palier d'arbre
avec sondes PTC
avec sondes PTC
défaut d'isolation
démarrage trop long
service sévère
avec sondes PTC
Parfaitement adapté
Solution possible
Totalement inadapté (pas de protection)
Guide de choix : pages A394 à A395
Schneider - Catalogue contrôle industriel 99