CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 SOMMAIRE A/ Charges résistives A1/ Schéma de puissance unifilaire A2/ Analyse fonctionnelle du sous-système « chauffage plateau malaxeur » A3/ Schéma de commande A4/ Choix des constituants B/ Charges selfiques B1/ Schéma de puissance unifilaire B2/ Analyse fonctionnelle du sous-système « ouverture malaxeur » B3/ Schéma de commande B4/ Choix des constituants Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 1 CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 A/ Charges résistives A1/ Schéma de puissance unifilaire On se propose d’étudier le sous-système chauffage plateau malaxeur (charge résistive). L’objectif étant de faire le descriptif des différents constituants de l’armoire Habilis dans lesquels le flux d’énergie électrique circule de la source (alimentation 230v) vers l’actionneur : la résistance triphasée. (Voir folios 003 et 004 de l’annexe 1). Représentez le schéma de puissance unifilaire complet du sous-système « chauffage ». Donnez la désignation, la fonction des constituants. [corrigé] Symbole Désignation Fonction Réseau 3x400v+N+T Alimente l’installation en énergie électrique Résistance chauffante : 230V/3kW Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 2 Convertie l’énergie électrique en énergie thermique CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 A2/ Analyse fonctionnelle du sous-système « chauffage plateau malaxeur » (Voir folio de commande 007) La « modulation » de l’énergie pour réaliser ce chauffage s’effectue grâce au contacteur KM3. Cet appareil est commandé soit par un automate (module A.P.I. :TSX/J2.8-9 ) soit avec « l’assistance » d’un thermostat (TH1/B4.1-2). Le contacteur doit donc pouvoir supporter des cycles de manœuvres (ouverture/fermeture) relativement important, d’où la nécessité de la choisir avec une « catégorie » bien adaptée ! a/ Catégorie d’emploi d’un contacteur (IEC 947-4) Les catégories d'emploi normalisées fixent les valeurs de courant que le contacteur doit établir ou couper. Elles dépendent : - de la nature du récepteur contrôlé : moteur à cage ou à bagues, résistances, - des conditions dans lesquelles s'effectuent les fermetures et ouvertures : moteur lancé ou calé (bloqué) ou en cours de démarrage, inversion de sens de marche, freinage en contre-courant. b/ Catégorie AC-1 Elle s'applique à tous les appareils d'utilisation à courant alternatif (récepteurs), dont le facteur de puissance est au moins égal 0.95 (cos fi supérieur ou égal à 0.95) Exemple d'utilisation : charge résistive, chauffage, distribution. Rappel de la formule d’une puissance (pour les charges résistives alimentées sous tension alternative) Monophasé : P1 = U * I Triphasé : P3 = √(3) * U * I c/ Catégorie AC-3 Elle concerne les moteurs à cage dont la coupure s'effectue moteur lancé. Exemple d'utilisation : tous moteurs à cage courants, ascenseurs, escaliers roulants, bandes transporteuses, élévateurs à godets, compresseurs, pompes, malaxeurs, climatiseurs, etc... Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 3 CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 A3/ Schéma de commande Comme pour le circuit unifilaire (de puissance) précédent, en vous référant au dossier technique du système (folios 003, 006 et 007), identifiez les différents constituants qui permettent de commander la fonction « DISTRIBUER » du sous-système chauffage du malaxeur et complétez le tableau ci-dessous.(Symbole multifilaire) Repère Désignation Fonction Référence FONCTION ALIMENTER Q0 InterrupteurSectionneur 80A Mettre en/hors énergie et isoler Q4 Disjoncteur Protéger le magnétothermique transformateur (2A - courbe D) T1 Transformateur 230v/24v, 40kVA Q5 Disjoncteur Protéger le magnétothermique circuit de (6A - courbe C) commande Réduire la tension FONCTION DISTRIBUER Q1 KM3 Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 4 VCF4 Symbole CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 A4/ Choix des constituants La meilleur façon de ne pas se tromper dans le choix d’un constituant est de connaître ses caractéristiques (électrique, mécanique, thermique, …). En vous aidant de la nomenclature de l’armoire Habilis et du guide choix du site de ressources « GENIE ELECTRIQUE », compléter le tableau des constituants suivant : a/ Sectionneur porte-fusible (Q3) Courant nominal In (A) Tension d’emploi Ue (V) Nombre de contact de pré-coupure Type de raccordement Type de commande b/ Fusible (Q3) Forme Classe (Type) Taille Pouvoir de coupure Pdc (kA) Calibre In (A) Tension d’emploi (V) Système déclencheur Doc. fusibles c/Contacteur(KM3) Tension d’emploi Ue (V) Courant d’emploi Ie (A) Catégorie d’emploi Nombre de cycle de manœuvre/heure Facteur de marche Endurance Tension bobine de commande Ub (V) Fréquence bobine de commande f (Hz) d/ Disjoncteur (Q1) Nombre de pôle de coupure Tension d’emploi Ue (V) Courant nominal In (A) Courbe de déclenchement Pouvoir de coupure PdC (kA) Courant de réglage thermique IrTH Courant de réglage magnétique IrMAG Contrainte thermique Cth Site de ressources « GENIE ELECTRIQUE » : https://sites.google.com/site/hkesraoui/ Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 5 CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 B/ Charge selfique B1/ Schéma de puissance unifilaire On se propose d’étudier le sous-système ouverture couvercle malaxeur (charge selfique). L’objectif étant de faire le descriptif des différents constituants de l’armoire Habilis dans lesquels le flux d’énergie électrique circule de la source (alimentation 230v) vers l’actionneur : le moteur triphasé M2. (Voir folio 004 de l’annexe 1). Représentez le schéma de puissance unifilaire complet du sous-système « ouverture couvercle ». Donnez la désignation, la fonction des constituants. Symbole Désignation Réseau 3x400v+N+T Q0 Q1 M2 Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 6 Fonction Source d’alimentation en énergie électrique CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 B2/ Analyse fonctionnelle du sous-système « ouverture-fermeture couvercle » La « modulation » de l’énergie pour alimenter ce moteur s’effectue grâce aux contacteurs KM21/KM22 (Voir folio 006). Cet appareil est commandé soit depuis le pupitre de « l’opérateur » du système(S31), soit depuis celui de la maintenance de la partie opérative(S32). Le contacteur doit donc pouvoir supporter des cycles de manœuvres (ouverture/fermeture) pour un durée de vie « acceptable » définie au préalable (par exemple minimum 7 ans), d’où la nécessité de la choisir avec une « catégorie » bien adapté ! a/ Catégorie d’emploi d’un contacteur (IEC 947-4) Les catégories d'emploi normalisées fixent les valeurs de courant que le contacteur doit établir ou couper. Elles dépendent : - de la nature du récepteur contrôlé : moteur à cage ou à bagues, résistances, - des conditions dans lesquelles s'effectuent les fermetures et ouvertures : moteur lancé ou calé (bloqué) ou en cours de démarrage, inversion de sens de marche, freinage en contre-courant. b/ Catégorie AC-1 Elle s'applique à tous les appareils d'utilisation à courant alternatif (récepteurs), dont le facteur de puissance est au moins égal 0.95 (cos fi supérieur ou égal à 0.95) Exemple d'utilisation : charge résistive, chauffage, distribution. c/ Catégorie AC-3 Elle concerne les moteurs à cage dont la coupure s'effectue moteur lancé. Exemple d'utilisation : tous moteurs à cage courants, ascenseurs, escaliers roulants, bandes transporteuses, élévateurs à godets, compresseurs, pompes, malaxeurs, climatiseurs, etc... Rappel de la formule d’une puissance pour les charges selfiques alimentées sous tension alternative Monophasé : P1 = U * I*cos(Φ) Triphasé : P3 = √(3) * U * I*cos(Φ) Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 7 CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 3/ Schéma de commande (Voir folios 003 et 006) Comme pour le circuit unifilaire (de puissance) précédent, en vous référant au dossier technique du système, identifiez les différents constituants qui permettent de commander la fonction « DISTRIBUER » du sous-système ouverture du malaxeur et complétez le tableau ci-dessous.(Symbole multifilaire) Repère Désignation Fonction Référence FONCTION ALIMENTER FONCTION DISTRIBUER Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 8 Symbole CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE 26 novembre 2013 4/ Choix des constituants La meilleur façon de ne pas se tromper dans le choix d’un constituant est de connaître ses caractéristiques (électrique, mécanique, thermique, …). En vous aidant de la nomenclature de l’armoire Habilis et du guide choix du site de ressources « GENIE ELECTRIQUE », compléter le tableau des constituants suivant : a/ Fusible (Q2) Forme Classe (Type) Taille Pouvoir de coupure Pdc (kA) Calibre In (A) Tension d’emploi (V) Système déclencheur b/Contacteur (KM21-KM22) Tension d’emploi Ue (V) Courant d’emploi Ie (A) Catégorie d’emploi Nombre de cycle de manœuvre/heure Facteur de marche Endurance Tension bobine de commande Ub (V) Fréquence bobine de commande f (Hz) c/ Relais thermique (F2) Nombre de pôle de coupure Tension d’emploi Ue (V) Courant nominal In (A) Courbe de déclenchement Pouvoir de coupure PdC (kA) Courant de réglage thermique IrTH Courant de réglage magnétique IrMAG Contrainte thermique Cth Site de ressources « GENIE ELECTRIQUE » : https://sites.google.com/site/hkesraoui/ Greta_lpa_cours2_CMat/2013-2014 JL TIMIN Page 9