BTS Électrotechnique 2011 Protection des moteurs Brachet Youri 2 Table des matières 1 Introduction 3 2 Présentation du candidat 4 3 Présentation de l'entreprise 6 4 Technologie de freinage de moteur 7 5 Table vibrante 9 6 Mise en place de la protection 17 7 Diode de roue libre 21 8 Conclusion 26 9 Annexe 28 2.1 3.1 4.1 4.2 5.1 5.2 5.3 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 7.3 7.4 Habilitation electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Situation géographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l'injection de courant continue . . . . . . . . . . . . . . . . Aide à l'injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6 7 8 Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Catégorie d'emploi des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Protection impossible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Modication du cablage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Mise en place de disjonteur magnetho thermique . . . . . . 17 Aprés modication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Calcul de la tension de coupure . . . . . . . . . Pourquoi une diode pour protéger un moteur ? . Choix technique . . . . . . . . . . . . . . . . . Choix fusible de protection de la diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 24 24 25 3 1 Introduction Dans le cadre de mon BTS en électrotechnique en candidat individuel, les Matériaux de la Nive me permettent d'étendre mon expérience en électrotechnique. Ce rapport expose un exemple de mon activité au sein de l'entreprise. Il peut paraitre volumineux mais il inclu les justicatifs et documentations constructeurs en annexe, à partir de la page 28. 4 2 Présentation du candidat Je m'appelle Youri Brachet, titulaire d'un BTS Electronique (1995), d'un bac professionnel électrotechnique, énergie et équipement communiquant passé en candidat individuel (2007) ainsi que d'un BTS MI passé en candidat individuel (2009). Je suis réellement passionné par la technologie, la maintenance et l'amélioration constante des outils de travail et des conditions de travail. Mon expérience et mes connaissances se sont enrichies grâce à un parcours professionel dans des domaines d'activités diversiés. D'abord au sein de l'armée. Puis au sein de laboratoire de mesure de rayonnement ionisants. Sur des sites pétrochimiques. . .Je maintient mon niveau technologique en electronique, maintenance industrielle et electrotechnique en partie grâce à des revues professionnelles mais surtout grâce à mon activitée au sein de béton de la nive. Le BTS electrotechnique sanctionnera mes connaissances apprises par l'expérience professionnelle, et me permettra une evolution au sein de ma carriere, comme par exemple un changement du niveau 4 vers le niveau 5 prévue par la convention collective Carrière et Matériaux. 2.1 Habilitation electrique je suis habilité à intervenir sur l'ensemble du matériel élèctrique de la presse et le cas écheant entrer dans le poste de transformation HT BT se situant à proximité de la presse. 2. Présentation du candidat Figure 2.1 Habilitation électrique 5 6 3 Présentation de l'entreprise Béton De La Nive Zone Industrielle 40220 TARNOS tel : 05 59 64 62 49 fax : 05 59 64 95 49 Béton La Nive SNC est une société, liale de Bonna Sabla SA. Béton La Nive SNC a été constituée en octobre 2008 pour exploiter le fonds de commerce antérieurement exploité sous la dénomination Atelier Matériaux de La Nive . L'eectif de Béton La Nive SNC au 31/10/08 était de 174 salariés. Ces sociétés font partie du Groupe Consolis, présent dans toute l'Europe, notamment en Europe du Nord et de l'Est. Le Groupe Consolis est organisé en plusieurs branches. Béton La Nive SNC appartient à la Branche Europe de l'Ouest Travaux Publics . Cette branche est organisée en France autour de deux Divisions Assainissement Environnement C'est au sein de la Division Environnement que se situe l'activité Gros ÷uvre Bâtiment à laquelle est rattachée Béton de La Nive. société, liale de Bonna Sabla SA. 3.1 Situation géographique Béton de la nive se trouve dans la zone portuaire de Tarnos, elle produit des éléménts de constructions. 7 4 Technologie de freinage de moteur N S N N S S N S Figure 4.1 Principe rotation moteur 4.1 l'injection de courant continue Ce type de freinage est utilisé pour arrêter des moteurs en courant alternatif asynchrone. On injecte sur deux phase du courant continue qui simule un blocage de l'arbre par un champ magnétique xe, c'est comme une neutralisation du champ magnetique tournant du moteur, cette technologie est la plus largement utilisé pour sa simplicité et ecacité peu importe la vitesse et la charge du moteur. En appliquant un courant continue sur le stator, un champ magnétique static est crée, le rotor a tendance à vouloir rester vers ce champ xe. Comme 8 4. Technologie de freinage de moteur il n'y a pas d'élément mécanique avec ce type de freinage, le moteur soure moins, voir le schéma de principe page 8 N N S S Figure 4.2 Principe injection C.C. D'aprés de nombreuses documentations techniques, il est d'usage de ne pas depasser de 2,1 fois le courant nominal du moteur pour ne pas le déteriorer. Chez nous le courant injecté est de 4 fois le courant nominal. 4.2 Aide à l'injection Lors de la mise en place de diode de roue libre voir page 21, il est apparu que pendant la durée de freinage, c'est à dire l'injection de courant continu. Le temps d'arriver au stop, le moteur se comporte en generateur. la diode mets donc en court circuit 2 phase du moteur et reinjecte le courant généré dans le moteur. Aprés des éssais, j'ai pu diminuer de 20ms le temps d'injection grâce à cet apport de courant C.C. 9 5 Table vibrante 5.1 Composition La table vibrante est composé de 2 moteur Leroy Sommer Figure 5.1 plaque identication moteur Monté suivant le montage élèctrique page 11 et entraine un ensemble appelé boite synchro voir le schéma 5.1 page 10 10 5. Table vibrante Figure 5.2 Boite synchro classe alimentation des moteurs : ac4 Classe de freinage DC2 (tableau de classe page 13 Les moteurs sont arrétés totalement en 120ms, une injection de 80ms laisse envirron deux rotation des moteurs, ce qui est trop pour la sortie des produits. La mesure de courant continue de forte valeur n'est pas possible au sein de la société, j'ai donc mesuré le courant avec une pince ampèremétrique avant le pont de diode et deduis la valeur du courant continue. Valeur mesuré au points A1 : 170 A, comme le montre le schéma page 14 A titre indicatif le ponts redresseur est composé de diode SKN 100/04 ( voir la documentation page 32 ), photo de l'ensemble tranformateur et pont de diode page 15 Un courant continue déduit de 85 A traverse les portes fusible s1 et s2, ainsi qu'une forte trés haute tension lors de la coupure de l'energie continue. Ces fusibles sont donc calibrés pour supporter le courant continue et tension d'arc qui les traverse et ne sont pas calibrés pour protêger le moteur contre des surcharges. Nous avons déjà eu des blocages des moteurs sur 30 cycles sans que les fusibles n'assurent la protection. À la suite de cette panne, une mesure à la pince ampèremétrique a permis de mesurer 280 A absorbé par le moteur bloqué pendant 100 ms. Et sans que les fusibles ne fondent. ( voir le tableau page 29 ) 11 5. Table vibrante 1 2 3 4 5 6 KM2 A L1 L2 L3 B 440V T1 48V C A1 D 04,3 E -------------------------------KM1 --------------- Inj F 50A am 50A am G H Auteur : Brachet Date : M M1 M M2 table vibrante Figure 5.3 Schéma éléctrique actuelle Fichier : Folio : 1/4 7 12 5. Table vibrante Figure 5.4 Photo - vue général avant 5. Table vibrante 13 Figure 5.5 Tableau de selection classe alimentation DC 5.2 Catégorie d'emploi des moteurs Une diculté ici est la categorie d'emploi des moteurs, pour certaine production de produits, il y a 2 cycle de démarrage-freinage en 15 secondes. Aprés essai avec des fusible 20, 32, 40 A am, ceux ci ont fondu aprés une heure de fonctionnement ou plusieurs jours. Nous avons été obligé de mettre un calibre de 50 A am pour la particularité de cette production. d'aprés le document schneider electrique, le schéma montre trés bien le probleme de la categorie AC4. Coupure pendant l'appel de courant. 5.3 Protection impossible nous avons donc 85A ( par déduction ) qui parcours 2 phases sur 3. Et un arc important. Ce qui imposerais un surcalibrage du disjoncteur magneto thermique pour pouvoir accepter cette ampérage. Des essais de remplacement par des dijoncteurs magneto thermique ont été un échec, nous avions une dijonction par freinage. La protection actuelle n'est qu'une protection contre les court circuit entre phase. Pas du tout adapté a la protection des moteurs. 14 5. Table vibrante 50A am Auteur : Brachet 50A am Table vibrante Figure 5.6 Trajet du courant de freinage 15 5. Table vibrante Figure 5.7 Transformateur 3000VA 16 5. Table vibrante Compléments techniques Protection des départs-moteurs Coordination disjoncteur-contacteur Les quatre catégories d'emploi des contacteurs : AC1 à AC4 La catégorie d'emploi des contacteurs est nécessaire pour déterminer la tenue en cadence et en endurance. Elle dépend du récepteur piloté. Si ce récepteur est un moteur, elle dépend aussi de la catégorie de service. Principales caractéristiques des circuits électriques commandés et applications En cathégorie Si la charge est ... AC1 AC2 Non-inductive (cos j 0.8) Un moteur à bague (cos j 0.65) AC3 Un moteur à cage (cos j 0,45 pour le y 100A) (cos j 0,35 pour le > 100A) Un moteur à cage (cos j 0,45 pour le y 100A) (cos j 0,35 pour le > 100A) AC4 Le contacteur commande Type d'applications La mise sous tension Le démarrage La coupure moteur lancé Le freinage en contre-courant La marche par à-coup Le démarrage La coupure moteur lancé Chauffage, distribution Machine à tréfiler Compresseurs, ascensseurs, pompes Mélangeurs, escaliers roulants, Ventilateurs, convoyeurs, climatiseurs Machines d'imprimerie, tréfileuses Le démarrage La coupure moteur lancé Le freinage en contre-courant L'inversion de sens de marche La marche par à-coup DB115762 Catégorie d'emploi AC3 Elle concerne les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit dont la coupure s'effectue moteur lancé ; c'est l'utilisation la plus courante (85 % des cas). Le dispositif de commande établit le courant de démarrage et coupe le courant nominal sous une tension d'environ 1/6 de la valeur nominale. La coupure est facile à réaliser. Catégorie d'emploi AC3 : le contacteur coupe le courant nominal du moteur. DB115763 Catégorie d'emploi AC4 Elle concerne les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit ou à bagues pouvant fonctionner avec freinage en contre-courant ou marche par à-coups. Le dispositif de commande établit le courant de démarrage et peut couper ce même courant sous une tension pouvant être égale à celle du réseau. Ces conditions difficiles imposent de surdimensionner les organes de commande et de protection par rapport à la catégorie AC3. Catégorie d'emploi AC4 : le contacteur doit pouvoir couper le courant de démarrage. 555F4500.indd version: 5.1 Figure 5.8 catégorie d'emploi des moteurs 17 6 Mise en place de la protection 6.1 Modication du cablage Pour éviter que le courant de freinage ne traverse les éléments de protection, j'ai modié le cablage pour injecter le courant continue en aval de la protection moteur. voir schéma 6.1 page 18. Étant donné les impératifs de production, il a fallu attendre un moment opportun pour eectuer cette modication, en prenant en compte un possible échec qui empecherait une production ultérieur. Des éssai de fusibles 20A am ont été d'abord mis en place en remplacement des fusibles de 50A am an de tester la modication eectué. 6.2 Mise en place de disjonteur magnetho thermique Aprés l'essai concluant des fusibles de 20 A am qui ont tenu, j'ai enlevé les portes fusibles pour mettre en place 2 disjonteur magnethothermique de type GV2, documentation page 34, photo de l'ensemble page 19 . La section des cables étant importantes, j'ai fait commandé des borniers pour permettre par la suite une meilleure mise en place des câbles. 18 6. Mise en place de la protection 1 2 3 4 5 6 KM2 A L1 L2 L3 B 440V T 3000VA 48V C D ------------------------------------KM1 -------------------- Inj M M E F G H Auteur : Brachet Date : M1 protection magnetothermique M2 Fichier : Folio : 2/4 Figure 6.1 Schéma de la modication élèctrique 7 6. Mise en place de la protection Figure 6.2 Photo disjoncteur 19 20 6. Mise en place de la protection 6.3 Aprés modication Rien de particulier à noter. Pour les productions à 2 cycle de freinage pour 15 secondes, aprés 450 cycles un dijoncteur a été déclenché, Aprés verication des consommations à la pince amperemétrique, j'ai surcalibré de 20 A a 21 A le dijoncteur concerné. maintenant si une surcharge moteur intervient la protection entre en fonctionnement. il est toujours possible en cas de necessité de surcalibré les dijoncteurs an soit de terminé la production soit de reporter un dépannage. 18 ans aprés l'installation de la presse les moteurs de vibration sont protégés. 6.3.1 Thermographie L'image thermographique du contacteur de freinages page 20. J'ai du aussi changer le cable d'arrivée du courant continue qui etait cuit par l'intensité, de plus le sertissage au niveau de la cosse a apparement été eectué par une pince multiprise, le serrage n'était pas susant. Figure 6.3 Thermographie contacteurs 21 7 Diode de roue libre Cette diode court-circuite les pointes de tension (inverses) qui naissent aux bornes d'une bobine lors de la coupure de son alimentation (tension de self induction). Cette tension de self induction est très élevé, centaine à plusieurs milliers de volts. Ce qui explique le ash lors de l'ouverture du sectionneur. Ceci est la cause d'usure des éléments de contacts La diode de roue libre est branchée en parallèle aux bornes de la bobine avec sa cathode raccordée au positif de l'alimentation de la bobine et son anode au pôle négatif (sortie de la bobine ici les enroulements des moteurs). le contact temporisé a 2s assure une déconnection de la diode le temps que les tensions residuelles disparraissent. Cette diode devient passante (un pic de courant circule uniquement entre la bobine et la diode) lors de la coupure de l'alimentation de la bobine, Car la tension de self induction est de sens contraire à la tension normale d'alimentation de la bobine. nous n'aurons donc plus de ash a l'ouverture du contacteur. La diode dite de roue libre ne doit pas être connecté en 400v c'est pourquoi il faut utiliser un bloc de contact auxilliaire temporisé particulier, il est temporisé à l'ouverture an de supprimer complètement le courant residuel et de ne pas etre grillé par la partie 400v lors du cycle suivant 7.1 Calcul de la tension de coupure la surtension maximal peut être calculée a partir de l'egalité : 22 7. Diode de roue libre 1 2 3 4 5 6 7 8 9 KM2 A L N L1 L2 L3 FU54 B KM1 440V T 3000VA 48V Inj C KMD D ------------------------------------KM1 -------------------- Inj E FU diode F KMD G H Auteur : Brachet Date : M M1 M M2 diode de roue libre Figure 7.1 Diode de roue libre Fichier : Folio : 3/4 23 7. Diode de roue libre Figure 7.2 Arc à l'ouverture sans diode Figure 7.3 Arc à l'ouverture avec diode R L C Figure 7.4 schema equivalent du moteur 24 7. Diode de roue libre 1 LImax2 2 = 21 CV max2 L étant la valeur de l'inductance de la bobine et C la valeur des capacité parasite. Ce qui nous q donne la formule suivante pour Vmax : V max = Imax L C avec pour notre cas avec des valeurs mesuré 1. Imax = 160 A 2. L = 0,05 H (valeur moyenne constaté pour des moteurs) 3. C= 2 ∗ 10−6 F (valeur moyenne constaté pour des moteurs) 0.05 soit une tension arc de V max = 160 ∗ 2∗10 −6 = 25KV Bien que L et C soit estimé par rapport à de nombreuses documentations techniques et ne correspondent pas forcement, au valeur reel de nos moteurs, 25KV peut donner une bonne indication des tensions d'arc dans notre cas. q 7.2 Pourquoi une diode pour protéger un moteur ? la protection des contacts du contacteur KM1 est aussi importante, en eet en juin 2009 suite à un cycle de freinage le contact est resté litteralement soudé, l'injection de courant continue a durée a proximativement 40 s avant que j'intervienne en coupant l'arrêt d'urgence. Il n'est pas facile d'analyser en si peu de temp un problème électrique, un temp de recherche plus long aurait probablement surchaué les enroulements des 2 moteurs. An d'éviter aux operateurs une analyse d'un disfonctionnement probablement dicile, il est plus facile de d'empêcher les contacts de se souder en supprimant l'arc à l'ouverture 7.3 Choix technique La diode STTH6004W que j'ai utilisé dans un premier temps a tenu 5 cycle de production, avant que la jonction n'explose. Pour le grand public c'est la diode la plus puissante que l'on puisse trouver sans trop de mal. La diculté est de choisir une diode qui accepte de forte charge et de trouver un fournisseur à un prix acceptable par le service achats (cette diode n'existe pas). L'opportunité c'est presenté d'acquerir des SKN 130/08 pour 15 euros sur leboncoin.fr (voir documentation 32) qui accepte un courant de 165 A en alternatif et jusqu'a 2500 A pendant 10ms. Ce qui susant, notre utilisation étant en diode de roue libre, elle ne seras solicité que pendant le 7. Diode de roue libre 25 temps egale d'injection, soit au maximum 150ms. Sans compter que semikron est reputé pour ses composants pour de forte puissance de qualité. 7.4 Choix fusible de protection de la diode le fusible de protection n'est utilisé que si le contacteur KMD reste en contact, en eet dans ce cas lors du prochain cycle 2 phases seront en contact par la diode. Il est donc préférable de prévoir cette protection contre les courts circuits. J'ai donc selectionné un fusible de 40 A am pour cette protection. 7.4.1 Problème particulier Le contacteur de protection est cablé pour eviter un courcircuit entre 2 phase, mais le temps de décollement de ce contacteur n'était pas assez rapide même si le contact auxiliaire km1 est utilisé. Il y avais de temps en temps un courcircuit entre les deux phase a cause de la diode. Le fusible faisait parfaitement oce de protection. La solution a été de reduire au maximum le temps de contact de KMD et de garder le contact km1 comme une securité de plus. 26 8 Conclusion De nombreuses pannes aurait été detecté avant une casse franche du matériel, casse des roulements de pignon, casse des pignons, de la boite synchro en decoule un desserrage des arbres de la boite syncro, arrachage du carter de la boit synchro, manque d'huile dans le mecanisme etc ... D'un point de vue technique, remplacer des fusibles par un dijoncteur semble être d'une grande simplicité, la categorie électrique de l'usage des moteur en AC et DC ajoute un élements qui n'est pas trivial. Le cablage faux de la partie freinage a induit en erreur mes prédecesseur. La mise en courcircuit du tranformateur de freinage et la mesure de courant continue on ajouter a la simplicité, des paramettre peut accessible au technicien me precedant. Mon BTS électronique m'a aidé pour la mise en place de la diode de roue libre, et pour comprendre plus vite le probleme du chapitre 7. Après la mise en place des disjoncteurs, des soucis mécanique on été détectés dès leurs apparitions, comme le desserage des masselotes de vibrations , et on ainsi evité des pannes plus sévères. J'ai la chance d'avoir pu mener à bien cette modication de câblage et de faire évoluer les fusibles vers des magneto thermique. Car c'est un peu le coeur de la presse. Il est toujours délicat de modier une préconisation constructeur. Je remercie particulierement le chef d'atelier Mr Lafargue et le directeur d'usine Mr Gorsse de m'avoir permis d'eectuer ces modications. 27 Table des gures 2.1 Habilitation électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.1 4.2 Principe rotation moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principe injection C.C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 plaque identication moteur . . . . . . . . . Boite synchro . . . . . . . . . . . . . . . . . Schéma éléctrique actuelle . . . . . . . . . . Photo - vue général avant . . . . . . . . . . Tableau de selection classe alimentation DC Trajet du courant de freinage . . . . . . . . Transformateur 3000VA . . . . . . . . . . . catégorie d'emploi des moteurs . . . . . . . 6.1 6.2 6.3 Schéma de la modication élèctrique . . . . . . . . . . . . . 18 Photo disjoncteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Thermographie contacteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1 7.2 7.3 7.4 Diode de roue libre . . . . . . Arc à l'ouverture sans diode . Arc à l'ouverture avec diode . schema equivalent du moteur 9.1 Abaque de selection fusible am . . . . . . . . . . . . . . . . 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 10 11 12 13 14 15 16 22 23 23 23 28 9 Annexe 29 9. Annexe Temps de prearc (s) 100 60 10 1 0,5 0,2 0,1 0,01 1A 0,5 10 A 2 In Fusibles (A) 1 100 A 1 kA 4 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1250 1000 10 kA Figure 9.1 Abaque de selection fusible am Choix 5 Contacteurs TeSys 5 Pour catégories d’emploi DC-1 à DC-5 Courant assigné d’emploi (Ie) en Ampères, en catégorie d’emploi DC-1, charges résistives : constante de temps Tension assignée d’emploi Ue L __ y 1 ms, température ambiante y 60 °C R Nombre Calibre du contacteur (1) de pôles LC1 LC1 LC1 LC1 à mettre D09 DT20 D12 D18 en série DT25 DT32 LC1 D25 DT40 LC1 D32 LC1 D38 LC1 D40A LC1 DT60A 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 3 4 1 4 2 3 4 32 32 32 32 32 32 32 32 7 32 32 32 1 7 32 32 7 32 – – – – – 40 40 40 – 40 40 40 – 7 40 40 – 1 7 40 – 7 – – – – – – 40 40 40 – 40 40 40 – 7 40 40 – 1 7 40 – 7 – – – – – – 50 50 50 – 50 50 50 – 7 50 50 – 1 7 50 – 7 – – – – – – 50 50 50 50 50 50 50 50 7 50 50 50 1 7 50 50 – 50 – – – – – V – + 24 48/75 1 pôle 125 250 – + 300 460 2 pôles 900 1200 1500 20 20 20 – 20 20 20 – 4 20 20 – 1 4 20 – 4 – – – – – – 20 20 20 20 20 20 20 20 4 20 20 20 1 4 20 20 4 20 – – – – – 20 20 20 20 20 20 20 20 4 20 20 20 1 4 20 20 4 20 – – – – – 25 25 25 25 25 25 25 25 4 25 25 25 1 4 25 25 4 25 – – – – – Courant assigné d’emploi (Ie) en Ampères, en catégorie d’emploi L DC-2 à DC-5, charges inductives : constante de temps __ y 15 ms, R température ambiante y 60 °C – + Tension assignée d’emploi Ue Nombre Calibre du contacteur (1) de pôles LC1 LC1 LC1 LC1 à mettre D09 DT20 D12 D18 en série DT25 DT32 LC1 D25 DT40 LC1 D32 LC1 D38 LC1 D40A LC1 DT60A 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 3 4 1 4 2 3 4 32 32 32 32 32 32 32 32 3 32 32 32 0,5 3 32 32 3 32 – – – – – 40 40 40 – 40 40 40 – 3 40 40 – 0,5 3 40 – 3 – – – – – – 40 40 40 – 40 40 40 – 3 40 40 – 0,5 3 40 – 3 – – – – – – 50 50 50 – 50 50 50 – 4 50 50 – 1 4 50 – 3 – – – – – – 50 50 50 50 50 50 50 50 4 50 50 50 1 4 50 50 3 50 – – – – – V 24 3 pôles 48/75 – + 125 250 4 pôles 300 460 900 1200 1500 20 20 20 – 20 20 20 – 2 20 20 – 0,5 2 8 – 2 – – – – – – 20 20 20 20 20 20 20 20 2 20 20 20 0,5 2 8 20 2 8 – – – – – 20 20 20 20 20 20 20 20 2 20 20 20 0,5 2 8 20 2 8 – – – – – 25 25 25 25 25 25 25 25 2 25 25 25 0,5 2 8 25 2 8 – – – – – (1) Pour les courants assignés d’emploi des contacteurs LC1 et LP1 K : consulter notre agence régionale. Caractéristiques : pages 24505/2 à 24505/7 2 Références : pages 24501/2 à 24502/5 Encombrements, schémas : pages 24531/2 à 24532/3 24560-FR_Ver7.0.indd VRSM VRRM IFRMS (maximum values for continuous operation) 200 A 260 A 500 A 125 A IFAV (sin. 180; Tcase = 100 °C) 165 A 320 A Rectifier Diodes SKN 100 SKN 130 SKN 240 SKR 100 SKR 130 SKR 240 V 200 400 800 1200 1400 1600 1800 SKN 100/02 100/04 100/08 100/12 100/14 100/16 100/18♦ SKR 100/02 100/04 100/08 100/12 100/14 100/16 100/18♦ Symbol Conditions IFAV SKN 130/02 130/04 130/08 130/12 130/14 130/16 130/18♦ SKR 130/02* 130/04* 130/08* 130/12* 130/14* 130/16* 130/18♦ SKN 240/02 240/04 240/08 240/12 240/14 240/16 240/18♦ SKR 240/02* 240/04* 240/08* 240/12* 240/14* 240/16* 240/18♦ SKN 100 SKR 100 SKN 130 SKR 130 SKN 240 SKR 240 sin. 180; Tcase = 100 °C 125 A 165 A 320 A = 125 °C 100 A 130 A 240 A IFSM Tvj = 25 °C; 10 ms Tvj = 180 °C; 10 ms 1 750 A 1 500 A 2 500 A 2 000 A 6 000 A 5 000 A i2t Tvj = 25 °C 8,3... Tvj = 180 °C 10 ms 15 000 A2s 11 500 A2s 31 000 A2s 20 000 A2s 180 000 A2s 125 000 A2s typ. 100 µC typ. 120 µC typ. 200 µC 1 mA 1 mA 2 mA 15 mA 22 mA 60 mA 1,4V (750A) Qrr IR Tvj = 160 °C; diF A – = 10 dt µs Tvj = 25 °C; VR = VRRM Tvj = 180 °C; VR = VRRM VF Tvj = 25 °C; (IF = ...); max. 1,55V (400A) 1,5V (500A) V(TO) Tvj = 180 °C 0,85 V 0,85 V 0,85 V rT Tvj = 180 °C 1,8 mΩ 1,3 mΩ 0,6 mΩ Rthjc 0,45 °C/W 0,35 °C/W 0,20 °C/W Rthch 0,08 °C/W 0,08 °C/W 0,03 °C/W Tvj – 40 ... + 180 °C Tstg – 55 ... + 180 °C M SI units/US units a w approx. RC PR = 2 W Rp PR = 20 W Case © by SEMIKRON Features • Reverse voltages up to 1600 V • Hermetic metal cases with glass insulators • Threaded studs ISO M 12, M16 x 1,5 (SKR 130 also 1/2–20 UNF or 3/8–24 UNF, SKR 240 also 3/4–16 UNF) • SKN: anode to stud SKR: cathode to stud Typical Applications • All-purpose mean power rectifier diodes • Cooling via heatsinks • Non-controllable and half-controllable rectifiers • Free-wheeling diodes 10Nm/90lb.in. 10Nm/90lb.in. 30Nm/270lb.in. 5 . 9,81 m/s2 5 . 9,81 m/s2 5 . 9,81 m/s2 100 g 100 g 250 g 0,25µF + 50Ω 0,25µF + 50Ω 0,5µF + 30Ω 50 kΩ 50 kΩ 50 kΩ E 13 E 14 E 15 ♦ available in limited quantities * available with UNF threads: 3/8–24 UNF 2 A (e.g. SKR130/02 UNF 3/8) or 1/2–20 UNF 2 A (e.g. SKR 130/02 UNF), SKR 240/02 UNF with 3/4–16 UNF 2 A thread B 8 – 21 STTH6004W ® Ultrafast high voltage rectifier Table 1: Main product characteristics IF(AV) 60 A VRRM 400 V Tj (max) 175 °C VF (typ) 0.83 V trr (max) 50 ns A K DO-247 STTH6004W Features and benefits ■ ■ ■ ■ Ultrafast switching Low reverse current Low thermal resistance Reduces switching & conduction losses Description The STTH6004W uses ST 400V technology and is specially suited for use in switching power supplies, welding equipment and industrial applications, as an output rectification diode. Table 2: Order codes Part number STTH6004W Marking STTH6004W Table 3: Absolute ratings (limiting values) Symbol VRRM IF(RMS) Parameter Repetitive peak reverse voltage RMS forward current δ = 0.5 IF(AV) Average forward current Tc = 125 °C IFSM Surge non repetitive forward current tp = 10 ms sinusoidal Tstg Storage temperature range Tj Maximum operating junction temperature October 2005 REV. 1 Value Unit 400 V 90 A 60 A 600 A -65 to + 175 °C 175 °C 1/6 Présentation Constituants de protection TeSys Présentation 526135 526134 Disjoncteurs-moteurs magnéto-thermiques GV2, GV3 et GV7 1 1 1 2 2 4 2 4 GV2 ME avec vis-étriers GV2 ME avec bornes à ressort 3 Raccordement GV2 Les disjoncteurs GV2 ME et GV2 P sont prévus pour un raccordement par visétriers. Le disjoncteur GV2 ME peut être fourni avec raccordement par cosses fermées ou bornes à ressort. Le raccordement par bornes à ressort permet de garantir un serrage sûr et constant dans le temps, résistant aux environnements sévères, vibrations et chocs, d’autant plus efficace avec des conducteurs sans embouts. Chaque raccordement peut accueillir deux conducteurs indépendants. 526136 GV3 Les disjoncteurs GV3 ont un raccordement par vis BTR (6 pans creux) avec serrage par clé Allen n° 4. Ce raccordement utilise le système EverLink® à compensation de fluage (1) (brevet Schneider Electric). Cette technique permet d’assurer un couple et une qualité de serrage permanente, afin d’éviter le fluage des câbles. 1 4 Les disjoncteurs-moteurs GV2 ME, GV2 P, GV3 ME, GV3 P et GV7 R sont des disjoncteurs magnéto-thermiques tripolaires adaptés à la commande et à la protection des moteurs, conformément aux normes IEC 60947-2 et IEC 60947-4-1. 3 2 Les disjoncteurs GV3 sont également proposés avec raccordement par cosses fermées. Ce type de raccordement répond aux besoins de certains marchés asiatiques et aux applications à fortes vibrations, comme le transport ferroviaire. 4 GV3 P GV7 Les disjoncteurs GV7 : raccordement par vis (pour barres et cosses fermées) et par connecteurs encliquetables. 526137 5 Fonctionnement La commande est manuelle et locale lorsque le disjoncteur-moteur est employé seul. Elle est automatique et à distance quand il est associé à un contacteur. 1 6 3 GV2 ME et GV3 ME80 2 Commande par boutons poussoirs. L’enclenchement est manuel par action sur le bouton “I” 1. Le déclenchement est manuel par action sur le bouton “O” 2 ou automatique quand il est commandé par les dispositifs de protection magnéto-thermiques ou par un additif déclencheur de tension. 4 GV2 P 7 GV2 P, GV3 P et GV7 R 526138 b Commande par bouton rotatif : pour GV2 P et GV3 P b Commande par levier basculant : pour GV7 R. L’enclenchement est manuel par action du bouton ou du levier en position“I” 1. Le déclenchement est manuel par action du bouton ou du levier en position “O” 2. Le déclenchement sur défaut met automatiquement le bouton rotatif ou du levier sur la position “Trip” 3. Le réenclenchement n’est possible qu’après avoir ramené le bouton ou le levier en position “O”. 1 8 3 2 (1) Fluage : phénomène normal d’écrasement du cuivre des conducteurs, qui s’amplifie dans le temps. 9 GV7 R 10 Caractéristiques : pages 24509/2 à 24513/7 2 Références : pages 24508/2 à 24508/7 Encombrements : pages 24538/2 à 24538/7 Schémas : pages 24538/8 et 24538/9 24736-FR_Ver4.3 Protection des départs-moteurs Compléments techniques Coordination disjoncteur-contacteur Les différents courants d’essais Courant d'essais "Ic", "r", "Iq" Pour garantir une coordination type 2, la norme impose 3 essais de courant de défaut pour vérifier le bon comportement de l'appareillage en condition de surcharge et de court-circuit. Courant "Ic" (surcharge I < 10 In) Le relais thermique assure la protection contre ce type de défaut, jusqu'à une valeur Ic (fonction de Im ou Isd) définie par le constructeur. La norme IEC 60947-4-1 précise les 2 tests à réaliser pour garantir la coordination entre le relais thermique et le dispositif de protection contre les courts-circuits : b à 0,75 Ic le relais thermique seul doit intervenir b 1,25 Ic le dispositif de protection contre les courts-circuits doit intervenir. Après les essais à 0,75 et 1,25 Ic les caractéristiques de déclenchement du relais thermique doivent rester inchangées. La coordination de type 2 permet ainsi d’augmenter la continuité de service. La refermeture du contacteur peut se faire automatiquement après élimination du défaut. Courant "r" (Court-circuit impédant 10 < I < 50 In) La principale cause de ce type de défaut est due à la détérioration des isolants. La norme IEC 60947-4-1 définie un courant de court-circuit intermédiaire "r". Ce courant d'essai permet de vérifier que le dispositif de protection assure une protection contre les courts-circuits impédants. Après essai le contacteur et le relais thermique doivent conserver leurs caractéristiques d'origine. Le disjoncteur doit déclencher en un temps y 10 ms pour un courant de défaut u 15 In. Courant d'emploi le (AC3) du moteur (en A) Ie y 16 16 < Ie y 63 63 < Ie y 125 125 < Ie y 315 315 < Ie < 630 Courant "r" (kA) 1 3 5 10 18 DB115199 Courant "Iq" (Court-circuit I > 50 In) Ce type de défaut est assez rare, il peut avoir pour origine une erreur de connexion au cours d'une opération de maintenance. La protection en cas de court-circuit est réalisée par des dispositifs à ouverture rapide. La norme IEC 60947-4-1 défini un courant "Iq" généralement u à 50 kA. Ce courant "Iq" permet de vérifier l'aptitude en coordination des différents appareillages d'une ligne d'alimentation moteur. Après cet essai aux conditions extrêmes tous les appareillages entrant dans la coordination doivent rester opérationnels. 555F4500.indd version: 5.1 DB115761 Compléments techniques Protection des départs-moteurs Coordination disjoncteur-contacteur Les classes de déclenchement d’un relais thermique Les 4 classes de déclenchement d’un relais thermique sont : 10 A, 10, 20 et 30 (temps de déclenchement maximum à 7,2 Ir). Les classes 10 et 10 A sont les plus utilisées. Les classes 20 et 30 sont réservées aux moteurs avec démarrage difficile. Le tableau et le diagramme montrent l'adaptation du relais thermique au temps de démarrage du moteur. Classe 10 A 10 20 30 1.05 Ir 1.2 Ir 1.5 Ir 7.2 Ir t>2h t>2h t>2h t>2h t<2h t<2h t<2h t<2h t < 2 min. t < 4 min. t < 8 min. t < 12 min. 2 y t y 10 s 4 y t y 10 s 6 y t y 20 s 9 y t y 30 s Les classes de déclenchement d'un relais thermique. version: 5.1 555F4500.indd