Démarrage moteurs asynchrones - Cours électrotechnique BTS

Démarrage des moteurs asynchrones
BTS électrotechnique
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MISE EN SITUATION
Cahier des charges
Un convoyeur à 2 sens de marche est utilisé en association avec une pompe.
Le système est alimenté en 3 x 410 + N – 50 Hz.
La commande est réalisée en 24 V alternatif.
3 boutons d’arrêt d’urgence sont disposés autour du convoyeur : S1, S2 et S3.
Une commande par relais auxiliaire KA1 est utilisée.
Un voyant « Défaut Arrêt Urgence » H1 est allumé quand un ATU est enfoncé ou à la mise sous tension.
Un appui sur un bouton poussoir vert « Mise sous tension » S4 autorise le fonctionnement du convoyeur et
de la pompe. Un voyant H2 « Système prêt » est alors mis sous tension.
En cas de défaut thermique de la pompe ou du convoyeur, un voyant thermique « Defaut thermique »
s’allume : H3.
La marche avant du convoyeur est assurée par un appui sur un Bp noir S6.
La marche arrière du convoyeur est assurée par un appui sur un Bp noir S7.
Des contacts auxiliaires Mav ou Mar sont utilisés pour mettre sous tension la pompe.
Un appui sur un Bp rouge « At » S5 stoppe le fonctionnement du convoyeur et de la pompe.
Le schéma sera réalisé sur 3 folios :
- un folio puissance
- un folio commande
- un folio bornier.
Tout le matériel de commande et de protection est situé dans une armoire IP 55. Cependant, un ventilateur
de 15 W est installé pour ventiler l’intérieur de l’armoire.
DEMARRAGE DES MOTEURS ASYNCHRONES
Les moteurs électriques sont généralement utilisés pour entrainer une charge (Ventilateur, convoyeur,
ascenseur…) à une vitesse donnée constante. Le régime de fonctionnement est dit constant, établi,
permanent,… Par exemple, le moteur entraîne la charge à 1460 tr/mn en fournissant un couple constant de
15 Nm.
Cependant, pour atteindre cette vitesse établie, il y a une phase appelée régime transitoire. Cette phase
fait intervenir le couple de démarrage qui est dû aux inerties du système (Inertie = « résistance à
l’accélération ») et/ou à la variation du
couple demandé par la charge en
fonction de la vitesse de rotation.
Démarrage direct d’un moteur
asynchrone entrainant un
ventilateur.
(Couple quadratique)
En observant cette courbe, quelles sont
les 2 conditions nécessaires au
démarrage d’un MAS ?
Placer les points particuliers suivants :
- couple de démarrage, couple minimum, couple maximum, couple en charge
- vitesse nominale, vitesse à vide.
- hachurer la partie de la courbe qui donne la valeur du couple d’accélération.

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Le courant absorbé est alors de la forme suivante :
Repérer l’axe des ordonnées : I/IN).
Placer ID, le courant au démarrage.
Placer IN, le courant nominal.
Placer I0, le courant à vide.
Repérer l’axe des abscisses : Ω(tr/mn).
Placer ΩN et Ω0, les vitesses nominale et à vide.
Quel est la valeur du rapport ID/IN ?
Quels sont les 2 inconvénients d’un démarrage direct d’un moteur asynchrone ?
-
-
Ce procédé est réservé aux moteurs de faible puissance ou de puissance faible par rapport à la puissance
d’alimentation.
Avantages : Simplicité de l’appareillage, rapidité de la mise en régime.

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Faire la liste des appareils, donner leurs fonctions, faire le chronogramme de fonctionnement de
KM1=f(Q1, F2, F3, S2, S3).
Q1 :
KM1 :
F1 :
F2 :
F3 :
S1 :
S2 :
S3 :
H1 :
H2 :
Solutions technologiques :
Démarrage direct à 2 sens de marche d’un moteur asynchrone entrainant un ventilateur.
Le sens de rotation d’un moteur asynchrone dépend du champ tournant triphasé et donc de l’ordre des
phases. Il suffit d’inverser 2 des trois phases pour inverser le sens de rotation obtenu.
Attention, si le moteur n’est pas arrêté au moment du changement de sens, le courant de démarrage peut
être 2 fois plus important.

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Couplage d’un moteur asynchrone.
Un moteur asynchrone triphasé comporte 3 bobinages indépendants. 2 couplages sont possibles : étoile ou
triangle.
Tension réseau : 3 x 230 V
Tension réseau : 3 x 400 V
Tension réseau : 3 x 690 V
Ainsi, pour une tension de réseau donnée, 2 tensions sont disponibles.

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Il faut donc adapter la tension du réseau à la tension de fonctionnement du moteur. Exemples :
Réseau 3 x 230 V : le moteur ci-contre doit être
couplé en triangle.
Réseau 3 x 400 V : le moteur ci-contre doit être
couplé en étoile.
Réseau 3 x 690 V : le moteur n’est pas
utilisable.
Réseau 3 x 230 V : le moteur n’est pas
utilisable.
Réseau 3 x 400 V : le moteur ci-contre doit être
couplé en triangle.
Réseau 3 x 690 V : le moteur ci-contre doit être
couplé en étoile.
Démarrage étoile triangle d’un moteur asynchrone entrainant un ventilateur.
Le démarrage étoile triangle consiste à réduire par √3 la tension aux bornes du moteur grâce à une
connexion étoile dans un premier temps. Le courant de ligne est alors divisé par 3, comme le couple
moteur. Les à-coups mécaniques sont réduits et le courant de démarrage est plus faible.
Cependant, ce mode de démarrage n’est adapté qu’aux machines nécessitants un faible couple de
démarrage (Ventilateurs, pompes centrifuges, perceuses, tours…)
Avantage : relativement bon marché.
Inconvénients : couple de démarrage réduit d’un tiers, coupure brutale lors du changement de couplage
(Surtensions), réglage précis de la temporisation nécessaire.