Une centrale thermique possède un groupe turboalternateur de 600

2 – ETUDE DES SYSTEMES DE CONVERSION DE L’ENERGIE
ELECTRIQUE
ELECTROTECHNIQUE
STI GE
Lycée RENAUDEAU
2-2-3-3 Fonction Protéger les matériels
TD10: Association d’appareillage
NOM, Prénom :
PAGE: 1
Pour faire le TD, les cours suivants seront nécessaires :
- chapitre 2.1 « Bande Transporteuse »
- chapitre 2.2.3.3 « Fonction Protéger les matériels »
- chapitre 2.2.3.4 « Fonction protéger les personnes »
- chapitre 2.2.3.5 « Fonction Commander » de la page1 à la page 48…
Nous étudierons, à travers ce TD, une des associations possibles pour la commande d’un moteur
asynchrone triphasé. Le schéma de puissance étudié sera celui du moteur M1 de la bande
transporteuse (cf. chapitre 2.1).
Caractéristiques du moteur M1 :
Moteur asynchrone triphasé Leroy Somer LS80L
1°) Analyse fonctionnelle :
Complétez les actigrammes de l’analyse fonctionnelle de la chaîne de conversion d’énergie du
tapis N°1.
P (KW)
N (tr/mn)
IN (A)
ID/IN
0.75
1400
2.01
4.5
Réseau électrique
PROTEGER
contre les
courts-circuits
A32
Fusibles
PROTEGER
contre les
surcharges
A33
Relais thermique
COMMANDER
la puissance
A34
Contacteur
A3
ISOLER
l’installation
A31
Sectionneur
CONVERTIR
L’énergie
A35
Moteur M1
Energie
mécanique

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2°) Analyse matérielle : Le contacteur
Précisez la fonction du contacteur KM1 dans notre application.
KM1 permet d'établir ou d'interrompre le passage de l'énergie électrique pour
l’alimentation du moteur M1.
A l’aide de la documentation donnée page 8, effectuez le choix du contacteur pour notre
application en précisant quels sont les critères de choix.
Référence : LC1 D09 00 B7
Précisez l’intensité du courant d’emploi et comparez-la à celle du courant du moteur :
Contacteur : 9A Moteur : 2.01A Le contacteur convient donc largement.
Précisez la catégorie d’emploi du contacteur : AC3
Quelle en est sa signification (chapitre 2.2.3.5 page 2) ?
AC : Courant alternatif, 3 : catégorie
Elle concerne les moteurs à cage dont la coupure s'effectue moteur lancé.
Exemples d'utilisation : tous moteurs à cage courants : ascenseurs, escaliers roulants, bandes
transporteuses, élévateurs à godets, compresseurs, pompes, malaxeurs, climatiseurs, etc...
Un petit peu de technologie…
Indiquez quels sont les chiffres utilisés pour le repères des pôles de puissances : 1-2, 3-4, 5-6
Expliquez succinctement la constitution et le fonctionnement du contacteur :
Le contacteur est constitué d’un électro-aimant dont l’armature mobile est liée à des contacts
électriques (pôles principaux et contacts auxiliaires).
Lorsque la bobine de commande est alimentée, les contacts changent d’état.
Quel est le rôle de la spire de Fragger ?
La spire de Fragger évite les vibrations dues à l’utilisation de la tension sinusoïdale (50Hz) lors du
passage à zéro de la tension. Elle provoque un déphasage de flux entre l’intérieur et l’extérieur de
l’anneau métallique qui la constitue. Ces deux flux, déphasés l’un par rapport à l’autre, contribuent
au maintien de l’armature mobile lors du passage à zéro de la tension.
Quel est le procédé de suppression de l’arc électrique utilisé pour ce type de produit ?
Aucun, seul l’air contribue à l’extinction de l’arc, pour des petits calibres.
Critères de choix
Choix
Tension nominale
400V
Puissance commutée
4KW (minimum)
Nombre de pôles
3
Catégorie d’emploi
AC3
Aucun contact auxiliaire
- -
Tension du circuit de commande
24V – B5 ou B7

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Le relais thermique
Précisez la fonction du relais thermique F1 dans notre application.
F1 réalise la protection contre les surcharges (calage de moteur par exemple) du moteur M1.
A l’aide de la documentation donnée page 9, effectuez le choix du relais thermique pour notre
application en précisant quels sont les critères de choix.
Référence : LR2 D13 07
Précisez quelle est la classe de ce relais thermique : 10A
Quelle en est sa signification ?
La classe détermine le temps de déclenchement du relais pour un temps donné :
déclenchement entre 2 et 10 s pour un courant = 7,2 x le courant de réglage
La classe 20A est temporisée par rapport à la classe 10A puisque le temps de déclenchement est
compris entre 6 et 20 s pour un courant = 7,2 x le courant de réglage.
Un petit peu de technologie…
Indiquez quels sont les repères, sur le schéma, des éléments de puissances : 1-2, 3-4, 5-6
Expliquez succinctement la constitution et le fonctionnement du relais thermique :
Le relais thermique est constitué de trois bilames enlacés d’un conducteur traversé par le courant
d’emploi du circuit. Les bilames, lorsque l’échauffement est excessif, agissent sur le mécanisme
de déclenchement des contacts auxiliaires. Le contact NC permet alors l’ouverture de
l’alimentation du contacteur KM1. Le contact NO signale, par un voyant, le défaut thermique du
moteur M1.
Expliquez ce qu’est la compensation :
La compensation permet de s’affranchir de la température ambiante. Elle est réalisée par une
quatrième bilame, indépendante du courant d’emploi du circuit, ne s’incurvant donc que par la
chaleur de la température ambiante. Cette bilame de compensation agit sur le mécanisme en
déplaçant la valeur du réglage, en fonction de la température ambiante.
Expliquez le fonctionnement du relais thermique lors de la « protection contre la marche
monophasée » du moteur ?
Lorsque deux des bilames chauffent sur les trois, le dispositif différentiel agit sur mécanisme de
déclenchement des contacts auxiliaires. On dit alors que c’est le Dispositif de Protection contre la
Marche Monophasée (DPMM) qui a agit.
Critères de choix
Choix
Intensité de réglage
1.6A à 2.5A
Classe
10A (2<t<10s pour Isurcharge = 7.2x IR)

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Le sectionneur porte fusibles
Précisez les fonctions du sectionneur Q1 dans notre application.
Q1 réalise le sectionnement du circuit et son isolement . Il supporte également les fusibles.
A l’aide de la documentation donnée page 10, effectuez le choix du sectionneur pour notre
application en précisant quels sont les critères de choix.
Référence : LS1 D25 31A65
Un petit peu de technologie…
Indiquez quels sont les chiffres utilisés pour le repères des pôles de puissances : 1-2, 3-4, 5-6
Précisez quel est le pouvoir de coupure du sectionneur : 0A, le sectionneur n’est pas conçu pour
être manœuvré en charge.
Quel est le rôle des contacts auxiliaires ?
Les contacts auxiliaires permettent d'éviter la coupure en charge.
Ces contacts s’ouvrent avant l'ouverture des pôles principaux du sectionneur et permettent la
coupure du circuit de commande, et ainsi des contacteurs.
De même, à la fermeture du sectionneur, les contacts auxiliaires ne se ferment qu'après
fermeture des pôles principaux.
Modifiez le schéma de commande de la bande transporteuse du chapitre 2.1, de façon à ce
qu’une coupure en charge par le sectionneur ne détruise pas l’appareil.
Même question pour le sectionneur Q0.
Quelles sont les 4 étapes pour réaliser une consignation :
ouverture du circuit
verrouiller
identifier
vérifier la tension
Le sectionneur choisi pour le moteur M1, permet-il de réaliser une consignation ? Expliquez.
Le sectionneur permet d’ouvrir le circuit mais ne permet pas de verrouillage par cadenassage.
Pour réaliser cette fonction, il y ajouter un dispositif de cadenassage (réf. LA8 D25915).
Critères de choix
Choix
Intensité
25A
Nombre de pôles
3
Nombre de contacts auxiliaires
0 pour notre application

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Les fusibles
Précisez la fonction des cartouches fusibles dans notre application :
Les fusibles assurent seulement la protection du moteur contre les court-circuits.
A l’aide de la documentation donnée page 11, effectuez le choix des cartouches fusibles pour la
protection de notre moteur M1, en précisant les critères de choix.
Référence : 13004
Précisez quel est le type des fusibles : aM
Quelle en est sa signification ?
Fusibles Accompagnement Moteur, ils protègent contre les fortes surcharges et les courts-circuits
et sont conçus pour résister à de fortes surcharges de très courte durée (démarrage du moteur
ID/IN= 4,5).
Elles seront obligatoirement associées à un relais thermique accouplé à un contacteur.
Un petit peu de technologie…
Expliquez succinctement la constitution et le fonctionnement du fusible :
Le fusible est constitué :
d’une cartouche (enveloppe) assurant une fusion enfermée de l’élément fusible qu’il contient
d’un élément fusible qui est destiné à fondre dès que le courant dépasse pendant un temps
déterminé une valeur donnée.
Critères de choix
Choix
Intensité
4A
Type
aM
Taille
10x38
Haut Pouvoir de coupure
100 000 A