CHOIX DE MATERIEL ELECTRIQUE

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
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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
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Convertie l’énergie électrique
en énergie thermique
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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...
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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
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VCF4
Symbole
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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/
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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
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Fonction
Source d’alimentation en
énergie électrique
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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)
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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
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Symbole
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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/
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