2. Alimentation électrique

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2chapitre
Alimentation
électrique
Rappel des grandes règles, normes et habitudes
à suivre pour traiter l'interface entre la distribution
électrique et la machine. Présentation des fonctions
de l'alimentation, de la puissance et du contrôle

Sommaire2. Alimentation
électrique
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M
2.1 Introduction Page
2.2 L’alimentation électrique des machines Page
2.3 Les normes et habitudes Page
2.4 Les fonctions de l’alimentation électrique Page
2.5 L’alimentation du circuit de contrôle Page

2.1 Introduction
2.2 L’alimentation électrique des machines
2.3 Les normes et habitudes
2. Alimentation
électrique
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2.1 Introduction
Ce chapitre aborde l’alimentation en énergie électrique de l’équipement
électrique des machines. Cette alimentation assure des fonctions situées
à l’interface entre l’installation électrique et la machine et doit satisfaire
aux règles et contraintes techniques de ces deux domaines (CFig.1).
Nous allons détailler ce dernier et nous renverrons le lecteur au Guide de
l’installation électrique qui complète les informations données ici.
2.2 L’alimentation électrique des machines
Comme illustré sur le schéma figure 2 l’alimentation électrique comporte
deux parties :
La partie circuit de puissance est destinée à alimenter les différentes
charges de la machine telles que les moteurs, les circuits de chauffages,
par l’intermédiaire des constituants de commande de puissance
(les pré-actionneurs). Les tensions usuelles vont de 200 à 660 V en
triphasé et de 120 à 230 V en monophasé.
La partie circuit de contrôle est destinée à alimenter les composants
d’automatisme tels que les bobines de contacteurs, les électrovannes,
les automates, les capteurs, etc. Les tensions usuelles sont celles de la
basse tension (120 à 200 V en monophasé) et de la très basse tension
(12 à 48 V).
Cet ensemble est souvent dénommé « tête d’équipement » et assure un
ensemble de fonctions qui seront décrites dans le paragraphe 2.4.
2.3 Les normes et habitudes
Comme nous l’avons précédemment mentionné, l’alimentation électrique
est soumise aux contraintes de deux domaines :
bL’installation électrique
Chaque pays a ses habitudes et défini ses propres règles, ce qui a pour
conséquence une multitude de normes différentes, comme la C15-100 en
France. Nous pouvons cependant résumer les contraintes et habitudes
sur l’appareillage d’entrée de l’équipement aux points suivants :
- la tension réseau. Une table des tensions par pays est fournie dans le
Guide de l’installation électrique et les caractéristiques des réseaux de
distribution public sont données dans l’EN 50160:1999,
- la distribution du neutre et son régime,
- les habitudes de câblage,
- les normes produits et les distances d’isolement,
- les types de fusibles en cas d’utilisation de porte fusibles ou
d’interrupteurs fusibles.
AFig. 2 Les fonctions de l’alimentation électrique
AFig. 1 L’architecture de l’alimentation électrique

Japon
220 V
JIS 0364
JIS-B 9960
JIS-C 8201-2-1
JIS-C-8269
JIS-C 8201-4-1
Cosses
fermées
Câbles avec
cosses
fermées
2.3 Les normes et habitudes
2. Alimentation
électrique
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bLa machine
L’effort d’harmonisation autour de la norme IEC 60 204-1 facilite
l’exportation et l’utilisation des machines à travers le monde. Seuls
quelques pays ont conservés des particularités. Nous rapportons un
extrait des plus importantes différences dans le tableau de la Figure 3.
Les schémas TN-C ne sont pas admis dans les installations à basse tension
dans les bâtiments (Norvège).
Les schémas TT de puissance ne sont pas autorisés (USA).
La coupure du conducteur neutre est obligatoire en schéma TN-S (France et
Norvège).
la distribution d’un conducteur neutre dans un schéma IT n’est pas autorisée
(USA et Norvège).
La tension nominale maximale d’un circuit de commande en alternatif est de
120 V (USA).
La section minimale des conducteurs en cuivre est spécifiée dans l’ANSI/NFPA
79 en dimensions américaines (AWG) (USA). L’annexe G de la norme donne les
sections équivalentes du système AWG en mm_.
La couleur BLANCHE ou GRISE est utilisée pour repérer les conducteurs
neutres mis à la terre au lieu du BLEU (USA et Canada).
Exigences de marquage de plaque signalétique (USA).
bTrois zones d’influence
Malgré les disparités des normes et habitudes par pays, nous pouvons
identifier trois zones d’influence : L’Europe, Les USA et le Japon (CFig.4).
2
AFig.3 Particularités normatives et habitudes de certains pays
AFig.4 Exigences dans les différentes zones d’influence
Distribution
électrique
Normes
équipement
machines
Appareillage
de tête
d’équipement
Type de
raccordement
amont
Zone
d’influence
Tension
réseau 3~
Règles /
normes
d’installation
BT
Voir les écarts
ci-dessus
Disjoncteur
Interrupteur /
fusibles
Contacteurs /
disjonteurs
moteurs
<100 A
>100A
USA
480 V
NEC
IEC60204-1
UL489
UL98
UL508
Connecteurs
>100 A
Câbles en
parallèle
Europe
400 V
IEC 60364
IEC 60204-1
IEC 60947
IEC 60269
Fusibles
différents par
pays
IEC 60947
Connecteurs,
vis étrier,
connexions
élastiques
Câbles avec
cosses ou
barres

2.4 Les fonctions de l’alimentation électrique
2. Alimentation
électrique
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2.4 Les fonctions de l’alimentation électrique
Nous pouvons distinguer trois groupes de fonctions :
bAlimenter et interrompre les circuits de puissance et de
contrôle de la machine en veillant aux points suivants
vLe pouvoir de coupure
En fonction de la puissance installée, l’intensité de court-circuit présumée
en cas d’incident peut varier de quelques kA à plusieurs centaines de kA.
L’appareillage devra donc être dimensionné en conséquence.
vLa tenue aux court-circuits
Un court-circuit en aval de l’équipement électrique ne doit pas entraîner la
destruction de l’appareillage.
vLa capacité de raccordement
Le câblage interne des équipements est toujours réalisés en cuivre, il est
à noté que des utilisateurs se servent de l’aluminium pour leur installation
électrique. L’appareillage d’entrée devra donc accepter ces deux types de
connexions.
vLa commande manuelle sur le produit ou déportée sur
l’armoire
Les règles de sécurité imposent une commande directe sur l’armoire
électrique permettant d’assurer l’interruption et le sectionnement par
rapport à l’installation.
bProtéger les personnes
En règle générale, les armoires électriques sont verrouillées pendant les
phases d’exploitation. Les opérateurs n’y ont donc pas accès. La
réglementation impose des contraintes sur la protection des personnes
lors des interventions à l’intérieur des équipements électriques, en
particulier pendant les phases de mise en route et de maintenance. La
protection des personnes impose le respect de certaines règles :
- protection IP20 contre le toucher des connexions internes,
- sectionnement.
Cette fonction est destinée à assurer la mise hors tension de tout ou
partie d’une installation en séparant l’installation ou une partie de
l’installation de toute source d’énergie électrique, pour des raisons de
sécurité.
• Isolement
Lorsqu’un organe de commande est ouvert les caractéristiques d’isolation
doivent être assurées, c’est à dire que le courant de fuite doit être
inférieur au seuil de danger.
• Consignation (cadenassage)
Cette fonction vise à interdire à une personne non autorisée de remettre
sous tension un équipement électrique.
• Isolement du contrôle
Il doit être suffisant pour protéger les personnes et le matériel électrique
contre les surtensions et les autres pollutions électriques
• Liaisons équipotentielles
Selon les régimes de neutre utilisé, les règles d’installation peuvent
imposer des masses à la terre ou des masses isolées.