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LES DEPARTS POUR MOTEURS
ASYNCHRONES TRIPHASES
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
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Protection et Commande de Moteur
• Rappel des principaux éléments de la norme IEC 947
– Les fonctions.
– Les catégories d’emploi des contacteurs.
– Les endurances mécaniques et électriques.
– Coordination.
• Exercice d’application
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Les Fonctions
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
Distribution électrique basse tension
•1) Sectionnement
•1) Interruption
•2) Protection contre les courts-circuits
•2) Protection contre les surcharges
•3) Commutation puissance
Démarrage progressif
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Variation de vitesse
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
•1) Sectionnement
Interruption
Isoler du
Réseau Amont
Sécurité des personnes
Détecter et Couper
•2) Protection
contre les courts-circuits des Courants Elevés
Sécurité de l’Installation
•2) Protection
contre les surcharges
Sécurité du Moteur et
des Câbles
Détecter les
Courants de Surcharge
•3) Commutation puissance Démarrer et
Arrêter l’Actionneur
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Sécurité et Confort
des Personnes
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1) Le sectionneur
Définition
Ce sectionneur a pour but d'isoler un circuit d'utilisation du réseau.
Cette opération est principalement destinée à garantir la sécurité des personnes
ayant à intervenir sur une installation pour y effectuer des travaux.
La vitesse de fermeture et d'ouverture est liée à la rapidité d'action de
l'opérateur (manœuvre dépendante manuelle). Le sectionneur est donc un
appareil à rupture lente qui ne doit jamais être manœuvré en charge. Le courant
doit être préalablement interrompu.
Le sectionneur peut également assurer la fonction de porte-fusibles (dans
certains pays la norme n'accepte pas cette solution).
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1) Le sectionneur
Symbolisation
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
1
3
5
13
2
4
6
14 2
7
1) Le sectionneur
Composition
Il se compose de plusieurs éléments :
 Les pôles puissance, en nombre variable (tri ou tétra).
 Les parties mobiles reçoivent des éléments de contact (broches ou barrettes)
ou de protection (fusibles).
 le ou les contacts auxiliaires à utiliser dans le circuit de commande
 le dispositif de commande mécanique (poignée) :
 latérale
 frontale
 extérieure
 la coupure peut être :
 visible
 pleinement apparente
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1) Le sectionneur
Qualité du sectionnement
•
•
Coupure omnipolaire
•
Respect des distances
d'isolement
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•
Condamnation
Coupure pleinement apparente
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1) Le sectionneur
Les produits dédiés
LS1 D 25
LS1D32
GK1
NEW
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1) L'interrupteur-sectionneur
Définition
- L'interrupteur-sectionneur a pour but d'isoler un circuit d'utilisation du
réseau.
- Un mécanisme lié au dispositif de commande manuelle assure la fermeture
et l'ouverture brusque des contacts indépendamment de la rapidité de
manœuvre de l'opérateur. L'interrupteur est donc un appareil conçu pour
être manœuvré en charge en toute sécurité. Il répond à la fonction
commande.
- Fermeture et coupure en charge de circuits .
- L'interrupteur-sectionneur peut également assurer la fonction de portefusibles.
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1) L'interrupteur-sectionneur
Symbolisation
13
1/L1
2/T1
3/L2
4/T2
21
5/L3
14
22
13
23
6/T3
14
24
1/L1
3/L2
5/L3
2/T1
4/T2
6/T3
GS1...
VARIO V...
additifs
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1) L'interrupteur-sectionneur
Composition
Il se compose de plusieurs éléments :
-
les pôles puissance, en nombre variable (tri ou tétra),
-
les contacts auxiliaires de signalisation,
-
les fusibles,
-
le dispositif de commande mécanique (poignée) :
• latérale,
• frontale,
• extérieure.
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1) Interrupteurs Sectionneurs
Les produits dédiés
Vario
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GS1
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2 ) Protection contre les surintensités
Généralités
Tout récepteur peut être le siège d'incidents :
a)
d'origine électrique :
- Surtension, chute de tension, déséquilibre ou absence de phases qui
provoquent une augmentation du courant absorbé,
- Courts-circuits dont l'intensité peut dépasser le pouvoir de coupure du
contacteur.
b)
d'origine mécanique :
- Calage du rotor, surcharge momentanée ou prolongée qui entraînent une
augmentation du courant absorbé par le moteur, d'où un échauffement
dangereux des bobinages.
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2) Protection contre les surintensités
« les cours circuits »
Afin d'éviter que ces incidents n'entraînent des détériorations de matériel et des
perturbations sur le réseau d'alimentation chaque départ-moteur doit comporter
obligatoirement une fonction dite :
•PROTECTION CONTRE LES COURTS-CIRCUITS, pour détecter et couper le
plus rapidement possible des courants anormaux supérieurs à 10 In,
Des protections complémentaires, telles que le contrôle de défaut d'isolement,
d'inversion de phases, de température des bobinages, etc., peuvent également
être prévus en cas de besoin.
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2) Protection contre les surintensités
Le court-circuit
Définition
Z' (impédance de ligne)
I
R
L
Z
(charge)
U
Loi d'OHM (W)
U = (Z + Z') I
(Z' = impédance de la ligne)
Si Z (charge) = 0, le courant dans le circuit n'est plus limité que par l'impédance de la ligne
d'où court-circuit (Z' très faible devant Z).
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2) Protection contre les surintensités
Le court-circuit
Iq : Courant de court-circuit présumé
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2) Protection contre les surintensités
Le court-circuit
Symbolisation
1/L1
I>
2/T1
3/L2
I>
5/L3
I>
4/T2 6/T3
Magnétique
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2) Protection contre les surintensités
Le court-circuit
Protection dite magnétique
T
temps
Zone 2  court-circuit
Intervention sur fonctionnement
magnétique
I
courant
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2) Protection contre les surintensités
Le court-circuit
Composition
• Coupure d'un courant de court-circuit, 3 impératifs :
- détecter très tôt le courant de défaut
- séparer très vite les contacts
- limiter le courant de court-circuit
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2) Produits dédiés contre les
courts-circuits
Les protections dites magnétiques
GV2-L
GK3-EF
Compact NS
Pouvoir de
coupure
30 à 100 kA
sous 415 V
35 à 100 kA
sous 415 V
sous 415 V
I nominal
0,4 à 32 A
40 à 80 A
80 à 630 A
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2) Protection contre les surintensités
« les surcharges »
Afin d'éviter que ces incidents n'entraînent des détériorations de matériel et des
perturbations sur le réseau d'alimentation, chaque départ-moteur doit comporter
obligatoirement une fonction dite :
•PROTECTION CONTRE LES SURCHARGES, pour détecter des augmentations
du courant jusqu'à 10 In et couper le départ avant que l'échauffement du moteur
et des conducteurs n'entraîne la détérioration des isolants.
Des protections complémentaires, telles que le contrôle de défaut d'isolement,
d'inversion de phases, de température des bobinages, etc.., peuvent également
être prévus en cas de besoin.
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2) Protection contre les surintensités
les surcharges
Symbolisation
1/L1
I>
2/T1
3/L2
I>
5/L3
I>
4/T2 6/T3
Magnétothermique
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2) Protection contre les surintensités
les surcharges
T
temps
Zone 1  surcharge
Intervention sur fonctionnement thermique
Ir
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Ir mg
Pdc
I
I
courant
25
Protection contre les
surintensités
les surcharges
Les produits
.
Les protections dédies contre les surcharges
Les protections combinées
NEW
GV2ME
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LR9F
LR2
LR2
GV3ME
GV7R
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3) La commutation
Fonction
C'est un appareil de manœuvre. Lorsque la bobine de l'électro-aimant est
alimentée, le contacteur se ferme, établissant, par l'intermédiaire de pôles, le
circuit entre le réseau d'alimentation et le récepteur (le moteur dans l'exemple).
Dès que la bobine est privée de tension, le circuit magnétique se démagnétise
et le contacteur s'ouvre sous l'effet des ressorts de pression des pôles et du
ressort de rappel de l'armature mobile.
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3) La commutation
Composition Symbolisation
Le contacteur est constitué généralement de 3 éléments :
• l'électro-aimant composé d'un circuit magnétique et d'une bobine ; c'est l'élément
moteur du contacteur
• les contacts auxiliaires qui assurent l'auto-alimentation, la signalisation de l'état
du contacteur
Inclus dans la partie commande
• les pôles qui sont chargés d'établir ou de rompre le courant dans le circuit
puissance
Inclus dans la partie puissance
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3) La commutation
Composition d ’un contacteur LC1 D...
Pôle fixe et borne de raccordement
Ressort de compression des contacts
Contact auxiliaire
Pont mobile du pôle puissance
Electro-aimant mobile
Ressort de rappel
Electro-aimant fixe
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Bobine
Bague de déphasage
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3) La commutation
Les produits dédiés.
La commutation
LC1-K
LC1-D
LC1-F
LC1-V
LC1-B
NEW
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Catégories
d’emploi
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
Le Contacteur, catégories d'emploi (IEC 947)
Les catégories d'emploi résument les principaux domaines d'application des contacteurs en
courant alternatif (catégories AC) et en courant continu (DC). Elles définissent, pour
l'utilisation normale des contacteurs, les conditions d'établissement et de coupure du courant
en fonction du courant assigné d'emploi (Ie), et de la tension assignée d'emploi (Ue).
• Elles
dépendent :
De la nature du récepteur commandé (résistances, moteur à cage, etc..),
• Des conditions dans lesquelles s'effectuent les fermetures et les coupures (moteur lancé
ou calé, inversion de sens de marche, etc..),
•
Catégorie AC-1: s'applique à tous les récepteurs alimentés en courant alternatif
et qui ont un cos j de 0,95,
•
Catégorie AC-2: démarrage, freinage en contre-courant et marche par à-coups
des moteurs à bagues,
•
Catégorie AC-3: démarrage des moteurs à cage, avec coupure moteur lancé,
•
Catégorie AC-4: démarrage, freinage en contre-courant et marche par à-coups
des moteurs à cage.
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
Le Contacteur, catégories d'emploi (applications)
Service normal
Commande de moteurs
• Pompes
• Compresseurs
• Ventilateurs
• Machines-outils
• Transporteurs
• Presses
Distribution d'énergie
• Eclairage
• Normal secours
• Groupe électrogène
Service spécifique et intensif
AC3
AC1
Récepteurs à courant continu
• Moteurs continu
• Electro-aimant
• Embrayages
Equipement à service intensif
• Levage
• Manutention
• Broyeurs
• Poste de soudure
• Train de laminoir
DC.
AC2/4
Chauffage
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Endurance des
contacteurs
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
Le Contacteur,
durabilité ou durée de vie mécanique.
• C'est le nombre moyen de cycles de manœuvres à vide, c ’est à dire
sans courant traversant les pôles, que le contacteur est susceptible
d ’effectuer sans défaillance mécanique.
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
Le Contacteur,
durabilité ou durée de vie électrique.
• C'est le nombre moyen de cycles de manœuvres en charge que les
contacts de pôles sont susceptibles d'effectuer sans remplacement.
• Elle dépend de :
- la catégorie d'emploi,
- le courant nominal d'emploi,
- la tension nominale d'emploi.
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La
Coordination
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
La coordination des protections.
Pas de Coordination = Risques IMPORTANTS
Risques importants pour
l'opérateur et les personnes.
!
Risques d'incendies et de
dommages importants.
Avant de redémarrer, remplacement des composants départs- moteurs
voire de l'équipement complet.
Avec Coordination = SECURITE ASSUREE
Lors d ’un incident, dans tous les cas, la coupure du circuit est assurée
Type
1
Pas d’incendie, mais détérioration possible du matériel
A REMPLACER AVANT REMISE EN ROUTE
Type 2
Ni incendie ni détérioration du matériel
VERIFICATION AVANT REMISE EN ROUTE

Totale
REARMER POUR REMISE EN ROUTE

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 Après élimination du défaut
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
La coordination des protections.
Solution standard.
Coordination type 1 selon IEC 947- 4
Coordination type 1
 Aucun danger aux personnes
ou aux installations
 Le contacteur et/ou
le relais thermique peuvent
être endommagés
 Le démarreur peut-être
endommagé
 Avant de redémarrer
la remise en état
du départ-moteur peut s'avérer
nécessaire
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
La coordination des protections.
Solution haute performance.
Coordination type 2 selon IEC 947- 4
Coordination type 2
 Aucun danger aux personnes
ou aux installations
 Aucun dommage ni déréglage
n'est permis.
Le risque de soudure des
contacts est admis si ceux-ci
peuvent être facilement séparés
 L'isolement doit être conservé
après incident, le départ-moteur
doit être en mesure de
fonctionner après le court-circuit
 Avant de remettre en service,
une inspection rapide est
suffisante
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PROTECTION et COMMANDE de MOTEUR
La coordination des protections.
Solution continuité de service.
Coordination totale selon IEC 947- 6- 2
Coordination totale
 Aucun danger
aux personnes ou
aux installations
 Aucun dommage ni risque de
soudure n’est accepté sur
l’appareil constituant le départ,
l’isolement doit être conservé
Continuité
de service
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 Remise en service immédiate
sans précaution particulière
après élimination du défaut
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Exercice d’application:
Pompes de puissance 3 KW; I=6.3 A
A l’aide du catalogue Télémécanique,
Compléter le document réponse n°1
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Solution N°1 :
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
45
Solution N°2 :
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
46
Solution N°3 :
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
47
Solution Coordination Totale :
DCF - M. LAFORET - 06/99 - Le Départ Moteur
48
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