2- Analyse matérielle: Association fusibles + relais thermique

B
5
6
L1
C
4
L2
3
1
N (tr/mn)
IN (A)
ID/IN
0.75
1400
2.01
4.5
Q0
P (KW)
2
L3
D
A
1- Analyse fonctionnelle de la chaîne de
conversion d’énergie du moteur de tapis M1:
E
1
3
5
2
4
6
Q1
A
F
L7
L10
L13
L11
L14
3
5
2
4
6
L12
L15
Sectionneur
1
U
V
W
G
ISOLER
l’installation
A31
L8
Réseau électrique
L9
(
(0
PROTEGER
contre les
courts-circuits
A32
Fusibles
H
PROTEGER
contre les
surcharges
A33
Relais
thermique
I
K M1
Energie
mécanique
(02-6)
F1
A
COMMANDER
la puissance
A34
Contacteur
(02-6)
(02-16)
J
K
CONVERTIR
L’énergie
M1
3~
L
A35
A3
M
Moteur M1
DESSI NE :
le professeur
VERI FI E :
DATE DE CREATI O N :
14-01-2003
I NDI CE
DAT
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 en annexe, effectuez le choix du
contacteur pour notre application en précisant quels sont les critères de
choix.
Critères de choix
Tension nominale
Puissance commutée
Nombre de pôles
Catégorie d’emploi
Aucun contact auxiliaire
Tension du circuit de commande
Référence: LC1 D09 00 B7
Choix
400V
4KW (minimum)
3
AC3
-24V – B5 ou B7
2- Analyse matérielle:
Le Contacteur
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 page2) ?
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...
Indiquez quels sont les chiffres utilisés pour le repères des pôles de
puissances :
1-2, 3-4, 5-6
2- Analyse matérielle:
Le Contacteur
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 Frager 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.
2- Analyse matérielle:
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 en annexe, effectuez le choix du
contacteur pour notre application en précisant quels sont les critères de
choix.
Critères de choix
Intensité de réglage : 2,01 A
Classe
Référence: LR2 D13 07
Choix
1,6 A à 2,5 A
10A
2- Analyse matérielle:
Le Relais Thermique
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.
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.
2- Analyse matérielle:
Le Relais Thermique
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.
Quel est le fonctionnement en « marche monophasée » du moteur ?
Lorsque deux des bilames chauffent sur les trois, le dispositif
différentiel agit sur le mécanisme de déclenchement des contacts
auxiliaires. On dit alors que c’est le Dispositif de Protection contre
la Marche Monophasée (DPMM) qui a agit.
2- Analyse matérielle:
Les Fusibles
Précisez la fonction des cartouches fusibles dans notre application:
Les fusibles assurent seulement la protection du moteur contre
les courts-circuits.
A l’aide du catalogue LEGRAND, effectuez le choix des cartouches fusibles
pour notre application en précisant quels sont les critères de choix.
Critères de choix
Choix
Intensité : 2,01 A
4A
Type
aM
Taille
10x38
Haut pouvoir de coupure
Référence: 130 04
100 000 A
2- Analyse matérielle:
Les fusibles
Précisez quelle 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.
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.
2- Analyse matérielle:
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 en annexe, effectuez le choix du
sectionneur pour notre application en précisant quels sont les critères de
choix.
Critères de choix
Choix
Intensité : 2,01 A
25 A
Nombre de pôles
3
Nombre de contacts auxiliaires
Référence: LS1 D2531 A65
0 pour notre application
2- Analyse matérielle:
Le sectionneur porte fusibles
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.
2- Analyse matérielle:
Le sectionneur porte fusibles
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).
2- Analyse matérielle:
Association fusibles + relais thermique
Tracez sur le même graphe, la courbe de fusion du fusible utilisé pour
notre application, ainsi que la courbe de déclenchement du relais
thermique.
Quelle est la zone d’action des fusibles ?
environ de 30 A jusqu’au PDC.
Quelle est la zone d’action du relais thermique ?
de 2,2 A jusqu’à 30A.
Lequel de ces deux appareils va provoquer l’ouverture du circuit si
l’intensité est de 100A ?
Les fusibles.
En combien de temps ?
entre 0.04s et 0.05s
Quel est ce type de surintensité ?
forte surintensité : court-circuit
2- Analyse matérielle:
Association fusibles + relais thermique
Lequel de ces deux appareils va provoquer l’ouverture du circuit si
l’intensité est de 5A ?
Le Relais thermique
En combien de temps ?
Entre 15 et 20 s.
Quel est ce type de surintensité ?
faible surintensité : surcharge (rotor bloqué, charge trop
importante, ..)
Calculez la pointe d’intensité au démarrage du moteur :
Id = 4,5 x 2,01 = 9A
Indiquez le temps maximal du démarrage avant l’ouverture du moteur
par les protections :
On relève un temps maximum de 6s. Au delà, le relais
thermique déclenche.
2- Analyse matérielle:
Association fusibles + relais thermique
Quelle est alors la solution si le temps du démarrage nécessite un temps
plus long ?
Il faut utiliser un relais thermique de classe 20A.
A l’aide du chapitre 2.2.3.5, pages 47 et 48, identifiez les avantages et
les inconvénients de cette association de constituants.
- fusibles  pouvoir de coupure très important
- sectionneur: sectionnement et isolement efficace
- protection contre les surcharges obtenue par relais thermique.
- Pas de DPMM: en cas de court-circuit, cette protection est
assurée par le RT qui provoque l'ouverture différée du contacteur.
- Protection non affectée par la température ambiante.
Quelle classe de coordination peut assurer cette association ?
Classe Type « c »
Quelle en est la signification ?
Le niveau de coordination en cas de court-circuit ne tolère
aucune détérioration du contacteur mais admet un collage des
contacts. Cette association permet de répondre à ce classement.
3- Analyse temporelle:
Analyse de la mise sous tension :
Complétez le chronogramme permettant la mise sous tension.
Bouton poussoir 1
« marche » S3
0
Bouton poussoir 1
« arrêt » S2
0
Bouton « arrêt
urgence » S1
temps
1
0
KA1
temps
temps
1
0
temps
3- Analyse temporelle:
Analyse de la mise sous tension :
Complétez le chronogramme permettant la commande du moteur.
1
KA1
Sortie
automate O1
RT F1
0
1
0
1
0
1
KM1
M1
0
1
0
Voyant mise 1
sous tension H1
0
1
Voyant défaut
moteur H2 0
temps
temps
temps
temps
temps
temps
temps
Contacteurs pour
commande de moteurs
de 9 à 150 A, en AC3.
Circuit de commande en
courant alternatif.
Catégorie
Définition
Exemples
d’utilisation
AC-1
Elle s’applique à tous les récepteurs dont le facteur
de puissance est au moins égal à 0,95.
Chauffage
distribution
AC-2
Elle concerne les applications avec freinage à contrecourant et marche par « à coups » avec les moteurs
à bagues. A la fermeture le courant peut atteindre 7
In. A l’ouverture, il peut couper cette même intensité.
Compresseur en
démarrage rotorique
Pompe en
démarrage rotorique
AC3
Elle concerne les moteurs à cage, la coupure du
courant se faisant moteur lancé. A la fermeture le
courant établi est de 5 à 7 In moteur. A la coupure, le
courant est voisin de In.
Ascenseurs,
escaliers roulants,
Climatisation
AC4
Elle concerne les applications avec freinage à contre- Machine-outils
courant et marche par « à-coups » avec des moteurs Levage
à cage. A la fermeture le courant peut atteindre 7 In.
A l’ouverture, il peut couper cette même intensité.
Relais tripolaire de
protection LRi-D
Cartouches fusibles
Sectionneur
1
2
Q0
3
4
5
6
7
8
9
10
Q1
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
4
(01-19)
21
S1
KA1
(02-4)
22
7
5
4
QM1
4
Q3
(01-11)
4
Q2
(01-8)
4
F1
(01-4)
(01-15)
15
6
13
11
8
B P2 2
4
21
S2
A utomate
13
O4
10
F1
Q2
Q3
QM1
(01-4)
(01-8)
(01-11)
(01-15)
17
16
12
9
KA1
(02-4)
X1
V
KA1
V
K M1
V
K M2
V
K M3
V
QM11
X1
H1
X1
H2
X2
X1
H3
X2
20
O3
21
O2
19
O1
(02-4)
18
KA1
14
14
S3
X1
H4
X2
H5
X2
X2
2
(01-18)
ise
us
so
m
ten
sio
n
fa
dé
ut
1
rM
eu
t
mo
fa
dé
ut
2
rM
eu
t
mo
fa
dé
ut
3
rM
u
e
t
mo
fa
dé
ut
4
rM
eu
t
mo
DESSI NE :
le profes s eur
D o s s ie r : BAN D E TR AN SPO R TEU SE
VERI FI E :
DATE DE CREATI O N :
14-01-2003
I NDI CE
DATE
MO DI FI CATI O N
DES.
L o c a lis a tio n :
Sc hémas élec triques
Convoyeur à bande
0
s ee3
Temps (s)
Courbe
thermique
10 000
1000
100
Courbe
fusible
10
1
0,1
0,01
1
Irth
10
1000
100
Intensité en ampères
Courbes page 7 chapitre 2.2.3.3
Courbes page 11
chapitre 2.2.3.3
1 Fonctionnement
équilibré, 3 phases, sans
passage préalable du
courant (à froid).
2 Fonctionnement sur les
2 phases, sans passage
préalable du courant (à
froid).
3 Fonctionnement
équilibré 3 phases, après
passage prolongé du
courant de réglage (à
chaud).
Temps (s)
Courbe
thermique
10 000
1000
100
Courbe
fusible
10
1
0,1
0,01
1
Irth
10
1000
100
Intensité en ampères