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