BTS Électrotechnique 2011 Protection des moteurs

BTS Électrotechnique 2011
Protection des moteurs
Brachet Youri
2
Table des matières
1
Introduction
3
2
Présentation du candidat
4
3
Présentation de l'entreprise
6
4
Technologie de freinage de moteur
7
5
Table vibrante
9
6
Mise en place de la protection
17
7
Diode de roue libre
21
8
Conclusion
26
9
Annexe
28
2.1
3.1
4.1
4.2
5.1
5.2
5.3
6.1
6.2
6.3
7.1
7.2
7.3
7.4
Habilitation electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Situation géographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
l'injection de courant continue . . . . . . . . . . . . . . . .
Aide à l'injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
6
7
8
Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Catégorie d'emploi des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Protection impossible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Modication du cablage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Mise en place de disjonteur magnetho thermique . . . . . . 17
Aprés modication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Calcul de la tension de coupure . . . . . . . . .
Pourquoi une diode pour protéger un moteur ? .
Choix technique . . . . . . . . . . . . . . . . .
Choix fusible de protection de la diode . . . . .
.
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.
21
24
24
25
3
1
Introduction
Dans le cadre de mon BTS en électrotechnique en candidat individuel, les
Matériaux de la Nive me permettent d'étendre mon expérience en électrotechnique. Ce rapport expose un exemple de mon activité au sein de l'entreprise.
Il peut paraitre volumineux mais il inclu les justicatifs et documentations
constructeurs en annexe, à partir de la page 28.
4
2
Présentation du candidat
Je m'appelle Youri Brachet, titulaire d'un BTS Electronique (1995), d'un
bac professionnel électrotechnique, énergie et équipement communiquant passé
en candidat individuel (2007) ainsi que d'un BTS MI passé en candidat individuel (2009).
Je suis réellement passionné par la technologie, la maintenance et l'amélioration constante des outils de travail et des conditions de travail. Mon
expérience et mes connaissances se sont enrichies grâce à un parcours professionel dans des domaines d'activités diversiés. D'abord au sein de l'armée. Puis au sein de laboratoire de mesure de rayonnement ionisants. Sur
des sites pétrochimiques. . .Je maintient mon niveau technologique en electronique, maintenance industrielle et electrotechnique en partie grâce à des
revues professionnelles mais surtout grâce à mon activitée au sein de béton
de la nive. Le BTS electrotechnique sanctionnera mes connaissances apprises
par l'expérience professionnelle, et me permettra une evolution au sein de
ma carriere, comme par exemple un changement du niveau 4 vers le niveau
5 prévue par la convention collective Carrière et Matériaux.
2.1 Habilitation electrique
je suis habilité à intervenir sur l'ensemble du matériel élèctrique de la
presse et le cas écheant entrer dans le poste de transformation HT BT se
situant à proximité de la presse.
2. Présentation du candidat
Figure 2.1 Habilitation électrique
5
6
3
Présentation de l'entreprise
Béton De La Nive Zone Industrielle 40220 TARNOS
tel : 05 59 64 62 49
fax : 05 59 64 95 49
Béton La Nive SNC est une société, liale de Bonna Sabla SA. Béton
La Nive SNC a été constituée en octobre 2008 pour exploiter le fonds de
commerce antérieurement exploité sous la dénomination Atelier Matériaux
de La Nive . L'eectif de Béton La Nive SNC au 31/10/08 était de 174
salariés. Ces sociétés font partie du Groupe Consolis, présent dans toute
l'Europe, notamment en Europe du Nord et de l'Est. Le Groupe Consolis est
organisé en plusieurs branches. Béton La Nive SNC appartient à la Branche
Europe de l'Ouest Travaux Publics . Cette branche est organisée en France
autour de deux Divisions
Assainissement
Environnement
C'est au sein de la Division Environnement que se situe l'activité Gros
÷uvre Bâtiment à laquelle est rattachée Béton de La Nive. société, liale
de Bonna Sabla SA.
3.1 Situation géographique
Béton de la nive se trouve dans la zone portuaire de Tarnos, elle produit
des éléménts de constructions.
7
4
Technologie de freinage de moteur
N
S
N
N
S
S
N
S
Figure 4.1 Principe rotation moteur
4.1
l'injection de courant continue
Ce type de freinage est utilisé pour arrêter des moteurs en courant alternatif asynchrone.
On injecte sur deux phase du courant continue qui simule un blocage de
l'arbre par un champ magnétique xe, c'est comme une neutralisation du
champ magnetique tournant du moteur, cette technologie est la plus largement utilisé pour sa simplicité et ecacité peu importe la vitesse et la charge
du moteur.
En appliquant un courant continue sur le stator, un champ magnétique
static est crée, le rotor a tendance à vouloir rester vers ce champ xe. Comme
8
4. Technologie de freinage de moteur
il n'y a pas d'élément mécanique avec ce type de freinage, le moteur soure
moins, voir le schéma de principe page 8
N
N
S
S
Figure 4.2 Principe injection C.C.
D'aprés de nombreuses documentations techniques, il est d'usage de ne
pas depasser de 2,1 fois le courant nominal du moteur pour ne pas le déteriorer. Chez nous le courant injecté est de 4 fois le courant nominal.
4.2 Aide à l'injection
Lors de la mise en place de diode de roue libre voir page 21, il est apparu
que pendant la durée de freinage, c'est à dire l'injection de courant continu.
Le temps d'arriver au stop, le moteur se comporte en generateur. la diode
mets donc en court circuit 2 phase du moteur et reinjecte le courant généré
dans le moteur. Aprés des éssais, j'ai pu diminuer de 20ms le temps d'injection
grâce à cet apport de courant C.C.
9
5
Table vibrante
5.1 Composition
La table vibrante est composé de 2 moteur Leroy Sommer
Figure 5.1 plaque identication moteur
Monté suivant le montage élèctrique page 11 et entraine un ensemble
appelé boite synchro voir le schéma 5.1 page 10
10
5. Table vibrante
Figure 5.2 Boite synchro
classe alimentation des moteurs : ac4
Classe de freinage DC2 (tableau de classe page 13
Les moteurs sont arrétés totalement en 120ms, une injection de 80ms
laisse envirron deux rotation des moteurs, ce qui est trop pour la sortie des
produits.
La mesure de courant continue de forte valeur n'est pas possible au sein de
la société, j'ai donc mesuré le courant avec une pince ampèremétrique avant
le pont de diode et deduis la valeur du courant continue. Valeur mesuré au
points A1 : 170 A, comme le montre le schéma page 14 A titre indicatif le
ponts redresseur est composé de diode SKN 100/04 ( voir la documentation
page 32 ), photo de l'ensemble tranformateur et pont de diode page 15
Un courant continue déduit de 85 A traverse les portes fusible s1 et s2,
ainsi qu'une forte trés haute tension lors de la coupure de l'energie continue.
Ces fusibles sont donc calibrés pour supporter le courant continue et tension d'arc qui les traverse et ne sont pas calibrés pour protêger le moteur
contre des surcharges. Nous avons déjà eu des blocages des moteurs sur 30
cycles sans que les fusibles n'assurent la protection. À la suite de cette panne,
une mesure à la pince ampèremétrique a permis de mesurer 280 A absorbé
par le moteur bloqué pendant 100 ms. Et sans que les fusibles ne fondent. (
voir le tableau page 29 )
11
5. Table vibrante
1
2
3
4
5
6
KM2
A
L1
L2
L3
B
440V
T1
48V
C
A1
D
04,3
E
-------------------------------KM1
--------------- Inj
F
50A am
50A am
G
H
Auteur : Brachet
Date :
M
M1
M
M2
table vibrante
Figure 5.3 Schéma éléctrique actuelle
Fichier :
Folio : 1/4
7
12
5. Table vibrante
Figure 5.4 Photo - vue général avant
5. Table vibrante
13
Figure 5.5 Tableau de selection classe alimentation DC
5.2 Catégorie d'emploi des moteurs
Une diculté ici est la categorie d'emploi des moteurs, pour certaine
production de produits, il y a 2 cycle de démarrage-freinage en 15 secondes.
Aprés essai avec des fusible 20, 32, 40 A am, ceux ci ont fondu aprés une
heure de fonctionnement ou plusieurs jours. Nous avons été obligé de mettre
un calibre de 50 A am pour la particularité de cette production.
d'aprés le document schneider electrique, le schéma montre trés bien le
probleme de la categorie AC4. Coupure pendant l'appel de courant.
5.3 Protection impossible
nous avons donc 85A ( par déduction ) qui parcours 2 phases sur 3. Et
un arc important. Ce qui imposerais un surcalibrage du disjoncteur magneto
thermique pour pouvoir accepter cette ampérage. Des essais de remplacement
par des dijoncteurs magneto thermique ont été un échec, nous avions une
dijonction par freinage. La protection actuelle n'est qu'une protection contre
les court circuit entre phase. Pas du tout adapté a la protection des moteurs.
14
5. Table vibrante
50A am
Auteur : Brachet
50A am
Table vibrante
Figure 5.6 Trajet du courant de freinage
15
5. Table vibrante
Figure 5.7 Transformateur 3000VA
16
5. Table vibrante
Compléments techniques
Protection des départs-moteurs
Coordination disjoncteur-contacteur
Les quatre catégories d'emploi des contacteurs : AC1 à AC4
La catégorie d'emploi des contacteurs est nécessaire pour déterminer la tenue en
cadence et en endurance. Elle dépend du récepteur piloté. Si ce récepteur est un
moteur, elle dépend aussi de la catégorie de service.
Principales caractéristiques des circuits électriques commandés
et applications
En cathégorie Si la charge est ...
AC1
AC2
Non-inductive (cos j 0.8)
Un moteur à bague (cos j 0.65)
AC3
Un moteur à cage
(cos j 0,45 pour le y 100A)
(cos j 0,35 pour le > 100A)
Un moteur à cage
(cos j 0,45 pour le y 100A)
(cos j 0,35 pour le > 100A)
AC4
Le contacteur commande
Type d'applications
La mise sous tension
Le démarrage
La coupure moteur lancé
Le freinage en contre-courant
La marche par à-coup
Le démarrage
La coupure moteur lancé
Chauffage, distribution
Machine à tréfiler
Compresseurs, ascensseurs, pompes
Mélangeurs, escaliers roulants,
Ventilateurs, convoyeurs, climatiseurs
Machines d'imprimerie, tréfileuses
Le démarrage
La coupure moteur lancé
Le freinage en contre-courant
L'inversion de sens de marche
La marche par à-coup
DB115762
Catégorie d'emploi AC3
Elle concerne les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit dont la coupure
s'effectue moteur lancé ; c'est l'utilisation la plus courante (85 % des cas).
Le dispositif de commande établit le courant de démarrage et coupe le courant
nominal sous une tension d'environ 1/6 de la valeur nominale.
La coupure est facile à réaliser.
Catégorie d'emploi AC3 : le contacteur coupe le courant
nominal du moteur.
DB115763
Catégorie d'emploi AC4
Elle concerne les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit ou à bagues pouvant
fonctionner avec freinage en contre-courant ou marche par à-coups.
Le dispositif de commande établit le courant de démarrage et peut couper ce même
courant sous une tension pouvant être égale à celle du réseau.
Ces conditions difficiles imposent de surdimensionner les organes de commande et
de protection par rapport à la catégorie AC3.
Catégorie d'emploi AC4 : le contacteur doit pouvoir couper le
courant de démarrage.
555F4500.indd
version: 5.1
Figure 5.8 catégorie d'emploi des moteurs
17
6
Mise en place de la protection
6.1 Modication du cablage
Pour éviter que le courant de freinage ne traverse les éléments de protection, j'ai modié le cablage pour injecter le courant continue en aval de la
protection moteur. voir schéma 6.1 page 18.
Étant donné les impératifs de production, il a fallu attendre un moment
opportun pour eectuer cette modication, en prenant en compte un possible
échec qui empecherait une production ultérieur.
Des éssai de fusibles 20A am ont été d'abord mis en place en remplacement
des fusibles de 50A am an de tester la modication eectué.
6.2 Mise en place de disjonteur magnetho thermique
Aprés l'essai concluant des fusibles de 20 A am qui ont tenu, j'ai enlevé
les portes fusibles pour mettre en place 2 disjonteur magnethothermique de
type GV2, documentation page 34, photo de l'ensemble page 19 . La section
des cables étant importantes, j'ai fait commandé des borniers pour permettre
par la suite une meilleure mise en place des câbles.
18
6. Mise en place de la protection
1
2
3
4
5
6
KM2
A
L1
L2
L3
B
440V
T 3000VA
48V
C
D
------------------------------------KM1
-------------------- Inj
M
M
E
F
G
H
Auteur : Brachet
Date :
M1
protection magnetothermique
M2
Fichier :
Folio : 2/4
Figure 6.1 Schéma de la modication élèctrique
7
6. Mise en place de la protection
Figure 6.2 Photo disjoncteur
19
20
6. Mise en place de la protection
6.3 Aprés modication
Rien de particulier à noter. Pour les productions à 2 cycle de freinage pour
15 secondes, aprés 450 cycles un dijoncteur a été déclenché, Aprés verication
des consommations à la pince amperemétrique, j'ai surcalibré de 20 A a 21
A le dijoncteur concerné. maintenant si une surcharge moteur intervient la
protection entre en fonctionnement. il est toujours possible en cas de necessité
de surcalibré les dijoncteurs an soit de terminé la production soit de reporter
un dépannage. 18 ans aprés l'installation de la presse les moteurs de vibration
sont protégés.
6.3.1
Thermographie
L'image thermographique du contacteur de freinages page 20. J'ai du aussi
changer le cable d'arrivée du courant continue qui etait cuit par l'intensité,
de plus le sertissage au niveau de la cosse a apparement été eectué par une
pince multiprise, le serrage n'était pas susant.
Figure 6.3 Thermographie contacteurs
21
7
Diode de roue libre
Cette diode court-circuite les pointes de tension (inverses) qui naissent
aux bornes d'une bobine lors de la coupure de son alimentation (tension
de self induction). Cette tension de self induction est très élevé, centaine à
plusieurs milliers de volts. Ce qui explique le ash lors de l'ouverture du
sectionneur. Ceci est la cause d'usure des éléments de contacts La diode de
roue libre est branchée en parallèle aux bornes de la bobine avec sa cathode
raccordée au positif de l'alimentation de la bobine et son anode au pôle
négatif (sortie de la bobine ici les enroulements des moteurs). le contact
temporisé a 2s assure une déconnection de la diode le temps que les tensions
residuelles disparraissent.
Cette diode devient passante (un pic de courant circule uniquement entre
la bobine et la diode) lors de la coupure de l'alimentation de la bobine,
Car la tension de self induction est de sens contraire à la tension normale
d'alimentation de la bobine.
nous n'aurons donc plus de ash a l'ouverture du contacteur.
La diode dite de roue libre ne doit pas être connecté en 400v c'est pourquoi il faut utiliser un bloc de contact auxilliaire temporisé particulier, il est
temporisé à l'ouverture an de supprimer complètement le courant residuel
et de ne pas etre grillé par la partie 400v lors du cycle suivant
7.1 Calcul de la tension de coupure
la surtension maximal peut être calculée a partir de l'egalité :
22
7. Diode de roue libre
1
2
3
4
5
6
7
8
9
KM2
A
L
N
L1
L2
L3
FU54
B
KM1
440V
T 3000VA
48V
Inj
C
KMD
D
------------------------------------KM1
-------------------- Inj
E
FU diode
F
KMD
G
H
Auteur : Brachet
Date :
M
M1
M
M2
diode de roue libre
Figure 7.1 Diode de roue libre
Fichier :
Folio : 3/4
23
7. Diode de roue libre
Figure 7.2 Arc à l'ouverture sans diode
Figure 7.3 Arc à l'ouverture avec diode
R
L
C
Figure 7.4 schema equivalent du moteur
24
7. Diode de roue libre
1
LImax2
2
= 21 CV max2
L étant la valeur de l'inductance de la bobine et C la valeur des capacité
parasite. Ce qui nous
q donne la formule suivante pour Vmax :
V max = Imax
L
C
avec pour notre cas avec des valeurs mesuré
1. Imax = 160 A
2. L = 0,05 H (valeur moyenne constaté pour des moteurs)
3. C= 2 ∗ 10−6 F (valeur moyenne constaté pour des moteurs)
0.05
soit une tension arc de V max = 160 ∗ 2∗10
−6 = 25KV
Bien que L et C soit estimé par rapport à de nombreuses documentations
techniques et ne correspondent pas forcement, au valeur reel de nos moteurs,
25KV peut donner une bonne indication des tensions d'arc dans notre cas.
q
7.2 Pourquoi une diode pour protéger un moteur ?
la protection des contacts du contacteur KM1 est aussi importante, en
eet en juin 2009 suite à un cycle de freinage le contact est resté litteralement
soudé, l'injection de courant continue a durée a proximativement 40 s avant
que j'intervienne en coupant l'arrêt d'urgence. Il n'est pas facile d'analyser
en si peu de temp un problème électrique, un temp de recherche plus long
aurait probablement surchaué les enroulements des 2 moteurs.
An d'éviter aux operateurs une analyse d'un disfonctionnement probablement dicile, il est plus facile de d'empêcher les contacts de se souder en
supprimant l'arc à l'ouverture
7.3 Choix technique
La diode STTH6004W que j'ai utilisé dans un premier temps a tenu 5
cycle de production, avant que la jonction n'explose. Pour le grand public
c'est la diode la plus puissante que l'on puisse trouver sans trop de mal.
La diculté est de choisir une diode qui accepte de forte charge et de
trouver un fournisseur à un prix acceptable par le service achats (cette diode
n'existe pas). L'opportunité c'est presenté d'acquerir des SKN 130/08 pour
15 euros sur leboncoin.fr (voir documentation 32) qui accepte un courant de
165 A en alternatif et jusqu'a 2500 A pendant 10ms. Ce qui susant, notre
utilisation étant en diode de roue libre, elle ne seras solicité que pendant le
7. Diode de roue libre
25
temps egale d'injection, soit au maximum 150ms. Sans compter que semikron
est reputé pour ses composants pour de forte puissance de qualité.
7.4 Choix fusible de protection de la diode
le fusible de protection n'est utilisé que si le contacteur KMD reste en
contact, en eet dans ce cas lors du prochain cycle 2 phases seront en contact
par la diode. Il est donc préférable de prévoir cette protection contre les courts
circuits. J'ai donc selectionné un fusible de 40 A am pour cette protection.
7.4.1
Problème particulier
Le contacteur de protection est cablé pour eviter un courcircuit entre 2
phase, mais le temps de décollement de ce contacteur n'était pas assez rapide
même si le contact auxiliaire km1 est utilisé. Il y avais de temps en temps
un courcircuit entre les deux phase a cause de la diode. Le fusible faisait
parfaitement oce de protection. La solution a été de reduire au maximum
le temps de contact de KMD et de garder le contact km1 comme une securité
de plus.
26
8
Conclusion
De nombreuses pannes aurait été detecté avant une casse franche du matériel, casse des roulements de pignon, casse des pignons, de la boite synchro
en decoule un desserrage des arbres de la boite syncro, arrachage du carter
de la boit synchro, manque d'huile dans le mecanisme etc ...
D'un point de vue technique, remplacer des fusibles par un dijoncteur
semble être d'une grande simplicité, la categorie électrique de l'usage des
moteur en AC et DC ajoute un élements qui n'est pas trivial. Le cablage
faux de la partie freinage a induit en erreur mes prédecesseur. La mise en
courcircuit du tranformateur de freinage et la mesure de courant continue
on ajouter a la simplicité, des paramettre peut accessible au technicien me
precedant. Mon BTS électronique m'a aidé pour la mise en place de la diode
de roue libre, et pour comprendre plus vite le probleme du chapitre 7.
Après la mise en place des disjoncteurs, des soucis mécanique on été détectés dès leurs apparitions, comme le desserage des masselotes de vibrations
, et on ainsi evité des pannes plus sévères.
J'ai la chance d'avoir pu mener à bien cette modication de câblage et
de faire évoluer les fusibles vers des magneto thermique. Car c'est un peu
le coeur de la presse. Il est toujours délicat de modier une préconisation
constructeur. Je remercie particulierement le chef d'atelier Mr Lafargue et le
directeur d'usine Mr Gorsse de m'avoir permis d'eectuer ces modications.
27
Table des gures
2.1
Habilitation électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
4.1
4.2
Principe rotation moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principe injection C.C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
8
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
plaque identication moteur . . . . . . . . .
Boite synchro . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schéma éléctrique actuelle . . . . . . . . . .
Photo - vue général avant . . . . . . . . . .
Tableau de selection classe alimentation DC
Trajet du courant de freinage . . . . . . . .
Transformateur 3000VA . . . . . . . . . . .
catégorie d'emploi des moteurs . . . . . . .
6.1
6.2
6.3
Schéma de la modication élèctrique . . . . . . . . . . . . . 18
Photo disjoncteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Thermographie contacteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1
7.2
7.3
7.4
Diode de roue libre . . . . . .
Arc à l'ouverture sans diode .
Arc à l'ouverture avec diode .
schema equivalent du moteur
9.1
Abaque de selection fusible am . . . . . . . . . . . . . . . . 29
.
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9
10
11
12
13
14
15
16
22
23
23
23
28
9
Annexe
29
9. Annexe
Temps de prearc (s)
100
60
10
1
0,5
0,2
0,1
0,01
1A
0,5
10 A
2
In Fusibles (A)
1
100 A
1 kA
4
6
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1250
1000
10 kA
Figure 9.1 Abaque de selection fusible am
Choix
5
Contacteurs TeSys
5
Pour catégories d’emploi DC-1 à DC-5
Courant assigné d’emploi (Ie) en Ampères, en catégorie d’emploi DC-1,
charges résistives : constante de temps
Tension
assignée
d’emploi
Ue
L
__
y 1 ms, température ambiante y 60 °C
R
Nombre Calibre du contacteur (1)
de pôles LC1
LC1
LC1
LC1
à mettre D09
DT20 D12
D18
en série
DT25 DT32
LC1
D25
DT40
LC1
D32
LC1
D38
LC1
D40A
LC1
DT60A
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
3
4
1
4
2
3
4
32
32
32
32
32
32
32
32
7
32
32
32
1
7
32
32
7
32
–
–
–
–
–
40
40
40
–
40
40
40
–
7
40
40
–
1
7
40
–
7
–
–
–
–
–
–
40
40
40
–
40
40
40
–
7
40
40
–
1
7
40
–
7
–
–
–
–
–
–
50
50
50
–
50
50
50
–
7
50
50
–
1
7
50
–
7
–
–
–
–
–
–
50
50
50
50
50
50
50
50
7
50
50
50
1
7
50
50
–
50
–
–
–
–
–
V
–
+
24
48/75
1 pôle
125
250
–
+
300
460
2 pôles
900
1200
1500
20
20
20
–
20
20
20
–
4
20
20
–
1
4
20
–
4
–
–
–
–
–
–
20
20
20
20
20
20
20
20
4
20
20
20
1
4
20
20
4
20
–
–
–
–
–
20
20
20
20
20
20
20
20
4
20
20
20
1
4
20
20
4
20
–
–
–
–
–
25
25
25
25
25
25
25
25
4
25
25
25
1
4
25
25
4
25
–
–
–
–
–
Courant assigné d’emploi (Ie) en Ampères, en catégorie d’emploi
L
DC-2 à DC-5, charges inductives : constante de temps __ y 15 ms,
R
température ambiante y 60 °C
–
+
Tension
assignée
d’emploi
Ue
Nombre Calibre du contacteur (1)
de pôles LC1
LC1
LC1
LC1
à mettre D09
DT20 D12
D18
en série
DT25 DT32
LC1
D25
DT40
LC1
D32
LC1
D38
LC1
D40A
LC1
DT60A
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
3
4
1
4
2
3
4
32
32
32
32
32
32
32
32
3
32
32
32
0,5
3
32
32
3
32
–
–
–
–
–
40
40
40
–
40
40
40
–
3
40
40
–
0,5
3
40
–
3
–
–
–
–
–
–
40
40
40
–
40
40
40
–
3
40
40
–
0,5
3
40
–
3
–
–
–
–
–
–
50
50
50
–
50
50
50
–
4
50
50
–
1
4
50
–
3
–
–
–
–
–
–
50
50
50
50
50
50
50
50
4
50
50
50
1
4
50
50
3
50
–
–
–
–
–
V
24
3 pôles
48/75
–
+
125
250
4 pôles
300
460
900
1200
1500
20
20
20
–
20
20
20
–
2
20
20
–
0,5
2
8
–
2
–
–
–
–
–
–
20
20
20
20
20
20
20
20
2
20
20
20
0,5
2
8
20
2
8
–
–
–
–
–
20
20
20
20
20
20
20
20
2
20
20
20
0,5
2
8
20
2
8
–
–
–
–
–
25
25
25
25
25
25
25
25
2
25
25
25
0,5
2
8
25
2
8
–
–
–
–
–
(1) Pour les courants assignés d’emploi des contacteurs LC1 et LP1 K : consulter notre
agence régionale.
Caractéristiques :
pages 24505/2 à 24505/7
2
Références :
pages 24501/2 à 24502/5
Encombrements, schémas :
pages 24531/2 à 24532/3
24560-FR_Ver7.0.indd
VRSM
VRRM
IFRMS (maximum values for continuous operation)
200 A
260 A
500 A
125 A
IFAV (sin. 180; Tcase = 100 °C)
165 A
320 A
Rectifier Diodes
SKN 100
SKN 130
SKN 240
SKR 100
SKR 130
SKR 240
V
200
400
800
1200
1400
1600
1800
SKN
100/02
100/04
100/08
100/12
100/14
100/16
100/18♦
SKR
100/02
100/04
100/08
100/12
100/14
100/16
100/18♦
Symbol Conditions
IFAV
SKN
130/02
130/04
130/08
130/12
130/14
130/16
130/18♦
SKR
130/02*
130/04*
130/08*
130/12*
130/14*
130/16*
130/18♦
SKN
240/02
240/04
240/08
240/12
240/14
240/16
240/18♦
SKR
240/02*
240/04*
240/08*
240/12*
240/14*
240/16*
240/18♦
SKN 100
SKR 100
SKN 130
SKR 130
SKN 240
SKR 240
sin. 180;
Tcase = 100 °C
125 A
165 A
320 A
= 125 °C
100 A
130 A
240 A
IFSM
Tvj = 25 °C; 10 ms
Tvj = 180 °C; 10 ms
1 750 A
1 500 A
2 500 A
2 000 A
6 000 A
5 000 A
i2t
Tvj = 25 °C  8,3...
Tvj = 180 °C  10 ms
15 000 A2s
11 500 A2s
31 000 A2s
20 000 A2s
180 000 A2s
125 000 A2s
typ. 100 µC
typ. 120 µC
typ. 200 µC
1 mA
1 mA
2 mA
15 mA
22 mA
60 mA
1,4V (750A)
Qrr
IR
Tvj = 160 °C;
diF
A
–
= 10
dt
µs
Tvj = 25 °C;
VR = VRRM
Tvj = 180 °C;
VR = VRRM
VF
Tvj = 25 °C;
(IF = ...); max.
1,55V (400A)
1,5V (500A)
V(TO)
Tvj = 180 °C
0,85 V
0,85 V
0,85 V
rT
Tvj = 180 °C
1,8 mΩ
1,3 mΩ
0,6 mΩ
Rthjc
0,45 °C/W
0,35 °C/W
0,20 °C/W
Rthch
0,08 °C/W
0,08 °C/W
0,03 °C/W
Tvj
– 40 ... + 180 °C
Tstg
– 55 ... + 180 °C
M
SI units/US units
a
w
approx.
RC
PR = 2 W
Rp
PR = 20 W
Case
© by SEMIKRON
Features
• Reverse voltages up to 1600 V
• Hermetic metal cases with
glass insulators
• Threaded studs ISO M 12,
M16 x 1,5
(SKR 130 also 1/2–20 UNF
or 3/8–24 UNF,
SKR 240 also 3/4–16 UNF)
• SKN: anode to stud
SKR: cathode to stud
Typical Applications
• All-purpose mean power
rectifier diodes
• Cooling via heatsinks
• Non-controllable and
half-controllable rectifiers
• Free-wheeling diodes
10Nm/90lb.in. 10Nm/90lb.in. 30Nm/270lb.in.
5 . 9,81 m/s2 5 . 9,81 m/s2 5 . 9,81 m/s2
100 g
100 g
250 g
0,25µF + 50Ω 0,25µF + 50Ω 0,5µF + 30Ω
50 kΩ
50 kΩ
50 kΩ
E 13
E 14
E 15
♦ available in limited quantities
* available with UNF threads:
3/8–24 UNF 2 A (e.g. SKR130/02
UNF 3/8) or
1/2–20 UNF 2 A
(e.g. SKR 130/02 UNF),
SKR 240/02 UNF with
3/4–16 UNF 2 A thread
B 8 – 21
STTH6004W
®
Ultrafast high voltage rectifier
Table 1: Main product characteristics
IF(AV)
60 A
VRRM
400 V
Tj (max)
175 °C
VF (typ)
0.83 V
trr (max)
50 ns
A
K
DO-247
STTH6004W
Features and benefits
■
■
■
■
Ultrafast switching
Low reverse current
Low thermal resistance
Reduces switching & conduction losses
Description
The STTH6004W uses ST 400V technology and
is specially suited for use in switching power
supplies, welding equipment and industrial
applications, as an output rectification diode.
Table 2: Order codes
Part number
STTH6004W
Marking
STTH6004W
Table 3: Absolute ratings (limiting values)
Symbol
VRRM
IF(RMS)
Parameter
Repetitive peak reverse voltage
RMS forward current
δ = 0.5
IF(AV)
Average forward current
Tc = 125 °C
IFSM
Surge non repetitive forward current
tp = 10 ms sinusoidal
Tstg
Storage temperature range
Tj
Maximum operating junction temperature
October 2005
REV. 1
Value
Unit
400
V
90
A
60
A
600
A
-65 to + 175
°C
175
°C
1/6
Présentation
Constituants de protection TeSys
Présentation
526135
526134
Disjoncteurs-moteurs magnéto-thermiques
GV2, GV3 et GV7
1
1
1
2
2
4
2
4
GV2 ME
avec vis-étriers
GV2 ME
avec bornes à ressort
3
Raccordement
GV2
Les disjoncteurs GV2 ME et GV2 P sont prévus pour un raccordement par visétriers.
Le disjoncteur GV2 ME peut être fourni avec raccordement par cosses fermées ou
bornes à ressort.
Le raccordement par bornes à ressort permet de garantir un serrage sûr et constant
dans le temps, résistant aux environnements sévères, vibrations et chocs, d’autant
plus efficace avec des conducteurs sans embouts. Chaque raccordement peut
accueillir deux conducteurs indépendants.
526136
GV3
Les disjoncteurs GV3 ont un raccordement par vis BTR (6 pans creux) avec serrage
par clé Allen n° 4.
Ce raccordement utilise le système EverLink® à compensation de fluage (1)
(brevet Schneider Electric).
Cette technique permet d’assurer un couple et une qualité de serrage permanente,
afin d’éviter le fluage des câbles.
1
4
Les disjoncteurs-moteurs GV2 ME, GV2 P, GV3 ME, GV3 P et GV7 R sont des
disjoncteurs magnéto-thermiques tripolaires adaptés à la commande et à la
protection des moteurs, conformément aux normes IEC 60947-2
et IEC 60947-4-1.
3
2
Les disjoncteurs GV3 sont également proposés avec raccordement par cosses
fermées. Ce type de raccordement répond aux besoins de certains marchés
asiatiques et aux applications à fortes vibrations, comme le transport ferroviaire.
4
GV3 P
GV7
Les disjoncteurs GV7 : raccordement par vis (pour barres et cosses fermées) et par
connecteurs encliquetables.
526137
5
Fonctionnement
La commande est manuelle et locale lorsque le disjoncteur-moteur est employé seul.
Elle est automatique et à distance quand il est associé à un contacteur.
1
6
3
GV2 ME et GV3 ME80
2
Commande par boutons poussoirs.
L’enclenchement est manuel par action sur le bouton “I” 1.
Le déclenchement est manuel par action sur le bouton “O” 2 ou automatique quand
il est commandé par les dispositifs de protection magnéto-thermiques ou par un
additif déclencheur de tension.
4
GV2 P
7
GV2 P, GV3 P et GV7 R
526138
b Commande par bouton rotatif : pour GV2 P et GV3 P
b Commande par levier basculant : pour GV7 R.
L’enclenchement est manuel par action du bouton ou du levier en position“I” 1.
Le déclenchement est manuel par action du bouton ou du levier en position “O” 2.
Le déclenchement sur défaut met automatiquement le bouton rotatif ou du levier sur
la position “Trip” 3.
Le réenclenchement n’est possible qu’après avoir ramené le bouton ou le levier en
position “O”.
1
8
3
2
(1) Fluage : phénomène normal d’écrasement du cuivre des conducteurs, qui s’amplifie dans le
temps.
9
GV7 R
10
Caractéristiques :
pages 24509/2 à 24513/7
2
Références :
pages 24508/2 à 24508/7
Encombrements :
pages 24538/2 à 24538/7
Schémas :
pages 24538/8 et 24538/9
24736-FR_Ver4.3
Protection des départs-moteurs
Compléments techniques
Coordination disjoncteur-contacteur
Les différents courants d’essais
Courant d'essais "Ic", "r", "Iq"
Pour garantir une coordination type 2, la norme impose 3 essais de courant de
défaut pour vérifier le bon comportement de l'appareillage en condition de surcharge
et de court-circuit.
Courant "Ic" (surcharge I < 10 In)
Le relais thermique assure la protection contre ce type de défaut, jusqu'à une valeur
Ic (fonction de Im ou Isd) définie par le constructeur.
La norme IEC 60947-4-1 précise les 2 tests à réaliser pour garantir la coordination
entre le relais thermique et le dispositif de protection contre les courts-circuits :
b à 0,75 Ic le relais thermique seul doit intervenir
b 1,25 Ic le dispositif de protection contre les courts-circuits doit intervenir.
Après les essais à 0,75 et 1,25 Ic les caractéristiques de déclenchement du relais
thermique doivent rester inchangées.
La coordination de type 2 permet ainsi d’augmenter la continuité de service.
La refermeture du contacteur peut se faire automatiquement après élimination du
défaut.
Courant "r"
(Court-circuit impédant 10 < I < 50 In)
La principale cause de ce type de défaut est due à la détérioration des isolants.
La norme IEC 60947-4-1 définie un courant de court-circuit intermédiaire "r".
Ce courant d'essai permet de vérifier que le dispositif de protection assure une
protection contre les courts-circuits impédants.
Après essai le contacteur et le relais thermique doivent conserver leurs
caractéristiques d'origine.
Le disjoncteur doit déclencher en un temps y 10 ms pour un courant de défaut u 15 In.
Courant d'emploi le (AC3) du moteur (en A)
Ie y 16
16 < Ie y 63
63 < Ie y 125
125 < Ie y 315
315 < Ie < 630
Courant "r" (kA)
1
3
5
10
18
DB115199
Courant "Iq"
(Court-circuit I > 50 In)
Ce type de défaut est assez rare, il peut avoir pour origine une erreur de connexion
au cours d'une opération de maintenance.
La protection en cas de court-circuit est réalisée par des dispositifs à ouverture
rapide.
La norme IEC 60947-4-1 défini un courant "Iq" généralement u à 50 kA.
Ce courant "Iq" permet de vérifier l'aptitude en coordination des différents
appareillages d'une ligne d'alimentation moteur.
Après cet essai aux conditions extrêmes tous les appareillages entrant dans la
coordination doivent rester opérationnels.
555F4500.indd
version: 5.1
DB115761
Compléments techniques
Protection des départs-moteurs
Coordination disjoncteur-contacteur
Les classes de déclenchement d’un relais thermique
Les 4 classes de déclenchement d’un relais thermique sont : 10 A, 10, 20 et 30
(temps de déclenchement maximum à 7,2 Ir).
Les classes 10 et 10 A sont les plus utilisées. Les classes 20 et 30 sont réservées
aux moteurs avec démarrage difficile.
Le tableau et le diagramme montrent l'adaptation du relais thermique au temps de
démarrage du moteur.
Classe
10 A
10
20
30
1.05 Ir
1.2 Ir
1.5 Ir
7.2 Ir
t>2h
t>2h
t>2h
t>2h
t<2h
t<2h
t<2h
t<2h
t < 2 min.
t < 4 min.
t < 8 min.
t < 12 min.
2 y t y 10 s
4 y t y 10 s
6 y t y 20 s
9 y t y 30 s
Les classes de déclenchement d'un relais thermique.
version: 5.1
555F4500.indd