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Démarrages et schémas de base moteurs

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1/4 : Schéma de base, démarrage direct

Marche par impulsion et Auto-Maintient


Avec démarrage direct du moteur triphasé !


Le schéma de commande est disponible dans les Conseils+ connexes en fin de cours !




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Le démarrage DIRECT

Démarrage direct moteur triphasé
Cliquez pour relancer :
Le démarrage direct ne requière qu'un simple contacteurContacteur triphasé + 2 auxiliaires NO et NF/NC
Seul un auxiliaire NO sert pour l'auto-maintient !
Contacteur Kontactor
.




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Schéma de puissance complet

Schéma de puissance démarrage direct
Des variantes sont possibles avec un disjoncteur magnétothermiqueDisjoncteur triphasé courbe D à la place des fusibles et un interrupteur sectionneurInterrupteur sectionneur pour la consignationSectionneur cadenassé
Sectionneur cadenassé

Verrouillage mécanique au moyen d'un à plusieurs cadenas !
 électrique !




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Variante avec disjoncteur

Sch&ma de puissance avec disjoncteur




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La puissance en photos

Bloc intégral blocs classiques
Bloc intégral démarrage moteur Sectionneurs à fusible
Sectionneurs à fusible
2 contacteurs Ktt de puissance
Contacteurs de puissance
Thermique, relais thermique
Bloc intégralIncorpore en haut la bobine de pilotage (24 Vcc ici), l'interrupteur-sectionneur verrouillable au centre, le thermique réglable en bas ! 'RelaisRien à voir avec un relais ! Mais un élément qui permute 2 contacts auxiliaires afin d'informer de toute surcharge (retour automate...) !
Contacts auxiliaires du relais thermique
Notez qu'une position interdit le ré-armage automatique, afin notamment, que l'électricien soit informé qu'une surcharge a eu lieu
' thermique




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Schéma de commande

Schéma de commande démarrage direct auto-maintient
  • Q1 : pré-coupureL'animation décompose l'ouverture accidentelle d'un sectionneur (simple : non interrupteur).
    Si l'ouverture est suffisamment lente, le contact de pré-coupure (en série avec la commande) fait 'tomber' le contacteur qui coupe ainsi la puissance avant l'ouverture complète du sectionneur !
    Comme le représente le trait plat large sur le contact de puissancePrécoupure électrique sectionneur
    du sectionneur
  • F1 : NF/NC du thermiqueIci c'est donc le NF normalement Fermé ou Closed NC qui est utilisé :
    Contacts auxiliaires du relais thermique
  • Arrêt : poussoir arrêt
  • Marche : poussoir marche
  1. Si les conditions sont requises (Q1 et F1 fermés)
  2. Appui sur Marche va coller KMM
  3. Le contact auxiliaire de KMM va 'shunterShunter = mettre en // parallèle
    En fermant le NO en // il offre un second passage au courant, rendant inutile le maintient manuel du bouton Marche.
    ' Marche
  4. On peut relâcher Marche
  5. Seul Arrêt coupe le circuit




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Ouvrir un sectionneur ? ...


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2/4 : Démarrage étoile / triangle : schéma de puissance

A quoi sert-il ?

Bien qu'ancien et de plus en plus remplacé par des variateurs, ce montage offre encore bon nombre d'applications !

Avantages

  • Très simple et robuste
  • Réduit l'intensité de démarrage
  • Diminue l'importance de l'à-coup mécanique

Inconvénients

  • Le moteur doit fonctionner normalement en trianglePour diminuer l'alimentation on couple, au démarrage, en étoile un moteur normalement constitué pour être alimenté en triangle !
    S'il devait fonctionner en étoile sur ce réseau, il y aurait destruction lors du passage en triangle !
  • Couple de démarrage plus faible




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Couplage étoile par contacteur

Couplage moteur étoile Couplage moteur étoile via contacteur Couplage moteur étoile par contacteur fermé
Le contacteur KMM commande l'alimentation du moteur.
La photo de la plaque à borne rappelle le couplage étoile
Pour remplacer les barrettes de couplage, on utilise les NONormalement Ouvert, voir relais et contacteurs
Contacteur ancien
de puissance d'un contacteur
Lorsque KMM et le contacteur λ sont fermés, le moteur est alimenté et couplé en étoile.




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Couplage triangle par contacteur

Couplage moteur triangle Couplage moteur triangle via contacteur Couplage moteur triangle par contacteur fermé
Le contacteur KMM commande l'alimentation du moteur.
La photo de la plaque à borne rappelle le couplage triangle
Pour remplacer les barrettes de couplage, on utilise les 3 NONormalement Ouvert, voir relais et contacteurs
Contacteur ancien
de puissance d'un contacteur
Lorsque KMM et le contacteur Δ sont fermés, le moteur est alimenté et couplé en triangle.




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Courbes de démarrage comparées

Courbe de démarrage moteur étoile Courbe de démarrage moteur triangle Courbe de démarrage moteur étoile et triangle
Ici la courbe du démarrage en étoile en bleu.
Notons que est 1/3 de car le moteur, prévu pour U ne reçoit que V √3 fois moindreet que le couplage étoile offre une mise en série vectorielle'Zsérie' de 2 bobines en série = Z bobine × √3 des enroulements !
Ainsi, √3² = 3 :
Iλ = V / 'Zsérie' =
1/3 de IΔ qui vaut lui U / Z
Le démarrage direct engendre un fort à-coup mécanique et électrique de l'ordre de 6 à 7 × I nominal Voici la courbe d'un démarrage étoile-triangle, 2 à-coups électriques mais plus faibles qu'en démarrage direct. Le passage d'étoile à triangle s'effectue généralement avec une simple temporisationTemporisation mais il peut aussi s'effectuer avec une mesure de vitesse.




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Animation sur le démarrage étoile-triangle

Animation démarrage étoile triangle
Cliquez pour rejouer l'animation
  1. Fermeture du contacteur étoile en bas
  2. Fermeture de KMM contacteur principal
  3. Ouverture du contacteur étoile
  4. !! Panneau dangerIl est impératif d'ouvrir avant de fermer !
    Sous peine d'un court-circuit franc !
    Cct défaut étoile triangle !
    !!
  5. Fermeture du contacteur triangle
Schéma de puissanceSchéma puissance inversion de sens complet de l'inversion de sens




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Cochez la bonne réponse...


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3/4 : Autres anciens démarrages : schémas de puissance

Démarrage statorique à résistances

Démarrage statorique à résistances électriques
Cliquez pour relancer
  1. KMM ferme et le stator est alimenté via des résistances en série
  2. Après un temps défini (ou contrôle de vitesse) le contacteur pilotant les résistances se ferme, le moteur est alors alimenté normalement.
  • Ce type de démarrage est plus progressif que l'étoile triangle
  • L'intensité de démarrage étant ajustable en changeant simplement la valeur des résistances
  • Les résistances de forte puissance chauffent énormément
  • Il faut respecter un délaiGénéralement 1 à 2 démarrage maximum par heure ! entre 2 démarrages (refroidissement des résistances et accessoirement du moteur)
  • Les résistances sont très coûteuses
  • Le couple de démarrage est très faible, les résistances en série limitent fortementLa tension se partage entre les résistances et les bobines en série.
    Au démarrage la grande majorité de la tension, et donc de la puissance, est au bornes des résistances ce qui rend ce démarrage inadapté à certains types de charges
    la tension !




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Statorique avec autotransformateur

Démarrage statorique avec auto-transformateur
Cette illustration décrit un démarrage avec autotransformateur.

Plus onéreuse que les autres solutions, cette méthode offrait une grande souplesse de démarrage avec des pertes limitées du fait du bon rendement d'un autotransformateur.
Le couple était lui aussi meilleur qu'avec des résistances !
  1. KM3 ferme en premier et couple l'autotransfo en étoile
  2. KMM ferme et alimente l'autotransfo et le moteur
  3. Après un délai, KM3 s'ouvre en premier Court-circuit partiel au niveau de l'autotransformateur sans cela !!
  4. Puis KM2 ferme, le moteur est alimenté en direct !
  • Aucune perte Joule contrairement aux résistances
  • Couple important, U ne chute pas en charge
  • Possibilité d'ajuster facilement l'intensité et donc aussi le couple de démarrage !
  • Coût prohibitif et encombrement important




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Démarrage rotorique

Démarrage rotorique
Cliquez pour rejouer
  1. KMM ferme, le rotor est couplé par des résistances
  2. Après un délai, KM2 ferme, diminuant la résistance du rotor
  3. Puis KM3 ferme, le rotor est en court-circuit comme dans un moteur à cage classique
  • Très souple, comportait jusqu'à 5 paliers (simplement 2 représentés ici)
  • Bon couple de démarrage ; moins de pertes Joule statorCar le secondaire, le rotor, n'est pas en cct au démarrage !
  • Grande souplesse mécanique
  • Très complexe et très onéreux
  • Usure du rotor bobiné à bagues et balaisRotor bobiné de moteur asynchrone !




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Avec un variateur ? ...


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4/4 : Inversion du sens de rotation : puissance et commande

L'inversion de sens en vidéo

Sur la platine Tecnipass pour réaliser les démarrages moteurs !




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Changement de sens de rotation

Moteur triphasé sens horaireMoteur triphasé sens anti-horaire
Comme le montrent ces animations, pour l’inversion de sens, il suffit tout simplement d'inverser 2 phases sur 3 : n'importe lesquelles mais seulement 2 !




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Schéma de puissance

Arrêt Sens 1 'avant' Sens 2 'arrière'
Schéma puissance inversion : arrêt Schéma puissance inversion : Sens 1 Schéma puissance inversion : Sens 2 inverse
Aucun contacteur, ni Kav ni Karr, n'est activé : Le moteur est à l'arrêt ! Kav est actif, le triangle bleu représente l’inter-verrouillage mécanique qui interdit toute activitéeCette pièce s'insère entre 2 contacteurs pour empêcher mécaniquement, même en cas d'appui, toute mise en activité de Karr, l'autre contacteur, pour éviter tout court-circuit !Inter-verrouillage de contacteurs de l'autre contacteur ! Cette fois c'est Karr qui est actif, le moteur tourne dans l'autre sens, l'inter-verrouillage ici assemblé2 contacteurs assemblés avec interverrouillage
Inter-verrouillage monté
Notez qu'il existe des blocs doubles intégrant cet inter-verrouillage !
est toujours actif en sécurité !




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Schéma de commande 2 sens de rotation

Schéma de commande inversion de sens
  • Q1 : pré-coupureL'animation décompose l'ouverture accidentelle d'un sectionneur (simple : non interrupteur).
    Si l'ouverture est suffisamment lente, le contact de pré-coupure (en série avec la commande) fait 'tomber' le contacteur qui coupe ainsi la puissance avant l'ouverture complète du sectionneur !
    Comme le représente le trait plat large sur le contact de puissancePrécoupure électrique sectionneur
    du sectionneur
  • F1 : NF/NC du thermiqueIci c'est donc le NF normalement Fermé ou Closed NC qui est utilisé :
    Contacts auxiliaires du relais thermique
  • Arrêt : poussoir arrêt
  • Bpav : Marche sens 1
  • Bparr : Marche sens 2
  • NF/NC : inter-verrouillage électriqueL'orsque l'un des contacteurs est actif, via un contact NF/NC, (disponible soit directement, soit via un bloc auxiliaire qui se raccorde mécaniquement sur le contacteur), il vient ouvrir le circuit de commande de l'autre, interdisant son alimentation !
    NB : ce dispositif ne protège pas des étourdis dangereux qui appuieraiernt !
    D'où le dispositif mécanique en sus :


    Interverrouillage électrique
  • Kav / Karr : contacteurs sens 1 et 2




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Petit quiz symbolique !...


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Auto-Maintient en animation :

ArrêtMarcheMaintient

Le bouton poussoir rouge permet d'interrompre l'auto-maintient ; le bleu l'active !
Pressez directement les boutons sur le schéma !

Fonction arrêt prioritaire : en pressant Arrêt et Marche simultanément, Arrêt étant en série avec l'alimentation, la bobine n'est pas alimentée et l'auto-maintient ne s'effectue pas !

Simulez en cliquant ici !

Couleur des fils en triphasé

Câble 5G2.5 mm²
Aujourd'hui, les couleurs normalisées pour le triphasé sont :
  • Le marron : phase 1
  • Le noir : phase 2
  • Le gris : phase 3
  • Le bleu pour le neutre
  • Le jaune et vert le PEProtection Electrique
    Ce fil relie les masses entre elles pour l'équipotentialité et généralement la terre, sauf en TNC où il est tout d'abord relié au neutre : PEN = PE, protection électrique et Neutre

Mais nous avons aussi du rouge, du blanc... En fait, la phase 'peut' se revêtir de toute couleur sauf : le jaune, le vert et le bleu !
Par prudence, mieux vaut vérifier avec un VATVérificateur Absence de Tension, Voltmètre sans erreur de calibre ou de forme (~ ou =), automatique répondant aux normes de consignation pour l'habilitation électrique.
VAT LCD
ou multimètre car la France, comme c'est le cas actuellement en Chine, utilisait auparavant le jaune pour la phase...
Plus d'informations sur wikipedia

Symboles de protection cct, surcharge, DDR

Les symboles de protection cct, surcharge et DDR
  1. Le fusible, cartouche à fusible
  2. Le sectionneur à fusible (abordé dans le pilotage des moteurs)
  3. La croix indique un pouvoir de coupure à l'ouverture (disjoncteur)
  4. Protection magnétique (court-circuit), 2 symboles en vigueur
  5. Protection thermique (surcharges), 2 symboles en vigueur
  6. Disjoncteur magnéto-thermique
  7. Interrupteur différentiel (le circuit de test n'est pas représenté ici)
  8. Disjoncteur différentiel (le circuit de test n'est pas représenté ici)

Symboles câbles et installation

Symboles fils et prises
  1. Fil conducteur de Phase
  2. Fil conducteur de Neutre
  3. Fil conducteur PE de protection électrique 'terre'
  4. Câble 5G, 3 Phases + Neutre + PE
  5. Fiche de courant
  6. Prise (socle) de courant
  7. L'ensemble raccordé : fiche + prise

Symboles de contacts

Symboles de contacts NO NF NC sectionneur
  1. Contact NO : Normalement Ouvert
  2. Contact NF : Normalement fermé ou NC Normally Closed
  3. Sectionneur pour consignation, ne pas ouvrir en charge !
  4. Interrupteur sectionneur manœuvrable en charge
  5. Contact de relais ou contacteur qui pilote son contact en charge

Conseils+, compléments, prérequis :
Auto-maintient
Couleurs triphasé
Symboles protections installation
Symboles de contacts

Cours connexes recommandés par l'auteur :
Crée le 26 / 04 / 2017, der. màj le 26 / 10 / 2017 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 459 fois ★★★☆☆
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