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GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 1 sur 11 1. Introduc

GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 1 sur 11 1. Introduction : Un circuit terminal de conversion d'énergie comporte 3 fonctions essentielles : - la fonction isoler est réalisée par le sectionneur. Une fonction complémentaire de protection par fusible est souvent ajoutée. Cette fonction protége la ligne d'alimentation. - la fonction commander est réalisée par le contacteur qui ouvre et ferme le circuit. - la fonction protéger est réalisée par le relais thermique qui surveille en permanence le courant absorbé par le récepteur. Le relais thermique protége contre les surcharges de faible valeur (1,1 à 2 In). 2. Le sectionneur : 2.1. Définition : Le sectionneur : - permet "d'isoler" électriquement un circuit électrique, - ne possède pas de pouvoir de coupure, il doit donc être actionné à vide, - peut contenir les coupe-circuits à fusible, - possède des contacts auxiliaires de pré-coupure (permettent d'ouvrir le circuit de commande avant le circuit de puissance). 2.2. Symboles : E2 – ETUDE D’UN OUVRAGE Cours 1ELEEC S1 : Distribution de l’énergie S1.4 : Réseaux basse tension APPAREILLAGE INDUSTRIEL Tripolaire sans fusible Tétrapolaire avec fusible 1 2 3 4 5 6 13 14 23 24 1 2 3 4 5 6 13 14 23 24 7 8 GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 2 sur 11 2.3. Caractéristiques : Intensité nominale : (In) C’est le calibre de l’appareil qui correspond au courant permanent maximal d’utilisation. Tension nominale : (Un) C’est la tension maximale d’utilisation. Contact de pré coupure : Ces contacts sont insérés dans le circuit de commande du contacteur. Ils permettent de couper le circuit de commande des contacteurs avant l’ouverture des pôles du sectionneur, ce qui évite la coupure en charge. De même, à la mise sous tension, le circuit de commande n’est fermé qu’après la fermeture des pôles principaux. 2.4. Choix : Le choix d’un sectionneur se fait en fonction : - du nombre de pôles principaux, - du courant nominal, - de la tension nominale d’emploi, - des caractéristiques des cartouches-fusibles, - du courant maximal admissible dans les pôles du sectionneur. 3. Le contacteur : 3.1. Définition : Le contacteur est destiné à ouvrir ou fermer un circuit électrique par l'intermédiaire d'un circuit de commande. Le circuit de commande est isolé galvaniquement du circuit de puissance, ce qui permet : - la commande à distance d'un récepteur, - la commande automatique du récepteur, - l’utilisation d'une tension de commande différente (TBT) de celle du circuit de puissance (BT). Contact de puissance Contact de pré-coupure α : angle de manœuvre α α Fermeture Ouverture GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 3 sur 11 3.2. Symboles : 3.3. Constitution : Contacteur ex : LC1D0910-B7 Bloc additif ex : LA1DN22 Bloc additif temporisé ex : LA2 DT 1 2 3 4 5 6 13 14 A1 A2 53 54 83 84 61 62 71 72 67 68 55 56 Circuit magnétique mobile GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 4 sur 11 Catégories d'emploi : Les catégories d'emploi normalisées fixent les valeurs de courant que le contacteur doit établir ou couper. Elles dépendent : - de la nature du récepteur contrôlé : moteur à cage, à bagues ou résistances. - des conditions dans lesquelles s'effectuent fermetures et ouvertures : moteur lancé ou calé ou en cours de démarrage, inversion du sens de marche, freinage à contre courant. Catégorie Récepteur Fonctionnement AC-1 Four à résistance Charge non ou faiblement inductive AC-2 Moteur à bagues Démarrage, inversion de marche* AC-3 Moteur à cage Démarrage, coupure du moteur lancé ALTERNATIF AC-4 Moteur à cage Démarrage, inversion*, marche par à-coups DC-1 Résistance Charges non inductives DC-2 Moteur shunt Démarrage, coupure DC-3 Moteur shunt Démarrage, inversion*, à-coups DC-4 Moteur série Démarrage, coupure CONTINU DC-5 Moteur série Démarrage, inversion*, à-coups * L'inversion de marche est une inversion rapide, pendant que le moteur tourne. Facteur de marche ( m ) : C'est le rapport entre la durée de passage du courant t pendant un cycle de manœuvre et la durée T de ce cycle. T t m = Fréquence de manœuvre : C'est le nombre de cycles complets (ouverture – fermeture) effectués par un contacteur pendant 1 heure. Durée de vie électrique : C'est le nombre de cycles de manœuvres en charge que les contacts de pôles sont susceptibles d'effectuer sans remplacement. 3.4. Choix d'un contacteur : Le choix d'un contacteur est lié aux : Variables d'entrée : - Tension du réseau, - Nature du courant, fréquence. Variables de sortie : - Nature du récepteur, - Puissance, rendement, - Durée du fonctionnement, - Fréquence des manœuvres de commande. t T GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 5 sur 11 Compte tenu de ces facteurs on doit déterminer les caractéristiques du contacteur à utiliser : - Courant d'emploi : Ie, - Tension d'emploi : Ue, - Catégorie d'emploi, - Puissance, - Fréquence de manœuvre et facteurs de marche éventuellement durée de vie électrique. 3.5. Exercice La fabrication de bonbon de l’usine HARIBO utilise des moteurs triphasées à cage de puissance 5.5 KW cos ϕ = 0.85 sous 415V. Ces moteurs fonctionnent avec un démarrage normal et coupure moteur lancé. Déterminer la catégorie d’emploi du contacteur. Catégorie AC3 Donner la référence du contacteur à employer sachant qu’il possède 2 contacts auxiliaires instantanés NO et que sa fixation est à vis ? LC-D1210 4. Le relais thermique : 4.1. Symbole : 4.2. Constitution : 1 3 5 2 4 6 95 96 97 98 Pôles principaux Contacts de commande GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 6 sur 11 4.3. Le courant de surcharge : Soit le circuit suivant, comprenant deux convecteurs d’une puissance respective de 1500 W. Calculer les courants I1, I2 et I. Sachant que le courant maximum admissible dans les câbles (IZ) est de 15A, y a t’il un danger pour l’installation ? Sur le même circuit, on rajoute un troisième récepteur identique. Calculer le courant I. Que peut on en conclure ? 4.4. Effet d’une surcharge : 4.5. Rôle du relais thermique • Protéger le circuit moteur contre les surcharges (ascenseur, tapis roulant,…). • Protéger contre la coupure d’une phase au niveau du moteur si c’est un thermique différentiel. Ph N Réseau 230V S=1,5mm² I I1 I2 I3 Non car le courant I ne dépasse pas le courant admissible dans les câbles. I1=I2=1500/230=6.52A I=I1+I2=13.04A I=I1+I2+I3=19.56A. I>IZ donc il y a danger pour l’installation. Surcharge Echauffement Vieillissement des isolants Défaut d’isolement Court-circuit GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 7 sur 11 4.6. Fonctionnement du thermique : Le relais thermique est constitué de bilames qui, en se déformant, font changer l’état des contacts auxiliaires : • Fonctionnement normal : C1>C2 • Fonctionnement en surcharge : 4.7. Fonctionnement du thermique différentiel : Le différentiel du thermique permet de détecter un déséquilibre entre les phases (coupure d’une phase sur le moteur). 4.8. Choix du relais thermique : Le choix du calibre du relais thermique est basé sur le courant nominal absorbée par la charge. Exemple : Nous avons un moteur asynchrone triphasé (voir plaque signalétique) alimenté par un réseau triphasé 400V. Lame 1 Coefficient de dilatation C1 Lame 2 Coefficient de dilatation C2 Conducteur IN ISURCHARGE Déformation du bilame U (V) f (Hz) n (tr.mn-1) P (kW) cos φ In (A) ∆230 50 1435 1,5 0,84 5,5 Υ400 50 1435 1,5 0,84 3,2 GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 8 sur 11 En vous aidant de la documentation constructeur, donner la référence du relais thermique que vous avez choisi. Courant 3.2 A car le couplage du moteur est étoile. Référence : LR2 D1508 4.9. Schéma de câblage : Compléter le schéma de commande afin de réaliser la mise hors tension du moteur et la signalisation du défaut en cas de défaut thermique. Repérer les bornes des appareils dans les schémas de puissance et de commande. Rappel de la représentation du relais thermique et de ses contacts auxiliaires : 1 2 3 4 5 6 97 98 95 96 F1 M 3~ Q1 KM1 F1 S1 S2 F2 Q1 H1 KM1 KM1 GALOFFRE Sébastien – Lycée Auguste Escoffier – ERAGNY Page 9 sur 11 4.10. Caractéristiques de déclenchement du relais thermique : Le moteur que nous avons utilisé précédemment, entraîne un tapis roulant. Un des roulements du tapis vient de casser. Cette casse se répercute sur le moteur en créant un couple résistant plus important que le couple nominal du moteur. Cela entraîne une augmentation du courant absorbé : Iabs= 3xIN. En vous aidant de la documentation constructeur, donner le temps de déclenchement du relais thermique sachant que le moteur fonctionne en équilibré depuis 3 heures (classe 20A). Temps de déclenchement : 16 secondes environ. Un moteur en fonctionnement normal consomme 60A. Un problème mécanique survient et freine le moteur. Le courant qui passe alors dans le moteur est de 540A. Donner le temps de déclenchement du relais thermique sachant que le moteur fonctionne en équilibré à chaud (classe 20A). Temps uploads/Industriel/ mainstraim-out-of-here.pdf