Démarrage direct d'un moteur asynchrone triphase a cage

1. Objectif visé

Pour les moteurs de faible puissance les courants de démarrage sont supportables par le réseau de distribution de l'énergie électrique. Les stagiaires peuvent apprendre les principes de base de constitution des circuits de puissance et de commande.

2. Matériels (Équipements et matière d'œuvre) par équipe:

a) Équipement


b) Matière d'œuvre 


3. Description

Dans ce procédé le stator du moteur est branché directement sur le réseau d'alimentation. Le démarrage s'effectue en un seul temps.

La plaque signalétique d'un moteur précise toujours deux tensions d'alimentation possibles
(par exemple :127 ou 220 V; 220 ou 380 V; 380 ou 660 V). Le moteur est branché:

-  en triangle(fig. – 1b): lorsque la tension du réseau d'alimentation est EGALE à la tension de fonctionnement la plus BASSE,
-  en étoile(fig.  – 1a): lorsque la tension du réseau d'alimentation est EGALE à la tension de fonctionnement la plus ELEVEE.

Plaque à bornes
Fig.  - 1 

En fonction de la tension du réseau de distribution les enroulements doivent être couplés en étoile ou en triangle suivant les indications de la plaque signalétique.

Seuls les moteurs asynchrones triphasés avec rotor en court-circuit ou rotor à cage peuvent être démarrés suivant ce procédé.

Selon les caractéristiques techniques (fig. - 2) au démarrage du moteur la pointe d'intensité est de l'ordre de 4 à 8 fois l'intensité nominale.

Le couple de décollage est important, environ 1,5 fois le couple nominal.



a) I = f (n);                                 b) T = f (n)
Caractéristiques techniques
Fig. – 2

Ces caractéristiques de démarrage peuvent présenter des inconvénients:

-  au niveau du réseau d'alimentation: en provoquant une chute de tension non négligeable (∆U > 5% de U) et en sollicitant la fourniture d'une puissance apparente élevée;
-  au niveau de la machine entraînée: en appliquant un couple d'accélération trop important dû à l'énergique couple de décollage.

La protection du circuit peut être assurée par des fusibles du type aM (accompagnement moteur), des relais thermiques (le plus souvent) et des relais magnéto-thermiques.

4. Démarrage direct semi-automatique, un sens de marche

Schéma du circuit de puissance
L1, L2, L3 : arrivée du réseau triphasé
Q1 : sectionneur porte-fusibles tripolaire équipé avec 2 contacts à fermeture
KM1 : contacteur tripolaire équipé avec un contact à fermeture
F2 : relais de protection thermique
F3 : relais de protection magnéto-thermique
M3 ~ ∆: moteur asynchrone triphasé à rotor à cage avec les enroulements statoriques couplés en triangle


Schéma du circuit de commande


1 poste de commande            2 postes de commande             avec marche "à-coups"

L1, L3 : arrivée du réseau triphasé
Q1 : sectionneur porte-fusibles tripolaire équipé avec 2 contacts à fermeture
KM1 : contacteur tripolaire équipé avec un contact à fermeture
F2 : relais de protection thermique
F1 : fusible
S1, S3 : boutons-poussoirs à ouverture et à retour automatique
S2, S4 : boutons-poussoirs à fermeture et à retour automatique
S5 : bouton rotatif à fermeture sans retour automatique

Le circuit de commande est protégé par le fusible F1 et isolé de toute alimentation par le sectionneur Q1.

Le circuit avec un poste de commande est équipé avec deux boutons-poussoirs:

S1 : bouton-poussoir "ARRÊT" (AT)
S2 : bouton-poussoir "MARCHE" (MA).
La bobine du contacteur est repérée KM1. Le contact KM11est le contact auxiliaire du contacteur KM1 : c'est le contact d'auto-alimentation ou auto-maintien.

La traduction de ce circuit de commande en équation logique est:

KM1 = Q1 . F2 . S1 . (S2 + KM11)

La multiplication dans le circuit avec deux postes de commande est possible par une mise en série des boutons-poussoirs "ARRÊT" et par une mise en parallèle des boutons-poussoirs "MARCHE". D'où l'équation :

               KM1 = Q1 . F2 . S1 . S3 . (S2 + S4 + KM11)

La commande par "A-COUPS" assure deux modes de fonctionnement distincts:
-  marche continue,
-  marche impulsionnelle.

Pour obtenir ce deuxième mode de marche il suffit d'interrompre momentanément le circuit de la boucle de mémorisation. C'est ce que réalise le bouton rotatif à fermeture sans retour automatique S5. D'où l'équation:

                KM1 = Q1 . F2 . S1 (S2 + KM11. S5)






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