Métiers de l’Electricité et de ses Environnements Connectés

BACPROMELEC

Métiersdel’ElectricitéetdesesEnvironnementsConnectés

-Secteurd’activité:équipementsindustriels-

RESSOURCESTECHNOLOGIQUESPOURL’INDUSTRIE

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Lamajoritédesinstallationsindustriellessontalimentéesélectriquementparréseauxalternatifstriphasés.Lesdifférentsréseauxsontdéfinispar:

Ø lavaleurdelatensionentreconducteurs,Ø lafréquence(50HertzenFrance),Ø lenombredeconducteurs(3ou4sanscompterleconducteurdeprotectionélectrique)Ø Letypederégimedeneutre.

Lesexplicationsci-dessousneprennentpasencompteleconducteurdeprotection(PE),carseprésencen’intervientpasdansleprincipedebase.

Unréseauàtroisconducteurspermetdedistribuerlestroisphasesuniquement.

LatensionentredeuxphaseestnotéeU.

Danscetypederéseauleneutreestdistribuéenplusdestroisphases.

LatensionentredeuxphasesestappeléetensioncomposéeelleestnotéeU.LatensionentrephaseetneutreestappeléetensionsimpleelleestnotéeV.Ontrouveparfoislanotation:V1n;V2n;V3n.

Alimentation : RESEAUX TRIPHASE

Lerapportdesvaleursentretensionsimpleetcomposéeesttoujours:

Ø Réseautroisfils=3xU(exemple3x230v)

• Les3phasessontdistribuées,avecunetensionentrephase(tensioncomposée)de230v.

• Leneutren’estpasdistribué.

Ø Réseauquatrefils=3xU+N(exemple3x400V+N)ouV/U

(exemple230/400v).

• Les3phasessontdistribuées,avecunetensionentrephase(tensioncomposée)de400v.

• Leneutreestdistribué,avecunetensionentrephaseetneutre(tensionsimple)De230v.

Exempledevaleurs(lesplusemployées):

Réseau 3x230v 3x230v+N 3x400v 3x400v+N 3x690v 3x690v+NU= 230v 230v 400v 400v 690v 690vV= 130v 230v 400v

Unsystèmeindustrielestcomposédedeuxparties:

Ø Unepartieopérative,quieffectuelesactionsnécessairesàlaréalisationduprocessusdefabricationàpartirdesordresdelapartiecommande;

Ø Unepartiecommande,quidonnelesordresàlapartieopérativeselonlesinformationsetlescomptesrendusqu’ellereçoit.

Unsystèmeindustrielestcomposédeplusieurspartiesréalisantchacuneunefonctionspécifique.

Système industriel

Ledépartmoteurdésignel’ensembledesappareilsélectriquesquiassurentl’alimentationetlaprotectiondumoteuretdel’équipement.Exemple:démarragedirectunsensderotation.

• Letermedémarragedésigneletempscorrespondantàlaphased’accélérationdumoteur.• Unsensderotationsignifiequel’arbredumoteurnetournequedansunseulsens.• Ledémarragedirectconsisteàalimenterdirectementlemoteursouslatensionduréseau.

Désignation Fonction

Sectionneurportefusible

Assurerlaprotectiondespersonnesetprotégerl’équipementcontrelescourtscircuits.

Contacteurdepuissance(appeléaussicontacteurmoteur)

Assurerl’établissementetlacoupureducircuitd’alimentationdumoteur.

Protectionthermique

Protégerlemoteuretlalignecontrelessurcharges.

Moteurasynchronetriphasé

Transformerl’énergieélectriqueenénergiemécanique(actionnerlapartiemécanique).

Ledépartmoteurcomprendquatrefonctionsdebase:

• Solutionavec4produits

• Solutionavec3produits

• Solutionavec2produits

• Solutionavec1produit

Lesmoteursasynchronestriphasésreprésententplusde80%duparcmoteurélectrique.Ilssontutiliséspourtransformerl’énergieélectriqueenénergiemécaniquegrâceàdesphénomènesélectromagnétiques.àassurerlaprotectiondesutilisateurencasdedéfautd’isolement.

ucourantdedéfautenéliminanttoutrisquepourlespersonnes.

ucourant

Lestatorsupportetroisenroulements,décalésde120°,alimentéparunetensionalternativetriphasée.

Cestroisbobines,produisntunchampmagnétiquevariablequialaparticularitédetournerautourdel’axedustatorsuivantlafréquencedelatensiond’alimentation.

Cechampmagnétiqueestappeléchamptournant.

Lechamptournant(statorique)vientinduiredescourantsdanslerotor.

Leurintéractionentrainelarotationdurotoràunefréquencelégérementinférieuràcelleduchampstournant.

Rep Désignation

1 Stator

2 Enroulementstatorique

3 Rotoràcage

4 Roulementavant

5 Flasqueavant

6 Roulementarrière

7 Flasquearriere

8 Ventilateur

9 Capotdeventilation

10 Boitederaccordement

MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE

13

62

7

54

8 9

10

ucourantLaplaquesignalétiquefixéesurlacarcasserenseignesurlesprincipalescaractéristiquesdumoteur.

ucouC’estsurlaplaqueàbornessituéedanslaboiteàbornes,queseconnectent,àl’aidedecosses,lesenroulementsetl’alimentationdumoteur.

ucoLecouplagedesenroulementsstatoriquespermetdefairefonctionnerlesmoteursasynchronesousdeuxtension.Ilestfonction:

Ø DelatensionduréseauØ Delatensionquepeuventsupporterlesenroulements.

Chaqueenroulementsupportelapluspetitesdestensionincritesurlaplaquesignalétique.

Lecouplageestréaliséparuneconnexion,àl’aidedebarettesdecouplage,surlaplaqueàbornes.

Lesdeuxcouplagespossiblessont:Ø Couplageétoile.Ø Couplagetriangle.

Lecouplageétoile

Lesenroulementssupportent:

Ø latensionsimple.Positiondesbarrettes:Symbole:

LecouplagetriangleLesenroulementssupportent:

Ø latensioncomposée.Positiondesbarrettes:Symbole:

Principauxcouplage

ouY.

ouD.

Lesectionneurpermetdeséparerl’équipementduréseaud’alimentationetd’interdireàunepersonnenonautoriséderemettrel’équipementsoustension.

Lesectionneurportefusiblesestunappareildestiné:

• Aassurerlasécuritédespersonnes,• Aprotégerl’équipement.

Lesectionneurseuln’apasdepouvoirdecoupure.Ildoitêtreassociéàundispositiftelquedesfusibles(typeaM)ouundisjoncteur.

Sectionneur porte fusibles

Symboledéveloppé

Déterminationdunombredepôle:c’estleréseauoulecircuitàcouperquiimposeralechoix.

• Soitl’informationestdonnéedanslecahierdescharges:Exemple:-réseau3x400v+Ndanscecasuntripolaire+unblocadditionnel

pourlacoupureduneutreconviendra.- alimentationduprimairedutransformateuren230Vdanscecasununipolaire+neutreconviendra.

• Soitl’informationestdonnéeparlalectureduschéma.

Déterminationducalibre:c’estl’intensiténominaledelachargequidétermineralecalibre.

Exemple:Pourunmoteurasynchroneonretrouveral’informationsurlaplaquesignalétiqueoulecatalogueconstructeur.

Onchoisitlecalibreégalouimmédiatementsupérieuràl’intensiténominal.

Déterminationdunombredecontactdeprécoupure:Lessectionneursn’ayantpasde pouvoirdecoupureonassocieaumoinsuncontact. Remarque:Pourlessectionneursunipolaireetunipolaire+neutrepasdecontactde précoupure.

Nom Symbole Repère

InterrupteursectionneurTripolaire+Neutre

Q

SectionneurportefusibleUnipolaire+Neutre

Q

SectionneurportefusibleTripolaire

Q

SectionneurportefusibleTripolaire+Neutre

Q

Lefusibleestélémentdeprotectiondontlafonctionestd’ouvrirparlafusiond’unélémentcalibré,lecircuitdanslequelilssontinsérés.Lefusibledoitinterromprelecourantlorsquecelui-cidépasse,pendantuntempsdonnéunevaleurprécisée.

Symboledéveloppé

Fusibles INDUSTRIELS

Selonl’utilisation,onchoisiraentredeuxclassesprincipalesd’élémentsderemplacement:

• ClassegG:fusibled’usagegénéral,écriturenoiretéventuellementunebaguedecouleur(jaune:10A,rouge:16A,verte:20A,bleu:25A,marron:32A).

Protectioncontrelessurcharges(1)etlescourts-circuits(2).

• ClasseaM:accompagnementMoteur,écritureverte.Ilssontcalculéspourrésisterà certainesurchargespassagèrescommecellesquiseproduisentlorsdu démarragedesmoteurs.

Protectioncontrelescourts-circuits(2).

(1) Surcharge:lacausedessurchargesestdueàuneaugmentationdel’intensitéabsorbéeSupérieureàl’intensiténominale.L’effetsurvenulorsd’unesurchargeestunéchauffementlent,maisdelonguedurée.

(2) Court-Circuit:lacauseestuncontactaccidentelentredeuxconducteursdenaturedifférente(phase–neutre,Phase1–phase2…)provoquantuneintensitétrèsimportantesupérieureà10IN.L’effetsurvenulorsd’uncourt-circuitestunarcélectriqueetunéchauffementtrèsimportantpouvantfairefondrelesconducteurs.

Déterminationdelataille:c’estlesectionneurportefusiblequiimposeralechoix.

Déterminationdutype:c’estlecircuitdanslequellefusibleestinstalléquidétermineletype.

Exemple:Pourunmoteurasynchrone:typeaM.Pourduchauffageindustriel:typegG.

Déterminationdelatension:c’estlecircuitdanslequellefusibleestinstalléquidétermineletype.

Déterminationducalibre:c’estl’intensiténominaledelachargequidétermineralecalibre.

Exemple:Pourunmoteurasynchroneonretrouveral’informationsurlaplaquesignalétiqueoulecatalogueconstructeur.

Onchoisitlecalibreégalouimmédiatementsupérieuràl’intensiténominal.

Lecontacteurestunappareildestinéàassurerl’établissementetlacoupureducircuitd’alimentationdelacharge.

Nota:Ilestaussiappelécontacteurmoteur.

Symboledéveloppé

Contacteur de puissance

Déterminationdelacatégoried’emploi:c’estlachargequiimposeralechoix.

Lacatégoried’emploidescontacteursdéterminelatenueencadenceetenenduranceExemple:Pourunmoteurasynchronepourunconvoyeur.

Déterminationdelatensiond’em

ploiassignée:c’estleréseauoulecircuitàcouperquiimposeralechoix.

Exemple:Pourunmoteurasynchronealimentésous400V.

Déterminationducontacteurc’estlapuissancedelachargequiimposeralechoix.Exemple:Pourunmoteurasynchronede5,5kWalimentésous400V.

Catégorie Silachargeest… Lecontacteurcommande Typed’applicationAC1 Non-inductive(cosϕ:0,8) Lamisesoustension Chauffage,distribution

AC2

Unmoteuràbague(cosϕ:0,8) LedémarrageLacoupuremoteurlancéLefreinageencontre-courantLamarcheparà-coup

Machineàtréfiler

AC3Unmoteuràcage(cosϕ:0,45pourIe≤100A)(cosϕ:0,35pourIe>100A)

LedémarrageLacoupuremoteurlancé

Compresseur,ascenseur,pompe,ventilateurs,convoyeurs,…

AC4

Unmoteuràcage(cosϕ:0,45pourIe≤100A)(cosϕ:0,35pourIe>100A)

LedémarrageLacoupuremoteurlancéLefreinageencontre-courantL’inversiondesensdemarcheLamarcheparà-coup

Machined’imprimerie,tréfileuse.

Déterminationdelatensiondelabobine:Elledépenddedeuxcritères:

• Lecontacteurchoisi,• Lanaturedelatensionducircuitdecommande(tensionalternativeoucontinu,

fréquence50Hz,60Hzou50/60Hz):Exemple:PouruncontacteurLC1D12…etunetensiondecommandede24valternatif50Hz.

Déterminationdelaréférencecomplète:Exemple:Pourunmoteurasynchronetriphaséalimentésous400v,

d’unepuissancede5.5kW.Latensiondelacommandeserade24Valternatif50Hz.

Enfonctionsdesbesoinsdesaccessoirespeuventêtreassociés.Ilss’accrochentaucontacteur.

Lerelaisdeprotectionthermiqueestunappareildeprotectioncontrelessurcharges.

Ilpermetd’arrêterlecircuitencasdeblocageoudedépassementdel’intensiténominaledumoteur.

Iladoncpourfonctiondeprotégerlesbiens.

Relais de protection thermique

Symboledéveloppé

Déterminationdelaclassed’utilisation:c’estletempsdedémarragedumoteurqui déterminecetteclasse.

• Classe10:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre2à10secondes.

• Classe20:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre10à20secondes.

• Classe30:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre20à30secondes.(Cetteclasseestpeuutiliséedanslespayseuropéensmaisd’unusagerépanduauxEtats-Unis).

Exemple:Pourunmoteurasynchronedémarranten17s.+

Déterminationlazonederéglage:c’estl’intensiténominaledelachargequidéterminera Lazonederéglage. L’intensitéconsomméeparlemoteurdoitêtrecomprisedanslazoneeréglagedurelaisde

protectionthermique

Exemple:Pourunmoteurasynchroned’intensiténominalede0,8A.

Déterminationduréglage:Lazonederéglageétantdéterminéelerelaisdeprotection thermiqueseraréglévialeboutonderéglage.

Exemple:Pourunmoteurasynchroned’intensiténominalede0,8A.

• Zonederéglage:0,63…1A

• Réglage:0,8A

Lecontacteurestunappareild’automatismedestinéàrelayerlesdifférentesinformationsprovenantdusystème.

Symboledéveloppé

Contacteur AUXILIAIRE

Déterminationdunombreetdutypedescontacts:Elledépendde:

• Soitparlecahierdescharges,• Soitlalectureduschémaélectrique.

Exemple:L’automatismeabesoinde2contactsNOet1ContactNC.

Déterminationdelatensiondelabobine:Elledépend:

• Lanaturedelatensionducircuitdecommande(tensionalternative,continuoubasseconsommation):

Exemple:PouruncontacteurCAD32…etunetensiondecommandede24valternatif50Hz.

Déterminationdelaréférencecomplète:Exemple:L’automatismeabesoinde2contactsNOet1ContactNC.

Latensiondelacommandeserade24Valternatif50Hz.

Enfonctionsdesbesoinsdesaccessoirespeuventêtreassociés.Ilss’accrochentaucontacteur.

L’unitédecommandepermetdepiloterleprocessusindustrielle.Lesappareilsquilacomposesontsouventdescontactssecs.

L’unitédecommandeestconstituéedetroisparties:Latête,lecorpsetleoulescontacts

Unité de commande

Symbolesdéveloppés

Signification Explication Action opérateur Rouge

Urgence Condition

dangereuse Surcourse, coupure. Action immédiate pour traiter une condition.

Jaune Orange

Anormal

Condition entrainant une condition critique

Enclenchement d'un dispositif de protection. Intervention de l'opérateur.

Vert

Normal Condition

normale

Autorisation de démarrer. Permet de commander la mise ou la remise en service d'un système.

Bleu

Obligatoire

Action de l'opérateur requise.

Demande d'introduction de valeur, de pièce. Permet de réarmer le système.

Noir

Marche/Arrêt Marche/Arrêt Marche, mise sous tension, arrêt d'un système.

(possible gris, blanc, rouge).

Blanc

Initialisation Mise en conditions initiales par exemple,

(possible : gris, noir, vert).

L’unitédesignalisationpermetdetraduireensignauxlumineuxousonorsdesactionsélectriquesautomatisées.

Unité de signalisation

Symboledéveloppé

Signification Explication Action opérateur Rouge

Urgence Condition

dangereuse Surcourse, coupure. Action immédiate pour traiter une condition.

Jaune Orange

Anormal

Condition entrainant une condition critique

Enclenchement d'un dispositif de protection. Intervention de l'opérateur.

Vert

Normal Condition

normale

Autorisation de démarrer. Permet de commander la mise ou la remise en service d'un système.

Bleu

Obligatoire

Action de l'opérateur requise.

Demande d'introduction de valeur, de pièce. Permet de réarmer le système.

Blanc

Neutre Surveillance

Nom Symbole

Dispositiflumineuxclignotant

Avertisseur

Sonnerie

Ronfleur

Sirène