La protection des installations électriques est primordiale pour assurer la sécurité des personnes et des équipements. Le disjoncteur, élément essentiel de cette protection, joue un rôle crucial dans la prévention des surcharges et des courts-circuits. Cet article détaille le calcul du calibre du disjoncteur moteur, tant pour un moteur unique que pour un groupe de moteurs, ainsi que pour le câble principal les alimentant.
La protection des installations électriques repose principalement sur trois types de protection :
Les moteurs électriques, en particulier dans les applications industrielles, nécessitent une protection spécifique. Différents types de disjoncteurs sont utilisés pour assurer cette protection :
Similaire au disjoncteur à temps inverse, le circuit de puissance avec un disjoncteur MCP inclut également un disjoncteur de protection, un contacteur et un relais thermique.
L'utilisation d'un disjoncteur MPCB simplifie le circuit de puissance, qui ne comprend alors que le disjoncteur et le contacteur. Le MPCB intègre déjà la protection thermique, éliminant le besoin d'un relais thermique séparé.
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Pour déterminer le calibre du disjoncteur, il est essentiel de connaître la puissance du moteur et le type de courant (monophasé ou triphasé).
La puissance d'un moteur électrique est définie comme la quantité d'énergie convertie par unité de temps. Elle est généralement exprimée en watts (W). La puissance d'un moteur électrique est influencée par des facteurs tels que la tension d'alimentation, le courant électrique et l'efficacité du moteur.
La formule pour calculer la puissance d'un moteur monophasé est :
P = U x I x cos φ
Où :
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Exemple :
Supposons un moteur monophasé fonctionnant à 230 V avec un courant de 5 A et un facteur de puissance de 0,85.
La formule pour calculer la puissance d'un moteur triphasé est :
P = √3 x U x I x cos φ
Où :
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Exemple :
Considérons un moteur triphasé fonctionnant à 400 V avec un courant de 3 A et un facteur de puissance de 0,9. La puissance serait :
P = √3 x 400 V x 3 A x 0,9 = 1870,6 W
Une fois la puissance calculée, il est crucial de déterminer l'intensité nominale du moteur (In). L'intensité nominale est le courant que le moteur consomme en fonctionnement normal. Cette information est généralement indiquée sur la plaque signalétique du moteur. Si la plaque signalétique n'est pas disponible, l'intensité nominale peut être calculée à partir de la puissance :
Le calibre du disjoncteur doit être supérieur à l'intensité nominale du moteur pour éviter les déclenchements intempestifs. Une règle courante est de choisir un disjoncteur dont le calibre est 1,25 à 1,5 fois l'intensité nominale.
Les relais thermiques des contacteurs Schneider LC1D et LC1F sont régis par quatre classes de déclenchement différentes : classe 10A, classe 10, classe 20, classe 30. Ces classes dépendent de la durée à partir de laquelle le relais thermique va déclencher à partir de l'état froid lorsqu'il aura détecté une surcharge.
État froid signifie "sans passage préalable de courant".
Plus la charge au démarrage est élevée, plus le couple nécessaire (donc l'intensité) pour la mouvoir sera importante, les moteurs seront alors dimensionnés pour supporter ces surcharges (à calibre identique, un moteur d'extrudeuse sera plus robuste qu'un moteur de convoyeur).
Pour optimiser l'utilisation du moteur d'extrudeuse, il sera nécessaire de choisir un relais thermique classe 30 qui ne déclenchera pas à la moindre surintensité.
Le relais se règle à la valeur nominale du courant absorbé par le récepteur qu'il protège Ir = In.
| Classe | Temps de déclenchement à partir de l'état froid | 1,05 Ir | 1,2 Ir | 1,5 Ir | 7,2 Ir |
|---|---|---|---|---|---|
| 10A | > 2h | < 2h | < 2 min | 2 s ≤ tp ≤ 10 s | |
| 10 | > 2h | < 2h | < 4 min | 2 s ≤ tp ≤ 10 s | |
| 20 | > 2h | < 2h | < 8 min | 2 s ≤ tp ≤ 20 s | |
| 30 | > 2h | < 2h | < 12 min | 2 s ≤ tp ≤ 30 s |
Ir est le courant de réglage du relais thermique qu'il est possible de régler entre deux seuils (haut et bas) mais centré sur une valeur moyenne qui est le calibre du contacteur associé.
Le disjoncteur de protection du câble alimentant un ensemble de moteurs est généralement de type à temps inverse. Le calcul du calibre dépend de la configuration des moteurs. On distingue trois cas :
Dans ce cas, la valeur du courant de protection du disjoncteur d'un câble alimentant un groupe de moteurs est égale à la valeur du courant de protection de la première étape plus la somme des courants à pleine charge de la deuxième étape. Il faut ensuite choisir un disjoncteur standard dont le calibre est égal à la valeur actuelle de la troisième étape.
Il existe d'autres types de disjoncteurs utilisés pour la protection des installations électriques :
Ils protègent à la fois les personnes et les équipements. Chaque disjoncteur différentiel possède une valeur seuil (sensibilité) exprimée en milliampères (mA), généralement de 30 mA. Lorsqu'un courant de fuite dépasse cette valeur, le dispositif coupe instantanément le courant.
Parfois appelés disjoncteurs modulaires, les disjoncteurs divisionnaires ont pour mission de protéger un circuit électrique précis. Ils détectent les anomalies comme les surtensions ou les surcharges et coupent l'alimentation électrique si nécessaire.
Aussi appelé disjoncteur de branchement ou disjoncteur d'abonné, le disjoncteur général est positionné en amont du tableau électrique.
Les disjoncteurs différentiels sont des dispositifs essentiels au bon fonctionnement et à la sécurité d'une installation électrique domestique, au même titre que le disjoncteur de branchement et les disjoncteurs divisionnaires. Les disjoncteurs différentiels vont plus loin que les disjoncteurs divisionnaires, car ils protègent à la fois les personnes et les équipements.
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