LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES GENIE ELECTROTECHNIQUE MONTE-CHARGE ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE

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1 TP. TET Durée : 3 heures S.T.I. Pré-requis : LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES Nom du fichier: Tp 2-3 Etude technico-eo Laboratoire des systèmes Lire et comprendre une décomposition fonctionnelle Connaître le rôle et le principe de fonctionnement d'un appareil de commande et de protection d'un récepteur (sectionneur, tacteur, relais thermique, disjoncteur magnéto-thermique) Interpréter une courbe de déclenchement d ' un dispositif de protection Rechercher et choisir sur catalogue structeur : la référence d'un composant et son prix Centre d'intérêt: Protéger les biens GENIE ELECTROTECHNIQUE MONTE-CHARGE ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE Objectif : Réaliser une étude technico-éomique de la fonction commander la puissance en tout ou rien (4 technologies différentes), Conditions de réalisation: Groupe de 2 élèves. Théorie: 45mn Pratique: 2h15mn Moyens mis en oeuvre : Système de levage ("monte-charge") Dossier technique partiel du traitement de surface Catalogue TELEMECANIQUE + liste des prix jointe à celui-ci I- MISE EN SITUATION On souhaite comparer plusieurs technologies afin de commander et protéger un moteur asynchrone. Dans cette étude on va comparer 4 urations Conuration 1 : Disjoncteur magnéto-thermique, tacteur Conuration 2 : Sectionneur porte fusibles, tacteur, relais thermique Conuration 3 : Sectionneur- disjoncteur, tacteur, relais thermique Conuration 4 : Sectionneur-tacteur-disjoncteur (Intégral) Quels sont les avantages et les invénients de ces technologies? II- CAHIER DES CHARGES L étude porte sur le fonctionnement du moteur de levage du monte-charge. Les caractéristiques de ce moteur asynchrone triphasé à cage sont les suivantes : LEVAGE : 1 Motoréducteur FA 80 DT 100 LS4 BM4 avec frein vitesse de sortie : 18 tr/min couple : 1170 Nm Rapport 76,21 Tension 230V / 400V Tension du frein à préciser 230 ou 400V Puissance 2,2 KW Tropicalisation 90% Peinture bicomposant polyurethane IP65 Arbre creux diam 60 Poids 126 Kg position H2 I étoile = 5A Itriangle = 9A Prix unitaire environ 1800 Tp 2-3 Etude technico-eo TET 1/6

2 -Travail demandé: Préparation à montrer au professeur 1- A partir des informations données dans le document " Les fonctions de base du départ-moteur ", compléter le document réponse 1. Sur ce document indiquer le numéro de la uration, les fonctions de base sur le schéma de puissance en entourant la partie correspondante et en la reliant aux fonctions indiquées comme le modèle ci-tre. Sectionnement/ Interruption/ court-circuits 2- Etude de la protection de L INTEGRAL 32 On donne ci-dessous les courbes de déclenchement du module de protection. a ) Indiquer le type de protection pour les zones 1 et 2 b ) Pour une surintensité de 1000 A dans le moteur protégé, quelle est la protection qui agit? c ) Quel est l intérêt du système limiteur de courant? d ) Pourquoi avoir une fonction sectionnement signation avec coupure apparente? Travail individuel On veut réaliser la commande de ce moteur. On veut faire une comparaison éomique des 4 urations possibles. 3- Etablir la liste du matériel à commander et faire un devis pour chacune des 4 urations sur le document réponse En fonction des résultats obtenus, quel choix faites-vous et pourquoi? Tp 2-3 Etude technico-eo TET 2/6

3 DOCUMENT REPONSE 1 NOM : Schéma de puissance Schéma de puissance courtcircuits courtcircuits courtcircuits courtcircuits Tp 2-3 Etude technico-eo TET 3/6

4 DOCUMENT REPONSE 2 NOM : LISTE DU MATERIEL Désignation Caractéristiques électriques essentielles Référence Constructeur Prix TTC Total CONFIG1 CONFIG2 CONFIG3 CONFIG4 Tp 2-3 Etude technico-eo TET 4/6

5 Les fonctions de base du départ-moteur Un départ-moteur comprend cinq fonctions de base : le sectionnement, l'interruption, la protection tre les courts-circuits, la protection tre les et la commutation (tableau 1). Le sectionnement Il est nécessaire d'isoler, en tout ou partie, les circuits de leur source d'énergie (réseau d'alimentation puissance) afin de pouvoir intervenir sur les installations en garantissant la sécurité des intervenants. La fonction dite de "sectionnement" est assurée par des sectionneurs. Elle peut être intégrée dans des appareillages multifonctions ayant, par ception, l'aptitude au sectionnement, tels les interrupteurs-sectionneurs, les disjoncteurs. L interruption Alors qu'une installation est en service, il est parfois nécessaire d'interrompre son alimentation électrique en pleine charge, ceci pouvant faire office d'arrêt d'urgence. La fonction dite "interruption" est assurée par des interrupteurs. Elle est également intégrée dans des appareillages multifonctions, tels les interrupteurs-sectionneurs, les disjoncteurs. La protection tre les courts-circuits Les installations et les moteurs peuvent être le siège d'incidents électriques ou mécaniques se traduisant par une élévation rapide et importante du courant absorbé. Alors qu'au démarrage un moteur standard absorbe de 6 à 8 fois son courant nominal, un courant supérieur de 10 à 13 fois le courant nominal est uncourant de défaut. Il est assimilé à un courant de court-circuit. Afin d'éviter la détérioration des installations et des appareillages, les perturbations sur le réseau d'alimentation et les risques d'accidents humains, il est indispensable de détecter ces courts-circuits et d'interrompre rapidement le circuit cerné. La fonction de protection tre les courts-circuits est assurée par des fusibles ou des disjoncteurs. Note : les départs-moteurs font partie des circuits terminaux d'une installation électrique. Un défaut dans un circuit terminal ne doit pas perturber les autres circuits de l'installation. Il est nécessaire de protéger l'installation tre les séquences des courts-circuits dans les circuits terminaux en assurant la sélectivité et la filiation des protections magnétiques de l'installation (voir catalogue distribution bassetension chapitre K). La protection tre les Les mécaniques et les défauts des réseaux d'alimentation sont les causes les plus fréquentes de la surcharge supportée par les moteurs. Ils provoquent une augmentation importante du courant absorbé par le moteur, qui duit à un échauffement excessif du moteur, réduisant fortement sa durée de vie, et pouvant aller jusqu'à sa destruction. Il est donc nécessaire de détecter la surcharge du moteur. La fonction de protection tre les est assurée par des relais de protection thermique, des relais électroniques multifonctions, ou des disjoncteurs magnétothermiques spécifiques dits : "disjoncteurs moteurs". Elle est intégrée dans les démarreurs-ralentisseurs et les variateurs de vitesse électroniques. Une protection complémentaire peut être réalisée par des relais de protection à sondes ou des relais électroniques multifonctions, associés à des thermistances PTC intégrées dans les enroulements du moteur. Note : le temps de démarrage d'un moteur est étroitement lié aux caractéristiques de la machine entraînée : démarrage à vide ou en charge - faible ou forte inertie, etc. Les moteurs peuvent ainsi absorber un courant de démarrage important pendant un temps variant de quelques sedes à plusieurs dizaines de sedes. Les relais de protection thermique sont répartis en classes de déclenchement permettant l'adéquation de la protection thermique aux besoins du moteur (voir page A35). La commutation Son rôle est d'établir et de couper le circuit d'alimentation du moteur. La fonction dite de "commutation" est assurée par des tacteurs électromagnétiques. En cas de commande manuelle, elle peut être assurée par des disjoncteurs-moteurs ou des interrupteurs, impérativement associés à des dispositifs de déclenchement sur manque d'alimentation, et sous certaines ditions par des démarreurs ou des variateurs de vitesse électroniques. Note : selon la nature des charges commutées (moteurs, résistances, transformateurs, etc.), la cadence et le mode d'utilisation, les pôles du tacteur sont diversement sollicités, à l'établissement comme à la coupure des circuits. Le choix du calibre d'un tacteur est adapté à son utilisation en fonction des catégories d'emploi. Tp 2-3 Etude technico-eo TET 5/6

6 Il existe une grande diversité de solution pour l équipement d un moteur. Solution "3 produits" Elle repose sur l'association de trois appareillages distincts : un disjoncteur magnétique ou un interrupteur-sectionneur à fusibles intégrant les fonctions sectionnement, interruption et protection tre les courtscircuits un relais de protection thermique intégrant la protection tre les un tacteur intégrant la fonction commutation. Elle permet la réalisation de départs-moteurs sur toute la plage de puissance basse tension, quelles que soient leur complexité ou leur spécificité. La séparation des fonctions est une réponse à certaines traintes de mise en œuvre et d'exploitation ; elle assure une maintenance particulièrement aisée. Solution "2 produits" Elle porte sur l'association de deux appareillages distincts : un disjoncteur-moteur intégrant les fonctions sectionnement, interruption, protection tre les courts-circuits et les un tacteur dédié à la fonction commutation. Elle permet la réalisation de départs-moteurs directs sur toute la plage de puissance basse tension, dans un encombrement réduit, et autorise une maintenance aisée. Solution "1 produit" Cette solution est réalisée : soit par un appareillage de type "combiné" associant dans un même ensemble un disjoncteur-moteur et un tacteur. Il permet la réalisation des départs-moteurs directs de petite puissance dans un encombrement optimisé. soit par un appareillage de type "Integral" regroupant dans un seul ensemble toutes les fonctions de base du départ-moteur. Il permet la réalisation des départs-moteurs directs de petite et moyenne puissance dans un encombrement optimisé, et garantit la tinuité de service (coordination totale) Tp 2-3 Etude technico-eo TET 6/6

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