Démarrage ETOILE - TRIANGLE Page 1
Après avoir réalisé le démarrage direct d un moteur asynchrone triphasé, nous allons étudier un type de démarrage en deux temps appelé «démarrage ETOILE/ TRIANGLE». En effet le démarrage direct d un moteur asynchrone a ses limites, la pointe d intensité absorbée au démarrage est environ CINQ à SEPT fois l intensité nominale du moteur. (ex : pour un moteur ayant une In = 10A, lors de la phase de démarrage l Intensité d appel sera comprise entre 50A et 70A). Il est donc facile de comprendre que pour un moteur plus puissant ce courant d appel ne sera pas supportable par le matériel. (ex : In = 70A donc Id = 350A à 490A???). Il est donc nécessaire de trouver un moyen pour démarrer ces moteurs. Le Procédé de démarrage ETOILE-TRIANGLE Ce procédé est basé sur le rapport des grandeurs entre la tension SIMPLE V et la tension COMPOSEE U d un réseau triphasé de distribution. U = V. 3 Dans un premier temps, la tension appliquée à chacun des enroulements du moteur couplé en ETOILE Y est une tension SIMPLE. A l issue de ce premier temps, au couplage ETOILE est substitué le couplage TRIANGLE Dans lequel est appliquée à chacun des enroulements la tension COMPOSEE. (voir schéma cidessous) L1 V U U L2 L3 1 temps couplage ETOILE 2 temps couplage TRIANGLE Page 2
Comparaison des intensités et des couples de démarrage 1. démarrage direct : c est le démarrage le plus simple obtenu en un seul temps par branchement sous pleine tension du moteur sur le réseau. Le moteur démarre sur ses caractéristiques naturelles avec une très forte pointe d intensité. Le couple pendant le démarrage reste toujours très supérieur au couple nominal et permet dons de démarrer rapidement une machine même en pleine charge. Démarrage «ETOILE-TRIANGLE» 1 temps : le moteur démarre sous tension réduite avec une pointe d'intensité, un couple au démarrage et un couple maximal ramenant au tiers des valeurs en démarrage direct, c est à dire que la couple croît très peu pendant le démarrage. 2 temps : le moteur rejoint ses caractéristiques naturelles, avec une brève mais forte pointe d intensité et de couple. Cette pointe s accompagne de phénomènes transitoires complexes et dépend en grandeur de la vitesse du moteur à la fin du 1 temps. Ce procédé exige donc que le couple résistant opposé pendant le démarrage par la machine reste très faible pour que le couplage TRIANGLE ne s effectue pas à moins de 80% de la vitesse nominale. Page 3
Schéma de PUISSANCE Réseau triphasé 400v Moteur asynchrone triphasé 400v/660v (rappel :le bobinage moteur ne supporte que 400v) Dans la phase de démarrage (couplage ETOILE) le moteur est alimenté sous tension réduite. Dans un second temps (couplage TRIANGLE) le moteur est alimenté sous sa tension nominale. Page 4
Schéma de commande Page 5
Précautions à prendre avant de câbler ces schémas : S assurer que le moteur soit du type rotor en court-circuit ou à cage d écureuil S assurer que la tension nominale des enroulements du stator soit compatible avec celle du réseau en fonctionnement normal. S assurer également que les barrettes de couplage soient retirées, celui-ci se faisant électriquement. Avantages de ce procédé : L installation ne met pas en œuvre beaucoup de matériel et pas de matériel spécifique. Le courant de démarrage est assez faible (1,5 à 3 fois le courant nominal). Inconvénients de ce procédé : Le couple au démarrage est très faible (de l ordre de 0,2 à 0,5 fois le couple nominal) ce qui n admet aucune charge importante lors de la mise en route du moteur. La nécessité de couper l alimentation du moteur lors du changement de couplage entraîne des phénomènes transitoires perturbateurs. Le démarrage est assez long (de l ordre de 3 à 6 secondes). Remarque : Ce schéma utilise un bloc additif temporisé à contacts chevauchants. Le contact «à ouverture» s ouvre d abord puis, environ 40 ms plus tard le contact «à fermeture» se ferme indépendamment du temps de réglage de la temporisation. Ceci évite un éventuel court-circuit lors de la commutation ETOILE/TRIANGLE pouvant se produire avec un additif temporisé ordinaire. La condamnation électrique entre KM1 et KM3 est nécessaire pour éviter les courts-circuits entre les phases du circuit de puissance. Ces deux précautions précédentes n obligent pas à utiliser le dispositif de verrouillage mécanique entre les contacteurs KM1 et KM3. Il existe d autres variantes de schémas qui dépendent de la philosophie de conception. Celle-ci positionne le relais thermique de manière à ne contrôler que le courant nominal divisé par racine de trois, ceci permet de diminuer le calibre des contacteurs et du relais thermique, entraînant donc un moindre coût. Page 6
Fonctionnement des circuits de commande et de puissance. Fermeture manuelle du SECTIONNEUR Q1 Impulsion sur BP Marche S1, fermeture du contacteur KM1 : couplage ETOILE Fermeture du contacteur KM2 par le contact 53-54 de KM1 : alimentation du moteur Auto-alimentation de KM1-KM2 par le contact 13-14 de KM2 Ouverture de KM1 par le contact temporisé 55-56 de KM2 : élimination du couplage ETOILE Fermeture du contacteur KM3 par le contact 21-22 de KM1 et le contact temporisé 67-68 de KM2 : couplage TRIANGLE. Impulsion su BP arrêt S2 : arrêt du moteur Réglages : Q1 : calibre du moteur utilisé F2 : calibre In du moteur divisé par racine de trois KM1, KM2, KM3 : calibre In du moteur divisé par racine de trois. Passez maintenant au câblage en vous assurant des tensions utilisées tant en commande qu en puissance. Page 7