ECHOS CENTRELECJ O U R N A L D E C E N T R E L E C

ECHOS CENTRELEC 1

Dans ce numéro

Do

ssie

r

Les Départs Moteurs

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L

Centrelec en tant que fournisseur de produits etsolutions dans le domaine de l’électrotechniqueet de l’automatisme industriel a mis en place unestructure totalement dédiée aux services dansun objectif de satisfaction de ses clients grâce àun savoir faire et une réactivité reconnus.Cette démarche s’inscrit fidèlement dans le cadrede la mission première de Centrelec visant à offrirdes solutions innovantes et des servicesperformants.

En effet, il s’agit d’accompagner le client tout aulong du cycle de vie de son installation en luiassurant à chaque étape le support adéquat etl’assistance nécessaire.

Ainsi, au niveau de la conception, Centrelecaccompagne ses clients en mettant à leurdisposition des compétences techniques pour lesaider à bien définir leurs besoins, pour étudieravec eux la faisabilité technique de leurs projetset pour évaluer le retour sur investissement.

Durant la phase de réalisation, des prestationsde mise en service, de réceptions en usine ousur site, de supervision des travaux de montageset de formation des utilisateurs sont des servicesproposés et assurés par Centrelec.

En phase d’exploitation, la garantie standardofferte, les extensions de garantie et les servicesaprès ventes de réparation et/ou de remplacementconstituent une assurance pour les clients.

Enfin, Centrelec offre à ses clients des prestationsallant de la maintenance préventive à lamaintenance corrective en passant par des auditstechniques et des propositions d’améliorationdans un souci de prolongement de la durée devie des installations, de réduction des coûtsd’exploitation et d’augmentation de la productivité.

Echos CENTRELEC

Mustapha CHARIFIChef Département Services

Do

ssie

r

ECHOS CENTRELECNU

MER O 18

J U IL L E T 2006

Un accompagnement toutau long du cycle de vie devos installations

Principes de larégulation des procédés

Bonne régulation

Consigne

Temps

Gra

ndeu

r ré

glée

Mauvaise régulation

*

Consigne

RéfléchirCommande

Perturbation (s)

Grandeurréglée

Générer

GrandeurRéglante

ProcédéActionneur

Agir

Régulateur

Grandeur mesurée Mesure +Communiquer

Capteur +Transmetteur

Réseau Electrique

Sectionnement

Protection magnétique

Protection thermique

Commutation

ECHOS CENTRELEC2

Nou

veau

tés

NouveautésCompteur d’énergieCONTO D4-S

Désormais le nouveau compteur d’énergieConto D4-S est disponible avec communicationModbus, il permet le comptage des grandeursélectriques standards :

L'énergie active totale, l'énergie réactive totale,l'énergie active partielle, l'énergie réactive partielle etil permet aussi le comptage de la demande depuissance normale et maximale.

Il est compatible avec un réseau monophasé ou triphaséavec deux types de connexion directe possibles :

La connexion directe :

Triphasé en 400-415VMonophasé en 230-240V

Ou la connexion indirecte :

Monophasé ou triphasé en 100-115V avec VT/100 et /110V.

Le compteur Conto D4-S dispose d’une entrée courantisolée avec CT/1A et /5A et deux boutons en faceavant pour programmation et réglage des paramètres :

- Type de connexion : mono / tri- Rapport du VT et CT : 1A / 5A- Demande d’énergie : Temps, période et reset.- Pulsation de sortie : type d’énergie, fréquence

des pulsations et durée de pulsation.….

La communication RS485 avec isolation galvaniquede la mesure d'entrée offre la possibilité de transfertde toutes les données avec le protocole:JBUS/MODBUS compatible.

000658.00

000558.00

000350.00

000250.00

95.00

75.00Réseau mono ou triEntrée courant isolée

Connexion avec CT/1A ET /5A

RS485

Rapport CT - VT

Pulsation de sortie programmable

k varh

k WPMD

k Wh

k Wh

k varh

k WPMD

L’énergieactive totale

L’énergieréactive totale

L’énergieactive partielle

L’énergieréactive partielle

La demande maxde puissance

La demandede puissance

ECHOS CENTRELEC 3

Doss

ierDossier

Principes de la régulationdes procédés

Dans beaucoup d’applications industrielles, certainesgrandeurs physiques doivent être maintenuesconstantes afin de garantir les résultats attendus del’application.

Ainsi, la température à l’intérieur d’un four doit, parexemple, être stable durant toute la durée de passagedu produit à cuir dans le four. Toute variation de latempérature en dehors des tolèrances acceptablespeut conduire à un produit non conforme par rapportaux caractéristiques escomptées.

La régulation est un processus qui permet de maintenirune ou plusieurs grandeurs physiques à l’intérieurd’une plage acceptable. La régulation consiste àcomparer la grandeur physique mesurée et la consigneafin de décider des ordres à donner au process afinde maintenir la constance de la grandeur physique.

GENERALITES

Définitions

La régulation : regroupe l’ensemble des techniquesutilisées visant à contrôler une grandeur physique :pression, débit, niveau, etc...

Grandeur réglée : c’est la grandeur physique que l’ondésire contrôler. Elle donne son nom à la régulation.Exemple : une régulation de température.

Consigne : C’est la valeur que doit prendre la grandeurréglée

Grandeur réglante : la grandeur physique qui a étéchoisie pour contrôler la grandeur réglée. Elle n’estgénéralement pas de même nature que la grandeurréglée

Grandeurs perturbatrices : sont les grandeursphysiques qui influencent la grandeur réglée. Elle nesont généralement pas de même nature que laghrandeur réglée.

Organe de réglage : l’élément qui agit sur la grandeurréglante.

Principe de fonctionnementPour réguler un système physique, il faut :

n Mesurer la grandeur réglée avec un capteur.n Réfléchir sur l'attitude à suivre : c'est la fonction durégulateur. Le régulateur compare la grandeur régléeavec la consigne et élabore le signal de commande.n Agir sur la grandeur réglante par l'intermédiaire d'unorgane de réglage.On peut représenter une régulation de la manièresuivante :

Influence de la régulationBaisse du coût de l'installation et gain de temps

On reconnaît une bonne régulation par sa capacité àaccélérer le système sans entraîner de dépassementde la consigne. Dans la figure suivante, une bonnerégulation entraîne une diminution du temps nécessaireà l'élévation de la température, ainsi que l'économied'un dispositif de refroidissement.

Régulation ou Asservissement

Dans une régulation, on s'attachera à maintenirconstante la grandeur réglée d'un système soumis àdes perturbations. Dans un asservissement, la grandeurréglée devra suivre rapidement les variations de laconsigne. Un asservissement est donc une régulationà consigne variable.

Bonne régulation

Consigne

Temps

Gra

ndeu

r ré

glée

Mauvaise régulation

ProcessLogique decommande

+

-

Valeur mesurée de grandeur à surveiller

Comparateur

Consigne

RéfléchirCommande

Perturbation (s)

Grandeurréglée

Générer

GrandeurRéglante

ProcédéActionneur

Agir

Régulateur

Grandeur mesurée Mesure +Communiquer

Capteur +Transmetteur

Doss

ier

ECHOS CENTRELEC4

DossierLes servomécanismes

On appelle servomécanisme, un système asservi dontle rôle consiste à amplifier la puissance. La grandeurréglée est une grandeur mécanique tel qu'un effort,un couple, la position ou l'une de ses dérivées parrapport au temps, comme la vitesse et l'accélération.

Fonctionnement en boucle ouverte (Manuel)

On parle de fonctionnement en boucle ouverte quandc'est l'opérateur qui contrôle l'organe de réglage. Cen'est pas une régulation.

Fonctionnement en boucle fermée (Automatique)

C'est le fonctionnement normal d'une régulation. Lerégulateur compare la mesure de la grandeur régléeet la consigne et agit en conséquence pour s'enrapprocher.

SCHEMAS DE REPRESENTATION

Schèma TILa norme NF E 04-203 définit la représentationsymbolique des régulations, mesures et automatismedes processus industriels. Les instruments utiliséssont représentés par des cercles entourant des lettresdéfinissant la grandeur physique réglée et leur(s)fonction(s). La première lettre définie la grandeurphysique réglée, les suivantes la fonction desinstruments.

Schèma fonctionnelLe schéma fonctionnel représente les relations entreles différentes grandeurs physiques des boucles derégulation. Il sera composé uniquement des élémentssuivants :

- Ligne de parcours d'une grandeur physique : Cetteligne représente le parcours d'une même grandeurphysique de la boucle de régulation.

- Bloc gain: Le bloc représente la relation entre deuxgrandeurs physiques, relation réaliser par un élémentde la boucle de régulation :

S=HxE

- Sommateur et soustracteur : Ce bloc représentel'addition ou la soustraction de grandeurs physiquede même nature.

CARACTERISTIQUES STATIQUESET DYNAMIQUES D’UN PROCEDE

StabilitéProcédés naturellement stables

Un procédé est dit naturellement stable si à unevariation finie de la grandeur réglante E correspondune variation finie de la grandeur réglée S.

Grandeur régléePression

TempératureNiveauDébit

Analyse

LettrePTLFA

FonctionIndicateur

TransmetteurEnregistreurRégulateur

Capteur

LettreITRCE

Première lettre Les suivantes

Perturbation (Z)

Commande (Y) Grandeur réglé (X)

Perturbation (Z)

Commande (Y)Grandeur réglé (X)

Consigne (W)REGULATEUR

Mesure (X)

Grandeur réglée

RégulateurIndicateur

deDébit

Transmetteurde

Pression

Fonctions

FIC

SYSTEME

PT

SYSTEME

E SH

Objet

E2

E1 S = E1 + E2++

E2

E1 S = E1 - E2-+

Doss

ier

ECHOS CENTRELEC 5

DossierLinéarité, non-linéarité d'un système

Un système est linéaire si on peut décrire sonfonctionnement à l'aide d'équations mathématiqueslinéaires

Caractéristiques dynamiques d’unprocédéTemps de réponse

C'est l'aptitude du système à suivre les variations dela grandeur réglante. Dans le cas d'un échelon de lagrandeur réglante. On calcule le temps de réponse enmesurant la durée entre le moment de l’application del’échelon To et l’instant T1 à parti duquel le signal desortie se trouve dans une bande <10% du régimepermanent.

Dépassement

Le premier dépassement permet de qualifier la stabilitéd'un système. Plus celui-ci sera important, plus lesystème sera proche de l'instabilité. Dans certainerégulation, aucun dépassement n'est toléré.

LES REGULATEURS

Structure de principe d’un régulateur

n Le signal de mesure X est l'image de la grandeurréglée, provenant d'un capteur et transmetteur et

Procédés naturellement instables

Un procédé est dit naturellement instable si à unevariation finie de la grandeur réglante E correspondune variation continue de la grandeur réglée S.

Régime transitoire - Régime permanent

On dit que le système fonctionne en régime permanent,si l'on peut décrire son fonctionnement de manièresimple. Dans le cas contraire, on parle de régimetransitoire. Pour passer d'un régime permanent à unautre, le système passe par un régime transitoire.

Caractéristiques statiques d’un procédéLa caractéristique statique est la courbe représentativede la grandeur de sortie S en fonction de la grandeurd'entrée E : S = f(E).Remarque : On ne peut tracer la caractéristique statiqueque d'un système stable.

Gain statique

Si le système est naturellement stable, le gain statiqueG est le rapport entre la variation de la grandeur desortie S et la variation de la grandeur d’entrée E.

Erreur statique

Si le système est stable, l'erreur statique E est ladifférence entre la consigne W et la mesure de la valeurréglée X.

E= W - X

G =∆S∆E

SSE

tempsSystèmetemps

E

H

SSE

tempsSystèmetemps

E

H

Régime permanent Régime transitoire Régime permanent

Temps

Transmetteurde pression Voiture

Vit

esse

en

km/h

I en

mA

20 200

00 5

4

120Puissance en ChPression en mbar

TO T1 Temps

Grandeur régulante

120%

90%

110%

100%

8888

8888

8888

Affichage

Mesure(X)

Commande(Y)

Correcteur

RégulateurConsigne(W)

+-

Réglages Auto Manu

Doss

ier

ECHOS CENTRELEC6

Dossier

Schéma de principe d'une boucle de courant

Une boucle 4-20 mA est composée:

n D'un générateur, qui fournie le courant électrique;n D'un ou plusieurs récepteurs, qui mesure le courantélectrique qui les traverse.

n Le courant sort par la borne + du générateur.n Le courant entre par la borne + des récepteurs.

REGULATIONPROPORTIONNELLE INTEGRALEDERIVEE - PID

Action proportionnelle

Le régulateur à action proportionnelle, ou régulateurP, a une action simple et naturelle, puisqu’il construitune commande u(t) proportionnelle à l’erreur e(t).

Cette action s’apparente à un effet ressort (ressort

de rappel).

– Loi de commande du régulateur P :

u (t) = Kp · e (t)

– Fonction de transfert du régulateur P :

– Schéma fonctionnel du régulateur P

– Réponse indicielle du régulateur P :

transmise sous forme d'un signal électrique oupneumatique ;n La consigne W peut-être interne (fournie en localpar l'opérateur) ou externe ;n L'affichage de la commande Y se fait généralementen unités physiques pour la consigne et la mesure.n Si un régulateur est en automatique, sa sortie dépendde la mesure et de la consigne. Ce n'est pas le cass'il est en manuel.

Choix du sens de l’action d’unrégulateurUn procédé est direct, quand sa sortie varie dans lemême sens que son entrée. Dans un régulateur, lamesure est considérée comme une entrée. Dans lecas contraire, le procédé est dit inverse

Si le procédé est direct : Il faut mettre le sens d'actiondu régulateur sur inverse. Si le procédé est inverse :Il faut mettre le sens d'action du régulateur sur direct.

Raccordement électrique

Le transmetteur

On peut distinguer trois types de transmetteur :n Les transmetteurs 4 fils (actifs) qui disposent d'unealimentation et qui fournissent le courant I. Leur schémade câblage est identique à celui des régulateurs ;n Les transmetteurs 3 fils (actifs) sont des transmetteur4 fils, avec les entrées moins reliées ;n Les transmetteurs 2 fils (passif) qui ne disposentpas d'une alimentation et qui contrôle le courant Ifournie par une alimentation externe ;

Gc (s) =U (s)U (s)

= Kp

InverseEE S S

Direct

InverseX Y

RégulateurProcédé

Y Y

X YXY

RégulateurProcédé

Direct

+ + +Transmetteur

Entrée Sortie

24 V 4-20 mA

e(t) u(t)

Récepteur + ++

+ + +Transmetteur

Entrée Sortie

24 V 4-20 mA

Transmetteur Alimentation4-20 mA+ +

u(t) = Kpe(t)

r_04_02_01.eps

e(s) =ε(t)

t [s]

Ι

0

Direct

Inverse

Générateur Récepteur

pK

Doss

ier

ECHOS CENTRELEC 7

Dossier

Avantages et inconvénients de l’action intégrale

La réponse harmonique du régulateur PI montre quecelui-ci est à action plutôt intégrale à basse fréquenceet plutôt proportionnelle à haute fréquence.

Ce comportement intégrateur à basse fréquence faitl’avantage du principal du régulateur PI, son action Ipermettant d’annuler une erreur stat ique.

L’inconvénient du régulateur PI peut se déduiredirectement de sa réponse fréquentielle, laquellemontre qu’à basse fréquence, tous les signaux sontdéphasés de -90° : l’action intégrale est lente et ralentitainsi la propagation des signaux dans la boucle.

Elle augmente ainsi le risque d’instabilité inhérent àtout système contre-réactionné. Il faut donc être surses gardes lorsque l’on s’apprête à mettre en oeuvreun régulateur comprenant une action intégrale.

Régulateur à action proportionnelle (P) et dérivée (D)

Considérons les deux situations, où l’erreur e(t0) a lamême amplitude, mais où– elle croît dans le premier cas ;– elle décroît dans le second cas.

Intuitivement, on conçoit qu’il serait illogique d’appliquerdans ces deux situations la même commande u(t0),bien que ce soit bel et bien l’action qu’entreprendraitun régulateur de type P.

Il vient alors l’idée de former la commande u(t0) nonpas en tenant compte exclusivement de l’amplitude del’erreur (action P) à l’instant considéré t0, mais ausside son évolution, dans le but de savoir quelle est latendance du signal d’erreur et en quelque sorte de laprévoir.

Un bon moyen consiste à évaluer son taux de variation,à savoir sa pente en calculant la dérivée de l’erreur ent0.

Avantages et inconvénients de l ’actionproportionnelle

Le régulateur P assure une transmission instantanéedu signal d’erreur ; dans ce sens, son action estrelativement dynamique : sa commande ne dépendpas du passé, ni d’une tendance, mais simplement dece qui se passe à l’instant présent.

Une limitation du régulateur P est son incapacité àannuler notamment l’erreur statique en régulation de

Une limitation du régulateur P est son incapacité àannuler notamment l’erreur statique en régulation demaintien, i.e. celle qui apparaît consécutivement àl ’ intervention d’une perturbation constante.

Régulateur à action intégrale (I)

Un système, même contre-réactionné par un régulateurP, peut présenter une erreur permanente en régimepermanent constant.

Cette erreur intervient alors que les signaux d’entrée(consigne ou perturbation) sont constants. On la désignepar erreur statique.

Pour remédier au problème du statisme, on complètel’action P (proportionnel) par une action dont le rôle estd’accumuler le signale d’entrée e(t) et de se maintenirà son dernier niveau lorsque l’erreur est nulle.

Mathématiquement, cette action consiste à intégrer lesignal d’erreur e(t) :

La commande résultante est donc composée de deuxactions : une action proportionnelles P et une actionintégrale I : il s’agit donc d’un régulateur PI.

– Loi de commande du régulateur PI :

– Fonction de transfert du régulateur PI

– Schéma fonctionnel du régulateur PI

– Réponse indicielle du régulateur PI

υi (t) =1

Ti

t

8

e (τ) dτ

υ(t) = Kp e (t) + 1

Ti

t

8

e (τ) dτ

Gc (s) =U (s)

E (s)Kp

1 + s • Tis • Ti

e(t) Kp∑

υ(t) = Kp e (t) + 1

Ti

t

8

e (τ) dτ

r_04_02_04.eps

e(s) =ε(t)

t [s]

1

0

Kp

Ti

e(t) e(t)

t[s]00

e(t0)e(t0)

t0 t0

ECHOS CENTRELEC8

Doss

ier Dossier

moment où l’erreur décroît, introduisant ainsi un effetde freinage lors de l’approche de la consigne. Dansce sens, l’action D est une commande particulièrement"intelligente".

Un inconvénient majeur de l’action D est à rechercherau niveau de l’effet des bruits n(t) intervenant sur lamesure. Le dérivateur amplifie l’effet des bruits etceci d’autant plus que ceux-ci se situent par naturedans une gamme de fréquences relativement élevées.

Action conjuguée PID

En général, le régulateur ne fonctionne pas en actiondérivée pure (trop instable). Il fonctionne en correcteurProportionnel Intégral Dérivé (PID). Le triplet, BandeProportionnelle - Temps Intégral - Temps dérivé,définit trois types de fonctionnement qui sontreprésentés dans les schémas suivants :

Résumé des actions des corrections P, I et D

Pour ce faire, la dérivée par rapport au temps du signald’erreur e(t) est calculée au moyen d’un bloc fonctionnel,multipliée par un gain ajustable Td afin de pouvoir doserson action. Cette contribution est ensuite ajoutée àcelle de l’action P. On obtient alors un régulateur PD.

– La loi de commande du régulateur PD

– Fonction de transfert du régulateur PD

– Schéma fonctionnel du régulateur PD

– Réponse indicielle du régulateur PD :

Avantages : effet stabilisant et amélioration de larapidité

L’action D apporte une amélioration notable ducomportement dynamique, accélérant la vitesse deréaction du régulateur aux moindres variations del’erreur.

Ainsi, un signal d’erreur, si faible que soit son amplitude,pourra générer une réaction très énergique du régulateursi son taux de croissance est élevé.

L’action D anticipe donc l’évolution de la grandeurréglée y(t) et a tendance à accélérer la propagationdes signaux dans la boucle.

Une conséquence directe de l’effet d’anticipation del’action D est qu’il est a priori plus facile de limiter lesdépassements de la réponse indicielle avec unrégulateur PD qu’avec un régulateur P ou PI : l’actionD apporte une contribution allant diminuant dès le

υ(t) = Kp dtde

Tde (t) +

Gc (s) =U (s)

E (s)Kp 1 + s • Td

e(t) Kp∑ u(t)

r_04_02_04.eps

e(s) =ε(t)

t [s]

Ι

0

υ(t) = Kp dtde

Tde (t) +

Td ddt

E Y+

++

Série

+

++

YE

Td ddt

E Y++

++

Quand…augmente Stabilité Rapidité Précision

Bande proportionnelle - Xp Augmente Diminue

DiminueTemps Intégral Ti

Temps Dérivée Td

Diminue

Augmente

Diminue Augmente

Pas d’influence

Pas d’influence

KpTdδ(t)

1

Ti

100Xp

Td ddt

1

Ti

100Xp

1

Ti

100Xp

Mixte

Parallèle

ProduitsANALYSE VIBRATOIRE

DATA COLLECTOR

EMONITOR

ANALYSE VIBRATOIRE

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Prod

uits

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Ques

tion

s fr

éque

ntesQuestions fréquentes

Q1 : Est-ce que les tableaux électriquesBT fabriqués conformément à la normesont plus chers que les tableauxtraditionnels ?

Pour donner une réponse directe à la question, ondira “Oui”. Mais, il est très important de ne pasconfondre “coût d’achat” et “coût de possession”.

En effet, un tableau électrique est un équipementvivant caractérisé par un coût d’acquisition, un coûtd’exploi tat ion et un coût de maintenance.Les tableaux dits “traditionnels” ont certes un coûtd’acquisition plus faible mais peuvent présenter descoûts d’exploitation et des coûts de maintenanceassez élevés pour devenir beaucoup plus chers àmoyen et à long terme. La durée de vie d’un tableauélectrique est en générale supérieure à 10 ans.

En plus de ces notions de coûts de possession, lestableaux électriques réalisés conformément à la normeprésentent une assurance pour l’exploitant en termede sécurité des biens et des personnes, en terme defiabilité et de disponibilité.

Q2 : Quelle est la différence entre lescouples constants et variables ?

- Couple constant : c’est un couple quasi indépendantde la vitesse (manutention et pompes et ventilateursvolumétriques), l’intensité absorbée est à peu présl’image du couple dans la plage de 2 à 50Hz.- Couple variable ou quadratique : c’est un couplequi augmente comme le carré de la vitesse (pompeset ventilateurs centrifuges), l’intensité absorbée est àpeu prés l’image du couple dans la plage de 2 à 50Hz.

Q3 : C’est quoi un filtre RFI ?

C’est un élément constitué de selfs et decondensateurs qui se monte sur les variateurs devi tesse af in d ’at ténuer les rayonnementsradiofréquences sur l’environnement entre 150 kHz

et 300 MHz. Ce filtre se place en amont du variateur

sur l’alimentation puissance, le plus prés possible duvariateur.

Son efficacité est liée à la qualité de la terre et auxprécautions de câblage complémentaires nécessaires,c’est à dire blindage ou passage du câble moteurdans une goulotte métallique.

Les filtres RFI sont prévus pour des réseaux ayant leneutre à la terre.

La plupart des gammes de variateurs Allen-Bradleyintègre ce filtre RFI en standard et sur d’autres il estdisponible en option externe.

Q4 : Quel est le phénomène de blocageet quelles sont ses répercussions surl’installation ?

Le blocage d’un entraînement peut être provoqué parun couple résistant trop élevé ou par un dommagemécanique. Si un entraînement est bloqué pendantla phase de démarrage, le moteur s’échauffe trèsrapidement et atteint la température limite de l’isolationaprès expiration du temps de blocage admissible.

Il est alors judicieux d’isoler l’entraînement en questiondu réseau aussi vite que possible. On évite ainsi unecharge mécanique et thermique inutile du moteur etdes éléments de transmission des efforts. De mêmeles conséquences d’accidents possibles sontminimisées.

Les appareils électroniques sont particulièrement bienadaptés à la protection contre les blocages car ilssont capables de simuler exactement l’échauffementlors du démarrage. L’ajustement correct du temps deblocage admissible et donc du courant de blocage sefait d’après l’expérience et suivant l’application.

Q5 : Pourquoi les moteurs moyennetension sont dits « Moteurs à rotorscritiques » ?

Les moteurs moyenne tension sont utilisés à partird’une puissance d’environ 200 KW. Leur constructionet leur fonctionnement sont identiques aux moteursbasse tension. Ils sont normalement du type à rotorcritique et doivent donc être protégés en conséquence.

Un moteur à rotor critique est un moteur pour qui lestemps de blocage et de démarrage admissibles sontl imités par la capacité thermique du rotor.

Si ces moteurs sont utilisés dans des conditions dedémarrage pénible, ils peuvent atteindre très rapidementla température critique en cas de blocage. Ainsi, letemps de démarrage doit être ajusté beaucoup pluslong que le temps de blocage admissible.

Pour que la protection en cas de blocage soit quandmême assurée lors du démarrage, la vitesse doit êtresurveillée pendant cette phase par un indicateur devitesse ou d’arrêt. Lors du fonctionnement, l’appareilde protection doit également réagir immédiatement encas de blocage.

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Dim

ensi

onne

rDimensionner

Les départs moteurs

Les départs-moteurs sont utilisés depuis presque aussilongtemps que les moteurs existent. Ils assurentplusieurs fonctions, notamment la mise sous tensiondu moteur, la protection de celui-ci contre les courts-circuits et les surcharges. Sur le plan technologique,les départs-moteurs ont beaucoup évolué au cours deces dernières années, ils sont de plus en plus intégréset disposent de fonctions de communication qui facilitentleur intégration dans les applications d’automatismes.

Fonctions de base d’un départ moteur

Sectionnement :C’est la fonction responsable d’isoler le départ moteurdu réseau électrique et qui permet l’intervention surle départ sans courir aucun risque. Cette fonction peutêtre assurée par un sectionneur sans ou avec fusible,un disjoncteur ou un interrupteur,…

Protection magnétique :C’est la protection contre les surcharges. On assurecette fonction soit avec les relais thermiques à bilames,électroniques ou encore mieux avec des relaisnumériques. Elle peut aussi être intégrée à d’autreséquipements tels que les démarreurs électroniques etles variateurs de vitesse.

Commutation:Cette fonction désigne la capacité de fermeture etd’ouverture des circuits électriques sans mettre endanger l’installation électrique et les personnes quiinterviennent là dessus. En générale l’élément assurantcette fonction est le contacteur.

Fonctions supplémentaires d’un départmoteurProtection différentielleC’est la protection contre les défauts d’isolementpouvant affecter le départ moteur.Cette fonction peut être réalisée par des relaisdifférentiels dédiés ou être intégrée dans des relaisde protection multifonctions

Contrôle de la phase de démarrage et d’arrêtLa finalité de cette fonction est de résoudre lesproblèmes rencontrés avec les démarreursélectromagnétiques. Les produits assurant cettefonction sont les démarreurs électroniques quipermettent un démarrage et un arrêt progressif desmoteurs asynchrones en contrôlant les pointes decourants et de couple.

Contrôle et variation de la vitesse defonctionnementCette fonction permet l’adaptation du couple, de lavitesse, de l’accélération ou d’autres grandeurs pourune conduite satisfaisante du procédé :l Démarrage progressif du procédé, accélération etdécélération contrôlée.l Contrôle précis du couple, de la vitesse en régimestatique et/ou dynamique.l Réglage/asservissement des flux de production à lademande.

Eléments essentiels pour un bondimensionnementLe courant de court-circuit :C’est le courant maximum Icc susceptible de sedévelopper, en un endroit d’une installation, lors d’undéfaut d’isolement entre deux phases.

Les équipements, disjoncteurs ou fusibles, assurantla protection contre ce courant de court-circuit doiventavoir un pouvoir de coupure (PDC) supérieur à lavaleur de ce dernier.La valeur de ce courant varie en fonction desparamètres :

Connus et immuables :

- Puissance des transformateurs d’alimentation.- Tension de court-circuit des transformateursd’alimentation.

Réseau Electrique

Sectionnement

Protection magnétique

Protection thermique

Commutation

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Dim

ensi

onne

r

DimensionnerSouvent inconnus de l’utilisateur :

* Distance et section des câbles entre le transformateuret le départ moteur.* Impédance de différents produits installés entre letransformateur et le départ moteur.

Les surcharges autorisées :Ces surcharges autorisées sont définies par les classesde déclenchement qui sont fonctions du temps dedéclenchement à partir de l’état froid (pas de passagepréalable de courant).

Ir: courant de réglage du relais thermique.

Le type de coordination:La coordination selon la norme CEI 947- 4-1 est :- L’aptitude d’un démarreur à protéger efficacement unmoteur et une installation.- Les conditions à assurer avant toute remise en serviced’un équipement ayant déclenché sur court-circuit.

La coordination type 1 selon CEI60947-4-1 :

n Le contacteur ou le démarreur ne doit pas occasionnerde dangers pour les personnes et les installations encas de court-circuit.n Le contacteur ou le démarreur doit être en mesurede fonctionner de façon continue.n Les contacteurs et les relais de surcharge peuventêtre endommagés.

La coordination type 2 selon CEI60947-4-1 :

n Le contacteur ou le démarreur ne doit pas occasionnerde dangers pour les personnes et les installations encas de court-circuit.n Le contacteur ou le démarreur doit être en mesurede fonctionner de façon continue.n Les caractéristiques de déclenchement du relais deprotection ou d’autres pièces ne doivent pas êtremodifiées. Les risques de soudure des contacts sontadmis, s’ils peuvent être séparés sans provoquer dedéformations importantes des pièces.

Les types de service :

La plupart des moteurs fonctionnent souvent en servicenon continu. Certains moteurs ne fonctionnent quependant une brève période, d’autres tournent toute lajournée mais avec une faible charge, et de nombreuxmoteurs doivent accélérer de fortes inerties ou sontcommandés en mode commuté et freinésélectriquement.

Neuf types de services principaux ont été spécifiésdans la norme CEI 34.

La catégorie d’emploie :C’est la capacité de commutation liée à un typed’utilisation et un type de charge.Les catégories d’emploi des contacteurs sont :

Courant alternatif

Courant alternatif

Classe

10A102030

1,05Ir

>2h>2h>2h>2h

1,2Ir

< 2 h< 2 h< 2 h< 2 h

1,5Ir

< 2 m i n< 4 m i n< 8 m i n<12min

7,2Ir

2s= tp =10s2s= tp =10s2s= tp =20s2s= tp =30s

Temps de déclenchementà partir de l’état froid

S1S2S3S4S5

S6S7

S8

S9

Service continu.Service temporaireService périodique intermittent sans démarrage.Service périodique intermittent à démarrage.Service périodique intermittent à démarrage etfreinage électrique.Service continu à charge intermittente.Service ininterrompu à démarrage et freinageélectrique.Service ininterrompu à variations périodiquesde charge / de vitesseService ininterrompu à variations non périodiquede charge / de vitesse.

AC1

AC2

AC2

AC3

AC4

Circuit résistif ou faiblement inductifEx : Fours à résistancesMoteur à bague. Démarrage, coupure desmoteurs lancésMoteur à bague. Démarrage, inversion demarcheMoteur à cage. Démarrage, coupure desmoteurs lancésMoteur à cage. Démarrage, inversion etmarche par «là coup»

DC1DC2

DC3DC4

DC5

Circuit résistif ou faiblement inductifMoteur shunt. Démarrage coupure des moteurslancésDémarrage, inversion et marche par "à-coups"Moteur série. Démarrage, coupure des moteurslancés.Moteur série. Démarrage, inversion et marchepar "à-coups".

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Solu

tion

s SolutionsLe système de protection modulaire série 825-P pourmoteurs est une solution compacte et modulaire quipermet à un installateur ou à l’utilisateur de configurerle fonctionnement d'un équipement pour qu'ilcorresponde exactement aux besoins de l'application.Totalement configurable et modulaire, il peut êtreétendu au fur et à mesure que l'application sedéveloppe. L'ensemble d'options et d'accessoiresdébrochables qui l'accompagnent en facilitentl'installation. Enfin, cette conception de dernièregénération offre davantage de fonctionnalités avecl'option de mesure de la tension d'alimentation, lecontrôle de la puissance et la surveillance des sondesde températures.

PRESENTATION DU SYSTEME

Appareil de base• Plage d'intensités de 0,5 à 5 000 A• Convient aux applications basse et moyenne tension• Clavier et écran LCD rétro-éclairé à 2 lignes intégrés• Bouton de test / réarmement• Voyants d'état• Large plage de tensions d'alimentation (110 à 240V c.a. / c.c.)• Trois relais de sortie• Deux entrées configurables• Entrée thermistance PTC• Entrée transformateur sommateur• Port fibre optique pour scrutateur de sondes detempérature (RTD) à distance• Boîtier IP65 (NEMA 12)

Modules convertisseurs• Avec six plages de courant : de 0,5 à 630 A.

Transformateur sommateur• Détection de défauts de mise à la terre de faibleniveau, sensible.Module scrutateur de sondes de température(RTD)• Entrées 12 voies• Compatible avec tous les types de sondes.

Cartes en optionEntrée tension• Terminaisons d'entrée pour VA, VB, VC et VN• Permet de mesurer la tension et la puissance etoffre des fonctions de protection connexes

Communications DeviceNet ou Modbus• Accès direct au réseau pour la commande et la

surveillance.

E/S d'extension• Trois entrées configurables• Quatre sorties relais auxiliaires• Sortie analogique isolée 4 à 20 mA

PROTECTION COMPLETELa solution de protection modulaire 825-P fournit uneprotection complète pour les moteurs par la surveillancedes paramètres cruciaux du courant, de la tensiond'alimentation et de la température du moteur. Lesréglages haute résolution permettent à l'installateurde configurer une protection précise pour obtenir uneutilisation optimale du moteur tout en évitant lesdétériorations et les temps d'arrêt.

FONCTIONS DE MESURE COMPLETESParamètres de courantCourant par phase, Intensité moyenne, Charge dumoteur en % et Courant de fuite à la terre.

Paramètres de tensionTensions entre phases, Tension moyenne, entrephases, Tensions entre phase et neutre, déséquilibrede tension et Fréquence du système.

Paramètres de puissancePuissance réelle (kW), Puissance réactive (kVA),Facteur de puissance, Angle de phase.

Paramètres de températureUtilisation de la capacité thermique en %, Valeurssondes de température.

STATISTIQUESLa solution fournit des précieuses statistiques defonctionnement du moteur suivantes : temps defonctionnement, temps d'arrêt, pourcentage du tempsde fonctionnement, nombre de démarrages, nombrede démarrages d'urgence, date et heure du réarmementdu dernier déclenchement.

HISTORIQUECette solution enregistre les cinq derniers événementsde déclenchement. Chacun de ces événements estrésumé et les informations suivantes enregistréesavant la saisie des données de déclenchement :• Enregistrement de la date et de l'heure del'événement.• Identification du déclenchement et de l'alarme.• Valeurs d'amplitude du courant de phase et de terreet angle de déphasage.

Le système de protectionmodulaire série 825-P

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Not

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quip

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Notre équipe

Technologie

Ce que vous pensez de Echos CENTRELEC

TechnologieLe module XM-122

Dans notre dernière édition, nous avons lancé uneenquête pour savoir ce que vous pensiez de votrejournal Echos CENTRELEC.

L’analyse des résultats de cette enquête montre queEchos CENTRELEC est fortement apprécié par vous.

Vous étiez nombreux à affirmer que EchosCENTRELEC est un outil qui vous aide dans votretravail quotidien, vous informe sur les dernièresnouveautés dans le domaine de l’électricité, et enrichitvos connaissances théoriques.

Sur l’ombre de vos appréciations, suggestions, etcritiques, que nous avons analysé avec beaucoupde soin, vous allez recevoir, à partir de la prochaineédition un Echos CENTRELEC sous une nouvelleforme, que nous vous invitons à découvrir dans leprochain numéro.

Un grand merci à tous nos lecteurs !

Le module XM-122 mesure les vibrations« standard » et possède des composants et unmicroprogramme permettant la mesure du « g SpikeEnergyTM (gSE) ».

Le gSE est une technique de traitement du signaldéveloppée par Entek. Le gSE mesure l’intensité del’énergie générée par des impacts mécaniquestransitoires répétés.

Ces impacts surviennent lors de défauts de surfaced’éléments de roulement, de dent d’engrenage, oud’autre contact métal-métal (frottement de rotor,lubrification insuffisante,...).

gSE est utilisé comme indicateur précoce, indiquantégalement la sévérité du défaut.

Votre avis nous intéresse

Vous lisez notre journal, v

ous

avez des remarques ou

propositions, n’hésitez pas à

remplir le questionnaire ci-joint

et nous le faxer au 022 44 47 07

Journal d’information CENTRELEC38, Bd Abdellah Ben Yassine - Casablanca

Tél. : 022 44 47 00 (LG) - Fax : 022 44 47 07Publication trimestrielle réalisée par la direction Marketing et Communication de CENTRELEC

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