Les moteurs électriques forment la colonne vertébrale de l'industrie moderne. Ils fournissent l'énergie mécanique nécessaire dans la plupart des procédés de fabrication. Les organismes publics ont imposé des normes strictes pour la mise en œuvre de certaines formes de protection thermique pour tous les moteurs électriques d'une puissance supérieure à 1 CV. Avec autant d'options diverses à votre disposition, comment choisir le relais thermique adapté à votre démarreur de moteur ?
Pour décrire le relais thermique idéal d'un démarreur de moteur pleine tension, vous devez tenir compte des aspects suivants.
- Fonctions de protection
- Fonctions de diagnostic
- Fonctions d'intégration
Un relais thermique doit au minimum fournir une protection contre les surcharges thermiques. Cette forme de protection mesure le courant consommé par le moteur électrique et l'applique à un modèle de surcharge thermique pour simuler la chaleur interne du moteur électrique. Il existe deux types de modèle de surcharge : I2T et modèle à deux corps. I2T est le modèle le plus répandu qui est utilisé dans la plupart des relais de protection de moteur bimétalliques, eutectiques et électroniques. Un modèle à deux corps tient compte des caractéristiques de démarrage et de fonctionnement d'un moteur électrique. Ce modèle permet une simulation plus précise de la chaleur interne d'un moteur électrique, en particulier dans le cas de gros moteurs électriques et de moteurs moyenne tension.
La deuxième fonction de protection la plus importante à prendre en compte est la protection contre la perte de phase. La perte de phase est la principale cause de défaillance d'un moteur. Elle se produit lorsqu'une phase de courant est égale à 0 A en raison d'un fusible qui a sauté. Il faut au moins 30 minutes à un algorithme de protection contre les surcharges pour détecter une perte de phase. L'exposition à long terme à une perte de phase endommage le moteur électrique ; seuls les relais électroniques de protection de moteur peuvent détecter une perte de phase en trois secondes ou moins.
Les autres fonctions de protection à prendre en considération pour la protection dynamique du moteur et de la machine comprennent la protection contre le courant de défaut de mise à la terre, le blocage, le calage, la charge insuffisante, le déséquilibre, la tension et la protection électrique. Les moteurs puissants et onéreux peuvent bénéficier de ces fonctions de protection supplémentaires, capables d'arrêter le moteur électrique pour éviter les dommages avant les algorithmes de protection contre les surcharges. Seuls les relais électroniques de surcharge peuvent fournir ces fonctions de protection supplémentaires.
Tenez compte également des informations de diagnostic fournies par le relais électronique de protection de moteur. Les relais électroniques de protection de moteur sont capables d'afficher ou de communiquer des informations à un système de commande ou à un opérateur. Ces relais doivent au minimum communiquer le pourcentage d'utilisation de la capacité thermique (%TCU) et du courant pleine charge (%FLA). Ces deux paramètres de diagnostic indiquent en temps réel la chaleur et la consommation du moteur électrique et peuvent fournir à l'opérateur une indication du moment où la protection contre les surcharges peut se déclencher. Lorsque la valeur %TCU atteint 100 %, le relais électronique force le déclenchement de la protection.
Les relais électroniques de protection de moteur haut de gamme peuvent fournir des informations de diagnostic sur le délai avant déclenchement, le délai de réinitialisation, l'intensité efficace, le courant de défaut de mise à la terre, la puissance, l'historique et l'énergie. Ces informations sont utiles pour protéger des moteurs onéreux ou essentiels au procédé. Ces informations de diagnostic peuvent indiquer quand la protection contre les surcharges se déclenchera et permettre aux opérateurs de prendre des décisions essentielles à l'activité ou fournir des indications importantes au personnel de maintenance pour réduire les délais de réparation lorsque des problèmes de moteur imprévus surviennent.
La dernière fonction à prendre en compte concerne les capacités d'intégration offertes par ces relais. Les relais électroniques de protection de moteur offrent une large plage d'intensité, qui contribue à réduire le nombre de composants nécessaires pour protéger un large éventail de moteurs. Certains relais se montent directement côté charge d'un contacteur, ce qui permet de gagner du temps, de limiter l'espace utilisé et de réduire le câblage lors de l'installation. Certains relais possèdent des borniers débrochables pour réduire le délai de remplacement. Certains relais électroniques de protection de moteur sont modulaires et permettent de choisir les fonctions de protection et d'intégration nécessaires pour une application avec démarreur de moteur spécifique. Enfin, certains de ces relais fournissent des accessoires mécaniques afin de limiter le câblage de commande supplémentaire nécessaire à un démarreur pleine tension.
Les relais électroniques de protection de moteur dotés d'options de communication et d'E/S sont facilement intégrables aux systèmes de commande de même marque, en quelques clics de souris. Ces systèmes utilisent le relais électronique de protection de moteur comme dispositif d'E/S distribuées pour commander la bobine du contacteur à l'aide d'une commande du réseau de communication.
Comment décririez-vous votre relais électronique de protection de moteur idéal ? La réponse à cette question dépend de l'application avec moteur électrique spécifique. Pour les systèmes de commande de moteur simples qui commandent des opérations non essentielles pour le procédé, les relais bimétalliques ou eutectiques de base sont parfaitement adaptés. Pour les applications de commande de moteur complexes et de grande taille, qui commandent des opérations essentielles pour le procédé, un concepteur devrait envisager l'utilisation de relais afin de réduire la complexité du système de commande et de fournir des informations de diagnostic.
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Publié 20 octobre 2014
