OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE:
- Expliquez le but des relais de défaillance de phase.
- Liste des risques de défaillance de phase et d’inversion de phase.
Si deux des lignes alimentant un moteur triphasé sont inversées, le moteur inversera le sens de rotation. Cela peut être un problème sérieux avec certains types d’équipements. L’inversion involontaire de la direction peut provoquer le cisaillement des dents d’engrenage, la rupture des chaînes et le dévissage de la roue des pompes submersibles de l’extrémité de l’arbre du moteur. Cela peut non seulement causer des dommages à l’équipement, mais également des blessures aux opérateurs ou au personnel à proximité de la machine.
Une panne de phase se produit lorsque l’une des lignes alimentant un moteur triphasé est perdue. Le moteur continuera à fonctionner mais tirera une quantité excessive de courant. Dans cette condition, le relais de surcharge devrait entraîner la déconnexion du moteur du démarreur de la ligne électrique si les réchauffeurs de surcharge ont été dimensionnés correctement. Une seule phase entraînera une augmentation du courant de 173% en moyenne des deux phases qui restent sous tension dans un moteur triphasé.
Effets de la variation de tension sur les moteurs
Les moteurs sont affectés lorsqu’ils fonctionnent à une tension autre que leur tension nominale de la plaque signalétique. Les moteurs NEMA sont conçus pour fonctionner à plus ou moins 10% de leur tension nominale. Fgr. 1 montre la variation approximative du courant de pleine charge et du courant de démarrage pour les moteurs électriques typiques lorsqu’ils fonctionnent sur leur tension nominale (110%) et sous leur tension nominale (90%). Les moteurs fonctionnent généralement sur des systèmes à tension équilibrée (la tension est la même entre toutes les phases). La tension déséquilibrée est l’une des principales causes de défaillance du moteur.
Une tension non équilibrée est généralement causée lorsque des charges monophasées sont fournies par des systèmes triphasés.
Détermination de la Quantité de Déséquilibre de tension
Variation de tension Current Courant à pleine charge Current Courant de démarrage
110% –7% — 10-12% Augmentation
90% — 11% — 10-12% Diminution
Fgr. 1 Changement de courant pour les moteurs électriques lorsqu’ils fonctionnent sur ou sous la tension nominale.
Fgr. 1 fait référence à la tension aux bornes des conducteurs de phase d’un système triphasé équilibré mesurée entre les phases AB, BC et AC. En d’autres termes, le tableau indique l’effet sur le courant du moteur lorsque la tension est supérieure ou inférieure à la valeur nominale de la plaque signalétique du moteur dans un système équilibré. Des dommages plus importants sont causés lorsque les tensions sont déséquilibrées. La NEMA recommande que la tension non équilibrée ne dépasse pas plus ou moins 1%. Les étapes suivantes illustrent comment déterminer le pourcentage de déséquilibre de tension dans un système triphasé:
1. Prenez des mesures de tension entre toutes les phases. Dans cet exemple, supposons la tension entre AB _ 496 volts, BC _ 460 volts et AC _ 472 volts.
2. Trouvez la tension moyenne.
496 460 472
– – –
1428 —> 1428/3 = 476 V
3. Soustrayez la tension moyenne de la lecture de tension qui entraîne la plus grande différence.
496 – 476 = 20 V
4. Déterminez la différence en pourcentage.
100 x Plus grande Différence de tension / Tension moyenne
100×20 / 476 = 4,2% déséquilibre de tension
Augmentation de la chaleur
Le pourcentage d’augmentation de la chaleur dans le moteur causée par le déséquilibre de tension est égal à deux fois le pourcentage au carré.
2 x (déséquilibre de tension en pourcentage)^2
2 x 4,2 x 4,2 = 35,28% d’augmentation de la température dans l’enroulement avec le courant le plus élevé.
Un relais de surveillance de phase à semi-conducteurs est représenté en Fgr. 2. Ce relais assure une protection en cas de déséquilibre de tension ou d’inversion de phase. L’appareil se réinitialise automatiquement après le retour des conditions de tension correctes. Un voyant indique quand le relais est activé.
Fgr. 2 Relais de surveillance de phase à semi-conducteurs.
QUIZ:
1. Un moteur triphasé a un courant de plaque signalétique de 56 ampères. Si une phase est perdue et que le moteur commence une phase unique, quelle serait la quantité moyenne de courant circulant dans les deux phases restantes?
2. Les moteurs NEMA sont conçus pour fonctionner à quel pourcentage de leur tension nominale?
3. Un moteur triphasé est conçu pour fonctionner sur 208 volts. Les lectures de tension suivantes sont prises: A-B 177, A-C 187, B-C 156. Quel est le pourcentage d’augmentation de la température dans la phase avec la consommation de courant la plus élevée?