Je me suis dit qu’il est temps d’apporter ma pierre (ou mon copeaux
) à l’édifice.Ayant une formation BAC et BTS électrotechnique (anciennement F3), je me suis dit que je pouvais vous expliquer un peu nos chers (et chers €€€) moteurs électriques équipant nos machines. Je ne ferai qu’un exposé de base, pour expliquer les grandes lignes. Pour plus d’info, suivez les quelques liens très bien expliqués en bas de ce message.
Tout d’abord, on va parler un peu du réseau électrique.
Aujourd’hui, nous sommes desservis en France,en Belgique et en Suisse, pour des particuliers, en 230V 50 hz monophasé (soit la tension entre la phase et le neutre). Cette phase est l’une des trois du réseau du fournisseur, et peut être différentes d’un voisin à un autre, afin d'équilibrer les trois. C’est la raison pour laquelle il ne faut jamais piquer le courant de son voisin
. Si celui-ci est raccordé à une phase différente, on crée un court-circuit en raccordant sa phase à la nôtre. Au mieux, les disjoncteurs déclenchent, au pire : feu, électrocution, matériel qui fond, blessures…Une mention pour le fil de terre (aussi appelé PE), qui est en fait raccordé directement à la terre chez vous, via un piquet de terre, ou un treillis métallique enfouis. Il est important d’avoir la meilleure prise de terre possible, ce qui veut dire que la résistance entre votre fil vert/jaune et le sol lui-même doit être la plus faible possible. Elle dépend de votre installation et du type de terrain (argileux, rocheux, humide…). Ce fil sert à protéger les personnes et les appareils en cas de défaut d’isolement (il faut avoir aussi une installation aux normes : disjoncteur différentiels en état de fonctionnement, appareils à carcasse métalliques reliés à cette fameuse terre…). Il doit IMPERATIVEMENT être connecté à la carcasse métallique du ou des moteurs.
Certaines personnes ont à disponibilité du triphasé, avec le neutre. Dans ce cas, elles ont 400V 50 hz entre deux phases, n’importes lesquelles, et toujours 230V entre une phase et le neutre.
On dit que notre réseau est 230/400V 50 hz.
A propos de la couleur des fils, qui a une importance (je parle pour la France, je ne sais pas pour nos amis Belges et Suisses):
Le neutre est toujours bleu.
La terre est toujours vert/jaune.
La phase est de n’importe quelle autre couleur (et interdite d’être bleu ou vert/jaune).
Après, certaines couleurs peuvent avoir des fonctions distinctes: par exemple orange pour les navettes des va et vient, rouge, noir ou marron pour les phases permanentes…
Ensuite, nos moteurs. Je ne parlerai que des moteurs à courants alternatifs. Ceux à courant continus nécessitent un dispositif de redressage/filtrage et contrôle, et cela sort de cette simple présentation. Je peux cependant répondre avec plaisir à n’importe quelles questions les concernant.
Environ 95% de nos moteurs sont triphasés. Oui oui, vous avez bien lu. Cela vient du fait que pour avoir un champ magnétique tournant dans le moteur, il faut au moins 3 bobines alimentées en déphasage.( Il existe bien quelques moteurs bobinés en monophasé, et ils utilisent des champs magnétiques non pas tournant, mais pulsés). Dans 98% des moteurs pour machines à bois, c’est un moteur triphasé.
Pour les alimenter en monophasé, on va tricher avec un condensateur, je vous expliquerai comment plus bas.
Nous avons donc trois bobines (appelées U, V et W). Chacune d’elle à deux bornes. C’est pourquoi quand vous ouvrez n’importe quel capot de la plaque à borne, vous voyez 6 bornes, chacune reliées à un fil partant dans le moteur.
Il y a aussi deux fils plus petits, reliés à une thermistance, insérée dans les bobinages, qui indique si le moteur chauffe trop, et qui sert à couper le dispositif de contrôle du moteur afin d’éviter qu’il ne crame.
Vous vous en doutez, tous les bobinages ne sont pas fait pour les mêmes tensions. Certains sont fait pour avoir 230V à leurs bornes, d’autres 400, d’autres 132, d’autres 692… tout dépend de ce que vous demandez au constructeur.
Pour le savoir, il suffit de regarder la plaque signalétique présente sur chaque machine.
Il y a toujours deux tensions (sauf pour certains moteurs spéciaux, type dalhander…) mentionnées. Parfois sous la forme : 230/400, parfois accompagnées d’un symbole : 230V ∆ et 400V Y (j’ai pris ces valeurs pour exemple)
La valeur de la tension maximale autorisée pour un enroulement est la première des deux valeurs (230V dans mon exemple), soit celle du couplage triangle ( ∆ ).
Ces trois enroulements sont connectés aux trois phases que l’on fournit au moteur sur les bornes U1, V1 et W1. Il faut donc connecter l’autre côté de chaque enroulement quelque part (les bornes U2, V2 et W2). Pour cela, on réalise le couplage des enroulements. Il peut être étoile (Y), ou triangle (∆).
On choisit le couplage en fonction de la tension que l’on propose au moteur, qui est, dans 90% des cas sur nos machines, celle fournie par le réseau (les fameux 230V monophasés).
Pour résumer : si on lit sur la plaque : 230V ∆, 400V Y, et que l’on a que du 230v Monophasé de disponible (soit 230v de différence entre la phase et le neutre), on couplera notre moteur en … triangle.
Si par contre on a du triphasé disponible, soit 400V entre deux phases (ou deux fils, si vous voulez), on couplera notre moteur en étoile.
Pour réaliser le couplage, le mieux est d’utiliser les barrettes présentes dans le boitier, sinon, du cable avec des yeux de terminaison seront tout à fait acceptable.
Couplage étoile (Y) :
Couplage triangle (∆)
Attention, vous noterez que sur ces deux photos, le fil de terre n'est pas relié
. Il faut IMPÉRATIVEMENT le brancher à la carcasse du moteur.Pour finir, un mot sur le courant. Un moteur est donné pour une certaine puissance, en kW. Sur la plaquette signalétique, vous trouverez cette puissance, ainsi que le facteur de puissance, le cos ϕ (prononcer ‘fi’), toujours inférieur à 1 pour un moteur.
Certaines plaquettes affichent aussi le courant consommé suivant le couplage. Sinon, il est facile de le retrouver :
Pour le triphasé : I= P/(U x √3 x cosϕ), avec I courant en ampères, U tension en volts, P puissance en watts
Pour le monophasé : I=P/(Uxcosϕ) ), avec I courant en ampères, U tension en volts, P puissance en watts
Il faut donc prévoir votre installation électrique en fonction du courant.
Toujours à propos du courant : au démarrage, un moteur consomme de 6 à 8 fois son courant nominal. Cet appel de courant peut faire fondre un fusible classique d’habitation (Type gG) ou faire sauter un disjoncteur classe C. Il faut donc installer des fusibles type aM dans le coffret de démarrage, ou utiliser un disjoncteur classe D, qui supportent cet appel de courant.
Ensuite, le fameux condensateur : et oui, pour alimenter trois bobines en utilisant du monophasé, on va déphaser la phase grâce à un condensateur, au prix d’une perte de puissance mécanique de l’ordre de 20-30%. On connecte donc le condensateur entre deux bornes (disons V1 et W1), la phase du réseau sur V1, et le neutre sur U1.
Le condensateur installé doit impérativement être prévu pour fonctionner en permanence sous une tension de 230V, utilisez donc un condensateur dit permanent conforme à la norme NF EN 60252 et prévu pour une tension de 450V.
Pour calculer sa valeur, on peut utiliser la formule suivante :
C=I / 0.07222, avec C la valeur du condensateur en µF (microfarads) et I le courant en ampères.
Pour finir, le sens de rotation. Si le moteur ne tourne pas dans le bon sens :
En triphasé, on inverse deux phases entre elles (et seulement DEUX).
En monophasé, il suffit de passer la phase sur l’autre borne du condensateur : au lieu de la brancher sur V1, on la met sur W1.
Dans un futur proche, je vous parlerez des types de démarrage, et comment calibrer son installation électrique, si vous êtes intéressés.
N’hésitez pas avec vos questions, remarques ou autre
Liens utiles :
http://lj.physiquechimie.free.fr/BACPRO ... iphase.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_asynchrone
A plus.
Jul’
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