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Le choix d'un disjoncteur de protection des moteurs pour un tableau électrique est généralement considéré comme une décision unique, mais les composants à l'intérieur du tableau sont achetés séparément, souvent auprès de fournisseurs différents, et chacun d'entre eux fait l'objet d'un cahier des charges distinct. La protection contre les surintensités, le dispositif de coupure, les exigences en matière de courant résiduel et le mécanisme d'isolation constituent quatre décisions distinctes qui doivent être cohérentes entre elles. Une erreur concernant l’un d’entre eux n’affecte pas seulement ce composant ; elle modifie également les caractéristiques requises pour les trois autres.
Ce guide passe en revue les quatre fonctions de protection d'un circuit moteur dans l'ordre où elles apparaissent dans le tableau électrique, explique le rôle concret de chacune d'entre elles et identifie les champs de spécification que les acheteurs laissent le plus souvent vides. L'accent est mis sur la phase d'achat, car au moment de l'assemblage du tableau électrique, les choix techniques sont déjà en grande partie fixés.
Pour obtenir des conseils sur la méthode de démarrage elle-même plutôt que sur les composants de protection, consultez notre article sur DOL, étoile-triangle ou démarreur progressif traite de la décision qui précède le choix des composants.
Une branche de moteur comporte quatre fonctions distinctes, et il est utile de les distinguer les unes des autres :
Les défauts et les surcharges sont des événements distincts, et c'est cette différence qui détermine le choix du composant. Un court-circuit nécessite un dispositif capable d'interrompre un courant élevé à grande vitesse. Une surcharge est un état prolongé détecté au fil du temps par un élément thermique ou électronique. Un même dispositif peut remplir ces deux fonctions, ce sur quoi repose le principe d’un disjoncteur thermomagnétique, mais les réglages sont choisis en fonction d’une fonction plutôt que de l’autre.
Si un acheteur ne précise que l'intensité nominale, il indique alors la caractéristique la moins utile de l'appareil. Ce qui importe, c'est le comportement de l'appareil lorsque le moteur consomme son courant de démarrage normal.
Un moteur à induction consomme plusieurs fois son courant nominal au démarrage, généralement entre cinq et sept fois, et ce pic de courant dure quelques secondes. Le dispositif de protection doit supporter cette situation sans se déclencher, tout en étant capable de couper rapidement en cas de défaut réel.
C'est ce que décrit la courbe temps-intensité d'un dispositif de protection contre les surintensités, et c'est pourquoi un même courant nominal peut se comporter de manière totalement différente selon le type de dispositif et ses réglages. Un disjoncteur thermomagnétique à caractéristique fixe tolérera ou non le démarrage d'un moteur, et ce choix est déterminé par le fabricant plutôt que par l'acheteur.
Un déclencheur électronique change la donne. Grâce à des réglages ajustables (délai long, déclenchement instantané et délai court), l'acheteur peut définir explicitement la coordination, ce qui en fait le choix habituel pour les lignes d'alimentation reliées aux tableaux de commande de moteurs. Notre article sur Réglages du dispositif de déclenchement du disjoncteur MCCB explique le fonctionnement de ces paramètres et ce que signifie concrètement la coordination.
Les circuits dérivés des moteurs sont généralement protégés à deux niveaux. Le dispositif en amont protège le câble et le tableau électrique ; le dispositif situé au niveau du moteur protège ce dernier. Ces deux dispositifs doivent être spécifiés et coordonnés entre eux.
Dans le cas d'un tableau alimentant plusieurs moteurs, le dispositif d'alimentation est choisi en fonction de la section du câble et du courant de défaut disponible, plutôt qu'en fonction d'un moteur en particulier. La question essentielle est de savoir si sa courbe temps-courant permet au dispositif de protection du moteur en aval de se déclencher en premier en cas de défaut sur un moteur. Si le dispositif en amont est réglable, cette coordination est réalisable. S'il est fixe, elle est déterminée pour vous.
Le dispositif installé au niveau du moteur doit être dimensionné pour supporter en continu le courant nominal du moteur tout en tolérant le courant d'appel au démarrage. Il s'agit d'une fonction plus restrictive que la protection des lignes d'alimentation du tableau électrique, et c'est là que les dispositifs sélectionnés uniquement en fonction de leur taille de châssis présentent souvent des problèmes : un châssis choisi en fonction du niveau de défaut peut ne pas être configuré pour démarrer le moteur de manière fiable.
Le dispositif de commutation du circuit du moteur est un contacteur, dont les caractéristiques techniques sont davantage déterminées par des paramètres de commande que par des paramètres de protection. Le courant nominal de fonctionnement indique la charge que le circuit de puissance peut supporter. Il ne précise pas la tension requise par la bobine ni le mode de commande du dispositif.
La catégorie d'utilisation, désignée par le code AC-3 pour les charges motrices, correspond à la valeur nominale applicable à la commutation d'un moteur à cage d'écureuil dans les conditions spécifiées. Étant donné qu'un contacteur supporte des courants nominaux différents selon les catégories, un contacteur dont la catégorie n'est pas indiquée ne peut être comparé à un autre pour lequel cette catégorie est précisée. La catégorie AC-3 est celle à spécifier pour un fonctionnement standard des moteurs.
La tension de la bobine est le paramètre le plus souvent laissé sans valeur, et c'est celui qui entraîne le plus grand nombre de retours. La bobine dispose d'une alimentation basse tension distincte ; celle-ci est généralement indiquée sur la bobine elle-même plutôt que d'être visible depuis l'extérieur du boîtier, et une tension incorrecte rend l'ensemble du lot inutilisable. Notre Guide des fournisseurs de contacteurs CA couvre les éléments qui doivent être validés avant la validation d'une commande de contacteur.
Une erreur courante lors de la commande consiste à choisir un contacteur en fonction de la puissance nominale du disjoncteur situé à côté de celui-ci, plutôt qu’en fonction du courant du moteur. Il arrive en effet que la puissance nominale du disjoncteur soit nettement supérieure au courant du moteur afin d’obtenir une caractéristique temps-courant adaptée ; dans ce cas, un contacteur choisi pour correspondre au disjoncteur sera surdimensionné. Choisissez le contacteur en fonction du courant nominal du moteur et de la catégorie d’utilisation, puis vérifiez qu’il s’intègre bien dans l’espace disponible au sein du tableau.
La protection contre les courants résiduels relève d'un choix distinct de celui de la protection contre les surintensités, et le niveau de sensibilité requis varie considérablement selon le type d'installation. Un tableau de distribution alimentant des équipements professionnels et un circuit terminal desservant un établi d'atelier ne sont pas soumis aux mêmes exigences.
Deux paramètres déterminent ce choix. La sensibilité est exprimée en valeur de courant résiduel ; les options courantes sont notamment 30 mA, 100 mA, 300 mA et 500 mA. Les valeurs les plus faibles sont destinées à la protection des personnes, où c'est l'individu qui est protégé ; les valeurs les plus élevées concernent la protection des équipements et la protection contre les incendies, où le risque principal réside dans les dommages causés par un défaut à la terre plutôt que dans la survie en cas de choc électrique.
Le délai de déclenchement est le deuxième paramètre. Le déclenchement instantané convient aux circuits terminaux. Un délai réglable est utilisé lorsqu'une discrimination est nécessaire, afin qu'un défaut sur un circuit de sortie ne provoque pas le déclenchement de l'ensemble de l'installation.
Étant donné que la sensibilité et le délai doivent être adaptés au type d'installation, il s'agit d'une spécification qui doit être indiquée explicitement plutôt que laissée par défaut. Notre Guide explicatif sur la protection contre les courants résiduels Ce document présente les principes fondamentaux et mérite d'être lu avant de procéder à la spécification.
L'isolation à des fins de maintenance est une exigence distincte de la commutation. Un contacteur assure la commutation, mais ne constitue pas un dispositif d'isolation, car ses contacts ne sont pas conçus pour rester ouverts sous charge. La pratique en matière de tableaux électriques prévoit donc l'utilisation d'un mécanisme de sectionnement adapté à la fonction d'isolation, parfois combiné à la fonction de commutation.
Lorsqu'un disjoncteur doit être actionné à distance plutôt que manuellement, un mécanisme de commande est installé à la place d'une poignée manuelle. Les mécanismes entraînés par un moteur électrique reçoivent un signal de commande provenant d’un automate programmable (PLC), d’un relais ou d’un contact, et entraînent un réducteur afin d’actionner le disjoncteur ; ils intègrent généralement un système de rétroaction de position permettant au tableau de signaler si le disjoncteur est ouvert ou fermé. Les mécanismes à commande électromagnétique obtiennent le même résultat grâce à l’actionnement direct de la tige de déclenchement par un électroaimant.
Il convient de vérifier au préalable deux points pour tout disjoncteur de protection de moteur équipé d'une commande à distance. La tension du signal de commande doit correspondre à celle de la source qui fournit le signal, et le mécanisme doit être adapté au courant nominal du disjoncteur sur lequel il est monté. Ce sont là deux détails qui sont généralement supposés plutôt que spécifiés.
Le choix d'un mécanisme de commande à distance relève d'une décision prise au cas par cas pour chaque disjoncteur, et non pour chaque tableau. La tension de signal et la compatibilité des châssis varient toutes deux en fonction de l'installation.
Le fait de présenter clairement nos propres gammes de composants vous permet de les comparer aux points mentionnés ci-dessus. Nous fournissons les éléments de protection et de commutation décrits ici ; le dispositif de protection thermique contre les surcharges, spécifique à chaque moteur, est un appareil distinct et ne fait pas partie de notre gamme.
La protection contre les surintensités est assurée par deux familles de dispositifs. La Disjoncteurs miniatures SMO-B1 et SMO-B2 sont disponibles dans des courants nominaux de 1 A à 63 A en versions 1P, 2P, 3P et 4P, avec une isolation de 500 V, une tension de service de 230 V / 400 V à 50/60 Hz, une capacité de coupure de 6 kA, et sont conformes aux normes CEI 60898-1 et CEI 60947-2. Pour la protection des lignes d'alimentation et des dérivations de plus grande taille, les gamme de disjoncteurs à boîtier moulé couvre dix séries allant de 100 A à 1 600 A, avec des déclencheurs tant thermomagnétiques qu'électroniques. Les châssis individuels comprennent le SMO-M1 Disjoncteur compact (MCCB) 100 A – 250 A, certifié conforme aux normes CEI 60947-2 et UL 489, disponible en versions 3P et 4P, et dont les applications mentionnent explicitement la protection des moteurs.
Le changement de fournisseur est pris en charge par le Gamme de contacteurs CA SMO-K, qui utilise une commande électromagnétique à courant continu, est proposé de série en version tripolaire, couvre des courants nominaux allant de 9 A à 150 A sur cinq tailles de châssis, et est homologué AC-3 avec un Icu compris entre six et huit fois le courant nominal à 380 V. Le Contacteur SMO-K 40 A–65 A C'est typique pour les moteurs de taille moyenne.
La protection contre les courants résiduels est assurée par le Module de courant résiduel SMO-RCM, compatibles avec les châssis de 100 A à 630 A, disponibles en sensibilités de 30 mA, 100 mA, 300 mA et 500 mA, avec un délai de déclenchement instantané ou réglable, tension nominale 230 V / 400 V CA à 50/60 Hz, conformes à la norme CEI 60947-2, annexe B, et à la norme CE.
Le fonctionnement à distance et motorisé est couvert par le Moteur de commande SMO-MOP, qui reçoit un signal de commande (par exemple 24 V CC ou 230 V CA) provenant d'un automate programmable ou d'un relais et actionne un réducteur pour commander le disjoncteur, avec un retour d'information sur la position assuré par des capteurs à effet Hall ou des codeurs. Un mécanisme à électroaimant est également proposé pour les courants nominaux plus faibles, lorsque la faible consommation d'énergie est un critère important.
Pour obtenir un devis complet, il est utile de nous communiquer le courant nominal du moteur, le mode de démarrage, la sensibilité au courant résiduel requise et si une commande à distance est nécessaire. Notre Page ODM/OEM couvre les marques de distributeur et le conditionnement ; pour toute demande, veuillez vous adresser à page de contact. Si vous continuez à comparer des fournisseurs plutôt que des composants, le Liste de contrôle pour l'approvisionnement en disjoncteurs MCCB couvre cet aspect.
Demandez si l'appareil est livré avec des réglages adaptés au courant d'appel du moteur et si ces réglages peuvent être modifiés après la livraison. Une caractéristique fixe constitue une contrainte permanente pour la conception du tableau électrique.
Demandez les caractéristiques courant-temps des deux dispositifs, et pas seulement leurs intensités nominales. La coordination ne peut pas être vérifiée à partir des seules valeurs nominales.
Demandez expressément la norme AC-3 s'il s'agit d'un moteur. Le courant nominal varie selon les catégories ; par conséquent, un contacteur proposé sans cette spécification n'a pas été sélectionné en fonction de votre charge.
Et demandez si la tension est indiquée sur l'appareil ou uniquement dans la documentation. C'est le point qui est le plus souvent à l'origine d'un retour.
Ces deux valeurs doivent correspondre au type d'installation. Un module dont la sensibilité n'est pas adaptée risque d'être rejeté lors du contrôle, même si le reste du panneau est conforme.
Demandez confirmation que le mécanisme est adapté au courant de cadre que vous commandez, et précisez quelle tension de signal de commande il nécessite.
Les tableaux de commande sont assemblés à partir de composants sélectionnés et achetés séparément, souvent sur plusieurs semaines. Si une incompatibilité est détectée lors de l'assemblage, le tableau ne peut pas être achevé, et le composant à remplacer est généralement celui dont le délai de livraison est le plus long.
Aucune des quatre fonctions décrites ici n'est compliquée en soi. Le risque réside dans leur interaction, et c'est précisément cette interaction qui n'est pas prise en compte lorsqu'on procède à un achat composant par composant.
