DOSSIER RESSOURCE
D marrage des moteurs asynchrones
INDEX
INDEX _________________________________________________________________ 1
1-Introduction ___________________________________________________________ 2
2-Choix dun d marreur ___________________________________________________ 2
3-Le d marrage direct ____________________________________________________ 3
4-D marrage toile triangle ________________________________________________ 4
5-D marrage statorique ___________________________________________________ 5
6-Tension r duite par auto-transformateur ___________________________________ 6
7-D marrage rotorique ____________________________________________________ 7
8-Les d marreur lectroniques _____________________________________________ 7
9-Tableau r capitulatif ____________________________________________________ 9
DOSSIER RESSOURCE
D marrage des moteurs asynchrones
1-Introduction
Lors de la mise sous tension d'un moteur asynchrone, celui-ci provoque un fort appel de
courant qui peut provoquer des chutes de tension importantes dans une installation lectrique.
Pour ces raisons en autres, il faut parfois effectuer un d marrage diff rent du d marrage
direct.
Il est donc logique de limiter le courant pendant le d marrage une valeur acceptable. Mais si
l'on limite le courant, on limite du fait la tension (dans certain cas seulement).
Remarque: Cette tude ne tient pas compte des possibilit s offertes par les variateurs
lectroniques de fr quence.
2-Choix dun d marreur
Le choix est guid par des crit res conomiques et techniques qui sont :
"
"
"
"
"
"
les caract ristiques m caniques,
les performances recherch es,
la nature du r seau dalimentation lectrique
lutilisation du moteur existant dans le cas dun r quipement,
la politique de maintenance de lentreprise
le co t de l quipement.
Le choix dun d marreur sera li :
" au type dutilisation : souplesse au d marrage,
" la nature de la charge entra ner
" au type de moteur asynchrone
" la puissance de la machine
" la puissance de la ligne lectrique
" la gamme de vitesse requise pour lapplication.
Dans la suite de ce chapitre, nous exposerons et comparerons les diff rents types de
d marreur.
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3-Le d marrage direct
C'est le mode de d marrage le plus simple. Le moteur d marre sur ses caract ristiques
"naturelles". Au d marrage, le moteur se compose comme un transformateur dont le
secondaire (rotor) est presque en court-circuit, d'o la pointe de courant au d marrage.
Ce type de d marrage est r serv aux moteurs de faible puissance devant celle du r seau, ne
n cessitant pas une mise en vitesse progressive. Le couple est nergique, lappel de courant
est important (5 8 fois le courant nominal).
Malgr les avantages qu'il pr sente (simplicit de l'appareillage, d marrage rapide, co t
faible), le d marrage direct convient dans les cas ou :
" La puissance du moteur est faible par rapport la puissance du r seau (dimension du
c ble)
" La machine entra ner ne n cessit pas de mise en rotation progressive et peut
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accepter une mise en rotation rapide
" Le couple de d marrage doit tre lev
Ce d marrage ne convient pas si
" Le r seau ne peut accepter de chute de tension
" La machine entra n e ne peut accepter les -coups m caniques brutaux
" Le confort et la s curit des usagers sont mis en cause (escalier m canique)
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4-D marrage toile triangle
Ce mode de d marrage n'est utilisable si les deux extr mit s de chaque enroulement sont
accessibles. De plus, il faut que le moteur soit compatible avec un couplage final triangle.
0
1
2
3
Ordre de marche
KM2 KM1
Temporisation
KM1
Ouverture de KM2
KM1 KM3
Ordre darr t
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I
ID
IY
C
CD
CY
N
N
Lors du couplage toile, chaque enroulement est aliment sous une tension 3 fois plus faible,
de ce fait, le courant et le couple sont divis s par 3.
Lorsque les caract ristiques courant ou couple sont admissibles, on passe au couplage
triangle. Le passage du couplage toile au couplage triangle n' tant pas instantan , le courant
est coup pendant 30 50 ms environ. Cette coupure du courant provoque une
d magn tisation du circuit magn tique. Lors de la fermeture du contacteur triangle, une
pointe de courant r appara t br ve mais importante (magn tisation du moteur).
5-D marrage statorique
Ce type de d marrage a des caract ristiques comparables au d marrage toile triangle Il ny a
pas de coupure de lalimentation du moteur entre les deux temps de d marrage.
0
1
2
Ordre de marche
KM1
Temporisation
KM1
KM2
Ouverture darr t
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D marrage des moteurs asynchrones
Ce dernier d marreur peut tre associ au dispositif de d marrage toile-triangle. On d marre
en toile, puis on passe en couplage triangle avec les r sistances, et enfin on termine en
couplage triangle direct.
Pour les moteurs de grosse puissance, les r sistances sont remplac es par un d marreur
r sistances lectrolytiques. Des barres sont plong es progressivement dans une cuve remplie
de liquide. Au fur et mesure que les barres plongent, la r sistance diminue progressivement,
et en fin de d marrage, on court-circuite les r sistances.
6-Tension r duite par auto-transformateur
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Dans le d marrage par autotransformateur, on effectue le m me type que le d marrage toile
triangle (on a en plus le choix du rapport des tensions en choisissant le rapport de
transformation) mais les ph nom nes transitoires du d marrage toile triangle (pointe de
courant au passage triangle, ne vont plus exister car le courant n'est jamais coup ).
Dans un premier temps, on d marre le moteur sur un autotransformateur coupl en toile. De
ce fait, le moteur est aliment sous une tension r duite r glable. Avant de passer en pleine
tension, on ouvre le couplage toile de l'autotransformateur, ce qui met en place des
inductances sur chaque ligne limitant un peu la pointe et presque aussit t, on court-circuite
ces inductances pour coupler le moteur directement au r seau.
0
1
2
3
Ordre de marche
KM1 KM3
Temporisation 1
KM1
Temporisation 2
KM1 KM2
Ordre darr t
Id = 1,7 4 In
Cd = 0,5 0,85 Cn
Ce mode de d marrage est surtout utilis pour les fortes puissances (> 100 kW) et conduit
co t de linstallation relativement lev , surtout pour la conception de l'autotransformateur.
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7-D marrage rotorique
Dans tous les d marreurs pr c dents, nous n'avons utilis que des moteurs cage d' cureuil.
Pour ce d marreur, nous avons besoin d'avoir acc s au conducteur rotorique. Le fait de
rajouter des r sistances au rotor provoque une limitation de la pointe de courant au d marrage.
En plus, il a l'avantage, si les r sistances sont bien choisit, de d marrer avec le couple
maximal du moteur.
8-Les d marreurs lectroniques
Ils permettent un d marrage progressif des moteurs, ils remplacent les d marreurs
technologie lectromagn tique cit dans les pr c dents paragraphes.
" constitution :
Les d marreurs sont constitu s dun gradateur triphas e angle de phase
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" Principe de fonctionnement :
- La tension du r seau dalimentation est appliqu e
progressivement au stator du moteur.
- La variation de la tension statorique est obtenue
par la variation continue de langle a
de retard
lamor age des thyristors du gradateur.
- La consigne de d marrage permet de r gler la
pente dun signal en forme de rampe . Cette
consigne est talonn e en secondes.
- A la fin du d marrage, le stator du moteur est
sous tension nominale, les thyristors sont alors en
pleine conduction.
- Le ph nom ne inverse se produit lors dun arr t
progressif contr l . La consigne de d c l ration
permet de faire voluer langle a
des thyristors de
0 180 donc Umoteur de Un 0
- Pour une charge donn e, le r glage de la pente
permet de faire varier la dur e de d marrage, donc
le temps de mise en vitesse progressive de
lassociation moteur+charge
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U rampe
U rampe
max
0
td
180
0
U stator
Un
0
t
t
t
a
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D marrage des moteurs asynchrones
9-Tableau r capitulatif
D marrage direct D marrage toile
triangle
D marrage
statorique
D marrage par auto
transformateur
D marrage rotorique D marreur
Courant de
d marrage
Surcharge en
ligne
Couple en %
de Cd
Couple initiale
au d marrage
commande
avantages
100%
33%
4 8 In
1.3 1.6 In
100%
33%
50%
4.5 In
50%
40/65/80%
1.7 4 In
40/65/80%
70%
<2.5 In
0.6 1.5 Cn
0.2 0.5 Cn
0.6 0.85 Cn
0.4 0.85 Cn
0.4 0.85 Cn
<2.5 Cn
T.O.R
- d marreur simple
et conomique
-couple au
d marrage
important
T.O.R
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- conomiques
-bon rapport
couple/courant
1 cran fixe
-possibilit s de
r glages des
valeurs au
d marrage
-
3 crans fixe
-bon rapport
couple/courant
- possibilit s de
r glages des valeurs
au d marrage
De 1 5 crans
-tr s bon rapport
couple/courant
-possibilit de
r glage des valeurs
au d marrage
lectronique
150 750%
10 50%
(50 100% en 100ms)
lectroniques
-D marrage sans
coup
-mont e progressive
en vitesse
-limitation de lappel
de courant au
d marrage
-prix
inconv nients
-pointe de courant
tr s importante
-d marrage brutal
-couple de
d marrage faible
-coupure
dalimentation au
changement de
couplage
-moteur 6 bornes
-faible r duction de
la pointe de courant
au d marrage
-n cessite des
r sistances
volumineuses
-n cessite un auto
transformateur
on reux
-pr sente des risques
de r seau perturb
-moteur bague plus
on reux
F