métiers de l’electricité et de ses environnements connectés
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BACPROMELEC
Métiersdel’ElectricitéetdesesEnvironnementsConnectés
-Secteurd’activité:équipementsindustriels-
RESSOURCESTECHNOLOGIQUESPOURL’INDUSTRIE
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Lamajoritédesinstallationsindustriellessontalimentéesélectriquementparréseauxalternatifstriphasés.Lesdifférentsréseauxsontdéfinispar:
Ø lavaleurdelatensionentreconducteurs,Ø lafréquence(50HertzenFrance),Ø lenombredeconducteurs(3ou4sanscompterleconducteurdeprotectionélectrique)Ø Letypederégimedeneutre.
Lesexplicationsci-dessousneprennentpasencompteleconducteurdeprotection(PE),carseprésencen’intervientpasdansleprincipedebase.
Unréseauàtroisconducteurspermetdedistribuerlestroisphasesuniquement.
LatensionentredeuxphaseestnotéeU.
Danscetypederéseauleneutreestdistribuéenplusdestroisphases.
LatensionentredeuxphasesestappeléetensioncomposéeelleestnotéeU.LatensionentrephaseetneutreestappeléetensionsimpleelleestnotéeV.Ontrouveparfoislanotation:V1n;V2n;V3n.
Alimentation : RESEAUX TRIPHASE
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Lerapportdesvaleursentretensionsimpleetcomposéeesttoujours:
Ø Réseautroisfils=3xU(exemple3x230v)
• Les3phasessontdistribuées,avecunetensionentrephase(tensioncomposée)de230v.
• Leneutren’estpasdistribué.
Ø Réseauquatrefils=3xU+N(exemple3x400V+N)ouV/U
(exemple230/400v).
• Les3phasessontdistribuées,avecunetensionentrephase(tensioncomposée)de400v.
• Leneutreestdistribué,avecunetensionentrephaseetneutre(tensionsimple)De230v.
Exempledevaleurs(lesplusemployées):
Réseau 3x230v 3x230v+N 3x400v 3x400v+N 3x690v 3x690v+NU= 230v 230v 400v 400v 690v 690vV= 130v 230v 400v
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Unsystèmeindustrielestcomposédedeuxparties:
Ø Unepartieopérative,quieffectuelesactionsnécessairesàlaréalisationduprocessusdefabricationàpartirdesordresdelapartiecommande;
Ø Unepartiecommande,quidonnelesordresàlapartieopérativeselonlesinformationsetlescomptesrendusqu’ellereçoit.
Unsystèmeindustrielestcomposédeplusieurspartiesréalisantchacuneunefonctionspécifique.
Système industriel
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Ledépartmoteurdésignel’ensembledesappareilsélectriquesquiassurentl’alimentationetlaprotectiondumoteuretdel’équipement.Exemple:démarragedirectunsensderotation.
• Letermedémarragedésigneletempscorrespondantàlaphased’accélérationdumoteur.• Unsensderotationsignifiequel’arbredumoteurnetournequedansunseulsens.• Ledémarragedirectconsisteàalimenterdirectementlemoteursouslatensionduréseau.
Désignation Fonction
Sectionneurportefusible
Assurerlaprotectiondespersonnesetprotégerl’équipementcontrelescourtscircuits.
Contacteurdepuissance(appeléaussicontacteurmoteur)
Assurerl’établissementetlacoupureducircuitd’alimentationdumoteur.
Protectionthermique
Protégerlemoteuretlalignecontrelessurcharges.
Moteurasynchronetriphasé
Transformerl’énergieélectriqueenénergiemécanique(actionnerlapartiemécanique).
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Ledépartmoteurcomprendquatrefonctionsdebase:
• Solutionavec4produits
• Solutionavec3produits
• Solutionavec2produits
• Solutionavec1produit
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Lesmoteursasynchronestriphasésreprésententplusde80%duparcmoteurélectrique.Ilssontutiliséspourtransformerl’énergieélectriqueenénergiemécaniquegrâceàdesphénomènesélectromagnétiques.àassurerlaprotectiondesutilisateurencasdedéfautd’isolement.
ucourantdedéfautenéliminanttoutrisquepourlespersonnes.
ucourant
Lestatorsupportetroisenroulements,décalésde120°,alimentéparunetensionalternativetriphasée.
Cestroisbobines,produisntunchampmagnétiquevariablequialaparticularitédetournerautourdel’axedustatorsuivantlafréquencedelatensiond’alimentation.
Cechampmagnétiqueestappeléchamptournant.
Lechamptournant(statorique)vientinduiredescourantsdanslerotor.
Leurintéractionentrainelarotationdurotoràunefréquencelégérementinférieuràcelleduchampstournant.
Rep Désignation
1 Stator
2 Enroulementstatorique
3 Rotoràcage
4 Roulementavant
5 Flasqueavant
6 Roulementarrière
7 Flasquearriere
8 Ventilateur
9 Capotdeventilation
10 Boitederaccordement
MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE
13
62
7
54
8 9
10
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ucourantLaplaquesignalétiquefixéesurlacarcasserenseignesurlesprincipalescaractéristiquesdumoteur.
ucouC’estsurlaplaqueàbornessituéedanslaboiteàbornes,queseconnectent,àl’aidedecosses,lesenroulementsetl’alimentationdumoteur.
ucoLecouplagedesenroulementsstatoriquespermetdefairefonctionnerlesmoteursasynchronesousdeuxtension.Ilestfonction:
Ø DelatensionduréseauØ Delatensionquepeuventsupporterlesenroulements.
Chaqueenroulementsupportelapluspetitesdestensionincritesurlaplaquesignalétique.
Lecouplageestréaliséparuneconnexion,àl’aidedebarettesdecouplage,surlaplaqueàbornes.
Lesdeuxcouplagespossiblessont:Ø Couplageétoile.Ø Couplagetriangle.
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Lecouplageétoile
Lesenroulementssupportent:
Ø latensionsimple.Positiondesbarrettes:Symbole:
LecouplagetriangleLesenroulementssupportent:
Ø latensioncomposée.Positiondesbarrettes:Symbole:
Principauxcouplage
ouY.
ouD.
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Lesectionneurpermetdeséparerl’équipementduréseaud’alimentationetd’interdireàunepersonnenonautoriséderemettrel’équipementsoustension.
Lesectionneurportefusiblesestunappareildestiné:
• Aassurerlasécuritédespersonnes,• Aprotégerl’équipement.
Lesectionneurseuln’apasdepouvoirdecoupure.Ildoitêtreassociéàundispositiftelquedesfusibles(typeaM)ouundisjoncteur.
Sectionneur porte fusibles
Symboledéveloppé
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Déterminationdunombredepôle:c’estleréseauoulecircuitàcouperquiimposeralechoix.
• Soitl’informationestdonnéedanslecahierdescharges:Exemple:-réseau3x400v+Ndanscecasuntripolaire+unblocadditionnel
pourlacoupureduneutreconviendra.- alimentationduprimairedutransformateuren230Vdanscecasununipolaire+neutreconviendra.
• Soitl’informationestdonnéeparlalectureduschéma.
Déterminationducalibre:c’estl’intensiténominaledelachargequidétermineralecalibre.
Exemple:Pourunmoteurasynchroneonretrouveral’informationsurlaplaquesignalétiqueoulecatalogueconstructeur.
Onchoisitlecalibreégalouimmédiatementsupérieuràl’intensiténominal.
Déterminationdunombredecontactdeprécoupure:Lessectionneursn’ayantpasde pouvoirdecoupureonassocieaumoinsuncontact. Remarque:Pourlessectionneursunipolaireetunipolaire+neutrepasdecontactde précoupure.
Nom Symbole Repère
InterrupteursectionneurTripolaire+Neutre
Q
SectionneurportefusibleUnipolaire+Neutre
Q
SectionneurportefusibleTripolaire
Q
SectionneurportefusibleTripolaire+Neutre
Q
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Lefusibleestélémentdeprotectiondontlafonctionestd’ouvrirparlafusiond’unélémentcalibré,lecircuitdanslequelilssontinsérés.Lefusibledoitinterromprelecourantlorsquecelui-cidépasse,pendantuntempsdonnéunevaleurprécisée.
Symboledéveloppé
Fusibles INDUSTRIELS
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Selonl’utilisation,onchoisiraentredeuxclassesprincipalesd’élémentsderemplacement:
• ClassegG:fusibled’usagegénéral,écriturenoiretéventuellementunebaguedecouleur(jaune:10A,rouge:16A,verte:20A,bleu:25A,marron:32A).
Protectioncontrelessurcharges(1)etlescourts-circuits(2).
• ClasseaM:accompagnementMoteur,écritureverte.Ilssontcalculéspourrésisterà certainesurchargespassagèrescommecellesquiseproduisentlorsdu démarragedesmoteurs.
Protectioncontrelescourts-circuits(2).
(1) Surcharge:lacausedessurchargesestdueàuneaugmentationdel’intensitéabsorbéeSupérieureàl’intensiténominale.L’effetsurvenulorsd’unesurchargeestunéchauffementlent,maisdelonguedurée.
(2) Court-Circuit:lacauseestuncontactaccidentelentredeuxconducteursdenaturedifférente(phase–neutre,Phase1–phase2…)provoquantuneintensitétrèsimportantesupérieureà10IN.L’effetsurvenulorsd’uncourt-circuitestunarcélectriqueetunéchauffementtrèsimportantpouvantfairefondrelesconducteurs.
Déterminationdelataille:c’estlesectionneurportefusiblequiimposeralechoix.
Déterminationdutype:c’estlecircuitdanslequellefusibleestinstalléquidétermineletype.
Exemple:Pourunmoteurasynchrone:typeaM.Pourduchauffageindustriel:typegG.
Déterminationdelatension:c’estlecircuitdanslequellefusibleestinstalléquidétermineletype.
Déterminationducalibre:c’estl’intensiténominaledelachargequidétermineralecalibre.
Exemple:Pourunmoteurasynchroneonretrouveral’informationsurlaplaquesignalétiqueoulecatalogueconstructeur.
Onchoisitlecalibreégalouimmédiatementsupérieuràl’intensiténominal.
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Lecontacteurestunappareildestinéàassurerl’établissementetlacoupureducircuitd’alimentationdelacharge.
Nota:Ilestaussiappelécontacteurmoteur.
Symboledéveloppé
Contacteur de puissance
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Déterminationdelacatégoried’emploi:c’estlachargequiimposeralechoix.
Lacatégoried’emploidescontacteursdéterminelatenueencadenceetenenduranceExemple:Pourunmoteurasynchronepourunconvoyeur.
Déterminationdelatensiond’em
ploiassignée:c’estleréseauoulecircuitàcouperquiimposeralechoix.
Exemple:Pourunmoteurasynchronealimentésous400V.
Déterminationducontacteurc’estlapuissancedelachargequiimposeralechoix.Exemple:Pourunmoteurasynchronede5,5kWalimentésous400V.
Catégorie Silachargeest… Lecontacteurcommande Typed’applicationAC1 Non-inductive(cosϕ:0,8) Lamisesoustension Chauffage,distribution
AC2
Unmoteuràbague(cosϕ:0,8) LedémarrageLacoupuremoteurlancéLefreinageencontre-courantLamarcheparà-coup
Machineàtréfiler
AC3Unmoteuràcage(cosϕ:0,45pourIe≤100A)(cosϕ:0,35pourIe>100A)
LedémarrageLacoupuremoteurlancé
Compresseur,ascenseur,pompe,ventilateurs,convoyeurs,…
AC4
Unmoteuràcage(cosϕ:0,45pourIe≤100A)(cosϕ:0,35pourIe>100A)
LedémarrageLacoupuremoteurlancéLefreinageencontre-courantL’inversiondesensdemarcheLamarcheparà-coup
Machined’imprimerie,tréfileuse.
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Déterminationdelatensiondelabobine:Elledépenddedeuxcritères:
• Lecontacteurchoisi,• Lanaturedelatensionducircuitdecommande(tensionalternativeoucontinu,
fréquence50Hz,60Hzou50/60Hz):Exemple:PouruncontacteurLC1D12…etunetensiondecommandede24valternatif50Hz.
Déterminationdelaréférencecomplète:Exemple:Pourunmoteurasynchronetriphaséalimentésous400v,
d’unepuissancede5.5kW.Latensiondelacommandeserade24Valternatif50Hz.
Enfonctionsdesbesoinsdesaccessoirespeuventêtreassociés.Ilss’accrochentaucontacteur.
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Lerelaisdeprotectionthermiqueestunappareildeprotectioncontrelessurcharges.
Ilpermetd’arrêterlecircuitencasdeblocageoudedépassementdel’intensiténominaledumoteur.
Iladoncpourfonctiondeprotégerlesbiens.
Relais de protection thermique
Symboledéveloppé
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Déterminationdelaclassed’utilisation:c’estletempsdedémarragedumoteurqui déterminecetteclasse.
• Classe10:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre2à10secondes.
• Classe20:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre10à20secondes.
• Classe30:Utilisépourlestempsdedémarragecomprisentre20à30secondes.(Cetteclasseestpeuutiliséedanslespayseuropéensmaisd’unusagerépanduauxEtats-Unis).
Exemple:Pourunmoteurasynchronedémarranten17s.+
Déterminationlazonederéglage:c’estl’intensiténominaledelachargequidéterminera Lazonederéglage. L’intensitéconsomméeparlemoteurdoitêtrecomprisedanslazoneeréglagedurelaisde
protectionthermique
Exemple:Pourunmoteurasynchroned’intensiténominalede0,8A.
Déterminationduréglage:Lazonederéglageétantdéterminéelerelaisdeprotection thermiqueseraréglévialeboutonderéglage.
Exemple:Pourunmoteurasynchroned’intensiténominalede0,8A.
• Zonederéglage:0,63…1A
• Réglage:0,8A
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Lecontacteurestunappareild’automatismedestinéàrelayerlesdifférentesinformationsprovenantdusystème.
Symboledéveloppé
Contacteur AUXILIAIRE
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Déterminationdunombreetdutypedescontacts:Elledépendde:
• Soitparlecahierdescharges,• Soitlalectureduschémaélectrique.
Exemple:L’automatismeabesoinde2contactsNOet1ContactNC.
Déterminationdelatensiondelabobine:Elledépend:
• Lanaturedelatensionducircuitdecommande(tensionalternative,continuoubasseconsommation):
Exemple:PouruncontacteurCAD32…etunetensiondecommandede24valternatif50Hz.
Déterminationdelaréférencecomplète:Exemple:L’automatismeabesoinde2contactsNOet1ContactNC.
Latensiondelacommandeserade24Valternatif50Hz.
Enfonctionsdesbesoinsdesaccessoirespeuventêtreassociés.Ilss’accrochentaucontacteur.
![Page 22: Métiers de l’Electricité et de ses Environnements Connectés](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062417/62ae146b75c3a364d24cb0d3/html5/thumbnails/22.jpg)
L’unitédecommandepermetdepiloterleprocessusindustrielle.Lesappareilsquilacomposesontsouventdescontactssecs.
L’unitédecommandeestconstituéedetroisparties:Latête,lecorpsetleoulescontacts
Unité de commande
Symbolesdéveloppés
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Signification Explication Action opérateur Rouge
Urgence Condition
dangereuse Surcourse, coupure. Action immédiate pour traiter une condition.
Jaune Orange
Anormal
Condition entrainant une condition critique
Enclenchement d'un dispositif de protection. Intervention de l'opérateur.
Vert
Normal Condition
normale
Autorisation de démarrer. Permet de commander la mise ou la remise en service d'un système.
Bleu
Obligatoire
Action de l'opérateur requise.
Demande d'introduction de valeur, de pièce. Permet de réarmer le système.
Noir
Marche/Arrêt Marche/Arrêt Marche, mise sous tension, arrêt d'un système.
(possible gris, blanc, rouge).
Blanc
Initialisation Mise en conditions initiales par exemple,
(possible : gris, noir, vert).
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L’unitédesignalisationpermetdetraduireensignauxlumineuxousonorsdesactionsélectriquesautomatisées.
Unité de signalisation
Symboledéveloppé
![Page 25: Métiers de l’Electricité et de ses Environnements Connectés](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062417/62ae146b75c3a364d24cb0d3/html5/thumbnails/25.jpg)
Signification Explication Action opérateur Rouge
Urgence Condition
dangereuse Surcourse, coupure. Action immédiate pour traiter une condition.
Jaune Orange
Anormal
Condition entrainant une condition critique
Enclenchement d'un dispositif de protection. Intervention de l'opérateur.
Vert
Normal Condition
normale
Autorisation de démarrer. Permet de commander la mise ou la remise en service d'un système.
Bleu
Obligatoire
Action de l'opérateur requise.
Demande d'introduction de valeur, de pièce. Permet de réarmer le système.
Blanc
Neutre Surveillance
Nom Symbole
Dispositiflumineuxclignotant
Avertisseur
Sonnerie
Ronfleur
Sirène