Les dommages au moteur sont principalement dus à la surchauffe de la résistance de l'enroulement ou à une diminution des performances d'isolation. La surchauffe de l'enroulement est souvent causée par un courant excessif qui le traverse. Il existe principalement deux types de dispositifs de protection des moteurs électriques : la détection de courant et la détection de température.
dispositifs de protection des moteurs électriques de type détection de courant
Le relais thermique utilise le courant de charge négatif traversant un élément résistif calibré pour chauffer l'élément bimétallique. Ce dernier se déforme et actionne les contacts du relais avant que l'enroulement du moteur ne grille. Son temps de réponse est proche de la limite de surcharge admissible de l'enroulement. Bien que sa précision ne soit généralement pas optimale, le relais thermique protège efficacement le moteur contre les surcharges. Grâce aux améliorations et optimisations continues, il offre, outre la compensation de température, d'autres fonctions telles que la protection contre la perte de phase et la protection contre le déséquilibre de charge.
Le disjoncteur thermomagnétique est utilisé pour la protection contre les surcharges. Sa structure et son principe de fonctionnement sont identiques à ceux du relais thermique. Lorsque l'élément bimétallique se déforme, une partie entre en contact direct avec le dispositif de déclenchement, tandis qu'une autre partie établit un contact, provoquant ainsi le déclenchement du disjoncteur. La valeur de consigne de la bobine électromagnétique est élevée et elle ne fonctionne qu'en cas de court-circuit. De conception simple, compacte et économique, ce disjoncteur offre une protection fiable et répond aux normes en vigueur. Il est donc encore largement utilisé, notamment pour les disjoncteurs de faible puissance.
Le relais électronique de surintensité détecte le signal de courant de défaut grâce aux transformateurs de courant internes de chaque phase et exécute l'action correspondante après traitement par le circuit électronique. Ce circuit est adaptable et ses fonctions sont variées, ce qui permet de protéger différents types de moteurs.
Le relais statique est un dispositif à microprocesseur dérivé d'un composant électronique simple qui remplit la fonction de relais. Son coût et son prix varient selon ses fonctionnalités, et les relais les plus complexes sont réservés aux moteurs plus puissants et plus coûteux, ou aux applications critiques.
• Les dispositifs de protection des moteurs électriques à déclenchement électronique sont conçus selon le même principe de fonctionnement que le relais électronique de surintensité ou le relais statique.
Le circuit principal du démarreur progressif utilise des thyristors. Le dispositif de protection qui contrôle son interruption ou sa connexion est généralement un module de détection de défauts. Ce module détecte les anomalies avant et après le démarrage du moteur, telles que la perte de phase, la surchauffe, le court-circuit, les fuites de courant et le déséquilibre de charge. Il émet ensuite les instructions d'action correspondantes. Ce système se caractérise par une structure simple, peut être réalisé à l'aide d'un microcontrôleur et convient aux applications de contrôle industriel.
dispositifs de protection des moteurs électriques de type détection de température
Le relais bimétallique de température est directement intégré aux enroulements du moteur. En cas de surcharge du moteur et lorsque la température des enroulements approche la valeur limite, la lame bimétallique comportant un contact chauffe et se déforme, provoquant l'ouverture des contacts et la coupure du circuit.
Le protecteur thermique est un relais de protection contre les surcharges thermodynamiques installé sur le corps du moteur. Contrairement aux relais de température, il utilise une lame bimétallique en forme de bol, munie de deux contacts, comme pont dans le circuit du moteur. Le courant de surcharge qui la traverse provoque son échauffement, et la température du moteur contribue également à l'élévation de sa température interne. Lorsque celle-ci atteint une certaine valeur, la lame bimétallique reprend instantanément sa forme initiale, les contacts se déconnectent et le courant moteur est coupé. Ce protecteur peut être utilisé pour la protection contre la surchauffe, les surcharges et les pertes de phase des petits moteurs triphasés.
• La température des enroulements du stator du moteur est contrôlée en enfouissant 1 à 2 bobines de détection dans chaque enroulement de phase, et surveillée par un thermomètre à balance automatique.
Le relais de température à thermistance est directement intégré aux enroulements du moteur. Lorsque la température spécifiée est dépassée, sa résistance augmente brusquement, de 10 à 1 000 fois. Lors de son utilisation, il est équipé d'un circuit de détection électronique qui active ensuite le relais.
Date de publication : 28 avril 2025