Demarrage des moteurs asynchrones

I. Solutions générales aux problèmes de
démarrages
 :

Mis à part le démarrage direct, les différents procédés de démarrage

ont pour objectif fondamental de limiter l’intensité absorbée tout en

maintenant les performances mécaniques de l’ensemble « moteur-
machine entrainée »conformes au cahier des charges.

Dans le cas du moteur asynchrone cette limitation de courant est
obtenue par :

--       Une réduction de la tension d’alimentation, le courant est proportionnel
à la tension :
I.1 Action sur le circuit primaire (stator):

On peut réaliser le démarrage par :

·         Couplage étoile-triangle.

·         Eliminations de résistances statoriques

·         Auto-transformateurs.

Inconvénient : le couple moteur qui est proportionnel au carré
de la tension est réduit dans le même rapport.

--      Une augmentation de la résistance rotorique :

I.2 Action sur le circuit secondaire (rotor):

On peut réaliser le démarrage par :

·         Elimination de résistances rotoriques

·         Moteurs à cage multiples.

Cette seconde façon de procéder ne présente pas d’inconvénient sur le plan
fonctionnel, l’augmentation de la résistance du rotor se traduit par :

·         Une augmentation du couple de démarrage.

·         Une diminution du courant de démarrage.

II. Démarrage étoile triangle :

II.1 Principe :

Ce procédé de démarrage consiste à changer le couplage des enroulements
du stator pour limiter l’appel de courant.

Le démarrage s’effectue en deux temps :

·         1er temps : chaque enroulement du stator est alimenté sous une
tension réduite (couplage étoile Y)

·         2eme temps : chaque enroulement du stator est alimenté sous sa
tension nominale (couplage triangle ∆)

Démarrage étoile triangle




















II.2
Caractéristique technique :

Seuls les moteurs asynchrones triphasés avec rotor en court-circuit ou
rotor à cage peuvent être démarrés en étoile-triangle.

Ce procédé de démarrage ne peut être utilisé que pour des moteurs
conçus pour supporter en fonctionnement normal et pour un couplage
triangle la tension composée du réseau.

Exemple :

·         Un moteur 380v/ 660v sur un réseau 220v/ 380v,

·         Un moteur 220v/ 380v sur un réseau 110v/ 220v.

II.3 Démarrage étoile-triangle semi-automatique un
sens de marche :

On veut démarrer un moteur asynchrone triphasé en étoile-triangle dans
un sens de rotation par un bouton poussoir S1 et l’arrêter par l’appui sur
un bouton poussoir S0.

II.3.1      Schéma fonctionnel :

Démarrage étoile-triangle semi-automatique un sens de marche








II.3.2     
Circuit de puissance :

L1, L2, L3 : alimentation triphasée

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur couplage étoile

KM2 : contacteur de ligne

KM3 : contacteur couplage triangle

F : relais thermique

M : moteur triphasé

Circuit de puissance

 


























II.3.3      Circuit de commande :

II.3.3.1    Solution1 :

F : contact auxiliaire du relais thermique

S0 : bouton poussoir arrêt

S1: bouton poussoir marche

KM1 : bobine du contacteur couplage étoile

KM2 : bobine du contacteur ligne

KM3 : bobine du contacteur couplage triangle

KM21 : contact auxiliaire à ouverture retardé à l’ouverture






























II.3.3.2   
Solution2 : utilisation d’un relais différé
























KA1 : relais auxiliaire qui possède un contact temporisé retardé à l’ouverture
          KA11

II.3.3.3    Chronogramme de fonctionnement :































II.3.3.4   
Equations :

Solution 1 du circuit de commande :

II.4 Démarrage étoile-triangle semi-automatique deux
     sens de marche :

II.4.1      Schéma fonctionnel :








 II.4.2     
Circuit de puissance :

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur sens 1

KM2 : contacteur sens 2

KM3 : contacteur couplage étoile

KM4 : contacteur couplage triangle

F : relais thermique

M : moteur triphasé















































II.4.4     
Equations :

III    Démarrage par élimination de résistances
       statoriques :

III.1 Principe :

Ce démarrage s’effectue en deux temps :

1.Alimenter le stator sous une tension réduite par insertion dans
  chacune des phases du stator d’une ou plusieurs résistances

2. Alimenter le stator par la pleine tension du réseau en court-
    circuitant les résistances lorsque la vitesse du moteur atteint
    80% de la vitesse nominale.

III.2 Démarrage statorique, un sens de marche :

III.2.1   Schéma fonctionnel :









III.2.2  
Circuit de puissance :

KM1 : contacteur de ligne

KM2 : contacteur de court circuit des résistances

Ru, Rv et Rw : groupe de résistances
























III.2.3  
Circuit de commande :

F : contact auxiliaire du relais thermique

S0 : bouton poussoir arrêt

S1 : bouton poussoir marche

KA1 : relais qui possède un contact temporisé retardé à la fermeture (KA11)




















III.2.4   Chronogramme de fonctionnement :


























III.2.5  
Equations :

III.3 Démarrage statorique, semi automatique, deux sens de
marche :

III.3.1   Schéma fonctionnel :








III.3.2  
Circuit de puissance :

KM1 : contacteur sens1

KM2 : contacteur sens2

KM3 : contacteur de court circuit des résistances

Ru, Rv et Rw : groupe de résistances


































Remarque :

        Lorsqu’on augmente l’insertion de groupes de résistances, on augmente
        les temps du démarrage  statoriques. 
                                                     
III.3.3  
Circuit de commande :



















III.3.4  
Equations :

IV     Démarrage par auto-transformateurs :

IV.1 Principe :

       Ce démarrage consiste à utiliser un auto-transformateur, qui est un
appareil dont le circuit primaire est alimenté par le réseau et qui délivre à
son secondaire une tension pouvant varier linéairement de 0 à 100% de la
tension primaire.

Ce démarrage s’effectue en deux temps :

1.      1er temps : Alimenter le moteur par une tension réduite à travers
l’auto-transformateur.

2.      2eme temps : alimenter le moteur par la pleine tension de
fonctionnement.

IV.2 Démarrage semi automatique par auto-transformation,
       un sens de marche :

IV.2.1   Schéma fonctionnel :









IV.2.2  
Circuit de puissance :

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur couplage étoile de l’auto-transformateur

KM2 : contacteur alimentation de l’auto-transformateur

KM3 : contacteur moteur

F : relais thermique






































IV.2.3  
Circuit de commande :






























IV.2.4  
Chronogramme de fonctionnement :




























IV.3
Démarrage semi automatique par auto-transformation,
deux sens de marche :

IV.3.1   Schéma fonctionnel :

 








IV.3.2  
Circuit de puissance :

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur sens1

KM2 : contacteur sens2

KM3 : contacteur couplage étoile de l’auto-transformateur

KM4 : contacteur alimentation de l’auto-transformateur

KM5 : contacteur moteur

F : relais thermique



































IV.3.3  
Circuit de commande :

 

















V. Démarrage par élimination de résistances
    rotoriques :

V.1 Principe :

Ce démarrage consiste à alimenter directement les enroulements du
stator sous leur tension nominale et à coupler les enroulements du
rotor en étoile.

Ce démarrage s’exécute en plusieurs temps (minimum 3 temps) :

1.      1er temps : on limite le courant dans les enroulements du rotor en
         insérant des résistances.

2.      2eme temps : on diminue la résistance du circuit rotor en éliminant
         une partie des résistances.

3.      3eme temps : on supprime toutes les résistances rotoriques ce qui
         donne un rotor court-circuité (couplage étoile).

V.2 Conditions technologiques :

Le moteur doit être du type rotor bobiné avec les sorties reliés à
des bagues.

V.3 Démarrage rotorique, un sens de marche :

V.3.1      Schéma fonctionnel :

 










V.3.2     
Circuit de puissance :

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur de ligne

KM2 : contacteur 2eme temps

KM3 : contacteur 3eme temps

R1 et R2 : 2 groupes de résistances

F : relais thermique

M : moteur à rotor bobiné































V.3.3     
Circuit de commande :

V.3.3.1     Solution1 :































V.3.3.2    
Solution2 :















































V.4 Démarrage rotorique, deux sens de marche :

V.4.1      Schéma fonctionnel :











V.4.2     
Circuit de puissance :

Q : fusible sectionneur

KM1 : contacteur sens1

KM2 : contacteur sens2

KM3 : contacteur 2eme temps

R1 : groupe de résistances

F : relais thermique

M : moteur à rotor bobiné


































V.4.3     
Circuit de commande :






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