Relais de contrôle de phase : principe de fonctionnement, types, marquages + comment régler et connecter
Le résultat de la situation technique, lorsque les enroulements du stator du moteur consomment plus de courant que les valeurs paramétriques définies, est un excès de chaleur. Ce facteur entraîne une diminution de la qualité de l'isolation du moteur. L'équipement tombe en panne.
Le temps de réponse des relais de surcharge thermique est généralement insuffisant pour assurer une protection efficace contre la chaleur excessive générée par un courant élevé. Dans de tels cas, seul le relais de contrôle de phase est considéré comme un dispositif de protection efficace.
Le contenu de l'article :
Informations générales sur l'appareil
La fonctionnalité des appareils électriques de ce type va bien au-delà de la simple protection contre la surchauffe et les courts-circuits.
Dans la pratique, les propriétés efficaces des relais de sélection de phase surchargés ont été constatées, qui offrent finalement une protection complète.
Grâce aux dispositifs de suivi de phase, les avantages suivants sont obtenus :
- augmenter la durée de vie du moteur ;
- réduction des réparations coûteuses ou du remplacement du moteur ;
- réduction des temps d'arrêt dus à des défauts du moteur ;
- réduisant le risque de choc électrique.
De plus, l'appareil offre une protection fiable contre l'incendie et les courts-circuits des enroulements du moteur.
Conception typique des relais de protection
Il existe deux principaux types de dispositifs de protection conçus pour être utilisés dans les systèmes triphasés : les relais de détection de courant et les relais de détection de tension.
Avantages de l'utilisation d'appareils
Le côté avantageux des relais de protection actuels par rapport à relais de contrôle de tension évident. Ce type de dispositif fonctionne indépendamment de l'influence de la FEM (force électromotrice), qui accompagne invariablement une panne de phase lorsque le moteur est surchargé.
De plus, les appareils fonctionnant sur le principe de la mesure du courant sont capables de détecter un comportement moteur anormal. La surveillance est possible soit du côté ligne du circuit de dérivation, soit du côté charge où le relais est installé.
Les dispositifs de surveillance de processus basés sur le principe de mesure de tension se limitent à détecter des conditions de fonctionnement anormales uniquement du côté de la ligne où l'appareil est connecté.
Cependant, les appareils sensibles à la tension présentent également un avantage important. Elle réside dans la capacité des dispositifs de ce type à détecter une condition anormale qui ne dépend pas de l'état du moteur.
Par exemple, un type de relais sensible aux changements de courant détecte les conditions de phase anormales uniquement directement pendant le fonctionnement du moteur. Mais l'appareil de mesure de tension assure une protection immédiatement avant le démarrage du moteur.
Parmi les avantages des appareils de mesure de tension figurent également une installation simple et un prix inférieur.
Ce type de dispositifs de protection :
- ne nécessite pas de transformateurs de courant supplémentaires ;
- s’applique quelle que soit la charge du système.
Et pour que cela fonctionne, il vous suffit de connecter la tension.
Détection de défaillance de phase
Une panne de phase est tout à fait possible en raison de la panne d'un fusible dans l'une des parties du système de distribution électrique. Une panne mécanique d'un équipement de commutation ou une rupture d'une des lignes électriques provoque également une coupure de phase.
Un moteur triphasé fonctionnant sur une phase tire le courant requis des deux lignes restantes. Une tentative de démarrage en mode monophasé entraînera le blocage du rotor et le moteur ne démarrera pas.
Le temps de réponse par unité de surcharge thermique peut être trop long pour assurer une protection efficace contre une chaleur excessive. Si la protection contre cela n'est pas définie relais thermique, puis lorsqu'une panne survient en raison d'une surchauffe des enroulements du moteur.
Protéger un moteur triphasé d'un facteur de défaillance de phase est difficile du fait qu'un moteur triphasé sous-chargé fonctionnant sur une phase sur trois génère une tension dite régénérée (back EMF).
Il se forme à l'intérieur de l'enroulement cassé et est presque égal à la valeur de la tension d'entrée perdue. Par conséquent, les relais de mesure de tension qui surveillent uniquement son amplitude dans de telles situations n'offrent pas une protection complète contre les pannes de phase.
Un degré de protection plus élevé peut être obtenu en utilisant un dispositif capable de détecter le déphasage qui accompagne généralement une défaillance de phase. Dans des conditions normales, la tension triphasée est en phase de 120 degrés. Une défaillance entraînera un changement d’angle par rapport aux 120 degrés normaux.
Détection d'inversion de phase
Une inversion de phase peut se produire :
- La maintenance est effectuée sur les équipements moteurs.
- Des modifications ont été apportées au système de distribution d'électricité.
- Lorsque le courant est rétabli, l’ordre des phases est différent de ce qu’il était avant la panne de courant.
La détection d'inversion de phase est importante si un moteur fonctionnant en marche arrière risque d'endommager le mécanisme entraîné ou, pire encore, de causer des blessures physiques au personnel d'exploitation.
Les règles d'exploitation des réseaux électriques imposent le recours à des protections contre d'éventuelles inversions de phase sur tous les équipements, y compris les véhicules de transport de personnel (escaliers mécaniques, ascenseurs, etc.).
Détection de déséquilibre de tension
Un déséquilibre se produit généralement lorsque les tensions de ligne entrantes fournies par le fournisseur de services publics se situent à des niveaux différents. Un déséquilibre peut se produire lorsque des charges monophasées d'éclairage, des prises électriques, des moteurs monophasés et d'autres équipements sont connectés sur des phases distinctes et ne sont pas répartis de manière équilibrée.
Dans tous ces cas, un déséquilibre de courant se produit dans le système, ce qui réduit l'efficacité et raccourcit la durée de vie du moteur.
Une tension déséquilibrée ou insuffisante appliquée à un moteur triphasé entraîne un déséquilibre de courant dans les enroulements du stator égal à des multiples du déséquilibre de tension entre phases. Ce moment, à son tour, s'accompagne d'une augmentation de l'échauffement, qui est la principale raison de la destruction rapide de l'isolation du moteur.
Sur la base de tous les facteurs techniques et technologiques décrits, l'importance de l'utilisation de ce type de relais devient évidente, non seulement pour le fonctionnement des moteurs électriques, mais également pour les générateurs, transformateurs et autres équipements électriques.
Comment connecter le dispositif de contrôle ?
Les conceptions de relais qui surveillent les phases, malgré la large gamme de produits disponibles, ont un boîtier unifié.
Éléments structurels du produit
Les borniers pour connecter les conducteurs électriques sont généralement situés sur la partie avant du boîtier, ce qui est pratique pour les travaux d'installation.
L'appareil lui-même est conçu pour être installé sur un rail DIN ou simplement sur une surface plane. L'interface du bornier est généralement une pince standard fiable conçue pour fixer des conducteurs en cuivre (aluminium) d'une section allant jusqu'à 2,5 mm.2.
Le panneau avant de l'appareil contient un bouton de commande/des commandes, ainsi qu'une indication de contrôle de la lumière. Ce dernier indique la présence/absence de tension d'alimentation, ainsi que l'état de l'actionneur.
Le raccordement de la tension triphasée s'effectue aux bornes de commande de l'appareil, signalées par les symboles techniques correspondants (L1, L2, L3). L'installation d'un conducteur neutre sur de tels appareils n'est généralement pas prévue, mais ce point est spécifiquement déterminé par la conception du relais - le type de modèle.
Pour se connecter aux circuits de commande, un deuxième groupe d'interfaces est utilisé, généralement composé d'au moins 6 bornes de commande. Une paire du groupe de contacts de relais commute le circuit de bobine du démarreur magnétique et, via la seconde, le circuit de commande de l'équipement électrique.
Tout est assez simple. Cependant, chaque modèle de relais individuel peut avoir ses propres fonctionnalités de connexion. Par conséquent, lors de l'utilisation pratique de l'appareil, vous devez toujours vous concentrer sur la documentation qui l'accompagne.
Étapes de configuration du luminaire
Encore une fois, en fonction de la conception, la conception du produit peut être équipée de différentes options de configuration et de réglage du circuit. Il existe des modèles simples conçus pour connecter un ou deux potentiomètres au panneau de commande. Et il existe des appareils dotés d’éléments de personnalisation avancés.
Parmi ces éléments de réglage avancés, on trouve souvent des micro-interrupteurs en bloc, situés directement sur le circuit imprimé sous le corps de l'appareil ou dans une niche d'ouverture spéciale.En installant chacun d'eux dans une position ou une autre, la configuration requise est créée.
Le réglage se résume généralement au réglage des valeurs nominales de protection en tournant des potentiomètres ou en plaçant des micro-interrupteurs. Par exemple, pour surveiller l'état des contacts, le niveau de sensibilité à la différence de tension (ΔU) est généralement réglé sur 0,5 V.
S'il est nécessaire de contrôler les lignes d'alimentation de charge, le régulateur de sensibilité à la différence de tension (ΔU) est ajusté à une position limite où le point de transition du signal de fonctionnement au signal d'urgence est marqué avec une petite tolérance par rapport à la valeur nominale.
En règle générale, toutes les nuances de configuration des appareils sont clairement décrites dans la documentation jointe.
Marquage du dispositif de contrôle de phase
Les appareils classiques sont marqués simplement. Une séquence symbolique-numérique est appliquée sur le panneau avant ou latéral du boîtier, ou la désignation est notée dans le passeport.
Ainsi, un appareil de fabrication russe pour une connexion sans fil neutre est marqué :
EL-13M-15 AC400V
où : EL-13M-15 est le nom de la série, AC400V est la tension alternative autorisée.
Les échantillons de produits importés portent des marquages légèrement différents.
Par exemple, le relais de la série PAHA porte l'abréviation suivante :
PAHA B400 A A 3C
Le décodage ressemble à ceci :
- PAHA est le nom de la série.
- B400 – tension standard 400 V ou connecté à partir d'un transformateur.
- A – réglage par potentiomètres et micro-interrupteurs.
- A (E) – type de boîtier pour montage sur rail DIN ou dans un connecteur spécial.
- 3 – taille du boîtier 35 mm.
- C – fin du marquage du code.
Sur certains modèles, une valeur supplémentaire peut être ajoutée avant le point 2. Par exemple, « 400-1 » ou « 400-2 », et la séquence du reste ne change pas.
C'est ainsi que sont marqués les appareils de contrôle de phase équipés d'une interface d'alimentation supplémentaire pour une source externe. Dans le premier cas, la tension d'alimentation est de 10-100 V, dans le second elle est de 100-1000 V.
Vous familiarisera avec le principe de fonctionnement, les caractéristiques de conception et le but de l'interrupteur de charge prochain article, dont nous recommandons vivement la lecture.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
La vidéo est dédiée à la description et à l'examen d'un seul produit de la société EKF. Cependant, presque tous les dispositifs de contrôle de phase fabriqués fonctionnent sur le même principe :
Avec toute la diversité des appareils disponibles sur le marché, il est difficile de déterminer une norme d’étiquetage. Si les fabricants étrangers étiquettent selon un canon, alors les fabricants nationaux - selon un autre. Néanmoins, il est toujours possible de se référer à des données de référence si un décodage précis des caractéristiques est nécessaire.
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