Les dommages au moteur sont principalement causés par la surchauffe de la résistance du bobinage ou par une diminution des performances d'isolation. La surchauffe du bobinage 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 à détection de courant
• Le relais thermique utilise le courant de charge négatif traversant une résistance calibrée pour chauffer l'élément thermique bimétallique, ce qui provoque sa courbure et active les contacts du relais avant la rupture du bobinage du moteur. Ses caractéristiques d'action sont proches des caractéristiques de surcharge admissibles du bobinage du moteur. Bien que la précision du temps d'action du relais thermique soit généralement faible, il protège efficacement le moteur contre les surcharges. Grâce à des améliorations continues et à l'optimisation de sa conception, il offre, outre la compensation de température, d'autres fonctions telles que la protection contre les pertes de phase et les déséquilibres de charge.
Le disjoncteur à déclenchement magnéto-thermique est utilisé pour la protection contre les surcharges. Sa structure et son principe de fonctionnement sont identiques à ceux du relais thermique. Une fois l'élément thermique bimétallique plié, certains éléments entrent en contact direct avec le déclencheur, tandis que d'autres connectent les contacts, provoquant ainsi le déclenchement du disjoncteur. La valeur de réglage de la bobine électromagnétique est élevée et ne fonctionne qu'en cas de court-circuit. Sa structure est simple, compacte et économique, ses caractéristiques d'action sont conformes aux normes en vigueur et sa protection est fiable. C'est pourquoi il est encore largement utilisé, notamment pour les disjoncteurs de faible puissance.
Le relais électronique de surintensité détecte le signal de courant de défaut via les transformateurs de courant de chaque phase et exécute l'action correspondante après traitement du circuit électronique. Le circuit électronique est flexible et ses fonctions d'action sont variées, ce qui permet de protéger différents types de moteurs.
• Le relais statique est un microprocesseur développé à partir d'un simple composant électronique qui assure la fonction relais. Son coût et son prix varient selon les fonctions, et les relais les plus complexes ne sont utilisables que pour des moteurs plus gros et plus coûteux, ou pour des occasions importantes.
• Les dispositifs de protection des moteurs électriques avec déclenchement électronique sont conçus avec le même principe de fonctionnement que le relais de surintensité électronique ou le relais statique.
• Le circuit principal du démarreur progressif utilise des thyristors. Le dispositif de protection contrôlant leur interruption ou leur connexion est généralement intégré à un module de détection de défauts. Il détecte les anomalies avant et après le démarrage du moteur, telles que la perte de phase, la surchauffe, les courts-circuits, les fuites et les charges déséquilibrées. Il émet les instructions d'action correspondantes. Sa structure système est simple, compatible avec un micro-ordinateur monopuce, et il est adapté au contrôle industriel.
Dispositifs de protection des moteurs électriques à détection de température
• Le relais thermique bimétallique est directement intégré aux enroulements du moteur. Lorsque le moteur est surchargé et que la température des enroulements approche la valeur limite, la feuille bimétallique d'un contact chauffe et se plie, provoquant l'ouverture des contacts et la coupure du circuit.
Le protecteur thermique est un relais de protection thermique dynamique contre les surcharges, installé sur le corps du moteur. Contrairement aux relais thermiques, le bilame en forme de bol à deux contacts sert de pont dans le circuit moteur. Le courant de surcharge qui le traverse provoque son échauffement, et la température du moteur augmente également. Lorsqu'elle atteint une certaine valeur, le bilame rebondit instantanément et agit, déconnectant les contacts et coupant le courant moteur. Il peut être utilisé pour la protection thermique, la surcharge et la perte de phase des petits moteurs triphasés.
• La température des enroulements du stator du moteur est surveillée en enterrant 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. Dès que la température spécifiée est dépassée, sa résistance augmente considérablement, de 10 à 1 000 fois. Lors de son utilisation, il est équipé d'un circuit électronique de détection, puis le relais est actionné.
Date de publication : 28 avril 2025