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Moteurs asynchrones

De Guide de l'Installation Electrique

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Sommaire

Intensité absorbée

L'intensité absorbée (Ia) est donnée par les formules ci-après :

  • en triphasé :  I_a=\frac{P_n \times 10^3}{\sqrt 3 \times U \times \eta \times cos\phi}


  • en monophasé :  I_a=\frac{P_n \times 10^3}{U \times \eta \times cos\phi}

avec :

Ia : intensité absorbée (en A)

Pn : puissance nominale (en kW)

U : tension entre phases pour les moteurs triphasés ou entre les bornes de connexion pour les moteurs monophasés (en volts). Un moteur monophasé peut être connecté entre phases ou entre phase et neutre

η : rendement soit kW sortie/kW entrée

cos φ : facteur de puissance soit kW entrée/kVA entrée

Rappel : La puissance nominale (Pn) d'un moteur correspond à la puissance mécanique disponible sur son arbre.

La puissance apparente Pa (kVA) est la puissance pour laquelle est dimensionnée la ligne en fonction du rendement et du facteur de puissance du moteur :  Pa=\frac{Pn}{n\cos\phi}

Courants subtransitoires et réglage des protections

  • Les valeurs des courants subtransitoires peuvent être très élevées : la valeur typique est de 12 à 15 fois l'intensité nominale efficace du moteur (Inm).

Parfois cette valeur peut atteindre 25 fois Inm.

  • Les associations de disjoncteurs, contacteurs et relais thermiques Schneider Electric sont prévues en standard pour supporter les courants subtransitoires importants (jusqu’à 19 Inm) générés par le démarrage des moteurs.
  • S'il se produit des déclenchements intempestifs au démarrage, cela signifie que l'intensité du courant de démarrage dépasse la valeur limite normale. Il en résulte que les tenues maximales de l'appareillage peuvent être atteintes, leur durée de vie peut être réduite et même certains dispositifs peuvent être détruits. Afin d'éviter une telle situation, un surdimensionnement de l'appareillage doit être considéré.
  • Les appareillages Schneider Electric sont aussi conçus pour assurer la protection des départs moteurs contre les surintensités. Des tables de coordination indiquent les associations disjoncteur, contacteur et relais thermique pour réaliser une coordination de type 1 ou de type 2 suivant le risque acceptable par l'utilisateur[1] (voir chapitre N5).

Courant de démarrage

Bien que des moteurs à haut rendement peuvent être trouvés sur le marché, leur courant de démarrage est en pratique du même ordre de grandeur que celui des moteurs standard.

L'utilisation d‘un démarreur étoile-triangle, d‘un démarreur statique ou d‘un variateur de vitesse permet de réduire l'intensité du courant de démarrage (Exemple : 4 Ia au lieu de 7,5 Ia).

Compensation de l'énergie réactive consommée par les moteurs asynchrones

Il est généralement avantageux pour des raisons techniques et financières de réduire le courant absorbé par les moteurs asynchrones. Cela peut être réalisé en utilisant des batteries de condensateurs sans réduire la puissance de sortie des moteurs.

L'application de ce principe au fonctionnement d'un moteur asynchrone est généralement désignée par "amélioration du facteur de puissance" ou "correction du facteur de puissance".

Comme développé dans le chapitre L, la puissance apparente (kVA) consommée par un moteur asynchrone peut être significativement réduite par la mise en parallèle d'une batterie de condensateurs à ses bornes. La réduction de la puissance apparente consommée, kVA entrée, signifie une réduction similaire du courant absorbé (à tension constante).

La compensation de la puissance réactive est particulièrement conseillée pour des moteurs qui fonctionnent durant de longues périodes à faible charge.

Comme indiqué ci-dessus, le facteur de puissance  cos \phi= \frac{kW_{entr\acute e e}}{kVA_{entr\acute e e}}

De ce fait, une réduction de la puissance apparente consommée, kVA entrée, augmente (c'est à dire améliore) la valeur du facteur de puissance.

L'intensité Ia absorbée après compensation de l'énergie réactive est égale à :I = I_a\frac{cos\phi}{cos\phi^{'}}

où cos φ est le facteur de puissance avant compensation et cos φ’ celui après compensation, Ia étant le courant initialement consommé.

La Figure A4 ci-dessous indique, en fonction de la puissance nominale des moteurs, les intensités nominales typiques du courant moteur pour différentes valeurs de tension d'alimentation.(NF-EN 60947-4-1 Annexe G)


kW hp 230 V 380 - 415 V 400 V 440- 480 V 500 V 690 V
A A A A A A
0,18
0,25
0,37
-
-
-
1,0
1,5
1,9
-
-
-
0,6
0,85
1,1
-
-
-
0,48
0,68
0,88
0,35
0,49
0,64
-
0,55
-
1/2
-
3/4
-
2,6
-
1,3
-
1,8
-
1,5
-
1,1
-
1,6

1,2
-
-
0,87
-
-
0,75
1,1
1
-
-
-
3,3
4,7
2,3
-
-
-
1,9
2,7
2,1
-
-
-
1,5
2,2
-
1,1
1,6
-
-
1,5
1-1/2
2
-
-
-
6,3
3,3
4,3
-
-
-
3,6
3,0
3,4
-
-
-
2,9
-
-
2,1
2,2
-
3,0
-
3
-
8,5
-
11,3
-
6,1
-
4,9
-
6,5
-
4,8
-
3,9

5,2
2,8
-
3,8
4
-
5,5
-
5
-
15
-
20
9,7
9,7
-
8,5
-
11,5
7,6
7,6
-
6,8
-
9,2
4,9
-
6,7
-
-
7,5
7-1/2
10
-
-
-
27
14,0
18,0
-
-
-
15,5
11,0
14,0
-
-
-
12,4
-
-
8,9
11
-
-
-
15
20
38,0
-
-
-
27,0
34,0
22,0
-
-
-
21,0
27,0
17,6
-
-
12,8
-
-
15
18,5
-
-
-
25
51
61
-
-
-
44
29
35
-
-
-
34
23
28
-
17
21
-
22
-
-
-
30
40
72
-
-
-
51
66
41
-
-
-
40
52
33
-
-
24
-
-
30
37
-
-
-
50
96
115
-
-
-
83
55
66
-
-
-
65
44
53
-
32
39
-
-
45
55
60
-
-
-
140
169
103
-
-
-
80
97
77
-
-
-
64
78
-
47
57
-
-
75
75
100
-
-
-
230
128
165
-
-
-
132
96
124
-
-
-
106
-
-
77
90
-
110
-
125
-
278
-
340
-
208
-
160
-
195
-
156
128
-
156
93
-
113
-
132
-
150
-
200
-
400
-
240
-
320
-
230
-
180
-
240
-
184
-
-
134
-
160
-
200
-
250
-
487
-
609
-
403
-
280
-
350
-
302
-
224
-
280
162
-
203
-
250
300
-
-
748
482
-
-
430
361
-
-
344
-
250
-
-
350
400
-
-
560
636
-
-
414
474
-
-
-
-
315
-
-
450
940
-
-
-
540
-
-
515
432
-
313
-
355
-
-
500
1061
-
-
786
610
-
-
590
488
-
354
-
400 - 1200 - 690 - 552 400
500 - 1478 - 850 - 680 493
560
630
-
-
1652
1844
-
-
950
1060
-
-
760
848
551
615
710 - 2070 - 1190 - 952 690
800
900
-
-
2340
2640
-
-
1346
1518
-
-
1076
1214
780
880
1000 - 2910 - 1673 - 1339 970

Fig. A4Puissance nominale et courant nominal (par tension d'alimentation)


Notes

  1. ^ Dans la coordination de type 1, un court-circuit ne doit pas occasionner de danger aux personnes ou aux installations mais le départ moteur pourra ne pas être en mesure de fonctionner ensuite sans réparation ou remplacement de pièces.
    Dans la coordination de type 2, un court-circuit ne doit pas occasionner de danger aux personnes ou aux installations et le départ moteur doit être en mesure de fonctionner ensuite sans réparation ou remplacement de pièces. Cependant le risque de soudure des contacts est admis.