Moteurs asynchrones

Intensité absorbée

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

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

• en monophasé : [math]\displaystyle{ I_a=\frac{P_n \times 10^3}{U \times \eta \times cos\phi} }[/math]

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 : [math]\displaystyle{ Pa=\frac{Pn}{n\cos\phi} }[/math]

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 (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  [math]\displaystyle{ cos \phi= \frac{kW_{entr\acute e e}}{kVA_{entr\acute e e}} }[/math]

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 :[math]\displaystyle{ I = I_a\frac{cos\phi}{cos\phi^{'}} }[/math]

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)

Fig. A4 – Puissance nominale et courant nominal (par tension d'alimentation)

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