 L'ASPIRATEUR 20/09/2018 Pascal ROUSSET.

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1  L'ASPIRATEUR 20/09/2018 Pascal ROUSSET

2 SAVOIRS TECHNOLOGIQUE
 S’informer sur le moteur asynchrone triphasé,  Installer un moteur asynchrone triphasé,  Contrôler un moteur asynchrone triphasé,  Commander un moteur asynchrone triphasé,  Choisir un préactionneur,  Installer les protections d’un moteur asynchrone triphasé,  S’informer sur la protection des personnes. Pascal ROUSSET 20/09/2018

3 Introduction Cet aspirateur sert à la récupération des copeaux d'un atelier de menuiserie. Des gaines partent de chaque machine, à proximité des outils de coupe. Ces gaines sont raccordées à un collecteur, à l'extrémité duquel est branché l'aspirateur. La sciure et les copeaux sont récupérés dans des sacs placés sous l'aspirateur. Pascal ROUSSET 20/09/2018

4 Schéma électrique Rep. Nb. Désignation M1 F1 F2 F3 F4 S1 S2 KM1 T1 Q1
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5 Schéma électrique Rep. Nb. Désignation M1 1 Moteur Asynchrone Triphasé
F1 3 Fusible Type AM F2 Relais thermique F3 2 F4 Fusible gl-gi S1 Bouton poussoir à ouverture S2 Bouton poussoir à fermeture KM1 Contacteur tripolaire T1 Transformateur de sécurité Q1 Sectionneur Pascal ROUSSET 20/09/2018

6  S’informer sur le Moteur Asynchrone Triphasé
Ce moteur à rotor en court-circuit ou en cage d'écureuil est le moteur électrique le plus utilisé du fait de sa robustesse, de son prix peu élevé et de sa grande durée de vie. Les deux principales parties d'un moteur asynchrone triphasé sont : Pascal ROUSSET 20/09/2018

7  S’informer sur le Moteur Asynchrone Triphasé
Ce moteur à rotor en court-circuit ou en cage d'écureuil est le moteur électrique le plus utilisé du fait de sa robustesse, de son prix peu élevé et de sa grande durée de vie. Les deux principales parties d'un moteur asynchrone triphasé sont : - le stator qui produit un champ magnétique tournant ; Pascal ROUSSET 20/09/2018

8  S’informer sur le Moteur Asynchrone Triphasé
Ce moteur à rotor en court-circuit ou en cage d'écureuil est le moteur électrique le plus utilisé du fait de sa robustesse, de son prix peu élevé et de sa grande durée de vie. Les deux principales parties d'un moteur asynchrone triphasé sont : - le stator qui produit un champ magnétique tournant ; - le rotor qui, entraîné par ce champ tournant, produit de l'énergie mécanique. Le rapport entre l'énergie mécanique disponible et l'énergie électrique absorbée est le rendement du moteur. Pascal ROUSSET 20/09/2018

9 Vue éclatée Pascal ROUSSET 20/09/2018

10  La constitution du Stator
Le stator est constitué d'un empilage de tôles magnétiques sur lesquelles est surmoulée la carcasse. Ces tôles (fig. 1) comportent des encoches profondes dans lesquelles sont logés les bobinages (fig. 2). Pascal ROUSSET 20/09/2018

11  Le champ magnétique tournant dans le Stator
Le stator est composé de 3 enroulements identique. 1-Imaginons ces trois bobinages placés sur une circonférence à 120 ° les uns des autres (fig. 3). Pascal ROUSSET 20/09/2018

12  Le champ magnétique tournant dans le Stator
Le stator est composé de 3 enroulements identique. 1-Imaginons ces trois bobinages placés sur une circonférence à 120 ° les uns des autres (fig. 3). Alimentons-les par une source triphasée (fig. 4). Les trois bobinages recevront l'un après l'autre le courant maximum, ils produiront donc à tour de rôle le champ magnétique maximum 1 puis 2 puis 3 puis 1... 2- D'après la figure 3, le sens de rotation du champ tournant ( ) correspond au sens de rotation des aiguilles d'une montre. Pascal ROUSSET 20/09/2018

13  Le champ magnétique tournant dans le Stator
Le stator est composé de 3 enroulements identique : 1- Imaginons ces trois bobinages placés sur une circonférence à 120 ° les uns des autres (fig. 3). Alimentons-les par une source triphasée (fig. 4). Les trois bobinages recevront l'un après l'autre le courant maximum, ils produiront donc à tour de rôle le champ magnétique maximum 1 puis 2 puis 3 puis 1... 2- D'après la figure 3, le sens de rotation du champ tournant ( ) correspond au sens de rotation des aiguilles d'une montre. 3- Si l'on intervertit deux alimentations, par exemple Phl et Ph2 (fig. 5), la rotation se fera toujours dans l'ordre mais, cette fois dans le sens inverse du sens de rotation des aiguilles d'une montre. CONCLUSION : Pour changer le sens de rotation d'un moteur asynchrone triphasé, il suffit d'intervertir deux fils d'alimentation. Pascal ROUSSET 20/09/2018

14  La fréquence de rotation
La fréquence du courant étant, en France, de 50 hertz (50 périodes par seconde) (fig. 6), le champ magnétique tourne à une fréquence de 50 rotations par seconde, soit rotations à la minute. Dans la pratique, il se produit un glissement entre le champ tournant et le rotor, et la fréquence de rotation de ce dernier sera, en charge normale = rotations par minute. Pour diminuer le glissement, améliorer la rotation du rotor, et obtenir une fréquence de rotation différente, chaque bobinage peut être divisé en deux parties égalés et opposées (fig. 7). Pour 1 période : 1/50 de seconde, le champ tournant effectuera seulement 0,5 rotation ; la fréquence sera donc divisée par 2, soit, théoriquement, rotations; par minute, mais en raison du glissement, la fréquence de rotation du rotor sera, en charge normale = rotations par minute. Si chaque bobinage était divisé en 3 parties, on obtiendrait un moteur dont la fréquence de rotation serait 970 rotations par minute Pascal ROUSSET 20/09/2018

15  Le raccordement des bobinages à la boîte à bornes
En suivant le schéma de la figure 8, on constate que 2 bornes situées face à face n'appartiennent pas au même bobinage. Pascal ROUSSET 20/09/2018

16  Le raccordement des bobinages à la boîte à bornes
En suivant le schéma de la figure 8, on constate que 2 bornes situées face à face n'appartiennent pas au même bobinage. LE REPÉRAGE DES BORNES (fig. 9) En plus des 6 bornes des bobinages, on trouve dans la boîte à bornes, une borne de masse du moteur qui doit être reliée à la terre de l'installation. Pascal ROUSSET 20/09/2018

17  Le raccordement des bobinages à la boîte à bornes
En suivant le schéma de la figure 8, on constate que 2 bornes situées face à face n'appartiennent pas au même bobinage. LE REPÉRAGE DES BORNES (fig. 9) En plus des 6 bornes des bobinages, on trouve dans la boîte à bornes, une borne de masse du moteur qui doit être reliée à la terre de l'installation. CONSTITUTION DU ROTOR Le rotor est un empilage de tôles magnétiques (fig. 10) reliées entre elles par des barres conductrices généralement en aluminium. Ces barres constituent la cage d'écureuil (fig. 11). Pascal ROUSSET 20/09/2018

18  suite… LE MONTAGE DU ROTOR
L'axe du rotor est monté sur 2 roulements à billes logés dans les flasques. Sur les moteurs récents, ces roulements sont graissés à vie, ils ne nécessitent donc pas d'intervention de maintenance préventive. LA REPRÉSENTATION DU MOTEUR ASYNCHRONE : M1 ou M2 ou M3 (fig. 12). Pascal ROUSSET 20/09/2018

19  suite… LE MONTAGE DU ROTOR
L'axe du rotor est monté sur 2 roulements à billes logés dans les flasques. Sur les moteurs récents, ces roulements sont graissés à vie, ils ne nécessitent donc pas d'intervention de maintenance préventive. LA REPRÉSENTATION DU MOTEUR ASYNCHRONE : M1 ou M2 ou M3 (fig. 12). LA MAINTENANCE DU MOTEUR Elle consiste à : 1 ° nettoyer périodiquement (a grille d'aspiration du capot de ventilateur, pour que ce dernier puisse assurer correctement le refroidissement du moteur; 2° si le moteur est équipé de graisseurs, garnir ces derniers de graisse pour roulements. Pascal ROUSSET 20/09/2018

20  suite… LE MONTAGE DU ROTOR
L'axe du rotor est monté sur 2 roulements à billes logés dans les flasques. Sur les moteurs récents, ces roulements sont graissés à vie, ils ne nécessitent donc pas d'intervention de maintenance préventive. LA REPRÉSENTATION DU MOTEUR ASYNCHRONE : M1 ou M2 ou M3 (fig. 12). LA MAINTENANCE DU MOTEUR Elle consiste à : 1 ° nettoyer périodiquement (a grille d'aspiration du capot de ventilateur, pour que ce dernier puisse assurer correctement le refroidissement du moteur; 2° si le moteur est équipé de graisseurs, garnir ces derniers de graisse pour roulements. LE REMPLACEMENT DES PIÈCES D'USURE Seuls les roulements sont susceptibles de s'user : il convient alors de les remplacer par des roulements de mêmes caractéristiques que les roulements d'origine LA MAINTENANCE CORRECTIVE DU MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASÉ Par suite de la défaillance d'une protection ou à cause d'une erreur de raccordement, le bobinage du stator peut être coupé ou en court-circuit. Le bobinage doit être refait par un atelier spécialisé. Pascal ROUSSET 20/09/2018

21  Installer un Moteur Asynchrone Triphasé
Cette opération comporte deux étapes : - coupler le moteur :installer convenablement les barrettes ; - raccorder le moteur au réseau d'alimentation. COUPLER LE MOTEUR LIRE LA PLAQUE SIGNALÉTIQUE DU MOTEUR (fig. 1) et repérer les tensions, ici 220 V / 380 V. La plus petite de ces deux tensions est celle qui doit alimenter les bobinages (ici 220 V). La tension 220 V correspond : - à la tension simple (phase-neutre) d'un réseau 220/380 ; - à la tension composée (phase-phase) d'un réseau 127/220. Pascal ROUSSET 20/09/2018

22  suite… INSTALLER LES BARRETTES DE COUPLAGE (fig. 2)
• Si la tension du réseau qui correspond à la tension nécessaire est la tension simple, le raccordement des bobinages se présente suivant la figure 3. Pascal ROUSSET 20/09/2018

23  suite… INSTALLER LES BARRETTES DE COUPLAGE (fig. 2)
• Si la tension du réseau qui correspond à la tension nécessaire est la tension simple, le raccordement des bobinages se présente suivant la figure 3. Les bornes U2, V2 et W2 sont à relier entre elles par les barrettes. La boîte à bornes se présente donc suivant la figure 4. Pascal ROUSSET 20/09/2018

24  suite… • REMARQUE Le fil neutre devrait se trouver sur les barrettes (en U2 ou V2 ou W2), mais les trois bobinages étant identiques, le courant nécessaire (en ampères) est le même sur les trois phases, on dit que le montage est « équilibré ». II n'y a pas de courant qui parcoure le fil neutre, en effet la somme algébrique des courants qui parcourent chacune des phases à l'instant «  t » est toujours nulle (fig. 5). I1 +I2+13=0. Puisqu'il n'y a pas de courant, on peut supprimer le fil neutre. Ce montage est appelé en étoile et symbolisé Y. Pascal ROUSSET 20/09/2018

25  suite… Si la tension du réseau qui correspond à la tension nécessaire est la tension composée, le raccordement des bobinages se présente suivant la figure 6. la borne U1 est reliée à W2 ; la borne V1 est reliée à U2 ; la borne W1 est reliée à V2. La boîte à bornes se présente donc suivant la figure 7. Ce montage est appelé en triangle et symbolisé  . REMARQUE : L'intensité absorbée par le moteur dépend du réseau, donc du couplage. Voir la plaque signalétique. Pascal ROUSSET 20/09/2018

26  suite… RACCORDER LE MOTEUR AU RESEAU Pascal ROUSSET 20/09/2018
Après s'être assuré que le moteur est protégé contre les surcharges et les courts-circuits, on peut procéder à son branchement dans le circuit de puissance. 1 ° Choisir le câble d'alimentation. II doit comporter quatre conducteurs en tout. II doit comporter un conducteur vert/jaune. Les conducteurs doivent être d'une section suffisante pour ne pas s'échauffer au passage du courant : prendre au minimum 1 mm2 pour 5 ampères. La gaine du câble doit être conforme aux règlements de sécurité. 2° Raccorder les fils d'alimentation et le conducteur de protection. 3° Serrer le presse-étoupe sur le câble pour protéger les connections contre les tractions sur le câble. 4° Refermer la boîte à bornes, ne pas oublier le joint. 5° Mettre sous tension. 6° Contrôler le sens de rotation, le modifier éventuellement. Pascal ROUSSET 20/09/2018

27  Contrôler un Moteur Asynchrone Triphasé
CONTRÔLE MÉCANIQUE Déformation éventuelle de l'arbre. Jeu dû à l'usure du roulement. Ces deux contrôles peuvent s'effectuer à l'aide du montage de la figure 1. Pascal ROUSSET 20/09/2018

28  suite… CONTRÔLE ÉLECTRIQUE II s'effectue en trois étapes.
CONTRÔLE DE CONTINUITÉ DES BOBINAGES Matériel utilisé: ohmmètre calibré sur une petite échelle (200 ). Points de mesure : entre U 1 et U 2 ou U et X (fig. 2a), entre V 1 et V 2 ou V et Y (fig. 2b), entre W1 et W2 ou W et Z (fig. 2c). Résultats attendus : résistance  0 , résistances identiques sur les 3 bobinages. Une résistance nulle indique un court-circuit. Une résistance infinie indique un bobinage coupé. Pascal ROUSSET 20/09/2018

29  suite… CONTRÔLE D'ISOLEMENT DES BOBINAGES ENTRE EUX
Matériel utilisé : ohmmètre calibré sur une grande échelle (exemple: 1 M ). Points de mesure : entre U 2 et W 2 (fig. 3a), entre V2 et U2 (fig. 3b), entre V2 et W2 (fig. 3c). Résultats attendus : résistance très importante dépassant l'échelle (ici R > 1 M ) pour les 3 mesures. Pascal ROUSSET 20/09/2018

30  suite… CONTRÔLE D'ISOLEMENT ENTRE LES BOBINAGES ET LA MASSE DU MOTEUR a) S'assurer, à l'ohmmètre, que la borne de masse située à l'intérieur de la boîte à bornes est bien reliée à la masse du moteur: R = 0  (attention à la peinture qui isole et fausse la mesure). b) Matériel utilisé : mégohmmètre électronique ou à magnéto appelé aussi contrôleur d'isolement. Cet appareil délivre une tension de 500 V obligatoire pour l'efficacité de ce contrôle. Points de mesure : entre V2 et la masse (fig. 4a), entre U2 et la masse (fig. 4b), entre W2 et la masse (fig. 4c). Résultats attendus : une résistance très importante, au moins égale à  par volt, soit 1,9 M  pour un moteur branché en 380 TRI. Pascal ROUSSET 20/09/2018

31  Commander un Moteur Asynchrone Triphasé
En maintenance, il s'agit généralement de remplacer un moteur défaillant. Les principaux renseignements se trouvent sur la plaque signalétique du moteur à remplacer : • l'indication < triphasé > et la fréquence du courant ; • Les tensions d'alimentation ; • la puissance en kW. Sur de très anciens moteurs, elle est indiquée en chevaux (ch), la transformer en kW sachant que 1 ch = 0,736 kW; • la fréquence de rotation ; indiquer la fréquence de synchronisme (1 500, rpm) ; • l'indice de protection (IP) (IK) Pascal ROUSSET 20/09/2018

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33  suite… Règle : Ne pas remplacer un moteur par un autre dont l'IP est plus faible. Exemple : IP 62, par exemple, est plus faible que IP 54. • La classe de température de l'isolant Y : température maxi 90 °C ; A : température maxi 110 °C ; E : température maxi 120 °C ; B : température maxi 130 °C ; F : température maxi 155 °C ; H : température maxi 180 °C ; C : température maxi > 180 °C Pascal ROUSSET 20/09/2018

34  suite… • Le type de fixation : à patte (fig. 1) ou à bride (fig. 2 ). Pascal ROUSSET 20/09/2018

35  Choisir un Préactionneur
UN INTERRUPTEUR TRIPOLAIRE OU UN COMMUTATEUR À CAMES (fig. 1) Le schéma est décrit figure 2. Mais avec ces appareils: DANGER; en effet : il n'est pas possible d'installer une commande en très basse tension. L'utilisateur intervient donc directement sur le circuit de puissance : DANGER. Après une coupure de l'alimentation générale, l'appareil restant en position fermée, il y a risque de redémarrage intempestif lors du rétablissement de l'alimentation : DANGER. Pascal ROUSSET 20/09/2018

36  suite… UN CONTACTEUR (fig. 3) IL COMPORTE :
- Une bobine qui attire les contacts lorsqu'elle est alimentée. Elle appartient au circuit de commande, elle est choisie en fonction de la tension de ce dernier 24 V- 48 V-110 V alternatif ou continu (fig. 4). - Trois contacts principaux qui établissent l'alimentation du moteur en triphasé : leur pouvoir de coupure dépend de la puissance du moteur à alimenter (fig. 4). - Un contact auxiliaire qui est utilisé dans le circuit de commande : il a un pouvoir de coupure plus faible que les contacts principaux. Pascal ROUSSET 20/09/2018

37  suite… Le schéma devient celui de la figure 5 S1 : bouton arrêt,
S2 : bouton marche, KM 1 : contacteur (bobine et contacts). Au relâchement de S2 le moteur continue à tourner, car : la bobine est auto-alimentée par le contact auxiliaire (fonction mémoire). Sur les contacteurs peuvent s'accrocher des blocs de contacts auxiliaires instantanés supplémentaires (fig. 6) et/ou suivant les modèles un bloc de contacts temporisés (fig. 7) qui basculeront après l'écoulement d'un temps préréglé. Pascal ROUSSET 20/09/2018

38  Installer les Protections d’un Moteur Asynchrone Triphasé
Un moteur doit être protégé contre : les courts-circuits, les surcharges. CONTRE LES COURTS-CIRCUITS - INSTALLER SUR CHAQUE PHASE UN FUSIBLE DE TYPE aM « ACCOMPAGNEMENT MOTEUR » Appelé aussi « à fusion lente », ce type de fusible (fig. 1) est capable de supporter, sans fondre, la surintensité due au démarrage du moteur. Pascal ROUSSET 20/09/2018

39  suite… - INSTALLER UN SECTIONNEUR PORTE-FUSIBLES
II offre la possibilité d'isoler électriquement le moteur du réseau d'alimentation (fig. 2 et 3). En cas d'ouverture du sectionneur par l'agent de maintenance, celui-ci doit installer un cadenas qui le verrouille en position ouverte empêchant une remise sous tension intempestive. Le sectionneur n'a pas de pouvoir de coupure, c'est-à-dire qu'il ne doit pas être utilisé, sauf urgence, pour couper un courant ; il ne doit donc pas être manipulé quand le moteur fonctionne car ce sont les fusibles qui établissent le circuit. Le sectionneur possède un ou deux contacts de précoupure, sans fusible, qui permettent de couper le circuit de commande. Si le neutre passe dans le sectionneur : ne jamais y mettre de fusible mais une barrette de neutre (c'est un tube métallique). Pascal ROUSSET 20/09/2018

40  suite… - INSTALLER UN MODULE DE PROTECTION
intégrant sectionneur et disjoncteur (fig. 4) ou sectionneur, contacteur et disjoncteur (fig. 5). Pascal ROUSSET 20/09/2018

41  suite… CONTRE LES SURCHARGES
- INSTALLER UN RELAIS DE PROTECTION THERMIQUE (fig. 6) II possède une plage de réglage de l'intensité, le seuil de déclenchement est réglé lors de l'installation, en prenant en compte l'intensité nominale du courant nécessaire au moteur. Cette intensité est inscrite sur la plaque signalétique du moteur. Si elle n'est pas indiquée, on peut la calculer : I = PU3 cos  I : courant en ampères; P : puissance en watts; U : tension entre 2 phases du réseau en volts Cos  : facteur de puissance indiqué par le constructeur (généralement = 0,8). Le relais thermique possède généralement deux contacts qui sont utilisés dans le circuit de commande : - le contact à ouverture comme autorisation de fonctionnement ; - le contact à fermeture pour une signalisation de défaut. Les deux protections (court-circuit et surcharges) peuvent être assurées par un seul appareil : un disjoncteur magnéto-thermique (fig. 7). Pascal ROUSSET 20/09/2018

42  suite… Pascal ROUSSET 20/09/2018

43  suite… Pascal ROUSSET 20/09/2018

44  S’informer sur la Protection des Personnes
A propos des Disjoncteurs : Les disjoncteurs magnétiques, ou thermiques ou magnéto-thermiques, protègent efficacement les matériels mais ils ne protègent pas toujours les personnes. Le disjoncteur qui signale les défauts dangereux pour les personnes est : le disjoncteur différentiel. LE DISJONCTEUR DIFFÉRENTIEL Lors de l'installation d'un transformateur, EDF relie le neutre du transformateur à la terre, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une résistance. Pascal ROUSSET 20/09/2018

45  suite… • Soit le montage de la figure 1 : le moteur est à l'intérieur d'une enveloppe métallique (bâti). • Si l'isolant du fil de phase se détériore et que le conducteur entre en contact avec le bâti (fig. 2). • Une personne qui touchera le bâti sera électrisée ; en effet, elle remplacera partiellement le fil neutre et un circuit s'établira par la terre (fig. 3). Pascal ROUSSET 20/09/2018

46  suite… • Dans les pires conditions, par exemple pieds nus sur un sol carrelé, il y a risque d'électrocution. • La première précaution à prendre consiste à relier toutes les masses métalliques par un conducteur vert et jaune : le fil de terre, (PE) lui-même relié à la prise de terre. Conséquences : Le défaut décrit ci-dessus fera fondre le fusible. La liaison entre les masses métalliques et la terre est donc indispensable, mais elle n'est pas toujours suffisante. Principe de fonctionnement du disjoncteur différentiel : • Dans le montage de la figure 4 : I1 = I2, • Dans le montage de la figure 5 : I1= I2 + I3. • Le disjoncteur différentiel contrôle en permanence la différence entre I1 et I2 ; si cette différence dépasse le seuil de sensibilité, il ouvre le circuit. • La représentation schématique du disjoncteur différentiel est donnée figure 6. Pascal ROUSSET 20/09/2018

47  suite… • MAINTENANCE :
Si un disjoncteur différentiel a ouvert un circuit, il faut toujours rechercher un défaut d'isolement entre un conducteur d'alimentation et une masse métallique. • RAPPEL : La résistance du corps humain dans les plus mauvaises conditions est de 1000 . Loi d’Ohm : U = R x I , R en ohm, I en ampère. On considère qu’il y a danger, si l’intensité qui traverse le corps humain est supérieure à 0,030A OU 30mA. Donc si I = 0,030A et si R = 1000 , IL Y A DANGER A PARTIR DE (U = R x I) = 1000 x 0,030 = 30 Volts . Pascal ROUSSET 20/09/2018

48 DIVERS 20/09/2018 Pascal ROUSSET

49 Pascal ROUSSET 20/09/2018

50 Pascal ROUSSET 20/09/2018

51 LE ROTOR Pascal ROUSSET 20/09/2018

52 Pascal ROUSSET 20/09/2018

53 Pascal ROUSSET 20/09/2018

54 FIN 20/09/2018 Pascal ROUSSET