Protection thermique ou contre surcharge (ANSI 49)
Présentation
La protection thermique ou contre surcharge protège tous les types d’applications à moteur contre les courants de surcharge.
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Le réglage de la protection long retard est effectué à l'aide de deux cadrans en fonction des caractéristiques de démarrage de l’application. Le réglage de seuil Ir pour la protection long retard des déclencheurs est exprimé en ampères :
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Principe de fonctionnement
La protection thermique ou contre surcharge est de type I2t IDMT (Inverse Definite Minimum Time) :
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Elle intègre la fonction d’image thermique moteur.
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Elle peut être configurée comme seuil Ir et classe de déclenchement (Class).
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Elément |
Paramètre |
Description |
|---|---|---|
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A |
Ir |
Seuil de déclenchement de la protection thermique ou contre surcharge |
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B |
Classe |
Classe de déclenchement de la protection thermique ou contre surcharge (selon la norme IEC/EN 60947-4-1) |
Valeur de réglage du seuil Ir
Le seuil de déclenchement de la protection thermique ou contre surcharge (Ir) est défini à l'aide d'un sélecteur multiposition.
La valeur de réglage par défaut du seuil Ir est 0,4 x In (valeur minimale du sélecteur).
La plage de déclenchement de la protection thermique ou contre surcharge va de 1,05 à 1,20 x Ir, conformément à la norme IEC/EN 60947-4-1.
Le tableau suivant indique les valeurs prédéfinies du sélecteur de réglage Ir en ampères pour chaque calibre In :
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Calibre In (A) du déclencheur |
150 A |
220 A |
320 A |
500 A |
|---|---|---|---|---|
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Seuil de déclenchement Ir (A) |
70 |
100 |
160 |
250 |
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80 |
120 |
180 |
280 |
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90 |
140 |
200 |
320 |
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100 |
155 |
220 |
350 |
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110 |
170 |
240 |
380 |
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120 |
185 |
260 |
400 |
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130 |
200 |
280 |
440 |
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140 |
210 |
300 |
470 |
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150 |
220 |
320 |
500 |
Valeur de réglage de la classe de déclenchement
La classe de déclenchement (Class) est définie à l'aide d'un sélecteur de réglage.
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Classe 5
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Classe 10 (valeur par défaut)
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Classe 20
La classe de déclenchement correspond à la valeur du temps de déclenchement pour un courant de 7,2 x Ir conformément à la norme IEC/EN 60947-4-1.
Le tableau suivant indique pour les trois classes la valeur du temps de déclenchement en fonction du courant dans la charge :
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Courant dans la charge |
Temps de déclenchement (en secondes) |
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|---|---|---|---|
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Class 5 |
Class 10 |
Class 20 |
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1,5 x Ir |
96-120 |
192-240 |
320-400 |
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6 x Ir |
5,2-6,5 |
10,8-13,5 |
20,8-26 |
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7,2 x Ir |
4-5 |
8-10 |
16-20 |
La plage de précision est - 20 %, + 0 %
Image thermique moteur
Le modèle représentant l'échauffement et le refroidissement d’une charge moteur est conçu selon l'algorithme de calcul de la demande thermique, en tenant compte des pertes dues au fer et au cuivre.
La figure suivante représente les courbes limites des composantes en fer et en cuivre calculées pour la classe 20:
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A Courbe de température limite pour le cuivre B Courbe de température limite pour le fer C Courbe (enveloppe basse) de déclenchement |
Mémoire thermique
Le déclencheur utilise une fonction de mémoire thermique pour protéger le moteur contre la surchauffe en cas de défauts répétés de faible amplitude.
La protection électronique sans fonction de mémoire thermique ne protège pas contre les défauts répétés car la durée de chaque surcharge au-dessus du seuil est trop courte pour provoquer un déclenchement. Cependant, chaque surcharge provoque un échauffement dans l'installation. L'effet cumulé de surcharges successives peut entraîner une surchauffe du système. La fonction de mémoire thermique mémorise et intègre l’échauffement provoqué par chaque dépassement du seuil défini. La fonction de mémoire thermique mémorise les valeurs thermiques pendant 20 minutes avant ou après le déclenchement.
Exemple : Comparaison du calcul de l’échauffement sans image thermique (schéma A) et avec image thermique (schéma B) :
Avec l’image thermique, le déclencheur ajoute l'effet thermique des différentes pulsations de courant. Le déclenchement est fonction de l'état thermique réel du moteur.
Ventilateur de refroidissement
L’image thermique du moteur est calculée en considérant que le moteur est autoventilé (ventilateur monté en bout d’arbre).