Types de démarreurs de moteur et considérations d'application

Démarrer un moteur industriel

Un démarreur de moteur industriel est un dispositif qui facilite le démarrage de la puissance requise pour un moteur à induction triphasé. Tout moteur électrique tirera le plus de courant (cinq à six fois le courant nominal) lorsque le moteur cale. Pendant la phase de démarrage, le moteur cale à la mise sous tension et le moteur est sur le point de tourner.

En théorie, cela semble simple, mais il existe de nombreuses manières différentes pour un concepteur ou un ingénieur de démarrer et de protéger un moteur à induction à courant alternatif (AC). Certains moyens sont plus efficaces que d'autres.

Figure 1. Un démarreur de moteur manuel/interrupteur. Image utilisée avec l'aimable autorisation de Siemens

À un niveau de base, un démarreur de moteur autorisera un courant qui dépasse la valeur nominale du disjoncteur ou du fusible pendant une courte période, jusqu'à ce que le moteur tourne à une vitesse nominale. Le démarreur peut également permettre le démarrage du moteur en sens inverse.

Types de démarreurs de moteur

Manuel :Un démarreur manuel est le démarreur le plus basique. Il s'agit essentiellement d'un interrupteur avec protection contre les surcharges. Ce style de démarreur n'est utilisé que sur des moteurs de faible puissance et uniquement avec des moteurs qui ne sont pas physiquement limités lors du démarrage. Un moteur qui entraîne un volant d'inertie, par exemple, n'utiliserait pas de démarreur manuel, mais une pompe pourrait en utiliser un.

Magnétique :Ce style de démarreur utilise un contacteur ou un grand relais pour allumer ou éteindre le moteur. Un ingénieur contrôlerait le contacteur via un contrôleur logique programmable (PLC) ou un autre type de contrôleur d'automatisation. Le style magnétique est similaire au style manuel, sauf qu'un petit signal de tension peut contrôler le contacteur.

Inversion :Un démarreur de style inverseur utilise deux contacteurs en parallèle pour changer les phases afin que le moteur tourne en sens inverse. Encore une fois, un petit signal de tension d'un système de contrôle déclenchera le sens horaire ou antihoraire du moteur.

Figure 2. Un démarreur inversé. Image utilisée avec l'aimable autorisation de Bay Power

Doux :Un démarreur progressif réduit la tension, ce qui réduit la consommation de courant du moteur pendant le démarrage. La transformation automatique et le Start-Delta sont des variantes des démarreurs progressifs. Ces démarreurs utilisent des transformateurs ou des configurations de câblage dynamique pour réduire la tension dans le système triphasé jusqu'à ce que le moteur atteigne 80 à 90 % de sa pleine tension.

Les démarreurs progressifs modernes utilisent des composants électroniques à semi-conducteurs, tels que des TRIAC, pour réduire la tension pendant le démarrage. Alors que les démarreurs progressifs à l'ancienne sont toujours utilisés aujourd'hui, les versions à semi-conducteurs permettent plus de flexibilité avec le dimensionnement et sont moins compliquées à installer.

Fréquence variable :L'utilisation d'un variateur de fréquence (VFD) pour démarrer un moteur est probablement le moyen le plus efficace, en raison du fonctionnement d'un moteur. La force magnétique est directionnellement proportionnelle à la tension divisée par la fréquence.

Flux =V / Hz

Et, la vitesse d'un moteur est proportionnelle à la fréquence divisée par le nombre de pôles magnétiques.

RPM =120 * Hz / Nombre de pôles

Ces équations nous disent qu'à mesure que la fréquence de tension diminue, la vitesse diminue également, mais la force du champ magnétique augmente. En démarrant à une fréquence plus basse, nous pouvons diminuer la quantité de courant nécessaire pour démarrer le moteur. La plupart des autres démarreurs progressifs plus anciens utilisent une résistance ou des transformateurs pour abaisser la tension. Cette méthode convertit l'excès de tension en chaleur.

Combinaison :Un démarreur combiné abrite généralement non seulement les composants du démarreur, mais également un dispositif de protection de circuit, un fusible ou un disjoncteur et le dispositif de surcharge. Ce style de démarreur est un excellent moyen d'économiser de l'espace dans l'armoire électrique.

Figure 3. Un schéma du fonctionnement d'un onduleur automatique. Image utilisée avec l'aimable autorisation d'OMRON

Considérations lors de la sélection d'un démarreur de moteur

Lors de la sélection d'un départ-moteur, regardez l'application. Le moteur tourne-t-il constamment à une vitesse fixe ? Y aura-t-il plusieurs démarrages et arrêts du moteur ? Avez-vous besoin de changer la vitesse ou de faire tourner le moteur à une vitesse réduite ?

Si le moteur entraîne une bande transporteuse, vous ne voudriez pas démarrer le moteur à pleine vitesse, car les produits sur la bande peuvent glisser et être endommagés. En règle générale, les systèmes de convoyeur de déchargement utilisent un démarreur de style VFD. De cette façon, la vitesse de démarrage peut être contrôlée et la courroie peut être facilement arrêtée.

L'efficacité joue également un rôle. Les grands ventilateurs de refroidissement ne nécessitent pas de démarreur à vitesse réduite, mais ils bénéficient d'un démarrage à vitesse réduite, car le moteur ne consommera pas autant de courant qu'un démarrage à pleine charge.

Certaines usines remplacent même les anciens démarreurs de moteurs par des démarreurs modernes à réduction de vitesse pour aider à réduire les émissions de carbone. La taille du moteur joue également un rôle important dans le choix du démarreur. Certains moteurs plus gros ne peuvent pas utiliser de démarreurs magnétiques ; ces moteurs plus gros nécessitent un démarreur progressif ou un démarreur à autotransformateur. Quel que soit le démarreur que vous choisissez, essayez de vous assurer que l'efficacité est la priorité absolue pour aider à réduire les émissions de carbone.