MAS-DMoteur asynchrone triphasé

Circuits de puissance et de commande : protections, auto-maintien, verrouillage, inversion de sens, démarrage étoile-triangle

Idée directrice

Un moteur asynchrone se commande par deux circuits : le circuit de puissance (sectionneur porte-fusibles, contacteur, relais thermique, moteur) et le circuit de commande en très basse tension (contact 95-96 du relais, arrêt, marche doublée de l'auto-maintien, verrouillages, butées, bobine). L'épreuve fait compléter l'un en lisant l'autre, nommer la fonction de chaque appareil, choisir contacteur et relais au catalogue, et chiffrer un démarrage étoile-triangle.

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Compléter le schéma du circuit de puissance composé d'un sectionneur à portes fusibles, d'un contacteur et d'un relais thermique » ; « Compléter le schéma du circuit de commande à arrêt prioritaire » ; « donner la fonction de chacun des éléments suivants » ; « Choisir la référence des appareils de la chaîne de commande et de protection » ; « Le procédé de démarrage utilisé est le démarrage étoile-triangle »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode

Inverser le sens : KM2 reçoit les mêmes phases que KM1 et en croise deux à la sortie ; KM1 et KM2 verrouillés l'un par l'autre (contact à ouverture de chacun en série avec la bobine de l'autre).
Circuit de commande, de haut en bas : 95-96 du relais, arrêt (à ouverture), marche (à fermeture) doublée de l'auto-maintien, verrouillage, butée de fin de course, bobine.
Fonctions à réciter : Q isole et protège des courts-circuits, F protège des surcharges, KM commande en charge à distance, contact 13-14 = auto-maintien, contact à ouverture de l'autre contacteur = verrouillage.
Choix au catalogue : relais dont la zone encadre $I_N$ , contacteur dont puissance et courant d'emploi couvrent le moteur, fusibles aM associés au relais.
Étoile-triangle : possible si le moteur marche en triangle sur le réseau ; $I_{DY}=I_{D\Delta}/3$ , $T_{DY}=T_{D\Delta}/3$ ; vérifier $T_{DY}>T_r$ .

Les pièges à vérifier dans ta démarche

Croiser les trois phases (le sens ne change pas) ou en croiser deux dès l'entrée des deux contacteurs ; oublier le verrouillage et mettre deux phases en court-circuit ; placer l'arrêt après le groupe marche/auto-maintien (marche prioritaire) ; choisir le relais sur la puissance au lieu de la zone de réglage ; diviser le couple de démarrage par $\sqrt3$ au lieu de 3 en étoile.

Sujet principal

Exercice — convoyeur réversible et broyeur d'une huilerie, dans l'esprit des sessions 2017–2025

2 questionsFigure fournieCorrigé masqué

Dans une huilerie, un convoyeur à bande monte les olives lavées vers la trémie du broyeur. Il est entraîné par un moteur asynchrone triphasé M1 qui doit tourner dans les deux sens : sens 1 (montée, contacteur KM1) pour alimenter la trémie, sens 2 (descente, contacteur KM2) pour vider la bande en fin de campagne. Deux butées de fin de course S3 (bande en butée haute) et S4 (butée basse) arrêtent le mouvement. Le broyeur est entraîné par un second moteur asynchrone M2, de forte puissance, démarré en étoile-triangle.

Le réseau est triphasé $400\text{ V}$ entre phases, $50\text{ Hz}$ . On donne :

M1 : $P_u=2{,}2\text{ kW}$ ; $1435\text{ tr/min}$ ; rendement $81\,\%$ ; $\cos\varphi=0{,}80$ ; courant nominal $I_N=4{,}9\text{ A}$ sous $400\text{ V}$ .
M2 (extrait du catalogue, moteur prévu pour fonctionner en triangle sous $400\text{ V}$ ) : $P_N=11\text{ kW}$ ; $n_N=1460\text{ tr/min}$ ; couple utile nominal $T_N=72\text{ N·m}$ ; $I_N=21\text{ A}$ ; $I_D/I_N=7{,}2$ ; $T_D/T_N=2{,}6$ ( $I_D$ , $T_D$ : courant et couple de démarrage direct).

1. Circuit de puissance de M1. Compléter le schéma de la figure 1 : alimentation des deux contacteurs, liaisons de KM1 et de KM2 vers le relais thermique F1, de façon que KM2 fasse tourner M1 en sens inverse.

2. Circuit de commande. En se référant aux figures 1 et 2 :

2.a Donner la fonction de chacun des éléments suivants.

Élément	Q	F1	KM11	KM22
Fonction	…	…	…	…

2.b La bande monte (KM1 excité). L'opérateur appuie par erreur sur S2. Que se passe-t-il ? Justifier.

2.c La bande atteint la butée haute. Quel élément arrête le moteur, et comment ?

3. Choix des appareils de M1. Extrait de catalogue :

Relais thermique	RT 08	RT 10	RT 12
Zone de réglage (A)	2,5 … 4	4 … 6	5,5 … 8
Fusible aM associé (A)	6	8	12

Contacteur (AC-3, 400 V)	CT 09	CT 12	CT 18
Puissance moteur (kW)	4	5,5	7,5
Courant d'emploi (A)	9	12	18

3.a Vérifier la valeur de $I_N$ de M1 à partir de sa puissance absorbée.

3.b Choisir la référence des contacteurs KM1, KM2 et du relais F1, préciser le réglage de F1 et le calibre des fusibles de Q.

4. Démarrage étoile-triangle du broyeur M2. Le départ de M2 comporte le sectionneur Q2, le contacteur de ligne KM4, fermé pendant tout le démarrage, et le relais F2 ; le couplage étoile est réalisé par KM5, puis le couplage triangle par KM6.

4.a Justifier, par la tension que supporte un enroulement du stator, que le démarrage étoile-triangle est possible pour M2 sur ce réseau.

4.b Compléter le schéma de la figure 3 (liaisons de KM5 et de KM6).

4.c Compléter le tableau.

Grandeur	Valeur et unité
Courant de démarrage en triangle $I_{D\Delta}$	…
Courant de démarrage en étoile $I_{DY}$	…
Couple de démarrage en triangle $T_{D\Delta}$	…
Couple de démarrage en étoile $T_{DY}$	…

4.d Quel est l'intérêt de ce procédé de démarrage ?

4.e À vide, le broyeur oppose au démarrage un couple résistant $T_r=55\text{ N·m}$ . Peut-il démarrer en étoile ? Justifier.

4.f Pourquoi KM5 et KM6 ne doivent-ils jamais être fermés en même temps ? Comment le circuit de commande l'interdit-il ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : KM2 doit recevoir les mêmes trois phases que KM1, puis les rendre au moteur avec deux phases permutées — c'est ce qui inverse le sens du champ tournant. Les entrées 1-3-5 de KM2 sont reliées, dans l'ordre, aux sorties de Q (en parallèle sur KM1). Les sorties 2-4-6 de KM1 descendent directement sur F1 (L1→U, L2→V, L3→W). Celles de KM2 rejoignent les mêmes bornes de F1 en croisant L1 et L3 (L1→W, L2→V, L3→U).

2.a

Élément	Fonction
Q	sectionneur porte-fusibles : isoler l'installation du réseau pour intervenir en sécurité, et la protéger contre les courts-circuits (fusibles)
F1	relais thermique : protéger M1 contre les surcharges ; son contact 95-96 coupe le circuit de commande
KM11	contact d'auto-maintien : maintient KM1 excité après le relâchement de S1
KM22	contact à ouverture de KM2 : verrouillage électrique, interdit l'excitation de KM1 tant que KM2 est excité

2.b Idée : suivre le courant dans la branche de KM2. La branche de KM2 contient le contact à ouverture KM12 : KM1 étant excité, KM12 est ouvert. L'appui sur S2 n'alimente donc pas la bobine KM2, la bande continue de monter. Sans ce verrouillage, KM1 et KM2 fermés ensemble mettraient L1 et L3 en court-circuit (croisement de la figure 1).

2.c La butée S3, contact à ouverture en série avec la bobine KM1, s'ouvre : KM1 retombe, son contact KM11 s'ouvre aussi, le moteur s'arrête et ne redémarre pas quand la butée se referme — il faut un nouvel ordre (S2 pour redescendre).

3.a Idée : $P_a=P_u/\eta$ , puis $I=P_a/(\sqrt3\,U\cos\varphi)$ .

P_a=\dfrac{P_u}{\eta}=\dfrac{2200}{0{,}81}\approx2716\text{ W}

I_N=\dfrac{2716}{\sqrt3\times400\times0{,}80}\approx\boxed{4{,}9\text{ A}}

3.b Idée : le relais se choisit sur son réglage (la zone doit encadrer $I_N$ ), le contacteur sur la puissance et le courant d'emploi. $I_N=4{,}9\text{ A}$ est compris dans la zone $4\ldots6\text{ A}$ : relais RT 10, réglé sur $\boxed{4{,}9\text{ A}}$ , fusibles aM $\boxed{8\text{ A}}$ . M1 ( $2{,}2\text{ kW}$ , $4{,}9\text{ A}$ ) reste sous $4\text{ kW}$ et $9\text{ A}$ : KM1 et KM2 sont des CT 09.

4.a Idée : pendant la phase étoile, chaque enroulement reçoit $U/\sqrt3$ ; il faut qu'en régime normal il reçoive $U$ . M2 est prévu pour fonctionner en triangle sous 400 V : en marche normale chaque enroulement est sous $400\text{ V}$ , tension du réseau. Au démarrage en étoile, il reçoit $400/\sqrt3\approx231\text{ V}$ : le démarrage étoile-triangle est possible.

4.b KM5 relie entre elles les bornes U2, V2, W2 (point neutre) : couplage étoile. KM6 relie U2 à V1, V2 à W1 et W2 à U1 (retours pris sur les lignes en aval de KM4) : couplage triangle.

4.c Idée : en étoile, chaque enroulement reçoit $U/\sqrt3$ : son courant est divisé par $\sqrt3$ , et le courant en ligne par $3$ (en triangle il valait $\sqrt3$ fois le courant d'enroulement) ; le couple, proportionnel au carré de la tension, est lui aussi divisé par $3$ .

I_{D\Delta}=7{,}2\times21=151{,}2\text{ A}

I_{DY}=\dfrac{I_{D\Delta}}{3}=\boxed{50{,}4\text{ A}}

T_{D\Delta}=2{,}6\times72=187{,}2\text{ N·m}

T_{DY}=\dfrac{T_{D\Delta}}{3}=\boxed{62{,}4\text{ N·m}}

4.d Le courant d'appel est divisé par 3 ( $151{,}2\text{ A}\to50{,}4\text{ A}$ ) : moins de chute de tension sur le réseau de l'huilerie, moins d'échauffement et d'à-coups mécaniques. La contrepartie est un couple de démarrage lui aussi divisé par 3.

4.e Idée : un moteur ne démarre que si son couple de démarrage dépasse le couple résistant. $T_{DY}=62{,}4\text{ N·m}>T_r=55\text{ N·m}$ : le broyeur démarre en étoile, avec une faible marge. Il doit donc être démarré à vide (trémie fermée), la charge d'olives n'arrivant qu'après le passage en triangle.

4.f KM5 fermé relie U2, V2, W2 entre elles ; KM6 fermé relie ces bornes à trois lignes différentes. Fermés ensemble, ils mettraient les trois phases en court-circuit. Dans le circuit de commande, un contact à ouverture de KM6 est placé en série avec la bobine KM5 et un contact à ouverture de KM5 en série avec la bobine KM6 (verrouillage électrique, doublé d'un verrouillage mécanique).

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Variantes rencontrées : circuit de puissance à compléter pour un seul sens avec commande à arrêt prioritaire (2021 contrôle) ; deux moteurs en parallèle commandés dans les deux sens par KM1/KM2 avec fonctions de KM11, KM22, Q et F1 (2025 contrôle) ; tableau nom / fonction des appareils d'un départ moteur (2017 contrôle, 2015 contrôle) ; choix du contacteur et du relais thermique au catalogue (2018 principale) ; schéma de puissance et tableau des courants et couples d'un démarrage étoile-triangle (2025 principale).

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill MAS-D.1 — circuit de commande à arrêt prioritaire d'une pompe (un seul sens)

Entraînement 01 / 05

Drill MAS-D.1 — circuit de commande à arrêt prioritaire d'une pompe (un seul sens)

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

La pompe de relevage des eaux de lavage d'une huilerie est entraînée par un moteur asynchrone triphasé M3 qui ne tourne que dans un sens. Son circuit de puissance comporte un sectionneur porte-fusibles Q, un contacteur KM et un relais thermique F. La mise en marche se fait par le bouton poussoir Sm (13-14), l'arrêt par le bouton poussoir Sa (11-12).

1. Compléter le schéma du circuit de commande à arrêt prioritaire.

2. Que signifie « arrêt prioritaire » ? Que se passe-t-il si l'on appuie en même temps sur Sm et Sa ?

3. Quel est le rôle du contact KM (13-14) ? Où est-il placé ?

4. Une coupure du réseau survient pendant le pompage. Le moteur redémarre-t-il seul au retour de la tension ? Expliquer pourquoi c'est une sécurité.

5. Le moteur est surchargé (roue de pompe encrassée). Quel appareil réagit, sur quel circuit agit-il et quel est le résultat ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : l'arrêt doit pouvoir couper la bobine quelle que soit la position de Sm, donc Sa est placé en série avant le groupe « Sm en parallèle avec KM 13-14 ». De haut en bas : F (95-96), Sa (11-12), puis Sm (13-14) doublé en parallèle par le contact KM (13-14), puis la bobine KM.

2. Si Sa et Sm sont actionnés ensemble, Sa ouvert coupe toute la branche : la bobine KM n'est pas alimentée, l'arrêt l'emporte. (En « marche prioritaire », Sa serait en série avec le seul contact KM 13-14 : l'appui sur Sm alimenterait la bobine malgré Sa.)

3. C'est le contact d'auto-maintien (à fermeture, 13-14), en parallèle sur Sm : dès que KM est excité, il court-circuite Sm, et la bobine reste alimentée après le relâchement du bouton.

4. Non. À la coupure, KM retombe et son contact d'auto-maintien s'ouvre ; au retour de la tension, Sm étant ouvert, rien n'alimente la bobine. Il faut un nouvel appui sur Sm : la pompe ne redémarre pas par surprise pendant qu'un agent intervient sur l'installation.

5. Le relais thermique F détecte le courant excessif dans le circuit de puissance ; son contact 95-96 s'ouvre dans le circuit de commande, KM retombe et le moteur s'arrête. Le redémarrage n'est possible qu'après réarmement de F et un nouvel appui sur Sm.

2 Drill MAS-D.2 — deux moteurs en parallèle sur un même inverseur de sens

Entraînement 02 / 05

Drill MAS-D.2 — deux moteurs en parallèle sur un même inverseur de sens

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Le toit ouvrant d'une serre est manœuvré par deux moteurs asynchrones triphasés identiques Ma et Mb, placés aux deux extrémités du toit, qui doivent toujours tourner ensemble : sens 1 (ouverture) par le contacteur KM1, sens 2 (fermeture) par le contacteur KM2. Chaque moteur possède son propre relais thermique (F1 pour Ma, F2 pour Mb). Réseau $400\text{ V}$ , $50\text{ Hz}$ .

Plaque de chaque moteur : $0{,}75\text{ kW}$ ; $1420\text{ tr/min}$ ; rendement $72\,\%$ ; $\cos\varphi=0{,}75$ ; $I_N=2{,}0\text{ A}$ sous $400\text{ V}$ .

1. Compléter le circuit de puissance : les deux moteurs doivent tourner dans le même sens, inversé quand KM2 remplace KM1.

2. Vérifier la valeur de $I_N$ à partir des autres indications de la plaque.

3. Quelle intensité traverse chaque pôle de KM1 quand les deux moteurs tournent à leur régime nominal ? Choisir KM1, KM2 et les relais dans l'extrait ci-dessous, et donner le réglage des relais.

Relais	RT 07	RT 08	RT 10
Zone (A)	1,6 … 2,5	2,5 … 4	4 … 6

Contacteur (AC-3)	CT 09	CT 12
Puissance (kW) / courant (A)	4 / 9	5,5 / 12

4. Un technicien propose de remplacer F1 et F2 par un seul relais placé juste après Q et réglé sur $4{,}0\text{ A}$ . Ma est freiné par un rail encrassé et absorbe $2{,}6\text{ A}$ , pendant que Mb, peu chargé, n'absorbe que $1{,}4\text{ A}$ . Montrer que cette solution est dangereuse.

5. Dans le circuit de commande, où place-t-on les contacts 95-96 de F1 et de F2 ? Que se passe-t-il pour Ma quand F2 déclenche, et pourquoi est-ce souhaitable ici ?

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1. Idée : KM1 et KM2 alimentent un jeu de barres commun ; chaque moteur s'y raccorde par son propre relais. KM2 est alimenté en parallèle sur KM1 à la sortie de Q. KM1 rejoint le jeu de barres U V W dans l'ordre (L1→U, L2→V, L3→W), KM2 en croisant deux phases (L1→W, L3→U). Ma (par F1) et Mb (par F2) sont branchés en parallèle sur ce jeu de barres.

I_N=\dfrac{P_u}{\eta\sqrt3\,U\cos\varphi}

I_N=\dfrac{750}{0{,}72\times\sqrt3\times400\times0{,}75}\approx\boxed{2{,}0\text{ A}}

3. Idée : les deux moteurs sont en parallèle en aval de KM1, leurs courants s'additionnent dans le contacteur, pas dans les relais. Chaque pôle de KM1 porte au plus $2\times2{,}0=\boxed{4{,}0\text{ A}}$ pour $2\times0{,}75=1{,}5\text{ kW}$ : CT 09 pour KM1 et KM2. Chaque relais ne voit que le courant de son moteur : RT 07 ( $1{,}6\ldots2{,}5\text{ A}$ ), réglé sur $2{,}0\text{ A}$ .

4. Ma est surchargé de $30\,\%$ ( $2{,}6/2{,}0=1{,}3$ ). Le relais unique voit la somme des deux courants, au plus $2{,}6+1{,}4=4{,}0\text{ A}$ (moins encore, les deux courants n'étant pas en phase) : il ne dépasse jamais son réglage et ne déclenche pas. Ma chauffe sans protection jusqu'à griller. Un relais par moteur est indispensable.

5. Les contacts F1 (95-96) et F2 (95-96) sont placés en série, en tête du circuit de commande. Si F2 déclenche, KM1 (ou KM2) retombe et Ma s'arrête aussi : les deux extrémités du toit s'arrêtent ensemble, sans que le toit se mette en travers.

3 Drill MAS-D.3 — nom et fonction des appareils d'un départ moteur

Entraînement 03 / 05

Drill MAS-D.3 — nom et fonction des appareils d'un départ moteur

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Le malaxeur d'une unité de fabrication de pâtes alimentaires est entraîné par un moteur asynchrone triphasé Mt : $0{,}37\text{ kW}$ ; $50\text{ Hz}$ . Branché sur un réseau triphasé $400\text{ V}$ entre phases, il absorbe un courant de $1{,}05\text{ A}$ avec un facteur de puissance $\cos\varphi=0{,}72$ .

1. Calculer la tension simple du réseau.

2. Exprimer puis calculer la puissance absorbée par Mt, puis son rendement en %.

3. Compléter le tableau par le nom et la fonction de chaque appareil.

Désignation	Nom	Fonction
Q	…	…
KM	…	…
F	…	…
T	…	…

4. Pourquoi le circuit de commande est-il alimenté en $24\text{ V}$ plutôt que directement entre deux phases du réseau ?

5. Les fusibles de Q sont de type aM. Pourquoi ne choisit-on pas des fusibles gG de même calibre pour un départ moteur ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

V=\dfrac{U}{\sqrt3}=\dfrac{400}{\sqrt3}\approx\boxed{231\text{ V}}

2. Idée : en triphasé équilibré, $P_a=\sqrt3\,UI\cos\varphi$ avec $U$ et $I$ en ligne.

P_a=\sqrt3\times400\times1{,}05\times0{,}72\approx\boxed{523{,}8\text{ W}}

\eta=\dfrac{P_u}{P_a}=\dfrac{370}{523{,}8}\approx\boxed{70{,}6\,\%}

Désignation	Nom	Fonction
Q	sectionneur porte-fusibles	isoler le départ du réseau (sectionnement) et le protéger contre les courts-circuits
KM	contacteur tripolaire	établir et couper le courant du moteur en charge, commandé à distance par sa bobine
F	relais thermique	protéger le moteur contre les surcharges lentes
T	transformateur de commande 400 V / 24 V	alimenter le circuit de commande en très basse tension

4. L'opérateur touche les boutons poussoirs du circuit de commande : en $24\text{ V}$ (très basse tension de sécurité), un défaut d'isolement d'un bouton ne l'expose pas à une tension dangereuse. Le transformateur isole aussi la commande du réseau.

5. Au démarrage direct, le moteur absorbe plusieurs fois son courant nominal pendant quelques secondes. Un fusible aM (accompagnement moteur) supporte cette pointe et ne protège que contre les courts-circuits, la surcharge étant confiée à F ; un gG de même calibre fondrait au démarrage.

4 Drill MAS-D.4 — quel moteur peut démarrer en étoile ? (courant limité, couple résistant imposé)

Entraînement 04 / 05

Drill MAS-D.4 — quel moteur peut démarrer en étoile ? (courant limité, couple résistant imposé)

1 questionCorrigé masqué

Une vis d'Archimède d'une station de relevage exige une puissance utile de $5{,}0\text{ kW}$ et oppose au démarrage un couple résistant $T_r=28\text{ N·m}$ . Le distributeur d'énergie limite le courant d'appel de l'installation à $60\text{ A}$ . On dispose de trois moteurs asynchrones triphasés, tous prévus pour fonctionner en triangle sur le réseau $400\text{ V}$ ( $T_N$ : couple utile nominal) :

Moteur	$P_N$ (kW)	$n_N$ (tr/min)	$T_N$ (N·m)	$I_N$ (A)	$I_D/I_N$	$T_D/T_N$
A	4	1435	26,6	8,1	6,6	2,3
B	5,5	1445	36,3	10,9	7,0	2,2
C	7,5	1450	49,4	14,6	7,4	2,5

1. Éliminer le moteur qui ne convient pas en puissance.

2. Pour B et C, calculer le courant et le couple de démarrage direct (en triangle). Un démarrage direct est-il autorisé ?

3. Pour B et C, calculer le courant et le couple de démarrage en étoile.

4. Quel moteur faut-il retenir ? Justifier par les deux contraintes.

5. Pour le moteur retenu, comparer le courant d'appel en étoile à son courant nominal.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. A ne fournit que $4\text{ kW}<5{,}0\text{ kW}$ : il est éliminé.

2. Idée : en démarrage direct, $I_D=k_I\,I_N$ et $T_D=k_T\,T_N$ avec les rapports du catalogue.

B : $I_{D\Delta}=7{,}0\times10{,}9=76{,}3\text{ A}$ ; $T_{D\Delta}=2{,}2\times36{,}3\approx79{,}9\text{ N·m}$ .

C : $I_{D\Delta}=7{,}4\times14{,}6\approx108{,}0\text{ A}$ ; $T_{D\Delta}=2{,}5\times49{,}4=123{,}5\text{ N·m}$ .

Les deux courants dépassent $60\text{ A}$ : le démarrage direct est interdit, d'où le démarrage étoile-triangle.

3. En étoile, courant et couple de démarrage sont divisés par 3 :

B : $I_{DY}\approx25{,}4\text{ A}$ ; $T_{DY}\approx26{,}6\text{ N·m}$ .

C : $I_{DY}=36{,}0\text{ A}$ ; $T_{DY}\approx41{,}2\text{ N·m}$ .

4. Idée : il faut à la fois $I_{DY}\le60\text{ A}$ et $T_{DY}>T_r$ . B respecte le courant mais $T_{DY}=26{,}6\text{ N·m}<28\text{ N·m}$ : la vis ne démarrerait pas en étoile. C vérifie les deux ( $36{,}0\text{ A}\le60\text{ A}$ et $41{,}2\text{ N·m}>28\text{ N·m}$ ) : on retient $\boxed{\text{le moteur C}}$ , bien que B suffise en puissance.

5. $I_{DY}/I_N=36{,}0/14{,}6\approx2{,}5$ : même réduit par l'étoile, l'appel vaut environ deux fois et demie le courant nominal, pendant la seule durée de la phase étoile.

5 Drill MAS-D.5 — choisir contacteur, relais thermique et fusibles d'après le courant nominal

Entraînement 05 / 05

Drill MAS-D.5 — choisir contacteur, relais thermique et fusibles d'après le courant nominal

1 questionCorrigé masqué

Le compresseur d'une chambre froide est entraîné par un moteur asynchrone triphasé démarré en direct sur le réseau $400\text{ V}$ , $50\text{ Hz}$ : $P_u=5{,}5\text{ kW}$ ; $\cos\varphi=0{,}83$ ; rendement $86\,\%$ ; $I_D/I_N=7{,}5$ .

Relais thermique	RT 12	RT 14	RT 16	RT 21
Zone de réglage (A)	5,5 … 8	7 … 10	9 … 13	12 … 18
Fusible aM associé (A)	12	12	16	20

Contacteur (AC-3, 400 V)	CT 09	CT 12	CT 18
Puissance moteur (kW)	4	5,5	7,5
Courant d'emploi (A)	9	12	18

1. Exprimer puis calculer le courant nominal $I_N$ absorbé par le moteur.

2. Choisir le relais thermique et donner son réglage. Pourquoi RT 14 et RT 21 ne conviennent-ils pas ?

3. Choisir le contacteur.

4. Calculer le courant de démarrage direct. Quel est le calibre des fusibles aM, et pourquoi ne fondent-ils pas à chaque démarrage ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : partir de $P_a=P_u/\eta$ , puis $P_a=\sqrt3\,UI\cos\varphi$ .

I_N=\dfrac{P_u}{\eta\,\sqrt3\,U\cos\varphi}

I_N=\dfrac{5500}{0{,}86\times\sqrt3\times400\times0{,}83}

I_N\approx\boxed{11{,}1\text{ A}}

2. Idée : la zone de réglage doit contenir $I_N$ . $11{,}1\text{ A}\in[9\,;13]$ : relais RT 16, réglé sur $\boxed{11{,}1\text{ A}}$ . RT 14 plafonne à $10\text{ A}<11{,}1\text{ A}$ (il déclencherait en marche normale) ; RT 21 ne descend pas sous $12\text{ A}>11{,}1\text{ A}$ (une surcharge modérée passerait inaperçue).

3. $5{,}5\text{ kW}\le5{,}5\text{ kW}$ et $11{,}1\text{ A}\le12\text{ A}$ : contacteur CT 12.

4. $I_D=7{,}5\times11{,}1\approx\boxed{83{,}3\text{ A}}$ . Le fusible associé au RT 16 est un aM 16 A : sa courbe « accompagnement moteur » tolère cette pointe de quelques secondes et ne réagit qu'aux courts-circuits ; la surcharge prolongée est l'affaire du relais.

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Circuits de puissance et de commande : protections, auto-maintien, verrouillage, inversion de sens, démarrage étoile-triangle

Exercice — convoyeur réversible et broyeur d'une huilerie, dans l'esprit des sessions 2017–2025

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

Drill MAS-D.1 — circuit de commande à arrêt prioritaire d'une pompe (un seul sens)

Drill MAS-D.2 — deux moteurs en parallèle sur un même inverseur de sens

Drill MAS-D.3 — nom et fonction des appareils d'un départ moteur

Drill MAS-D.4 — quel moteur peut démarrer en étoile ? (courant limité, couple résistant imposé)

Drill MAS-D.5 — choisir contacteur, relais thermique et fusibles d'après le courant nominal

Relier ce raisonnement au bac