Protection contre les surcharges – comment concevoir une coupure de courant automatique ?
Les surcharges dans les circuits électriques constituent un véritable problème dans lessystèmes d’automatisation industrielle. Qu’il s’agisse d’un système monophasé ou triphasé, ou d’une alimentation électrique pour des moteurs d’entraînement, le dépassement du courant de fonctionnement admissible peut entraîner une surchauffe, des pannes et, dans les cas extrêmes, des dommages à l’équipement et des arrêts de production. C’est pourquoi une protection contre les surcharges bien conçue et dotée d’une fonction de coupure automatique de l’alimentation n’est pas une mode, mais une nécessité. Basé sur un relais, un capteur ou un disjoncteur, le système de protection est capable de détecter une augmentation du courant au-delà d’un seuil défini et de réagir rapidement.
Quels sont les composants du système de protection contre les surcharges ?
- Relais de surcharge – réagit à une consommation de courant excessive et coupe l’alimentation. Pour les applications simples, les relais de surcharge de 12V fonctionnent bien, pour les applications plus exigeantes, des solutions avec une plage de mesure allant jusqu’à plusieurs dizaines d’ampères.
- Capteur de courant ou capteur de courant – fournit des informations à l’unité de contrôle (relais, PLC) pour détecter une surcharge.
- Disjoncteur – il a une fonction de protection et de déconnexion en même temps. Les variantes thermiques, électromagnétiques ou électroniques sont les plus courantes.
- Bloc de contrôle – par exemple, un automate programmable qui analyse les signaux des capteurs et prend la décision de mettre l’installation hors tension.
- Élément exécutif – contacteur, relais ou autre circuit permettant de couper l’alimentation électrique, en fonction du type de charge.
Étapes de la conception d’un système de coupure automatique de l’alimentation en cas de surcharge
- Analyse des paramètres de charge et de courant
Commencez par mesurer le courant de fonctionnement maximal d’un appareil ou d’un ensemble d’appareils. Différents paramètres s’appliquent à la protection contre les surcharges d’un moteur triphasé, d’autres à un système de commande monophasé. - Sélection du point de seuil de surcharge
Une surcharge se produit lorsque le courant atteint une valeur supérieure à celle autorisée pour le système. En général, on considère que le courant atteint 110 à 125 % de la valeur nominale, en fonction des caractéristiques du variateur. - Choisir le bon capteur ou relais
Pour les systèmes simples, on peut utiliser un relais de surcharge de 12 V ou un capteur de courant avec sortie analogique. Les systèmes plus avancés utilisent des relais avec un délai de fonctionnement configurable, une réinitialisation automatique et une interface avec un automate programmable. - Intégration avec la direction
Si un contacteur est utilisé, le relais peut déconnecter sa bobine. Pour l’électronique – la section d’alimentation du module d’alimentation est coupée. Pour les moteurs – une ou plusieurs phases sont interrompues par le contacteur isolé. - Essai fonctionnel et inspection
Après l’installation du système, simulez une surcharge et vérifiez que la réponse (coupure de courant) est rapide, reproductible et conforme à la conception.
Problèmes les plus courants liés à la protection contre les surcharges – à quoi faut-il faire attention ?
Un système de protection contre les surcharges peut mal fonctionner si ses composants ou ses paramètres de fonctionnement sont mal choisis. Exemples :
- Surcharge temporaire au lieu de surcharge permanente – les moteurs consomment temporairement plus de courant au démarrage. Si le seuil de protection est trop bas, des déclenchements intempestifs peuvent se produire.
- Section de fil inadaptée – même le meilleur relais ne remplira pas sa fonction si les fils surchauffent avant que le système d’arrêt ne soit déclenché.
- Pas de test de réponse aux défaillances – la protection fonctionne tant qu’elle fonctionne. Par conséquent, la vérification périodique de la réponse à la surcharge doit être intégrée dans le programme de maintenance.
Une protection contre les surcharges des moteurs bien conçue peut réduire les pertes dues aux temps d’arrêt, protéger l’équipement et accroître la sécurité des personnes qui utilisent les machines. Chez RGB Electronics, nous effectuons régulièrement des modifications et des mises à niveau dans ce domaine, tant pour des équipements simples que pour des lignes de production automatisées.
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