Il y a une douzaine d'années à peine, seuls les fusibles étaient utilisés pour protéger les personnes et les appareils dans les réseaux de distribution électrique, ainsi que les moteurs. Leur fonction principale était de protéger contre les surintensités, c'est-à-dire les courts-circuits et les surcharges. Au fil du temps, les premiers disjoncteurs automatiques ont été créés. Ces dispositifs présentent bien plus d'avantages que les fusibles.
Sur une ligne de production industrielle, la protection des moteurs est essentielle pour maintenir la productivité et minimiser les temps d'arrêt. Le coût des fusibles étant bien inférieur à celui des disjoncteurs-moteurs automatiques, les interrupteurs-sectionneurs à fusibles étaient autrefois plus fréquents. Aujourd'hui, les disjoncteurs-moteurs ont évolué technologiquement et leurs prix ont baissé, tout en conservant une forte compétitivité. Par conséquent, le coût du disjoncteur par rapport aux économies réalisées grâce à la réduction des pertes générées par les arrêts de ligne est extrêmement faible.
La comparaison suivante entre les disjoncteurs de moteur modernes et les solutions de fusibles montre comment ils peuvent aider les fabricants de machines et les travailleurs à maintenir les opérations en cours, à augmenter la sécurité et la fiabilité tout en réduisant les coûts.
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Disjoncteurs moteurs hautes performances
Au fil du temps, les performances d'un fusible peuvent se dégrader, allant jusqu'à le faire fondre dans les conditions de fonctionnement nominales. Comme il est impossible de tester un fusible, il est impossible de connaître le courant exact qui le fera fondre. Ce n'est pas le cas des disjoncteurs, qui sont testés en production et peuvent être retestés en service. Cela permet à ces dispositifs d'offrir des performances optimales.
Sécurité de travail accrue grâce aux interrupteurs moteurs
Lors d'un remplacement ou d'une maintenance, les contacts exposés des fusibles peuvent électrocuter le personnel technique. Si l'on utilise uniquement un socle de fusible au lieu d'un interrupteur-fusible, le risque de choc électrique est tout aussi élevé. Il est bien sûr possible de couper la tension à l'aide d'un interrupteur-sectionneur situé en amont du fusible, si cette solution est prévue dans l'architecture du système. Dans le cas contraire, il est nécessaire de déconnecter les autres appareils du circuit principal, ce qui entraîne des temps d'arrêt des appareils et des coûts conséquents.
L'une des causes les plus fréquentes d'incendie est le remplacement d'un fusible de modèle ou de calibre incorrect. Il arrive même qu'un fusible endommagé soit remplacé par un fil standard. L'utilisation de disjoncteurs permet d'éviter de telles erreurs. Après vérification de la cause de la coupure de tension dans le circuit, l'appareil peut être redémarré. Remplacer des fusibles est non seulement plus long que de simplement réinitialiser le disjoncteur, mais augmente également le risque de choc électrique lors des interventions de maintenance. Les disjoncteurs contribuent à minimiser les temps d'arrêt et à renforcer la sécurité du personnel.
Disjoncteur - Protection moteur étendue
Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur peut être nettement supérieur à celui de fusibles équivalents (jusqu'à 150 kA). En surcharge, un disjoncteur peut fonctionner jusqu'à environ 1 000 fois plus vite qu'un fusible. Certains disjoncteurs offrent une limitation exceptionnelle du courant de court-circuit, auparavant réservée aux fusibles. Tout cela assure une protection fiable, réduit le vieillissement et prolonge la durée de vie de l'appareil.
Il convient de rappeler que dans les appareils triphasés, les fusibles grillent souvent sur un seul des trois fusibles. Le moteur est alors contraint de continuer à fonctionner sur les deux phases restantes, ce qui entraîne une surcharge. Avec un disjoncteur, un phénomène similaire est impossible. L'appareil coupe toujours les trois phases simultanément. De plus, les disjoncteurs de moteurs industriels se déclenchent en cas de coupure d'alimentation sur l'une des phases, conformément à la norme VDE 0660, partie 102. Dans ce cas, le courant moteur est réparti sur deux circuits de disjoncteur, au lieu de trois, et y est beaucoup plus important. L'asymétrie qui en résulte provoque l'activation du déclencheur. Les solutions à fusibles ne possèdent pas cette fonction.
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Économies de coûts dans l'industrie
Le coût d'un seul fusible est nettement inférieur à celui d'un disjoncteur. Cependant, le coût total de l'installation doit tenir compte d'autres coûts :
- trois fusibles sont nécessaires pour un circuit triphasé, et chaque ensemble doit inclure au moins le coût de la base ou d'un interrupteur à fusible plus cher,
- contrairement aux disjoncteurs, les fusibles n'ont pas de capacité de commutation intégrée, il faut donc ajouter un interrupteur en amont : un socle de fusible ou un interrupteur à fusible,
- Lorsqu'un des trois fusibles grille, les trois doivent être remplacés. Pour cela, il est nécessaire de disposer d'un stock de fusibles de rechange.
Lorsque vous additionnez ces dépenses, le coût total de l’utilisation de fusibles peut être plus élevé que celui d’un disjoncteur.
Meilleure fonctionnalité des interrupteurs du moteur
L'un des principaux avantages des interrupteurs moteurs est la possibilité d'ajouter des fonctions supplémentaires, par exemple une protection intégrée contre les courts-circuits à la terre. Grâce à leur taille compacte par rapport aux solutions à fusibles, les interrupteurs moteurs peuvent être complétés par une large gamme d'accessoires utiles, notamment :
- contacts auxiliaires indiquant la position de l'appareil (ON/OFF),
- indicateurs de déclenchement (indiquent la raison du déclenchement – court-circuit/surcharge),
- ponts de connexion pour accélérer le travail d'assemblage,
- poignées de service spéciales avec possibilité de verrouillage avec un cadenas,
- poignées extérieures pour façade etc.
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Les commutateurs moteurs les plus avancés permettent le contrôle à distance de l'appareil, la mesure des courants nominaux, de la puissance et de l'énergie, ainsi que la communication réseau via diverses interfaces Modbus/SmartWire/Profibus. Grâce à cela, les commutateurs moteurs deviennent des objets connectés et peuvent s'intégrer au système Industrie 4.0.
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Disjoncteurs de moteur Eaton
Eaton est un fabricant leader de disjoncteurs moteurs. La gamme de ces dispositifs se décline en fonction des courants nominaux et des types de déclencheurs, et donc des fonctionnalités.
Interrupteurs de moteur PKZ
Les disjoncteurs moteurs PKZ jusqu'à 65A sont disponibles en 3 séries :
- équipé d'un bouton rotatif PKZM0 jusqu'à 32A, avec une très grande capacité de court-circuit Icu=150kA/400VAC,
- PKZM4 - équivalent à PKZM0 jusqu'à 65A,
- dans la version avec boutons PKZM01 jusqu'à 25A.
Toutes les séries mentionnées ci-dessus sont équipées de déclencheurs magnétothermiques, c'est-à-dire d'un élément de protection contre les surcharges et les courts-circuits. Ces dispositifs fonctionnent dans la classe de déclenchement 10 A, c'est-à-dire qu'à un courant de démarrage 6 fois supérieur à celui nominal, ils maintiennent le courant pendant 10 secondes sans arrêt automatique, tout en fonctionnant correctement dans les conditions nominales de fonctionnement du moteur. Les accessoires sont communs à toutes les séries, ce qui permet de minimiser les stocks.
Les accessoires les plus populaires pour les appareils PKZM sont :
- Contacts auxiliaires avant NHI-E et latéraux NHI,
- déclencheurs de tension : surtension A-PKZ0 et sous-tension U-PKZ0,
- Poignée de service AK-PKZ0 avec possibilité de verrouillage avec un cadenas en position OFF,
- Bloc d'alimentation BK25/3 et ponts de montage B3.0-… pour une distribution rapide de l'énergie.
Interrupteurs de moteur PKE
Jusqu'à 65 A pour les applications plus difficiles et avancées, par exemple pour les moteurs à démarrage difficile et avec des exigences client plus élevées, les disjoncteurs électroniques pour moteurs PKE sont dédiés.
Ces commutateurs sont disponibles en 2 versions :
- avancé, avec possibilité de communication réseau,
- standard, sans une telle possibilité.
La plage de courant complète, de 0,3 A à 65 A, est couverte par 8 appareils : 3 bases : 12 A, 32 A, 65 A et 5 déclencheurs (au lieu des 28 appareils de la série PKZ). L'avantage de cette solution est qu'elle peut être utilisée avec des moteurs de différentes puissances sans nécessiter de stocks importants. L'appareil dispose également d'un second bouton permettant de régler la classe de déclenchement de 5 à 20.
La version avancée avec communication vous permet de :
- lecture du courant moteur actuel (sans dispositifs supplémentaires),
- lecture des informations sur les réglages du module de surcharge Ir et la classe de déclenchement,
- la possibilité de modifier les paramètres ci-dessus à distance,
- prédiction du déclenchement de la protection thermique basée sur le modèle mathématique du moteur (information sur le moment de déclenchement en cas de surcharge du moteur),
- enregistrement et archivage des informations sur les commutateurs et l'état de l'appareil (sans contacts supplémentaires) ainsi que sur ses déclencheurs et les sources de ces déclencheurs (sans AGM), ce qui permet un diagnostic rapide.
Interrupteurs de moteur NZM… - MX…
Pour des courants plus élevés jusqu'à 1400 A, Eaton propose la série de disjoncteurs moteurs électroniques NZM... - MX… (PXR20) et les disjoncteurs moteurs numériques NZM... - PMX... (PXR25).
Caractéristiques de cette série :
- Bloc de protection électronique PXR20 permettant un large réglage des courants nominaux. Par exemple, le modèle 140 A offre un réglage de Ir = 0,4 x In dans la plage de 56 à 140 A.
- possibilité de régler la classe de déclenchement en ajustant le temps tr (délai de démarrage),
- possibilité de réglage de l'élément de court-circuit instantané, par exemple 2 – 12 * In,
- fonction de mémoire thermique qui empêche le démarrage du moteur en cas de surcharge,
- Le PXR20/25 dispose d'un diagnostic complet via le port Micro USB et du logiciel PXPM avec la possibilité d'enregistrer les valeurs de déclenchement et les informations sur la source de déclenchement,
- communication, par exemple : Modbus RTU,
- possibilité d'installer un module relais programmable, par exemple, pour délester la charge lorsque le seuil de courant nominal supposé est dépassé,
- Le bloc de protection moteur numérique PXR25 dispose d'un affichage standard et de la capacité de mesurer le courant, la tension, l'énergie, etc.
- Le PXR25 dispose d'une fonction qui lit l'état de l'appareil et aide à effectuer et à planifier la maintenance.
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