Présentation


Toute protection quelle qu’elle soit protège le moteur uniquement lorsque celui-ci subit une action extérieure provoquant l’échauffement excessif des enroulements : moteur qui force exagérément, mauvaise ventilation, alimentation en tension anormale.Un amorçage entre enroulements fera déclencher la protection, mais n’empêchera absolument pas sa progression. En clair lorsque la protection aura sauté il est déjà trop tard pour les enroulements qui sont donc HS. Si on prend l’exemple d’un moteur qui a pris l’eau, si le différentiel ne déclenche pas immédiatement, la protection thermique ne déclenchera que lorsque le moteur aura « amorcé ».


Lorsqu’ un moteur a grillé malgré la protection c’est :
– Soit que cette protection n’était pas efficace, du à un mauvais réglage ou un avachissement de la languette de déclanchement
– Soit que ce soit un amorçage entre enroulements, mais dans tous les cas la protection doit être changée, que l’on remplace le moteur ou qu’on le fasse rebobiner.


La protection d’un moteur peut–être :
– Interne : protection thermique, sonde thermique, fusible thermique
– Externe : relai thermique, disjoncteur thermique

Protection par Thermique Interne


Le principe de fonctionnement est celui d’un bilame qui réagit en fonction de la température des enroulements, consignée par le fabricant du moteur. Celui-ci est isolé et placé à l’intérieur du moteur sur les enroulements. Cette protection est plutôt réservée aux moteurs ne dépassant pas 0,75Kw et uniquement pour les moteurs monophasés (pompes, tondeuses, etc.).
Le contact est un NF (Normalement fermé,et donc à froid laisse passer le courant). Le branchement est donc en série sur un fil secteur et le point commun des enroulements du moteur. Les contacts de cette protection thermique sont donc suffisamment dimensionnés pour laisser passer l’intensité que consomme le moteur. L’intérêt de ce montage est d’avoir une protection incorporée et de pouvoir brancher directement le moteur avec un simple interrupteur. L’inconvénient est que lorsqu’il y a surchauffe, le bilame ouvre le contact et le moteur s’arrête. Une fois le moteur refroidi le bilame se remet à sa position initiale et le moteur repart. Si l’utilisateur de l’appareil n’est pas présent (pompe par exemple) le cycle de marche/arrêt se poursuit indéfiniment jusqu’à l’avachissement ou soudage du bilame de la protection ou du claquage du moteur.
Si par chance c’est le bilame qui a claqué , il suffit de le court-circuiter et mettre une protection thermique extérieure (relai thermique ou disjoncteur).

Schéma


Exemple de câblage de protection thermique interne, le branchement des sorties de fils du stator à la plaque à bornes n’est pas standard et chaque fabricant utilise les bornes repérées suivant sa propre logique. Avant toute intervention il faut s’assurer du repérage des circuits avec un ohmmètre. Le dessin ci-dessous permet de distinguer clairement les différents circuits. L’exemple est le cas le plus courant du moteur monophasé à condensateur permanent à 3 ou 4 fils de sorties avec le sens de rotation pré configuré.

Moteur à 3 fils de sorties.
Protection thermique interne

Sur le schéma électrique suivant le moteur a 4 fils de sorties, L’intérêt est de pouvoir supprimer la protection en cas de défaillance, en n’oubliant pas toutefois de mettre une protection extérieure par disjoncteur/moteur calibré.

Moteur à 4 fils de sorties..
Protection thermique interne 2

Autre montage, si la protection est en bon état c’est de faire un montage dont la protection devient simplement une sonde thermique.

Moteur à 5 fils de sorties.


Protection avec sonde thermique

Principe de la sonde thermique (thermistance)


Protections thermiques incorporées
Les moteurs peuvent être équipés en option de sondes thermiques; ces sondes permettent de suivre l’évolution de la température aux “points chauds” afin de détecter la surcharge ou un mauvais refroidissement (ou à des points caractéristiques) pour la maintenance de l’installation.Il faut souligner qu’en aucun cas, ces sondes ne peuvent être utilisées pour réaliser une régulation directe des cycles d’utilisation des moteurs.

En contrôlant directement la température des enroulements statoriques, les relais à sondes protègent les moteurs contre les échauffements quelle qu’en soit l’origine (surcharge, élévation de la température ambiante, défaut du circuit de ventilation, fréquence de démarrage trop élevée,marche par à-coups, ……). Ce mode de protection ne peut être utilisé que si des sondes ont été incorporées aux enroulementslors de la fabrication du moteur (ou du rebobinage de celui-ci).Les relais à sondes peuvent également être utilisés pour surveiller les échauffements des organes mécaniques des moteurs ou d’autres matériels susceptibles de recevoir une sonde (paliers, circuits de graissage, radiateurs de semi-conducteurs, fluides de refroidissement, résistances de démarrage,…).

Ce système de protection contrôle la température réelle de l’élément à protéger.Il est composé:
– d’une ou plusieurs sondes à thermistances à coefficient de température positif (PTC) (composant statique dont la résistance augmente brutalement quand la température atteint un seuil prédéfini
nommé Température Nominale de Fonctionnement «TNF»). – d’un dispositif électronique qui mesure en permanence la résistance des sondes.


Un tableau ci-dessous permettant de montrer différentes sonde thermique incorporées dans le moteur

Protection thermique

(Clique pour agrandir)


Montage des différentes protections

– PTO ou PTF, dans les circuits de commande.
– CTP, avec relais associé, dans les circuits de commande.
– PT 100 ou Thermocouples, avec appareil de lecture associé (ou enregistreur), dans les tableaux de contrôle des installations pour suivi en continu.


Lorsque le moteur comporte des accessoires (protection thermique ou résistance de réchauffage), ceux-ci sont raccordés sur des dominos à vis ou des planchettes par des fils repérés

Fonctionnement de la sonde thermique


Ce sont des résistances dont la valeur ohmique varie avec la température. En principe, ces dispositifs ne sont pas utilisés seuls, ils doublent les relais utilisant le courant absorbé comme moyen de mesure, mais la surcharge due à l’échauffement d’un palier est, en principe, insuffisante pour être détectée par les relais de surcharge, d’Où la nécessité d’intégrer une sonde thermique.

Sonde thermique
Sonde thermique principe


L’appareillage est constitué d’un d’un boîtier conducteur (1) et d’un capuchon de contact qui est constitué d’acier (2), qui celui-ci est isolée du capuchon. Un contact intégré d’argent fixe (6) qui ferme le boîtier comme une pile bouton. Il reste le disque (3) qui forme l’élément de transfert de courant qui est le contact mobile (4)

Le fonctionnement est le suivant

lorsque la température augmente le disque bimétallique(5) va se déformer en exerçant une pression de contact constante, stable. Le disque bimétallique (5) est un contact mobile qui fait monter ou descendre (4) sans se coller et sans avoir à ce souder. En tant que tel, il peut toujours travailler et réagit seulement à la température ambiante dans l’appareil à protéger. Quand la température de commutation nominale est atteinte, le disque bimétallique (5) va se mette en sa position inversée et pousse le ressort d’encliquetage disque (3) vers le bas. Ainsi le contact est brusquement ouverte et la montée du dispositif de température est est perturbée. Si la température ambiante tombe, le disque bimétallique (5) retourne dans sa position de départ , et le contact est à nouveau fermé.