Les moteurs à courant continu ont une large gamme d’applications et sont souvent utilisés dans des environnements difficiles, tels que l’humidité, les températures élevées, la poussière, la corrosion, etc. Par conséquent, outre une utilisation appropriée, leur protection est un élément indispensable du système de contrôle électrique, et une protection adéquate peut prolonger leur durée de vie. Cette protection assure le bon fonctionnement du moteur, prévient les dommages au moteur ou aux équipements mécaniques, et protège la sécurité des personnes. Leili vous explique en détail.

1. Précautions d’utilisation des moteurs à courant continu

(1) Vérifiez que le collecteur est propre avant utilisation, qu’il ne présente aucun dommage mécanique ni trace d’étincelle.
(2) Vérifiez que les balais ne sont pas trop usés, que la pression de serrage des balais est adéquate (généralement de 150 à 200 g/cm³) et que l’orientation du porte-balais est conforme aux symboles indiqués.
(3) L’étincelle sur le collecteur pendant le fonctionnement ne doit pas dépasser 1/4 à 1/2.

2. Durée de protection du moteur à courant continu

(1) Protection mensuelle : vérifiez les balais de charbon et les redresseurs, effectuez un nettoyage minutieux et remplacez la grille du ventilateur si nécessaire. Vérifiez le bon fonctionnement des bagues collectrices, des moteurs à courant continu et des collecteurs, ainsi que l’épaisseur du câblage des bornes et des composants. Vérifiez la présence d’eau dans l’armoire électrique principale et le moteur à courant continu.
(2) Protection trimestrielle : vérifiez les roulements (température, bruit, vibrations et bruit). Vérifiez l’isolation à la terre à l’aide d’une table vibrante (au moins 2 mégohms).
(3) Tous les six mois : nettoyez le redresseur et les bobinages à l’air sec. Vérifiez l’articulation électrique et toutes les vis. En hiver, pour maintenir la température du moteur, la tension d’excitation suivante (30-50 V) peut être appliquée.

3. Mesures de protection des moteurs à courant continu

(1) Protection contre les courts-circuits
Lorsqu’un court-circuit est causé par une détérioration de l’isolation des enroulements et des fils du moteur, par un endommagement de l’appareil de commande et de la ligne, ou par une mauvaise manipulation de la ligne, la protection contre les courts-circuits permet de couper rapidement l’alimentation. Les dispositifs de protection contre les courts-circuits les plus couramment utilisés sont les fusibles et les disjoncteurs automatiques.

(2) Protection contre les sous-tensions
Lorsque la tension du réseau diminue, le moteur fonctionne en sous-tension. La charge du moteur restant inchangée, le couple moteur diminue et le courant de l’enroulement statorique augmente, ce qui affecte le fonctionnement normal du moteur, voire l’endommage. La protection contre les sous-tensions est assurée par des contacteurs et des relais électromagnétiques. Les fusibles et les relais thermiques ne protègent pas contre les sous-tensions, car lorsque le moteur fonctionne en sous-tension, la tension de l’enroulement statorique augmente. L’augmentation de la tension de l’enroulement statorique n’étant pas suffisante pour activer le fusible et le relais thermique, ces deux dispositifs ne peuvent assurer la protection contre les sous-tensions.

(3) Protection contre les pertes de tension
Lorsque le réseau électrique est interrompu brutalement lors du fonctionnement d’une machine de production, le dispositif de protection doit garantir le fonctionnement de la machine après son redémarrage afin d’éviter tout accident corporel ou matériel. Cette protection est la protection contre les pertes de tension (zéro tension). Les dispositifs électriques assurant cette protection sont les relais de sécurité et les relais intermédiaires.

(4) Protection contre les faibles champs magnétiques
Le dispositif de protection assure le fonctionnement du moteur à courant continu sous une certaine intensité de champ magnétique. Ainsi, le champ magnétique ne s’affaiblit pas ou ne disparaît pas. La vitesse du moteur n’augmente pas rapidement, et des phénomènes de vol peuvent même se produire. Dans le circuit d’excitation du moteur à courant continu, un relais de faible magnétisation (relais de sous-magnétisation) est connecté au moteur. La protection magnétique faible peut être réalisée en ajoutant un relais magnétique faible (c’est-à-dire un relais de sous-intensité) en série.

Principe de fonctionnement d’un relais de sous-intensité : lors du démarrage et du fonctionnement d’un moteur à courant continu, lorsque le courant d’excitation atteint la valeur d’action du relais de sous-intensité, celui-ci absorbe le courant et ferme les contacts normalement ouverts du circuit de commande, permettant ainsi au moteur de démarrer ou de fonctionner normalement. En revanche, lorsque le courant d’excitation diminue fortement ou disparaît, le relais de sous-intensité se déclenche et les contacts normalement ouverts se brisent, coupant ainsi le circuit de commande. La bobine du contacteur est alors désactivée et le moteur s’arrête. Lorsque le courant d’excitation diminue fortement ou disparaît, le relais de sous-intensité se déclenche et son contact normalement ouvert se brise, coupant ainsi le circuit de commande.

(5) Protection contre les surcharges
Lorsque la charge du moteur est trop importante, que les démarrages sont fréquents ou que la phase est coupée, le courant du moteur dépasse son courant nominal pendant une longue période, ce qui réduit sa durée de vie ou l’endommage. En cas de surcharge du moteur, la protection contre les surcharges est la mesure à prendre pour couper l’alimentation.

(6) Protection contre les surintensités
Ce dispositif de protection permet de limiter le courant de démarrage ou de freinage du moteur afin qu’il fonctionne en dessous du courant de sécurité, sans endommager le moteur ni les équipements mécaniques.

En général, un relais électromagnétique de surintensité est utilisé pour assurer la protection contre les surintensités. En cas de surintensité, des résistances supplémentaires sont intégrées à l’enroulement d’induit du moteur à courant continu et à l’enroulement du rotor du moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné afin de limiter le courant de démarrage ou de freinage du moteur. Un court-circuit de ces résistances pendant le démarrage ou le freinage peut entraîner un courant de démarrage ou de freinage important. Dans ce cas, une surintensité est fréquente.

Méthode de mise en œuvre de la protection contre les surintensités : la bobine du relais électromagnétique de surintensité est connectée en série au circuit principal et son contact normalement fermé au circuit de commande. Lorsque la valeur de surintensité du moteur atteint la valeur limite du relais, son contact normalement fermé déconnecte le circuit de commande et arrête l’alimentation du moteur, assurant ainsi la protection contre les surintensités.

Différence entre protection contre les surcharges et protection contre les surintensités : la protection contre les surcharges est assurée par un relais thermique, à inertie thermique, qui n’intervient qu’après une surcharge du moteur pendant un certain temps, principalement utilisé pour la protection des moteurs asynchrones triphasés à courant alternatif. La protection contre les surintensités est assurée par un relais électromagnétique de surintensité, sensible et capable de couper immédiatement l’alimentation en cas de surintensité, principalement utilisé pour la protection des moteurs à courant continu et des moteurs asynchrones triphasés à rotor bobiné.

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