Moteur Étoile-Delta : Comment éviter les pics de courant d’appel et les dommages au moteur !

Tout ce que les entreprises de production doivent savoir sur le démarrage triangle étoile – de la configuration correcte au dépannage.

Quand un moteur est-il connecté en étoile et quand en triangle lors d’un démarrage étoile-triangle?

Ein moteur étoile triangle démarre toujours d’abord en configuration étoile, afin de réduire le courant de démarrage. Après avoir atteint environ 80-90% de la vitesse nominale il est commuté en configuration triangle pour le fonctionnement normal.

Quel est le principal avantage du démarrage triangle étoile?

Le principal avantage est la réduction du courant de démarrage à environ un tiers (environ 33%) de la valeur en démarrage direct. Cela préserve le moteur étoile triangle, le réseau électrique et les composants mécaniques de l’installation.

Quels sont les inconvénients du démarrage étoile-triangle?

Les principaux inconvénients sont un couple de démarrage réduit (seulement environ un tiers du couple de démarrage direct) et le risque de pics de courant de commutation lors du passage de l’étoile au triangle, si le circuit n’est pas conçu de manière optimale.

Comment fonctionne la commutation de l’étoile au triangle sur un moteur étoile triangle?

Une fois que le moteur étoile triangle est monté en configuration étoile, le contacteur étoile s’ouvre. Après une courte pause sans courant (typiquement 50ms) le contacteur triangle se ferme, permettant au moteur de continuer à fonctionner en configuration triangle pour un fonctionnement continu.

Quels moteurs conviennent pour le démarrage étoile-triangle?

Conviennent les moteurs triphasés qui sont conçus pour la tension du réseau en configuration triangle (par exemple, un moteur avec l’indication 400VΔ/690VY pour une utilisation sur un réseau de 400V) et dont les six extrémités de bobinage sont accessibles de l’extérieur. La machine entraînée doit également pouvoir démarrer en toute sécurité avec le couple réduit.

Que se passe-t-il en cas de câblage incorrect d’un circuit étoile-triangle?

Un câblage incorrect, en particulier la négligence de la soi-disant « câblage de préférence », peut entraîner des pics de courant de commutation considérablement plus élevés. Cela peut déclencher des dispositifs de protection ou endommager des composants du moteur étoile triangle et du circuit.

Y a-t-il des alternatives modernes au circuit étoile-triangle pour un moteur étoile triangle?

Oui, des alternatives modernes incluent des Démarreurs progressifs (Softstarters) und Inverseurs de fréquence (VFD). Ceux-ci offrent souvent un démarrage plus doux, de meilleures possibilités de réglage et peuvent entièrement éviter les moteur étoile triangle pics de courant de commutation typiques.

Comment dimensionner les contacteurs dans un circuit étoile-triangle pour un moteur étoile triangle?

Le contacteur de réseau et le contacteur triangle ainsi que le relais de surcharge sont généralement dimensionnés à environ 58% du courant nominal du moteur. des moteur étoile triangle Le contacteur étoile est dimensionné à environ 33% du courant nominal du moteur. La configuration étoile-triangle

réduit le courant de démarrage reduziert den Anlaufstrom d’un moteur étoile triangle à environ 30-35% de la valeur du démarrage direct, préservant ainsi le réseau et la mécanique, mais est principalement conçue pour des applications avec un couple de démarrage faible approprié.

Critique dans le moteur étoile triangle sont les pics de courant de commutation possibles; un câblage correct « câblage de préférence » et une pause de commutation d au moins 50ms sont essentiels pour minimiser cela et garantir un fonctionnement sûr.

Des alternatives modernes comme Démarreurs progressifs ou inverseurs de fréquence offrent souvent de meilleures caractéristiques de démarrage et possibilités de réglage pour les moteurs. Les inverseurs de fréquence peuvent par exemple réaliser des économies d’énergie allant jusqu’à 70% dans des applications comme les pompes et les ventilateurs.Découvrez comment réduire le courant de démarrage de vos moteurs avec le démarrage étoile-triangle, quels points critiques doivent être respectés lors de l’installation et quelles alternatives modernes existent.

Le démarrage étoile-triangle est une méthode éprouvée pour limiter le courant de démarrage des moteurs triphasés. Mais quand est-ce le bon choix et quelles sources d’erreur sont présentes en détail? ATEK Drive Solutions vous montre ce qui est important. Besoin d’une solution d’entraînement personnalisée? [contact](href= »/contact ») contactez-nous!

Besoin d’aide pour optimiser votre technique d’entraînement?

Demandez une consultation sans engagement maintenant!

Introduction au démarreur de moteur étoile-triangle

Qu’est-ce qu’un démarrage étoile-triangle?

Le démarrage étoile-triangle est une méthode établie pour réduire les courants de démarrage élevés des moteurs triphasés puissants. Un moteur étoile triangle commence d’abord en configuration étoile avec une tension réduite, avant d’être commuté en configuration triangle pour le fonctionnement normal. Un moteur de 30 kW qui est configuré en tant que tel réduit son courant de démarrage d’environ 300A à environ 100A. moteur étoile triangle Pourquoi le démarrage étoile-triangle est-il utilisé?

Warum wird die Stern-Dreieck-Anlaufschaltung verwendet?

Le principal objectif du démarrage étoile-triangle pour un moteur étoile triangle est de réduire le courant de démarrage à environ un tiers de la valeur qui apparaîtrait en démarrage direct. Cette réduction de courant préserve le moteur étoile triangle réseau électrique lui-même, ainsi que les composants mécaniques de l’installation. Les entreprises de fourniture d’énergie (par ex. EnBW) exigent souvent le respect de limites spécifiques pour les courants de démarrage.

Domaines d’application du démarrage étoile-triangle

Le démarrage étoile-triangle convient parfaitement aux machines entraînées par un moteur étoile triangle moteur qui n’ont pas besoin immédiatement du couple de démarrage maximal. Les domaines d’application typiques pour un moteur étoile triangle incluent les entraînements avec un faible couple de démarrage ou ceux qui peuvent démarrer à vide, comme par exemple les ventilateurs, les pompes ou certaines machines-outils. Un exemple en serait un ventilateur de 15 kW qui moteur étoile triangle démarre en douceur. Notre technologie d’entraînement propose des solutions adaptées.Fonctionnalité et construction du circuit étoile-triangle pour le moteur étoile triangle

La configuration étoile (Y) et triangle (Δ)

La réduction de la tension lors du démarrage d’un moteur étoile triangle est réalisée par un câblage différent des enroulements du moteur. Dans la configuration étoile (Y), chaque enroulement du moteur étoile triangle reçoit la tension de phase, qui est la tension du réseau divisée par √3. Dans un réseau de 400V, cela signifie que chaque enroulement du moteur reçoit environ 230V, ce qui réduit le flux de courant. Plus d’informations sur la construction de base peuvent être trouvées dans moteur triphasé.

• En configuration étoile (Y), chaque enroulement d’un moteur moteur étoile triangle reçoit une tension réduite (tension de phase = tension du réseau/√3).
• Cela entraîne une baisse du courant de démarrage et du couple de démarrage du moteur étoile triangle à environ un tiers des valeurs d’un démarrage direct.
• Ein moteur étoile triangle doit être dimensionné pour la tension du réseau en configuration triangle et pour la tension de √3 en configuration étoile (par exemple, un moteur avec l’indication 400VΔ/690VY pour une utilisation sur un réseau de 400V).
• Le circuit pour un moteur étoile triangle nécessite généralement trois contacteurs : un contacteur de réseau (K1), un contacteur étoile (K3) et un contacteur triangle (K2).
• Un relais temporisé contrôle la séquence de commutation de la phase de démarrage étoile (K1+K3 actif) vers le fonctionnement triangle (K1+K2 actif) du moteur étoile triangle.
• La commutation se produit généralement lorsque le moteur étoile triangle atteint 80-90% de sa vitesse nominale, après une courte pause sans courant pour éviter les courts-circuits.

Relations de tension et de courant en configuration étoile et triangle

Le flux de courant réduit lors du moteur étoile triangle n’apparaît que pendant la phase de démarrage étoile. Le courant et le couple du moteur pendant cette phase représentent alors environ un tiers des valeurs qui apparaîtraient lors d’un démarrage direct (DOL – Direct On Line). Ein moteur étoile triangle avec la spécification 400VΔ/690VY est alimenté sur un réseau de 400V en démarrage étoile avec la tension réduite correcte à ses enroulements. La capacité de calculer l’absorption de courant d’un moteur triphasé, est très pertinente dans ce contexte.

Construction d’un circuit étoile-triangle typique

Pour la construction d’un circuit étoile-triangle typique pour un moteur étoile triangle sont nécessaires : trois contacteurs (contacteur de réseau K1, contacteur étoile K3, contacteur triangle K2) et un relais temporisé. Pour le démarrage du moteur étoile triangle, le contacteur de réseau K1 et le contacteur étoile K3 se mettent en marche ; après avoir atteint une vitesse prédéfinie, K3 s’ouvre et après une courte pause, le contacteur triangle K2 se ferme pour un fonctionnement continu du moteur. Un disjoncteur moteur et un relais de surcharge (souvent réglé à environ 0,58 fois le courant nominal du moteur) complètent les dispositifs de protection pour le moteur étoile triangle. Les composants nécessaires sont par exemple fournis par Siemens SIRIUS.

Déroulement des opérations du démarrage étoile-triangle

Der moteur étoile triangle démarre d’abord en configuration étoile, développant seulement environ un tiers de son couple nominal. Une fois que le moteur atteint environ 80-90% de sa vitesse nominale, le relais temporisé contrôle l’ouverture du contacteur étoile K3 et après une courte pause de commutation (typiquement 50ms) la fermeture du contacteur triangle K2. Cette pause est cruciale pour éviter un court-circuit entre les configurations étoile et triangle. Le commutateur étoile-triangle, souvent réalisé par la combinaison de contacteurs, est l’élément central de cette méthode de démarrage pour le moteur étoile triangle.Avantages et inconvénients du démarrage étoile-triangle pour le moteur étoile triangle

réduction du courant de démarrage

Un avantage essentiel de l’utilisation d’un moteur étoile triangle avec ce démarrage est la réduction significative du démarrage. Le courant de démarrage du moteur chute à environ 30-35% de la valeur qui apparaîtrait lors d’un démarrage direct (DOL), ce qui réduit la charge mécanique et électrique sur le moteur et l’installation. Ein moteur étoile triangle avec par exemple 50A de courant nominal et un facteur de courant de démarrage typique de 6 (en démarrage direct) démarrerait alors avec environ 100A au lieu de 300A.

Charge réduite sur le réseau

L’absorption de courant réduite d’un moteur étoile triangle durant le démarrage est particulièrement avantageuse sur les réseaux à capacité limitée. Des baisses de tension minimisées préservent d’autres consommateurs sur le même réseau et permettent souvent de connecter des moteurs étoile-triangle plus gros que ce qui serait possible lors d’un démarrage direct. Les fournisseurs d’énergie imposent souvent des limites pour les courants de démarrage (par exemple au maximum 150A), qui peuvent être respectées grâce à l’utilisation du circuit étoile-triangle. moteur étoile triangle peut être mieux respecté.

pics de courant de commutation

Un inconvénient potentiel lors du fonctionnement d’un moteur étoile triangle sont les pics de courant de commutation possibles, qui peuvent survenir lors du passage de l’étoile au triangle, surtout en cas de désavantage de phase entre la tension du rotor et celle du réseau. Ces pointes peuvent même dépasser le courant de démarrage d’un démarrage direct. La mise en œuvre correcte d’un soi-disant « circuit de préférence » et une pause de commutation suffisante (au moins 50 ms) sont cruciales pour minimiser ce risque pour le moteur étoile triangle Les mesures ont montré qu’en l’absence d’optimisation, des courants de commutation jusqu’à 12 fois le courant nominal du moteur peuvent se produire.

Couple de démarrage réduit

La réduction du courant de démarrage lors de la moteur étoile triangle est inévitablement liée à une diminution du couple de démarrage. Le couple de démarrage en étoile est d’environ un tiers du couple que le moteur développerait lors d’un démarrage direct en triangle. Par conséquent, ce type de démarrage n’est approprié que pour des applications avec un moteur étoile triangle capable de démarrer en toute sécurité avec ce couple réduit (par exemple, pas pour un broyeur de 75 kW nécessitant un couple de démarrage élevé). Une boîte Gear Boxes pour le moteur triphasé peut dans certains cas aider à adapter les exigences de couple.Aspects pratiques et dépannage du moteur étoile triangle

Affectation correcte des connexions du moteur

Les erreurs dans l’affectation des connexions sur la borne d’un moteur étoile triangle sont particulièrement critiques et peuvent entraîner des problèmes graves. Pour minimiser le pic de courant de commutation lors du moteur étoile triangle, il est crucial de respecter le soi-disant « circuit de préférence » (conducteur extérieur L1 sur les bornes U1 et V2, L2 sur V1 et W2, L3 sur W1 et U2 pour le sens horaire). Une mauvaise affectation peut augmenter le facteur de courant de commutation ℘ (ratio de pic de courant de commutation au courant de démarrage en démarrage direct) de valeurs optimales de 0,8 à plus de 1,4. La question fondamentale de faire fonctionner le moteur en étoile ou en triangle dépend de la conception et de l’application.

1. La correcte « circuit de préférence » sur la borne du moteur étoile triangle est cruciale pour minimiser les pics de courant de commutation.
2. Pour le couplage en étoile d’un moteur étoile triangle , les bornes U2, V2, W2 sont pontées ; pour le couplage en triangle, les connexions U1-W2, V1-U2, W1-V2 sont établies.
3. Il doit être garanti que le moteur étoile triangle soit correctement dimensionné pour la tension appliquée (par exemple, un moteur avec l’indication 400VΔ/690VY pour fonctionner sur un réseau de 400V).
4. Les sources d’erreurs fréquentes lors de l’installation et de l’exploitation d’un moteur étoile triangle sont des erreurs de câblage, des relais défectueux ou des temporisateurs mal réglés.
5. Un passage trop précoce de l’étoile au triangle entraîne des pics de courant élevés lors de la moteur étoile triangle, un passage trop tardif surcharge inutilement en longue durée l’enroulement étoilé.
6. Un verrouillage mécanique entre le relais étoile et le relais triangle est essentiel pour la sécurité du moteur étoile triangle et de l’installation.

Configuration en pont étoile et triangle sur la borne

Sur la borne d’un moteur étoile triangle conformément à des normes comme IEC 60034-8, la configuration se fait comme suit : Pour la connexion étoile, les extrémités d’enroulement U2, V2 et W2 sont pontées. Pour la connexion triangle, les bornes U1 avec W2, V1 avec U2 et W1 avec V2 sont connectées. Une erreur fréquente et fatale consiste à faire fonctionner un moteur conçu pour 400V en étoile et 230V en triangle (c’est-à-dire un moteur 230VΔ/400VY) sur un réseau de 400V en triangle – cela entraînera la destruction du moteur. Pour le démarrage étoile-triangle d’un moteur sur un réseau de 400V, le moteur étoile triangle doit par exemple avoir l’indication de plaque signalétique 400VΔ/690VY.

Causes fréquentes d’erreurs

Sources d’erreurs typiques lors de l’exploitation d’un moteur étoile triangle sont : Erreurs de câblage, relais défectueux (par exemple, contacts collés ou brûlés) ou un temporisateur mal réglé ou défectueux. Un temps de commutation trop court (commutation avant que le moteur étoile triangle ait atteint environ 80 % de sa vitesse nominale) entraîne des pics de courant élevés et un stress mécanique ; un temps de commutation trop long surcharge inutilement les enroulements du moteur en étoile pendant trop longtemps. Un verrouillage mécanique des relais est essentiel pour un fonctionnement sécurisé du moteur étoile triangle .Alternatives au démarrage étoile-triangle pour les moteurs et développements modernes

Démarreurs progressifs (Softstarters)

Une alternative électronique moderne à la classique commande étoile-triangle, même pour les moteurs qui autrement seraient moteur étoile triangle est le démarreur progressif (Softstarter). Ces appareils contrôlent continuellement la tension du moteur pendant le démarrage, souvent par commande de phase, permettant ainsi un démarrage très doux sans les pics de courant typiques d’un moteur étoile triangle. Des produits comme le Siemens SIRIUS 3RW réduisent non seulement le courant de démarrage, mais offrent souvent également des fonctions de protection du moteur intégrées. De nombreux démarreurs progressifs permettent également un contrôle du couple pendant le démarrage.

Inverseurs de fréquence (VFD)

Les variateurs de fréquence (VFD) représentent la solution la plus avancée pour le démarrage et le contrôle de la vitesse des moteurs, également comme alternative au moteur étoile triangle. Ein variateur de fréquence permet un contrôle complet du moteur, qui permet un couple de démarrage élevé avec un courant de démarrage faible ainsi qu’un contrôle de la vitesse précis sur toute la plage de fonctionnement. Cela entraîne souvent des économies d’énergie considérables (particulièrement pour des applications comme des pompes et des ventilateurs, jusqu’à 70 %) et optimise les processus industriels. ATEK Drive Solutions propose les composants correspondants.

Comparaison de l’étoile-triangle, des démarreurs progressifs et des variateurs de fréquence

Le choix de la méthode de démarrage optimale dépend fortement des exigences spécifiques de l’application :

• Circuit étoile-triangle pour le moteur étoile triangle : C’est souvent la solution la moins coûteuse, mais elle n’offre qu’un couple de démarrage limité et comporte le problème des pics de courant de commutation.
• Démarreurs progressifs : Représente un bon compromis. Il permet un démarrage doux pour le moteur, offre souvent des fonctions de protection intégrées, mais est plus cher que la simple solution étoile-triangle.
• Variateurs de fréquence : Offrent un contrôle maximal sur le démarrage et le fonctionnement du moteur, la plus haute efficacité et la possibilité de contrôle de la vitesse, mais sont l’option la plus coûteuse.

Par exemple, pour une pompe simple de 10 kW, un moteur étoile triangle pourrait être suffisant, tandis que pour un système de transport complexe avec des exigences de vitesse variables, un variateur de fréquence est le meilleur choix.Conception et dimensionnement d’un circuit de démarrage étoile-triangle pour un moteur étoile triangle

Considérer la puissance du moteur et le couple de démarrage

Lors de la conception d’un circuit de démarrage étoile-triangle pour un moteur étoile triangle les exigences suivantes doivent être prises en compte : Le moteur étoile triangle doit être dimensionné pour la tension réseau appliquée en configuration triangle (par exemple, un moteur avec l’indication 400VΔ/690VY pour un réseau de 400V) et disposer de six extrémités d’enroulement accessibles de l’extérieur. De plus, le couple de démarrage de la machine entraînée doit être inférieur au couple de démarrage que le moteur étoile triangle peut développer en configuration étoile (environ 1/3 du couple nominal lors d’un démarrage direct en triangle). La détermination correcte de la puissance du moteur électrique est une première étape importante.

• Der moteur étoile triangle doit être dimensionné pour la tension réseau en configuration triangle et disposer de six extrémités d’enroulement accessibles pour le câblage externe.
• Le couple de démarrage requis de la machine entraînée doit être inférieur au couple de démarrage que le moteur étoile triangle fournit en configuration étoile.
• Le relais réseau et le relais triangle ainsi que le relais de surcharge sont généralement dimensionnés à environ 58 % du courant nominal du moteur du moteur étoile triangle La configuration étoile-triangle
• Le relais étoile est dimensionné à environ 33 % du courant nominal du moteur du moteur étoile triangle .
• Le passage de l’étoile au triangle doit s’effectuer lorsque le moteur étoile triangle a atteint environ 80-90 % de sa vitesse nominale.
• Les conditions locales du réseau et la caractéristique de charge spécifique doivent être prises en compte lors du réglage du temporisateur pour le moteur étoile triangle .

Dimensionnement des relais et du relais de surcharge

Le dimensionnement correct des dispositifs de commutation est essentiel pour le fonctionnement fiable du moteur étoile triangle. En règle générale : Le relais réseau, le relais triangle et le relais de surcharge sont dimensionnés à environ 58 % du courant nominal du moteur. Le relais étoile est dimensionné à environ 33 % du courant nominal du moteur. Exemple : Un 30 kW moteur étoile triangle (avec un courant nominal d’environ 58A à 400V) nécessite donc des relais réseau et triangle pour environ 34A et un relais étoile pour environ 19A.

Temps de commutation optimal de l’étoile au triangle

Le moment du passage de l’étoile au triangle est critique pour le moteur étoile triangle pour minimiser les pics de courant de commutation et faire fonctionner le moteur de manière optimale. Le passage devrait idéalement se faire lorsque le moteur en étoile atteint environ 80-90 % de sa vitesse nominale. Un passage trop précoce peut provoquer des pics de courant élevés, tandis qu’un passage trop tardif impose une charge thermique inutilement longue à l’enroulement étoilé du moteur. Le temps de commutation typique se situe, en fonction de la charge et de la taille du moteur du moteur étoile triangle, entre 5 et 15 secondes.

Considération des conditions réseau et de la caractéristique de charge

L’environnement électrique du moteur étoile triangle joue un rôle important. Un soi-disant réseau « doux » (réseau à haute impédance) peut atténuer le courant de démarrage du moteur, mais peut simultanément renforcer les baisses de tension lors du démarrage. La caractéristique de charge de la machine entraînée influence fortement le temps de montée du moteur étoile triangle et donc le réglage nécessaire du temporisateur. Le démarrage d’un 22 kW moteur étoile triangle sur un transformateur de seulement 50 kVA de puissance peut par exemple déjà être problématique et doit être soigneusement vérifié.

Le circuit étoile-triangle est une méthode éprouvée pour réduire les courants de démarrage sur un moteur étoile triangle. Une conception correcte et la connaissance des problèmes potentiels, tels que les pics de courant de commutation, sont essentielles pour un déploiement réussi. Pour des applications particulièrement exigeantes ou lorsque le contrôle de la vitesse est nécessaire, des alternatives modernes comme les démarreurs progressifs ou les variateurs de fréquence représentent souvent la meilleure solution, même si le moteur pourrait en principe être moteur étoile triangle exploité. Un choix soigneux de la méthode de démarrage protège vos installations et optimise vos processus. Contactez ATEK Drive Solutions pour des conseils d’experts !