Moteur asynchrone qui disjoncte au démarrage
Un moteur asynchrone triphasé 400 V, 50 Hz, 15 kW, 4 pôles, facteur de puissance 0,85, rendement 0,90, est entraîné par un démarreur direct protégé par un disjoncteur moteur réglé à 32 A. Le courant nominal calculé est d'environ 28 A et le courant de démarrage est donné à 6,5 fois le nominal. Depuis quelques jours, le moteur disjoncte systématiquement au démarrage à froid, alors qu'il fonctionnait auparavant. Le relevé des tensions entre phases donne 398 V, 402 V et 389 V. La pompe entraînée est immergée et le technicien suspecte un début de grippage.
1. Calculer le courant nominal et le courant de démarrage, puis évaluer si le réglage du disjoncteur explique le déclenchement.
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La puissance absorbée vaut P_abs = P_u/η = 15 000/0,90 ≈ 16 667 W. Le courant nominal en triphasé s'écrit I = P_abs/(√3·U·cosφ) = 16 667/(1,732 × 400 × 0,85) ≈ 16 667/589 ≈ 28,3 A. Le courant de démarrage vaut alors 6,5 × 28,3 ≈ 184 A. Le disjoncteur réglé à 32 A est correct pour le régime permanent, mais son élément magnétique doit laisser passer 184 A pendant la durée de démarrage. Si le déclenchement est magnétique, c'est que le seuil est trop bas ou que le démarrage dure trop longtemps ; si le déclenchement est thermique, c'est que le démarrage est anormalement long, ce qui est cohérent avec un grippage. Le réglage à 32 A n'est donc pas en cause en soi ; il faut mesurer la durée et la valeur réelle du courant de démarrage pour trancher entre les deux causes.
2. Exploiter le déséquilibre de tension et proposer une démarche de diagnostic ordonnée.
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Le déséquilibre de tension se calcule par rapport à la moyenne, 396,3 V : les écarts sont +1,7 V, +5,7 V et −7,3 V, soit un déséquilibre maximal d'environ 1,8 %, en dessous du seuil usuel de 2 % mais non négligeable. Un déséquilibre de tension provoque dans le moteur un déséquilibre de courant amplifié (facteur 5 à 10) et un couple inverse qui freine le rotor : le courant de démarrage peut augmenter et la durée de démarrage s'allonger, ce qui fait déclencher le thermique. La démarche : d'abord vérifier la tension à vide et en charge sur les trois phases pour identifier une phase faible (réseau ou connexion), puis mesurer les courants des trois phases au démarrage et en régime, contrôler l'isolement et la résistance des enroulements, vérifier la libre rotation de la pompe, et enfin examiner le réglage et l'état du disjoncteur. On ne remplace pas le moteur avant d'avoir séparé la cause réseau de la cause mécanique.