Apprenez à sélectionner le bon contrôleur de moteur pour votre application.
L’article 100 du NEC, “Définitions”, définit un contrôleur de moteur comme tout interrupteur ou dispositif typiquement utilisé pour démarrer et arrêter un moteur en établissant ou en interrompant le courant du circuit.
Tel qu’employé dans la Partie VII de l’article 430 du NEC, le terme “contrôleur” englobe tout interrupteur ou dispositif couramment utilisé pour démarrer et arrêter un moteur, y compris les démarreurs et contrôleurs de moteur – le mécanisme de contacteur.
Article 430 du NEC. Partie VII Contrôleurs de Moteur
Section 430.81 Généralités
La Partie VII impose l’utilisation de contrôleurs de moteur appropriés pour tous les moteurs.
La figure 1 montre l’emplacement du contrôleur de moteur dans un circuit de branche moteur.
Figure 1. Emplacement du contrôleur de moteur dans un circuit de branche moteur. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
Section 430.81(A) Moteur Stationnaire de 1/8 hp ou Moins
- Ce type de moteur peut utiliser le dispositif de déconnexion du circuit de branche comme contrôleur de moteur. Les moteurs doivent être montés de manière stationnaire, fonctionner en permanence, et être conçus pour ne pas être endommagés par une surcharge ou un défaut de démarrage. Des exemples incluent les moteurs d’horloge et des dispositifs similaires.
La section 430.109(B) permet au dispositif de surintensité du circuit de branche d’agir en tant que moyen de déconnexion pour les moteurs stationnaires de 1/8 hp ou moins. Par exemple, les fusibles ou disjoncteurs de circuit de branche sont des dispositifs de contrôle acceptables pour ce type de moteur si l’impédance de l’enroulement est suffisamment élevée pour empêcher des dommages avec le rotor en surcharge ou en position de stagnation continue.
La figure 2 montre un moteur stationnaire de 1/8 hp ou moins alimenté par un tableau électrique, où le dispositif de protection contre les surintensités (OCPD) agit comme contrôleur de moteur.
Figure 2. Alimentation d’un moteur stationnaire de 1/8 hp ou moins. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
Section 430.81(B) Moteur Portable de 1/3 hp ou Moins
- Ce type de moteur peut utiliser une prise de connexion d’attachement ou un connecteur de cordon comme contrôleur de moteur.
Une prise d’attachement est le composant d’un cordon qui se connecte à une prise murale ou à un autre dispositif pour établir un circuit électrique.
La figure 3 montre un moteur portable branché sur une prise de courant.
Figure 3. Alimentation d’un moteur portable de 1/3 hp ou moins. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
Bien que les horloges électriques aient été citées comme exemples dans la section 430.81(A), la figure 4 représente une horloge qui ne tombe pas sous cette section car elle dispose d’une connexion par prise et cordon, la rendant portable. Puisqu’elle peut utiliser la connexion par prise et cordon comme contrôleur de moteur et a une puissance inférieure à 1/3 hp, elle relève de la section 430.81(B).
Figure 4. Une horloge électrique avec une prise et un cordon. Image utilisée avec l’aimable autorisation de ClockParts.com
Section 430.82 Conception du Contrôleur de Moteur
Section 430.82(A) Démarrage et Arrêt
- Un contrôleur de moteur doit être capable de démarrer et d’arrêter le moteur qu’il contrôle et d’interrompre son courant de rotor bloqué.
En plus de démarrer et d’arrêter le moteur qu’il contrôle, un contrôleur AC doit être capable d’interrompre le courant de rotor bloqué. L’intensité du courant de rotor bloqué est plusieurs fois plus élevée que le courant de fonctionnement, et des dommages peuvent survenir au contrôleur à moins qu’il ne puisse interrompre ce courant.
Section 430.82(B) Autotransformateur
- Prévoir une position off, une position de fonctionnement et au moins une position de démarrage dans un démarreur à autotransformateur.
- Le démarreur à autotransformateur ne doit pas rester dans la position de démarrage ou dans toute position qui désactive le dispositif de surcharge du circuit.
Le démarrage à autotransformateur est une méthode efficace de démarrage à tension réduite avec moins de problèmes transitoires et plusieurs avantages par rapport au démarrage étoile-delta.
La séquence de démarrage implique des prises dans l’autotransformateur, qui fournissent la tension réduite.
Section 430.82(C) Rhéostats
- Concevoir les rhéostats de démarrage de moteur de sorte que le bras de contact ne puisse pas être sur des segments intermédiaires. Lorsqu’il est en position de démarrage, le point ou la plaque sur lequel le bras repose ne doit pas avoir de connexion électrique avec la résistance.
- Prévoir des rhéostats de démarrage de moteur pour les moteurs à courant continu fonctionnant à partir d’une alimentation à tension constante. Des dispositifs automatiques interrompent l’alimentation avant que la vitesse du moteur ne descende en dessous d’un tiers de sa valeur attendue.
Les rhéostats sont utilisés pour ajuster la résistance électrique dans un circuit. Ils réduisent la tension d’alimentation au stator d’un moteur à induction lors du démarrage en ajoutant des résistances à chaque phase de l’enroulement statorique. Initialement, les résistances sont réglées à leur valeur maximale, provoquant une chute de tension significative. À mesure que le moteur s’accélère, les résistances sont progressivement réduites jusqu’à ce que le stator reçoive la tension nominale. À ce moment, les résistances sont complètement retirées du circuit, plaçant le rhéostat en position de fonctionnement.
Section 430.83 Évaluations
Le contrôleur de moteur doit avoir une évaluation selon la section 430.83(A) à moins qu’il ne soit permis autrement dans les sections 430.83(B) ou (C) ou selon la section 430.83(D).
Section 430.83(A) Généralités
Section 430.83(A)(1) Évaluations en Chevaux Vapoureux
- Les contrôleurs de moteur, autres que les disjoncteurs à hors temps inverse et les interrupteurs à boîtier moulé, doivent avoir des évaluations en chevaux-vapeur à la tension d’application égale ou supérieure à l’évaluation en chevaux-vapeur du moteur.
Section 430.83(A)(2) Disjoncteur
- Seul un disjoncteur à hors temps inverse de circuit de branche évalué en ampères peut être utilisé comme contrôleur de moteur. Lorsque le disjoncteur fournit également une protection contre les surcharges, il doit respecter les règles de la Partie III de cet article.
Section 430.83(A)(3) Interrupteur à Boîtier Moulé
- Un interrupteur à boîtier moulé évalué en ampères peut être utilisé comme contrôleur de moteur pour tous les moteurs.
Les interrupteurs à boîtier moulé sont évalués en ampères et peuvent être utilisés jusqu’à 100 % de leur évaluation. Ce sont des dispositifs on-off et nécessitent une protection par un fusible ou un disjoncteur d’égale évaluation en ampères car ils n’ont pas de protection contre les surcharges thermiques.
Ils ne contiennent pas d’unité de déclenchement et peuvent être équipés ou non d’une fonction de déclenchement magnétique fixe – non réglable – conçue pour fonctionner sous de forts courants de défaut, où une interruption immédiate de l’électricité est nécessaire – un dispositif auto-protecteur.
Les interrupteurs à boîtier moulé peuvent être utilisés comme moyens de déconnexion de moteur selon la section 430.109(A)(3) et comme un moyen de déconnexion de moteur et contrôleur de moteur selon la section 430.111.
Les disjoncteurs à boîtier moulé sont équipés soit d’une unité de déclenchement thermique-magnétique, soit d’une unité de déclenchement électronique.
La figure 5 montre un interrupteur à boîtier moulé évalué à 800 A.
Figure 5. Un interrupteur à boîtier moulé. Image utilisée avec l’aimable autorisation de EATON
Section 430.83(B) Petits Moteurs
- Les dispositifs conformes aux sections 430.81(A) et (B) peuvent être utilisés comme contrôleurs de moteur.
Section 430.83(C) Moteurs Stationnaires de 2 Chevaux ou Moins.
- Le contrôleur de moteur des moteurs stationnaires jusqu’à 2 hp, évalué à 300 V ou moins, peut être l’un des éléments suivants :
◦ Un interrupteur à usage général avec une évaluation en ampères d’au moins le double du courant en pleine charge du moteur.
◦ Sur les circuits AC, un interrupteur à enclenchement AC à usage général, mais pas un interrupteur à enclenchement AC/DC à usage général, assure que le courant nominal du moteur ne dépasse pas 80 % de l’évaluation du courant de l’interrupteur.
Les interrupteurs à enclenchement peuvent contrôler en toute sécurité des moteurs ayant une évaluation de 2 hp ou moins – la section 404.9 traite des interrupteurs à enclenchement à usage général.
La figure 6 montre un interrupteur à enclenchement à usage général installé comme contrôleur de moteur.
Figure 6. Interrupteur à enclenchement à usage général utilisé comme contrôleur de moteur. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
Section 430.83(D) Moteurs de Couple
- Le contrôleur de moteur doit avoir un courant nominal en service continu et en pleine charge qui est au moins égal à la désignation de pleine charge marquée sur la plaque signalétique du moteur.
- Pour un contrôleur de moteur évalué en chevaux-vapeur et non marqué ou évalué comme indiqué ci-dessus, établir l’évaluation du courant équivalent à partir de la puissance en chevaux en utilisant les tableaux 430.147 à 430.150.
Section 430.83(E) Tension Nominale
- Appliquer les contrôleurs avec une tension nominale directe dans les circuits où la tension entre les conducteurs ne dépasse pas la tension nominale.
- Appliquer les contrôleurs avec une tension nominale alternative uniquement dans les circuits solidement raccordés à la terre où la tension à la terre d’un conducteur ne dépasse pas la valeur inférieure de la tension nominale et où la tension entre deux conducteurs ne dépasse pas la valeur supérieure de la tension nominale.
Section 430.83(F) Évaluation de Courant de Court-Circuit
- Ne pas installer un contrôleur là où le courant de défaut disponible dépasse son évaluation en courant de court-circuit.
Section 430.84 NEC : Pas Obligatoire d’ouvrir Tous les Conducteurs
- Le contrôleur n’a pas besoin d’ouvrir tous les conducteurs vers le moteur, mais seulement ceux nécessaires pour le démarrer et l’arrêter.
Exception : Lorsque le contrôleur sert également de moyen de déconnexion, il doit ouvrir tous les conducteurs non mis à la terre vers le moteur selon la section 430.111.
Le contrôleur ne doit interrompre que les conducteurs nécessaires pour démarrer et arrêter le moteur.
Par exemple, un démarreur à 2 pôles de puissance nominale appropriée pourrait être utilisé pour un moteur triphasé, fournissant une protection contre les surcharges dans les trois conducteurs non mis à la terre avec des dispositifs de protection séparés du démarreur – tels que des fusibles à double élément à délai, qui peuvent fournir une protection contre les surcharges et les courts-circuits pour le circuit de branche moteur.
La figure 7 montre un contacteur à 2 pôles établissant et interrompant seulement deux conducteurs dans un système triphasé.
Figure 7. Démarreur magnétique à 2 pôles ouvrant seulement deux conducteurs du circuit d’alimentation du moteur. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
De la même manière, un seul conducteur peut être ouvert pour les circuits de moteurs à courant continu ou monophasés.
Section 430.85 NEC Condition de Conducteur Mis à la Terre
- Si le contrôleur est conçu de sorte que tous les conducteurs non mis à la terre soient simultanément ouverts, si le conducteur mis à la terre est ouvert, un pôle du contrôleur peut être placé dans un conducteur mis à la terre en permanence.
Cette règle permet d’utiliser un interrupteur à 3 pôles, un disjoncteur ou un démarreur de moteur dans un circuit de moteur triphasé dérivé d’un système delta à 3 phases et 3 fils avec mise à la terre d’angle (voir figure 8).
Figure 8. Démarreur magnétique à 3 pôles ouvrant un circuit à 3 fils avec un conducteur mis à la terre. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lorenzo Mari
Un autre exemple serait des circuits de 120 V, où, typiquement, un conducteur est mis à la terre. Un contrôleur à 2 pôles est permis pour ce type de circuit s’il ouvre les deux conducteurs simultanément.
Section 430.87 NEC : Nombre de Moteurs Servis par Chaque Contrôleur
- La règle générale est que chaque moteur doit avoir un contrôleur de moteur individuel.
Exception N° 1 : Cette exception permet à un seul contrôleur d’une puissance évaluée égalant au moins l’équivalent en chevaux-vapeur de tous les moteurs d’un groupe – tel que déterminé selon la section 430.110(C)(1) – de servir le groupe sous l’une des conditions suivantes :
1. Plusieurs moteurs propulsent des parties d’une seule machine ou d’un appareil.
2. Un dispositif de protection contre les surintensités protège le groupe de moteurs comme permis dans la section 430.53(A).
3. Une seule pièce contient un groupe de moteurs à la vue de l’emplacement du contrôleur.
Cette exception s’applique uniquement aux moteurs évalués à 1 kV ou moins.
La section 430.110(C)(1) considère l’ensemble du courant en pleine charge et du courant de rotor bloqué des moteurs comme un seul moteur à des fins de calcul.
La section 430.53(A) s’applique à plusieurs moteurs, chacun ne dépassant pas 1 hp. La condition 2 ne s’applique pas à plusieurs moteurs sur un seul circuit de branche selon les sections 430.53(B) et 430.53(C). L’utilisation d’un seul contrôleur pour des puissances évaluées supérieures ne s’applique que si le groupe de moteurs satisfait les conditions 1 ou 3.
Ces conditions sont similaires à celles de l’exception dans la section 430.112, pour un seul moyen de déconnexion servant un groupe de moteurs.
Exception N° 2 : Cette exception permet à un dispositif de déconnexion de circuit de branche de faire fonctionner plusieurs moteurs comme le contrôleur selon la section 430.81(A).
Section 430.88 NEC : Moteurs à Vitesse Réglable
- Équiper et connecter les moteurs à vitesse réglable contrôlés par régulation de champ pour éviter le démarrage sous un champ affaibli.
Exception : Cette exception permet au moteur de démarrer sous un champ affaibli s’il est conçu pour ce type de démarrage.
Les moteurs à courant continu à excitation shunt et compound ont des variations de vitesse contrôlées en régulant le courant de champ. Démarrer un moteur avec un champ affaibli est dangereux car le courant de démarrage serait excessif, provoquant la destruction de l’induit à moins que le moteur ne soit conçu pour démarrer de cette manière.
Section 430.89 NEC : Limitation de Vitesse
Prévoir aux types suivants de machines des dispositifs de limitation de vitesse ou d’autres moyens de limitation de vitesse :
◦ Moteurs à courant continu à excitation séparée
◦ Moteurs à courant continu série
◦ Générateurs-moteurs et convertisseurs
Exception : Il n’est pas nécessaire de fournir des dispositifs de limitation de vitesse distincts ou des moyens
dans l’une des conditions suivantes :
- Si les caractéristiques intrinsèques des machines, du système, de la charge et de la connexion mécanique limiteront efficacement la vitesse.
- Si la machine est toujours contrôlée manuellement par un opérateur qualifié.
Une méthode pour prévenir le dépassement de vitesse est un dispositif centrifuge sur l’arbre de la machine. Ce dispositif doit être configuré pour activer un contact à une vitesse prédéterminée, déclenchant un disjoncteur et arrêtant progressivement la machine.
Section 430.90 NEC : Porte-fusibles et Interrupteur Combinés comme Contrôleur.
- Lorsque l’on utilise un porte-fusible combiné et un interrupteur comme contrôleur de moteur, le porte-fusible ne doit permettre que la taille du fusible spécifié dans la Partie III de cet article, qui concerne la protection contre les surcharges.
Exception : Les porte-fusibles plus petits que ceux couverts dans la Partie III de cet article seront autorisés lors de l’utilisation de fusibles temporisés adaptés aux caractéristiques de démarrage du moteur.
Éléments à Retenir sur la Sélection des Contrôleurs de Moteur
- La Partie VII de l’article 430 s’applique aux contrôleurs de moteur pour tous les moteurs.
- Un contrôleur de moteur doit être capable de démarrer et d’arrêter le moteur qu’il contrôle et d’interrompre le courant de rotor bloqué.
- Les moteurs stationnaires ne dépassant pas 1/8 hp peuvent utiliser le moyen de déconnexion du circuit de branche comme contrôleur de moteur.
- Une prise d’attachement, une prise ou un connecteur de cordon peut être utilisé comme contrôleur de moteur pour des moteurs portables de 1/3 hp ou moins.
- Un interrupteur à enclenchement à usage général AC peut être le contrôleur de moteur d’un moteur stationnaire jusqu’à 2 hp, 300 V.
- Les contrôleurs de moteur doivent avoir des évaluations en chevaux-vapeur égales ou supérieures à l’évaluation en chevaux-vapeur du moteur.
- Les contrôleurs n’ont pas besoin d’ouvrir tous les conducteurs vers le moteur.