Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle. Rockwell Automation 291E ArmorStart LT, 294E ArmorStart LT, 290E ArmorStart LT
Introduction
Annexe
A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Chaque départ-moteur ArmorStart LT est certifié pour une installation en groupe. Cette annexe explique comment utiliser cette certification pour utiliser les départs-moteur ArmorStart LT sur des circuits de dérivation à plusieurs moteurs conformément aux articles 7.2.10.4(1) et 7.2.10.4(2) du règlement
NFPA 79, norme électrique pour les machines industrielles.
De point de vue de la gamme ArmorStart LT, être certifié pour une installation en groupe signifie qu’un jeu de fusibles et un disjoncteur peuvent protéger un circuit de dérivation sur lequel sont connectés plusieurs de ces départs-moteur.
Cette annexe appelle ce type de circuit de dérivation un circuit de dérivation multi-moteurs. La topologie du circuit illustrée à la
configuration, mais pas la seule configuration possible, de circuit de dérivation multi-moteurs. Sur ces circuits, un seul jeu de fusibles (ou un seul disjoncteur) protège plusieurs moteurs, leurs départs-moteur et les conducteurs du circuit.
Les moteurs peuvent avoir différentes puissances nominales et les départs-moteur peuvent utiliser différentes technologies de commande de moteur (départsmoteur magnétiques et automates variateurs de fréquence c.a.).
Cette annexe ne traite que des applications conformes NFPA 79. Cela non pas parce que ces produits ne sont compatibles qu’avec les machines industrielles, mais parce que les machines industrielles constituent leur cible principale. En fait, bien que toutes les versions des produits ArmorStart LT puissent être utilisées avec des machines industrielles, les versions avec la plaque passe-câbles pour entrée de conduit en option peuvent également être utilisées dans des applications régies par le règlement NFPA 70, National Electrical Code (NEC) des Etats-Unis, (voir « Gamme ArmorStart LT »).
Dans l’édition 2012 du règlement NFPA 79, les départs-moteur certifiés pour une installation en groupe peuvent être installés sur des circuits de dérivation multi-moteurs conformément à l’un de deux ensembles alternatifs d’exigences. Le premier se trouve dans l’article 7.2.10.4(2), le deuxième dans l’article 7.2.10.4(3).
Les exigences de l’article 7.2.10.4(3) sont similaires à celles de 430.53(C) dans le règlement NFPA 70, alors que les exigences de l’article 7.2.10.4(2) se trouvent dans le règlement NFPA 79. Cette annexe explique les exigences contenues dans l’article 7.2.10.4(2), plutôt que celles de l’article 7.2.10.4(3), parce qu’elles constituent la méthode la plus simple pour l’utilisation des départs-moteur de la gamme ArmorStart LT.
L’utilisateur doit définir les exigences – NFPA 79 ou NFPA 70 – à utiliser dans son application. Pour faire ce choix, il est nécessaire de comprendre les caractéristiques des produits ArmorStart LT et il est utile de comprendre la définition des machines industrielles. Cette section de l’annexe, « Gamme
ArmorStart LT », définit si un départ-moteur est compatible avec une
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Annexe A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle installation conforme NFPA 79 ou NFPA 70 (ou les deux). La définition des machines industrielles se trouve dans la section 3.3.56 du règlement NFPA 79 et
670.2 de l’article 670, « Industrial Machinery », de NFPA 70.
Les conventions suivantes sont utilisées dans l’ensemble de cette annexe.
Premièrement, bien que tout l’équipement soit raccordé à une alimentation triphasée, toutes les figures sont données sous forme de diagramme à une ligne.
Deuxièmement, bien que tous les départs-moteur ArmorStart LT soient certifiés pour une utilisation en groupe avec fusibles et une gamme spécifique de disjoncteur à retardement, cette annexe ne prend en compte que les fusibles.
Cela pour éviter des explications répétitives avec des précisions mineures, mais nécessaires, pour les disjoncteurs. Généralement, les principes qui gouvernent le choix des fusibles sont également valables pour le choix des disjoncteurs à retardement. Troisièmement, toutes les références, sauf indication contraire, renvoient à NFPA 79 – 2012.
Figure 58 – Circuit de dérivation multi-moteurs ArmorStart LT NFPA 79
Alimentation électrique
Dispositif de surintensité final
Dispositif sectionneur
Un jeu de fusibles
Circuit de dérivation NFPA 79, 3.3.10. Les conducteurs du circuit entre le dispositif de surintensité final protégeant le circuit et les prises. [70:100]
Toute combinaison de types de départs-moteur
* Chaque départ-moteur est certifié pour installation en groupe avec la protection spécifiée maximum
Série 294
½ CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
Série 294
2 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
Série 291
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
Série 290
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
Série 294
1 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
Plusieurs moteurs avec toute combinaison de types ou de puissances nominales
1/2 CV 2 CV 5 CV 5 CV 1 CV
Gamme ArmorStart LT
180
Cette section présente une brève description des attributs des départs-moteur
ArmorStart LT qui concernent leur utilisation sur des circuits de dérivation multi-moteurs.
Le terme départ-moteur fait référence au dispositif qui démarre et arrête le moteur. La gamme ArmorStart LT comporte deux types de départs-moteur. Les automates Séries 290 et 291 sont des départs-moteur magnétiques qui utilisent un contacteur électromécanique pour démarrer et arrêter le moteur. Les départsmoteur Série 294 utilisent un variateur de fréquence c.a. pour démarrer, arrêter et faire varier la vitesse du moteur. Cette annexe fait référence aux Séries 290, 291 et 294 en les appelant départ-moteur ou simplement démarreur.
Chaque départ-moteur ArmorStart LT comporte un relais de surcharge intégré et un sectionneur moteur. La certification Underwriters Laboratories (UL) de
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Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Annexe A
chaque départ-moteur confirme que le départ-moteur – notamment son relais de surcharge intégré et sectionneur moteur – est compatible avec une installation multi-moteurs.
La compatibilité de chaque départ-moteur ArmorStart LT avec une installation conforme NFPA 79 ou NFPA 70 dépend des moyens utilisés pour la connexion du câblage du circuit d’alimentation. Tous les départs-moteur sont compatibles avec une installation sur des circuits de dérivation multi-moteurs des machines industrielles conforme à la section 7.2.10.4 de NFPA 79. Les départs-moteur avec la plaque passe-câbles pour entrée de conduit en option sont également compatibles avec une installation sur circuits de dérivation multi-moteurs conforme aux sections 430.53(C) et 430.53(D) de NFPA 70 (NEC). Les départs-moteur avec la plaque passe-câbles pour câbles d’alimentation en option sont compatibles uniquement avec une installation sur machines industrielles.
Ces versions sont limitées aux machines industrielles parce que la certification
UL des connecteurs pour câbles d’alimentation et des câbles correspondants ne couvre que les machines industrielles.
Circuits de dérivation multimoteurs et départs-moteur listés pour une installation en groupe – Généralités
Les circuits de dérivation multi-moteurs, comme ceux illustrés à la
, comportent le compromis essentiel suivant : la protection de plusieurs démarreurs avec un seul jeu de fusibles nécessite une meilleure robustesse
électrique et mécanique pour chaque démarreur.
En échange des réductions de coûts et d’espace réalisées parce qu’il n’est pas nécessaire d’installer un jeu de fusibles dédié devant chaque démarreur, la construction de chaque démarreur lui-même doit être plus robuste. Pour que la
configuration de circuit illustrée à la Figure 58
soit possible, l’ampérage nominal des fusibles doit être suffisamment élevé pour actionner tous les moteurs, sans coupure en condition de démarrage et de fonctionnement normales. Cette puissance nominale des fusibles doit être plus élevée que la puissance nominale autorisée pour la protection d’un circuit qui alimente uniquement un moteur et son démarreur. En général, lorsque la puissance nominale d’un fusible augmente, l’amplitude des courants de défaut qui circulent augmente également jusqu’à la rupture du fusible. Cette plus grande amplitude du courant de défaut provoque plus de dégâts sur le démarreur. Par conséquent, la plus grande robustesse du démarreur est nécessaire pour résister à ces courants de défaut plus élevés, sans que le démarreur ne soit endommagé, ce qui pourrait entraîner une électrocution ou un risque d’incendie.
Par conséquent, pour le démarreur, la certification pour installation en groupe signifie plus généralement que les tests UL sont réalisés avec des fusibles qui possèdent cette puissance nominale plus élevée. Ces tests vérifient qu’il est sûr d’utiliser ce départ-moteur sur un circuit de dérivation multi-moteurs, à condition que le fusible soit de la même classe et que sa puissance nominale ne dépasse pas celle indiquée sur le départ-moteur.
L’exemple donné à la Figure 59
illustre cette augmentation de l’ampérage maximum du fusible autorisé à protéger un démarreur. Cet exemple compare la puissance nominale du fusible utilisé dans les tests UL de deux départs-moteur
à variateur de fréquence c.a. Les deux départs-moteur ont une puissance nominale de 0,5 CV et un courant de sortie nominal de 1,5 A. Le départ-moteur illustré à gauche est prévu pour une installation sur des circuits de dérivation à un moteur.
Le départ-moteur illustré à droite est l’ArmorStart LT Série 294 qui doit être
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Annexe A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle certifié pour une installation en groupe afin d’être installé, comme prévu, sur des circuits de dérivation multi-moteurs. Pour cet exemple, partez du principe que tous les tests sont réalisés avec des fusibles de la même classe.
L’examen par UL de ces deux démarreurs est réalisé conformément à UL 508C,
Equipement de conversion de puissance. Les automates sont connectés à l’alimentation de test par les conducteurs triphasés et le conducteur de mise à la terre de l’équipement, puis recouverts de coton dans les endroits susceptibles de produire des gaz chauds et des étincelles pendant les tests. Au cours des tests, les défauts électriques sont appliqués sur la sortie de, et sont internes à, ces départs-moteur à variateur de fréquence c.a. L’augmentation de l’ampérage nominal de ces fusibles augmente l’amplitude des courants de défaut qui circulent dans et endommagent le démarreur avant la rupture du fusible. Ensuite, les dégâts du démarreur sont évalués pour déterminer s’il existe un risque d’électrocution ou d’incendie lorsqu’il est protégé par des fusibles de cette capacité. Un des critères d’évaluation est l’examen du conducteur de mise à la terre de l’équipement qui ne doit pas s’ouvrir pendant le test parce que cela risquerait de laisser des parties conductrices accessibles sous tension (risque d’électrocution). Un autre critère est que le coton ne doit pas s’enflammer, cela indiquerait que des gaz chauds ou des fragments de métal fondus sont expulsés du démarreur (risque d’incendie).
Si l’on prend le départ-moteur de gauche, la classification UL 508C autorise la réalisation du test du moteur individuel avec la puissance de fusible maximale permise pour protéger un circuit de dérivation à un moteur. Selon les règlements
NFPA 70 et NFPA 79, il s’agit de 400 % du courant pleine charge nominal du moteur le plus puissant que le départ-moteur peut alimenter. Dans la classification UL 508C, cela est compris comme étant 400 % du courant de sortie nominal du départ-moteur, ou 6 A.
Si l’on prend le départ-moteur de droite, la classification UL 508C autorise la réalisation du test de l’installation en groupe avec la puissance de fusible maximale permise pour protéger un circuit de dérivation multi-moteurs. Selon les règlements NFPA 70 [430.53(C)] et NFPA 79 [7.2.10.4(3)], il s’agit de 250 A.
Cette valeur, dérivée des exigences d’installation des sections 430.53(C) et
430.53(D) de NFPA 70, est définit par la plus grande section de conducteur d’alimentation que le départ-moteur ArmorStart LT peut accepter, calibre
10 AWG. Etant donné que le test UL 508C couvre toutes les possibilités décrites dans NFPA 70 et NFPA 79, il autorise la valeur maximale de 250 A. Cela couvre l’article 7.2.10.4(2), qui n’autorise que 100 A. Cependant, dans ce cas, le fabricant, Rockwell Automation, a choisi de tester et de marquer les produits avec une valeur plus faible de 45 A. Cette valeur a été choisie comme compromis entre le nombre maximum et le type de démarreur sur le circuit de dérivation – limité par la puissance maximum du fusible – et la robustesse électrique et mécanique prévues lors de la conception de ces démarreurs.
Par conséquent, pour rendre son utilisation possible sur le circuit de dérivation multi-moteurs de la
Figure 58 , le démarreur Série 294 de 0,5 CV a été conçu pour
être suffisamment robuste pour confiner de façon sûre les dégâts provoqués par une protection avec un fusible de 45 A, plutôt que simplement 6 A.
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Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Annexe A
Figure 59 – Evaluation UL508C de départ-moteur à variateur de fréquence c.a.
Circuit de dérivation de moteur individuel
Circuit de test pour court-circuit
Circuit de dérivation de plusieurs moteurs
Circuit de test pour court-circuit
UL 508C – test avec
6 A max.
Départmoteur ½ CV
Courant sortie nominal = 1,5 A
Fusible 6 A max.
Max. = 400 % * Courant de sortie nominal
= 400 % * 1,5 A = 6 A
Capacité max.
autorisée pour fusible de test selon le courant de sortie nominal
Choix du fabricant –
Capacité réduite pour test à 45 A
Capacité max. pour 10 AWG
= 250 A
Capacité max. autorisée pour fusible de test selon la section maximum des conducteurs d’alimentation
Départmoteur ½ CV
Série 294
Convient à installation multi-moteurs
Courant sortie nominal = 1,5 A
Fusible 45 A max.
Section max.
du conducteur
= 10 AWG
Section max.
du conducteur
= 10 AWG
Moteur Moteur
Ampérage nominal maximum du fusible selon
7.2.10.4(1) et 7.2.10.4(2)
Cette section utilise la
Figure 60 pour expliquer les exigences des articles
7.2.10.4(1) et 7.2.10.4(2) qui concernent et autorisent le circuit de dérivation multi-moteurs de la
.
Ce qui suit est une traduction du texte complet des articles 7.2.10.4(1) et
7.2.10.4(2) et une version abrégée du Tableau 30
de l’édition 2012 du règlement
NFPA 79. Le tableau est abrégé pour ne montre que la section des conducteurs généralement adaptés aux départs-moteur ArmorStart LT.
Texte complet (traduction)
« 7.2.10.4 Plusieurs moteurs ou un à plusieurs moteurs et autres charges, et leurs
équipements de commande, peuvent être raccordés à un seul circuit de dérivation lorsqu’une protection contre les courts-circuits et les défauts de terre est fournie par un unique disjoncteur à retardement ou un seul jeu de fusibles, à condition que les précautions indiqués sous (1) et sous (2) ou (3) soient remplies :
(1) Chaque départ-moteur et dispositif de surcharge est certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée ou une protection choisie de sorte que l’intensité nominale du dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts de terre de la dérivation moteur ne dépasse pas celle autorisée par 7.2.10.1 pour ce départ-moteur ou dispositif de surcharge et de la charge du moteur correspondant.
(2) La capacité nominale ou le réglage du dispositif de protection contre les
courts-circuits et les défauts de terre ne dépasse pas les valeurs du Tableau 30
pour le plus petit conducteur du circuit. »
(3) …(Non pris en compte dans cette annexe.)
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Annexe A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Tableau 30 – Tableau 7.2.10.4 abrégé
Tableau 7.2.10.4, Relation entre la section du conducteur et la capacité ou le réglage maximum du dispositif de protection contre les courts-circuits pour les installation en groupe de circuits d’alimentation
Calibre du conducteur (AWG) Capacité maximum du fusible ou disjoncteur
à retardement
(ampères)
…
…
14
12
…
…
60
80
10
8
6
…
100
150
200
…
Le texte suivant et la Figure 60
fournissent une explication des articles 7.2.10.4(1) et (2). Dans le texte suivant, les parties qui ne concernent pas la
sont remplacées par des points (…). Chaque exigence est soulignée et suivie d’une lettre soulignée entre parenthèses. Ces lettres soulignées dans le texte suivant
correspondent aux lettres indiquées à la Figure 60
.
« 7.2.10.4 Plusieurs moteurs (a) … et leurs équipements de commande (b), peuvent être raccordés à un seul circuit de dérivation (c) lorsqu’une protection contre les courts-circuits et les défauts de terre est fournie par un unique disjoncteur à retardement ou un seul jeu de fusibles (d), à condition que les précautions indiqués sous (1) et sous (2) … soient remplies :
(1) Chaque départ-moteur et dispositif de surcharge est certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée (e) …
(2) La capacité nominale ou le réglage du dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts de terre ne dépasse pas les valeurs du tableau 7.2.10.4 pour le plus petit conducteur du circuit. (f ) »
Pour résumer les exigences pertinentes pour la
: 7.2.10.4(1) et
7.2.10.4(2) autorisent l’installation de plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation à condition que (1) tous les départs-moteur soient certifiés pour une installation en groupe, (2) le fusible ne dépasse pas la
capacité maximum indiquée dans le Tableau 30
pour la protection du plus petit conducteur et (3) le fusible soit conforme à la capacité maximum de fusible de tous les départs-moteur.
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Exemple
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Annexe A
Figure 60 – Circuit de dérivation multi-moteurs ArmorStart LT NFPA 79
d
« ...un seul jeu de fusibles… » f
« La capacité nominale ou le réglage du dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts de mise à la terre ne dépasse pas les valeurs du tableau 7.2.10.4 pour le plus petit conducteur du circuit. »
Circuit de dérivation (illustré par des lignes pointillées) – tous les conducteurs du côté charge d’un seul jeu de fusibles c
« …peuvent être raccordés à un seul circuit de dérivation… » e
« Chaque départ-moteur et dispositif de surcharge est … certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée… »
« Convient à une installation multi-moteurs »
A sym. eff.
Fusible
Capacités max.
5 KA 10 KA
45A 45A*
* Fusibles types CC, J et T uniquement e
Marquages conformes à
7.2.10.4(1) b
« … et leurs équipements de commande … »
Série 294
½ CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
Série 294
2 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
Série 291
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
Série 290
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
Série 294
1 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID* a
« Plusieurs moteurs … »
1/2 CV
FLC =
1,1 A**
2 CV
FLC =
3,4 A**
5 CV
FLC =
7,6 A**
5 CV
FLC =
7,6 A**
1 CV
FLC =
2,1 A**
* Chaque départ-moteur est certifié pour une installation en groupe avec la même protection maximum spécifiée.
L’exemple porte sur la protection contre les surintensités des conducteurs, départs-moteur et moteurs. La protection contre trois conditions de surintensité sont prises en considération : surcharges du moteur en fonctionnement, défauts de court-circuit (entre phases) et défauts de terre (phase-terre). La protection contre les défauts de court-circuit et de terre est régie par les articles 7.2.10.4(1) et 7.2.10.4(2) et est expliquée dans les paragraphes Exigences n° 1, 2 et 3, ainsi
. La protection contre les surcharges, expliquée au paragraphe
Exigence n° 4, est régie par 7.3.1 et 7.3.1.1. La coordination des surcharges dépend du fait que chaque conducteur possède ou non un courant admissible minimum indiqué dans 12.5.3 et 12.5.4. La méthode utilisée pour définir ce courant admissible minimum est expliquée au paragraphe Exigence n° 5 et par la
L’exemple de circuit de dérivation est illustré par la
. La topologie du circuit est constituée d’un ensemble de conducteurs de calibre
10 AWG qui alimentent plusieurs ensembles de conducteurs de calibre 14 AWG.
Chaque ensemble de conducteurs de calibre 14 AWG alimente un départ-moteur et un moteur. Ces sections de conducteurs sont choisies parce que ce sont les sections les plus petites avec une capacité de courant admissible suffisante, sans déclassement, pour les charges que chaque conducteur doit supporter. Tous les câbles sont fournis par l’utilisateur, plutôt que les câbles d’alimentation
ArmorConnect, parce que tous les départs-moteur possèdent la plaque passecâbles pour entrée de conduit en option. Le circuit de dérivation est protégé par des fusibles.
L’exemple traite de cinq exigences de base que les départs-moteur, les fusibles et
les conducteurs doivent respecter. Les lettres dans les cercles sur la Figure 61
et la
Figure 62 sont des renvois aux lettres entre parenthèses dans l’explication. Les
points (…) sont utilisés pour remplacer le texte du règlement NFPA 79 qui ne
concerne pas le circuit de dérivation multi-moteurs illustré à la Figure 61
et à la
Figure 62 . Sauf indication contraire, tous le texte est tiré du règlement NFPA 79.
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Annexe A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Figure 61 – Circuit de dérivation multi-moteurs ArmorStart LT NFPA 79 –
Protection des conducteurs et départs-moteur
Alimentation électrique
Courant de défaut disponible
480Y/277V
A sym. eff. 9 KA
Dispositif sectionneur
Les capacités nominales du départ-moteur limitent encore plus le fusible
Fusibles
45 A max.,
CC, J ou T d a
Dispositif de protection contre les courts-circuits de dérivation et les défauts de mise à la terre
« Convient à une installation multi-moteurs »
A sym. eff.
Fusible
Capacités max.
5 KA 10 KA
45A 45A*
* Fusibles types CC, J et T uniquement a d
Comparer aux capacités maximum de fusible du départ-moteur
Tableau 7.2.10.4
(A)
max.
AWG fusible
- -
14 60
12 80
10 100
8 150
- -
Protection de conducteur –
60 A max., toute classe c b
Protection du conducteur
7.2.10.4(2) –
« plus petit conducteur sur le circuit »
= 14 AWG
Détermine la classe du fusible et la capacité max. pour la protection du conducteur
Série 294
½ CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
1/2 CV
FLC =
1,1 A**
« Plus petit conducteur »
Conducteurs de charge combinés
Série 294
2 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
2 CV
FLC =
3,4 A**
Série 291
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
5 CV
FLC =
7,6 A**
Série 290
5 CV
Surcharge
Classe 10/15/20
Plaque ID*
5 CV
FLC =
7,6 A**
10 AWG
Série 294
1 CV
Surcharge
Classe 10
Plaque ID*
1 CV
FLC =
2,1 A**
* Chaque départ-moteur convient à une installation en groupe avec les mêmes capacités maximum de fusible.
** Tableau 430.250 de NFPA 70-2011
Figure 62 – Courant admissible minimum des conducteurs du circuit de dérivation multi-moteurs
ArmorStart LT NFPA 79
Alimentation électrique
Amp. min. =
125 % * 1,8 A
I1 =
1,8 A c
Amp. min. =
125 % * 5,5 A
Courant admissible minimum requis (MRA)
MRA = 1,25 * Max. {courants d’entrée automate} + Somme {courants d’entrée automate restants}
Courants d’entrée automate = {I1,I2,I3,I4,I5}
Courant d’entrée automate max. = I3 = I4, choisissez I3 comme max. (l’un ou l’autre est ok)
MRA = 1,25 * I3 + (I1 + I2 + I4 + I5}
= 1,25 * 7,6 A + (1,8 A + 5,5 A + 7,6 A + 3,0 A) = 27,4 A
Conducteurs de charge combinés
10 AWG
Amp. min. =
125 % * 7,6 A a
Amp. min. =
125 % * 7,6 A b
Amp. min. =
125 % * 3,0 A
I2 =
5,5 A
I3 =
7,6 A
I4 =
7,6 A
I5 =
3,0 A
Amp. min. =
125 % * 1,1 A
Série
294
½ CV
1/2 CV
FLC =
1,1 A**
1,1 A
Série
294Bulletin
2 CV
3,4 A
Amp. min. =
125 % * 7,6 A
Série
291
5 CV
7,6 A a
Amp. min. =
125 % * 7,6 A
Série
290
5 CV
7,6 A b
Amp. min. =
125 % * 2,1 A
Série
294
1 CV
2,1 A
Amp. min. =
125 % * 3,4 A
2 CV
FLC =
3,4 A**
5 CV
FLC =
7,6 A**
5 CV
FLC =
7,6 A**
1 CV
FLC =
2,1 A**
** Tableau 430.250 de NFPA 70-2011
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Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle
Annexe A
1. Exigence n° 1 : Capacités nominales des départs-moteur
– Les départsmoteur et les relais de surcharge doivent être certifiés pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée.
Texte :
« 7.2.10.4(1) Chaque départ-moteur et dispositif de surcharge est certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée … »
Analyse :
Pour utiliser les départs-moteur ArmorStart LT sur le circuit de dérivation multi-moteurs illustré à la
Figure 61 , l’exigence 7.2.10.4(1) doit être
respectée ; chaque démarreur doit être certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée. La certification UL de chaque départ-moteur ArmorStart LT confirme que le départ-moteur – notamment son relais de surcharge intégré et le sectionneur moteur – est compatible avec une installation multi-moteurs avec les fusibles spécifiés, conforme à 7.2.10.4(1). Les départs-moteur Séries 290E et 291E sont certifiés pour l’installation en groupe selon UL 508, Equipement de commande industrielle. Les départs-moteur Série 294E sont certifiés pour l’installation en groupe selon UL 508C, Equipement de conversion de puissance.
, (a) indique les marquages sur les plaques signalétiques qui satisfont 7.2.10.4(1). Le marquage « Convient à une installation multimoteurs » (Suitable for Motor Group Installation) satisfait à l’exigence à indiquer pour l’installation en groupe. Les capacités nominales indiquées sous la description « Capacités max. » (Max. Ratings) correspondent à la protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée. Le (a) à côté du ou des fusibles indique que la protection maximum spécifiée sur la plaque signalétique s’applique
à ce ou ces fusibles.
2. Exigence n° 2 : Protection des conducteurs contre les courts-circuits et les défauts de terre
– Le fusible doit protéger les conducteurs contre les courtscircuits et les défauts de terre.
Texte :
« 7.2.10.4(2) La capacité nominale ou le réglage du dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts de terre ne dépasse pas les
pour le plus petit conducteur du circuit. »
Analyse :
En se référent à la Figure 61 , l’exigence 7.2.10.4(2) doit être satisfaite.
Le fusible, comme l’indique la description sur la Figure 61
(a), est le dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts de terre. Le mot circuit signifie le circuit de dérivation. Les conducteurs du circuit de dérivation partent du côté charge des fusibles et finissent à l’entrée du moteur, notamment les conducteurs entre les départs-moteur et le moteur. Le plus petit conducteur du circuit est l’un des conducteurs de calibre 14 AWG qui alimentent chaque départ-moteur et moteur. La remarque à la lettre (b) indique que la protection du conducteur est basée sur le plut petit conducteur, calibre 14 AWG. Le
conducteur de calibre 14 AWG peut être utilisé sur un circuit protégé par un fusible de n’importe quelle classe qui a une capacité nominale de 60 A ou moins
(c). Par conséquent, sélectionner un fusible d’une classe quelconque avec une capacité nominale maximum de 60 A satisfait à l’exigence de protection du conducteur définie par 7.2.10.4(2).
Remarque complémentaire 1 :
La valeur spécifiée dans le
capacité nominale maximum du fusible autorisée par 7.2.10.4(2) pour la protection du conducteur de cette taille. La capacité du fusible peut être la valeur
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Annexe A
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maximale indiquée dans le Tableau 30 pour le plus petit conducteur sans
justification supplémentaire. Cependant, si un départ-moteur, ou un autre composant, a une capacité de fusible inférieure à celle de la valeur du
, la capacité maximum du fusible qui protège le circuit de dérivation doit être réduite à la valeur la plus faible afin que tous les composants soit utilisés en fonction de leurs capacités nominales. Par exemple, comme indiqué dans le paragraphe Exigence n° 3, une valeur plus faible peut être nécessaire pour protéger le départ-moteur dans les limites de ses capacités parce que sa protection maximum spécifiée est inférieure à la capacité nominale autorisée par le
Tableau 30 pour le plus petit conducteur du circuit. Une autre raison pour utiliser
une capacité nominale inférieure pour le fusible est de fournir une protection de conducteur et de démarreur plus raisonnable. Cependant, dans tous les cas il est important de s’assurer que l’ampérage nominal est suffisant pour démarrer et faire fonctionner les moteurs sans rupture intempestive des fusibles.
Remarque complémentaire 2 :
La remarque (b) renvoie au conducteur sur la sortie du départ-moteur Série 294E de 0,5 CV afin de souligner que le plus petit conducteur du circuit inclut les conducteurs entre chaque départ-moteur et moteur. Cela inclut la sortie des départs-moteur à variateur de fréquence c.a.
Série 294E ; bien que ces variateurs possèdent une protection électronique contre les courts-circuits. Selon le règlement NFPA 79, le fusible, et non la protection
électronique contre les courts-circuits du variateur, fournit la protection contre les courts-circuits et les défauts de terre pour ces conducteurs de sortie.
Remarque complémentaire 3 :
Généralement, le raccordement d’un petit conducteur à un conducteur plus gros nécessite l’installation de fusibles au niveau de la connexion. Cette connexion peut être réalisée sans ce fusible, dans certains cas, grâce à l’utilisation d’un raccord qui protège indirectement le petit conducteur en limitant deux choses : le ratio de capacité du gros conducteur par rapport à la capacité du petit conducteur et la longueur maximale du petit conducteur (voir par exemple 7.2.8.2). Lors de l’application de l’exigence
7.2.10.4(2), un tel raccord n’est ni utilisable ni nécessaire. Sur la Figure 61
, les petits conducteurs de calibre 14 AWG peuvent être raccordés à des conducteurs de charge combinés de n’importe quelle taille parce que 7.2.10.4 ne protège par indirectement le petit conducteur en limitant le ratio entre les capacités du gros et du petit conducteurs, ainsi que la longueur du conducteur. A la place, le
Tableau 30 protège le petit conducteur directement en spécifiant la capacité
maximum du fusible pouvant protéger un circuit de dérivation qui contient un conducteur de cette taille.
3. Exigence n° 3 : Protection du départ-moteur contre les courts-circuits et les défauts de terre
– Chaque départ-moteur doit être protégé en fonction de ses propres capacités nominales, c’est-à-dire utilisé selon sa certification.
Texte :
« (1) Chaque départ-moteur et dispositif de surcharge est certifié pour une installation en groupe avec une protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée … »
Analyse :
Voir (d) à la
Figure 61 . Les caractéristiques du ou des fusibles autorisés
pour protéger les conducteurs (voir Exigence n° 2) doivent maintenant être comparées à celles des caractéristiques nominales du départ-moteur. Pour être conforme à la certification de chaque départ-moteur et relais de surcharge, le ou les fusibles doivent être conformes à la protection maximum pour circuit de dérivation spécifiée dans les marquages du départ-moteur. Par conséquent, le ou les fusibles doivent appartenir à une classe indiquée sur tous les départs-moteur et
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Annexe A
la capacité nominale des fusibles ne doit pas dépasser la capacité nominale inscrite sur les départs-moteur. Les marquages de chaque départ-moteur indiquent qu’un fusible avec une capacité nominale maximum de 45 A peut protéger le départmoteur. Lors de la connexion à une alimentation électrique qui a un courant de défaut disponible de 5000 A ou moins, la classe du fusible n’est pas spécifiée et il peut appartenir à n’importe quelle classe. Lors de la connexion à une alimentation
électrique qui a un courant de défaut disponible compris entre 5000 et 10 000 A, la classe du fusible doit être CC, J ou T. Etant donné que l’alimentation électrique a un courant de défaut disponible de 9000 A, choisir un fusible de la classe CC, J ou T avec une capacité nominale de 45 A ou moins permet de s’assurer que chaque départ-moteur est utilisé dans les limites de ses propres capacités nominales.
Remarque complémentaire 1 :
La capacité nominale du fusible ne doit pas dépasser la capacité nominale autorisée par 7.2.10.4(2) pour protéger le plus petit conducteur sur le circuit. Le choix d’un fusible de classe CC, J ou T avec une capacité nominale de 45 A, et de moins de 60 A, protège également les conducteurs (voir Exigence n° 2). Bien que les produits ArmorStart LT possèdent actuellement une capacité de fusible maximum de 45 A, les prochains départsmoteur pourront avoir une capacité de fusible maximum dépassant 60 A. Dans ce cas, la capacité maximum du fusible est limitée par la capacité nominale pour la protection des conducteurs de calibre 14 AWG, 60 A. La capacité nominale maximum autorisée pour le départ-moteur, 45 A, est une capacité maximum et peut être réduite, pour une protection plus raisonnable, à condition qu’il ne se produise pas de rupture intempestive des fusibles.
Remarque complémentaire 2 :
Dans cette annexe, un fusible ayant une capacité nominale de n’importe quelle classe signifie un fusible avec les caractéristiques de passage d’un fusible de classe RK-5. Les fusibles de la classe RK-5 sont supposés avoir un pouvoir de passage maximum de toutes les classes de fusibles. Pour cette raison, les départs-moteur ArmorStart LT marqués pour une utilisation avec des fusibles, sans restriction à une classe particulière, ont été testés avec et sont prévus pour être utilisés avec des fusibles de la classe RK-5. Bien sûr, les fusibles d’une classe avec un pouvoir de passage inférieur à celui de la classe RK-5, telles que la classe CC, J ou T, sont également acceptables. Un fusible de n’importe quelle classe limite également le fusible aux dispositifs ayant été évalués pour une utilisation comme dispositifs de protection de circuit de dérivation. Cela signifie que les fusibles à semi-conducteurs, utilisés pour protéger les équipements de puissance électroniques, ou les fusibles complémentaires ne peuvent pas être utilisés pour protéger le circuit de dérivation multi-moteurs.
Remarque complémentaire 3 :
Il existe quatre capacités nominales complémentaires relatives à la « protection maximum du circuit de dérivation spécifiée » de 7.2.10.4(1). Ce sont : la classe du fusible, la capacité maximum du fusible, la tension nominale et la connexion de la source (480Y/277 V), et le courant de défaut disponible de la source. L’utilisation des départs-moteur conformément à ces quatre capacités nominales signifie qu’un défaut sur la sortie de tous les départs-moteur, et des défauts internes pour les départs-moteur
Série 294, n’entraînent pas de risque d’électrocution ou d’incendie.
Remarque complémentaire 4 :
Dans cet exemple, il est présumé que le courant de défaut disponible sur le départ-moteur est celui de la source du côté ligne des fusibles. Bien qu’il est vrai que l’impédance du câblage entre les fusibles et le premier départ-moteur réduit le courant de défaut disponible sur les départs-
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Annexe A
Utiliser plusieurs départs-moteur ArmorStart LT sur un seul circuit de dérivation d’une machine industrielle moteur, cette réduction est négligée en partant du principe que le premier départmoteur, le départ-moteur Série 294 de 0,5 CV, est très proche des fusibles.
4. Exigence n° 4 : Protection contre les surcharges
– Les moteurs, conducteurs et départs-moteur doivent être protégés contre les conditions de surcharge moteur.
Texte :
« 7.3.1 Généralités. Des dispositifs de surcharge doivent être fournit pour protéger chaque moteur, départ-moteur et conducteur de circuit de dérivation contre les températures excessives dues aux surcharges moteur et aux échecs de démarrage. »
« 7.3.1.1 Moteurs. Une protection contre les surcharges moteur doit être fournit conformément à l’Article 430, Partie III, du règlement NFPA 70. »
Analyse :
Chaque départ-moteur ArmorStart LT comporte un relais de surcharge intégré. Cette fonction doit être réglée conformément à l’Article 430,
Partie III, du règlement NFPA 70. Choisir correctement le courant admissible des conducteurs du circuit (voir Exigence n° 5) permet de s’assurer que les relais de surcharge, lorsqu’ils sont réglés conformément à 7.3.1.1, protègent les conducteurs contre la surchauffe due aux surcharges moteur.
Remarque complémentaire :
Chaque relais de surcharge de départ-moteur protège directement les conducteurs connectés à l’entrée et la sortie de ce départmoteur et le moteur que le départ-moteur alimente. Le conducteur de charge combinés est protégé par le déclenchement d’un ou de plusieurs relais de surcharge du départ-moteur, ce qui élimine le ou les moteurs en surcharge avant que le conducteur de charge combinés ne surchauffe.
5. Exigence : Courant admissible du conducteur
– Le courant admissible minimum des conducteurs.
Texte :
« 12.5.3 Les conducteurs du circuit moteur qui alimentent un seul moteur doivent avoir un courant admissible au minimum de 125 % du courant pleine charge moteur nominal. »
« 12.5.4 Les conducteurs de charge combinés doivent avoir un courant admissible minimum de … 125 % du courant pleine charge nominal du moteur avec la capacité nominale la plus élevée plus la somme des capacités de courant pleine charge de tous les autres moteurs connectés… »
Analyse :
, (a), (b) et (c) expliquent la méthode de calcul pour le courant admissible de conducteur requis minimum pour chacun de ces conducteurs : conducteurs d’entrée et de sortie des départs-moteur Séries 290E et 291E (a), conducteurs d’entrée et de sortie des départs-moteur Série 294E (b) et conducteurs de charge combinés qui alimentent les départs-moteur
Séries 290E, 291E et 294E (c). Les courants I1 à I5 sont les courants d’entrée vers les départs-moteur. Pour les départs-moteur Séries 290E et 291E, ce sont les mêmes que les courants moteur de sortie. Pour les départs-moteur Série 294E, ces courants sont les courants d’entrée nominaux.
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Annexe A
L’exemple ne traite pas de conditions d’utilisation telles qu’une température ambiante supérieure à 30 °C pour des conducteurs porteurs de courant dans un câble ou un chemin porte-câbles. Dans une application particulière, ces conditions d’utilisation peuvent nécessiter un déclassement du courant admissible indiqué au tableau 12.5.1. Cet exemple part du principe que dans ces conditions d’utilisation, les deux conducteurs ont un courant admissible suffisant pour l’application. Cela signifie que les conducteurs de calibre 14 AWG ont un courant admissible minimum de 9,5 A et que les conducteurs de calibre 10 AWG ont un courant admissible minimum de 27,4 A.
Conducteurs d’entrée et de sortie des départs-moteur
Séries 290E et 291E (a)
Pour les départs-moteur Séries 290E et 291E, qui utilisent un contacteur
électromécanique pour commander le moteur, le courant d’entrée, comme le courant de sortie, est simplement le courant vers le moteur. Par conséquent, le courant admissible minimum du conducteur pour les conducteurs d’entrée et de sortie est 125 % du courant pleine charge nominal du moteur, comme spécifié dans le texte de 12.5.3 (a).
, le courant pleine charge nominal d’un moteur à induction triphasé, 460 V et 5 CV, est de 7,6 A. En utilisant cette valeur, les conducteurs d’entrée et de sortie doivent avoir un courant admissible minimum de 125 % de
7,6 A soit 9,5 A.
Conducteurs d’entrée et de sortie des départs-moteur
Série 294E (b)
Les départs-moteur Série 294E utilisent un variateur de fréquence c.a. pour commander le moteur. Ces variateurs utilisent une méthode de conversion de puissance qui génère des courants d’entrée supérieurs aux courants de sortie. Les courants d’entrée sont supérieurs parce que, à l’inverse des courants de sortie vers le moteur, ils ne sont pas sinusoïdaux. Par conséquent, lors de la procédure servant à déterminer le courant admissible minimum des conducteurs d’entrée, l’exigence de 12.5.3 doit être basée sur le courant d’entrée nominal du départmoteur, plutôt que sur le courant pleine charge nominal du moteur. Par conséquent, le courant admissible minimum des conducteurs d’entrée doit être
125 % du courant d’entrée nominal du départ-moteur, alors que celui des conducteurs de sortie doit être 125 % du courant pleine charge nominal du moteur.
Sur la
Figure 62 , le départ-moteur Série 294E de 1 CV possède un courant
d’entrée nominal de 3,0 A. En utilisant le courant d’entrée nominal, les conducteurs entre les conducteurs de charge combinés et les départs-moteur doivent avoir un courant admissible de 125 % de 3,0 A soit 3,75 A. Les conducteurs de sortie doivent avoir un courant admissible de 125 % de 2,1 A soit
2,6 A.
Conducteurs de charge combinés (c)
L’exigence minimale pour le courant admissible des conducteurs de charge combinés est indiquée dans 12.5.4. Lorsque les conducteurs de charge combinés alimentent un ou plusieurs départs-moteur Série 294E, la calcul du courant admissible minimum de 12.5.4 doit se faire en substituant le courant d’entrée nominal des départs-moteur Série 294E par le courant pleine charge nominal des moteurs que ces départs-moteur alimentent.
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Annexe A
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A la
Figure 62 , les courants I1, I2, I3, I4 et I5 sont les courants d’entrée vers
chaque départ-moteur. I3 et I4 sont le courant pleine charge nominal des moteurs
5 CV. I1, I2 et I5 sont les courants d’entrée nominaux des départs-moteur
Série 294E. En se référent au texte d’explication (c) de la
pour le calcul du courant admissible minimum des conducteurs de charge combinés est la suivante : premièrement, multiplier le courant d’entrée le plus
élevé vers n’importe quel départ-moteur – Série 290E, 291E ou 294E – par
125 %. Dans ce cas, les courants d’entrée vers les départs-moteur Séries 290E et
291E, I3 et I4, sont les plus élevés, 7,6 A. Etant donné qu’ils sont identiques, l’un ou l’autre peut être utilisé. Choisissez I3 pour calculer 125 % du maximum.
125 % de 7,6 A donne 9,5 A. Deuxièmement, additionnez les courants d’entrée restants (I1, I2, I4, I5) pour obtenir un total de 17,9 A. Troisièmement, ajoutez le résultat de la première étape au résultat de la deuxième étape pour obtenir un total de 27,4 A. Finalement, le courant admissible minimum des conducteurs de charge combinés est de 27,4 A.
Remarque complémentaire 1 :
Les courants d’entrée vers les départs-moteur
Série 294E sont plus élevés que les courants de sortie vers le moteur parce que les courants d’entrée contiennent des harmoniques causées par le processus de conversion de puissance. Le niveau des harmoniques et l’amplitude des courants d’entrée non sinusoïdaux qui en résulte dépendent de l’impédance de l’alimentation électrique. La valeur spécifiée pour le courant d’entrée nominal est la valeur maximum de la plage des impédances d’alimentation possibles. Pour cette raison, l’amplitude du courant mesurée sur un système électrique particulier peut être inférieure à la valeur spécifiée.
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