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202626/10

Relais thermique qui déclenche : causes, réarmement, réglage

Maintenance et qualitéMis à jour le 26/10/202629 min de lecture

Dans une usine ou un atelier équipé de machines japonaises, une pompe ou un convoyeur s'arrête en plein poste. L'écran de l'opérateur affiche un message en japonais, « samaru ijo » (« défaut thermique ») ou « THR torippu » (déclenchement THR), et l'appui sur le bouton de marche ne produit rien. Sur le terrain au Japon, on dit « le thermique est tombé » (samaru ga ochiru) ou « le thermique a sauté » (samaru ga tobu).

Toutes ces expressions décrivent un déclenchement thermique : le moteur a absorbé plus que son courant nominal pendant trop longtemps, le relais thermique a détecté l'échauffement, ouvert le circuit de la bobine du contacteur et arrêté le moteur. Le moteur reste à l'arrêt tant que la cause n'a pas été supprimée et que le relais n'a pas été réarmé.

Ce guide explique les termes japonais que vous verrez sur les plans et les écrans d'alarme, le fonctionnement d'un relais thermique et son temps de déclenchement selon la surcharge. Il décrit aussi ce que l'on vérifie en général après un déclenchement et la façon dont le courant de réglage est choisi. Il traite ensuite des causes les plus courantes sur les pompes et de la différence avec la protection thermique électronique d'un variateur de vitesse. Il se termine par une liste de contrôle et des questions à envoyer au fournisseur japonais.

Moteur à l'arrêt : les premières vérifications
  • N'appuyez pas à répétition sur le bouton de marche. Si la cause est toujours là, le relais déclenche de nouveau et les enroulements du moteur chauffent un peu plus à chaque tentative.
  • Regardez le voyant de déclenchement et le bouton de réarmement du relais thermique. Vérifiez aussi si le disjoncteur à boîtier moulé (MCCB) ou le disjoncteur différentiel (ELB) en amont a déclenché lui aussi.
  • Les interventions dans l'armoire, mesures comprises, sont à confier au personnel électricien habilité. Il met d'abord le circuit hors tension et le consigne selon la procédure du site. Si personne ne trouve la cause, passez-lui la main (voir « Que se passe-t-il après un déclenchement thermique » plus bas).
Sommaire
  1. Les termes japonais que vous rencontrerez
  2. Comment un relais thermique déclenche
  3. Temps de déclenchement selon la surcharge
  4. Que se passe-t-il après un déclenchement thermique
  5. Comment le courant de réglage est choisi
  6. Causes fréquentes de déclenchement thermique sur les pompes
  7. Protection thermique électronique du variateur et relais thermique
  8. Liste de contrôle et questions au fournisseur japonais
  9. Limites de ce guide
  10. FAQ
  11. Sources

Les termes japonais que vous rencontrerez

Les plans, les étiquettes d'armoire et les écrans IHM japonais emploient plusieurs termes pour le même appareil et pour le même événement. Le tableau ci-dessous les rapproche du vocabulaire français utilisé dans la suite de ce guide.

Tableau 1 : termes japonais de la protection thermique

Ce que vous lisez sur le plan ou à l'écran, et ce que cela signifie.

Terme japonais (romaji)Équivalent français
samaru rire / THRRelais thermique (relais de protection contre les surcharges). « THR » est le symbole habituel sur les plans japonais
netsudo keidenki / netsudo-gata kafuka keidenkiAppellations formelles du même appareil (relais thermique, relais thermique de surcharge)
samaru ga ochiru / tobu / dosa shita« Le thermique a déclenché » (littéralement : est tombé, a sauté, a fonctionné). Façons de dire le déclenchement thermique sur le terrain
samaru ijo / THR torippuDéfaut thermique / alarme de déclenchement THR. C'est le plus souvent le relais qui a déclenché, mais parfois il s'agit d'une alarme de surcharge du variateur
denji sesshokuki (MC)Contacteur
denji kaiheikiDémarreur électromagnétique (contacteur + relais thermique)
haisen-yo shadanki (MCCB / NFB)Disjoncteur à boîtier moulé
seitei denryu / seitei-chiCourant de réglage (valeur affichée sur la molette)
kessoPerte de phase (fonctionnement sur deux phases)
kosokuRotor bloqué (le moteur ne peut pas tourner)
denshi samaruProtection thermique électronique intégrée à un variateur de vitesse

Sur téléphone, faites défiler le tableau latéralement.

Le mot « torippu » (trip) désigne de façon générale l'arrêt automatique d'un circuit ou d'une machine par un dispositif de protection. Les techniciens japonais l'emploient de la même façon pour les disjoncteurs et pour les turbines. Pour les noms japonais des disjoncteurs, voyez l'article sur NFB, MCCB et ELB.

Comment un relais thermique déclenche

Un relais thermique protège les moteurs et autres équipements électriques contre les surcharges. Il s'utilise surtout sur les moteurs asynchrones triphasés. Lorsqu'un courant trop élevé circule trop longtemps, il arrête le moteur avant que les enroulements ne brûlent.

À l'intérieur, il associe un élément chauffant et un bilame, deux métaux de dilatation différente collés l'un à l'autre. Le catalogue d'Omron répartit les pièces principales en trois groupes : l'élément thermique (chauffage et bilame), la molette de réglage et les contacts. Sur certains modèles, les éléments thermiques existent en plusieurs plages de courant, et l'on change l'élément lorsque la plage de réglage ne convient pas au moteur.

Figure 1 : comment un relais thermique déclenche

La chaleur du courant courbe le bilame, qui ouvre un contact et fait retomber le contacteur.

L'élément chauffeLe bilame se courbe95-96 s'ouvreMC retombeSurintensité prolongéeDilatations inégalesContact NFLe moteur s'arrête

Les éléments chauffants du relais sont dans le circuit de puissance ; le contact à ouverture (95-96) est dans le circuit de la bobine du contacteur. Les numéros de bornes suivent le schéma de raccordement de l'Omron J7TC, à titre d'exemple. Vérifiez les repères sur le relais réel.

Le relais lui-même ne peut pas couper le circuit de puissance du moteur. Son contact à ouverture (NF), 95-96, est câblé dans le circuit de la bobine du contacteur (MC). Au déclenchement, ce contact s'ouvre, la bobine n'est plus alimentée et les contacts principaux du contacteur s'ouvrent : le moteur s'arrête.

Le contact à fermeture (NO), 97-98, alimente en général un voyant de défaut ou une entrée d'automate. C'est de là que vient d'ordinaire l'alarme « samaru ijo » affichée sur l'IHM.

Figure 2 : circuit moteur triphasé typique

Le courant passe par le disjoncteur, le contacteur et le relais thermique avant d'arriver au moteur.

RSTMMCCBMCTHRDisjoncteur boîtier mouléContacteurRelais thermique(2 phases équipées)

Circuit de puissance simplifié. Cet exemple montre un relais à 2 éléments (éléments chauffants sur deux phases). Lorsqu'une protection contre la perte de phase est nécessaire, on utilise un relais à 3 éléments avec protection contre la perte de phase.

Comme le relais fonctionne par échauffement, sa réponse est retardée. Un rapport technique de Mitsubishi Electric indique que, pour les démarreurs-moteurs à bilame, le temps de fonctionnement en surcharge est à peu près inversement proportionnel au courant. Ce retard laisse le moteur passer la brève pointe de courant du démarrage et ne provoque le déclenchement que sur une surcharge durable.

Il implique aussi que le relais thermique n'est pas la protection du circuit contre les courts-circuits. Ce rôle revient au disjoncteur ou au fusible, et les défauts de fuite à la terre relèvent du disjoncteur différentiel (ELB).

Le disjoncteur magnétothermique utilise un bilame pour la surcharge et un électroaimant pour le court-circuit. On le réarme avec sa manette une fois la cause supprimée. L'élément d'un fusible fond sous la chaleur du courant et se remplace par un fusible neuf de même calibre.

Un ELB compare, au moyen d'un tore (transformateur de courant homopolaire), le courant aller et le courant retour ; beaucoup de modèles intègrent aussi une protection contre les surintensités. On le remet en service après réparation de la fuite. Le guide de sélection de Fuji Electric répartit les rôles de la même façon : le démarreur protège le moteur contre la surcharge, les disjoncteurs protègent le circuit contre les courts-circuits.

La plupart des relais thermiques ont un bouton de réarmement manuel. Certains peuvent passer en réarmement automatique, ce qui compte pour la sécurité (voir plus bas).

Dans une armoire japonaise, un relais de choc (« shock relay ») ressemble à un relais thermique, mais il protège la machine entraînée et non les enroulements du moteur. Les différences et la définition de la classe de déclenchement sont traitées dans l'article sur le relais de choc et le relais de surcharge. Pour les fusibles et les protecteurs de circuit, voyez l'article sur le protecteur de circuit (CP), le disjoncteur NFB et le fusible.

Temps de déclenchement selon la surcharge

Pour quel courant, pendant combien de temps, le relais déclenche-t-il ? La réponse tient à la classe de déclenchement, que les fabricants indiquent selon la norme IEC 60947-4-1 (reprise en France sous la référence NF EN IEC 60947-4-1 ; JIS C 8201-4-1 au Japon). Le temps dépend de la classe et du fait que le relais part de l'état froid ou de l'état chaud, donc aucune valeur unique ne s'applique à tous les relais.

Tableau 2 : temps de déclenchement selon la surcharge (exemple de la classe 10A)

Les multiples se rapportent au courant de réglage affiché sur la molette. La dernière colonne est un exemple de calcul, pas une valeur du fabricant.

Multiple du courant de réglageComportement exigéÉtat de départCourant pour 0,75 kW, réglage 3,8 A
105 %Pas de déclenchement avant 2 heuresFroidEnviron 4,0 A
120 %Déclenche en moins de 2 heuresChaudEnviron 4,6 A
150 %Déclenche en moins de 2 minutesChaud5,7 A
720 % (rotor bloqué)Déclenche au-delà de 2 s et jusqu'à 10 sFroidEnviron 27 A

Valeurs pour la classe 10A, charge tripolaire, température ambiante de 20 °C, d'après le tableau des caractéristiques du catalogue Omron J7TC. Dans les données de Fuji Electric, les modèles TR-10 et supérieurs sont de classe 20 et déclenchent en 6 à 20 s à 720 %. La colonne de courant applique 3,8 A, la valeur de référence du courant à pleine charge d'un moteur japonais de 0,75 kW en 200 V (même catalogue) ; le courant dépend de la tension, donc lisez toujours la plaque signalétique. Vérifiez les valeurs réelles sur la plaque signalétique et dans la documentation du relais.

L'exemple multiplie simplement le réglage de 3,8 A : 3,8 × 1,2 = 4,56 A, 3,8 × 1,5 = 5,7 A et 3,8 × 7,2 = 27,36 A. Une petite surcharge met longtemps à faire déclencher le relais, alors qu'un courant de rotor bloqué le fait déclencher en quelques secondes. Un courant à peine supérieur au réglage ne le fait pas déclencher tout de suite.

Ce délai est un indice utile. Si le moteur a déclenché après plusieurs dizaines de minutes de marche, soupçonnez une légère surcharge qui a persisté. S'il a déclenché juste après le démarrage, soupçonnez un rotor bloqué, une perte de phase ou un démarrage trop long.

Que se passe-t-il après un déclenchement thermique

Un déclenchement signifie que le moteur ou la machine entraînée est en surcharge ou dans un état anormal. Les cinq étapes ci-dessous donnent l'ordre habituel de la réaction. C'est un aperçu de ce que l'on vérifie et de qui décide, pas une instruction de travail : pour la procédure réelle, suivez la notice du relais et les règles de sécurité électrique de votre site.

Figure 3 : cinq étapes après un déclenchement thermique

Le réarmement est la quatrième étape. L'actionner avant d'avoir supprimé la cause ne conduit qu'à un nouveau déclenchement.

01SécuriserMettre hors tension, consigner. S'assurer que le moteur ne peut pas redémarrer seul
02Trouver la causeSurcharge, rotor bloqué, perte de phase, alimentation ou réglage. Vérifier les trois courants et la machine
03CorrigerRetirer les corps étrangers, resserrer les bornes, réparer les contacts ou l'alimentation défectueux
04RéarmerAprès refroidissement du relais, le réarmer selon la notice, puis démarrer et contrôler le courant
05Éviter la récidiveRelever le courant ; revoir la périodicité des contrôles et la gestion de la charge

Démarrer et arrêter à répétition sans avoir trouvé la cause surchauffe et abîme les enroulements du moteur.

Sécuriser d'abord

Un moteur à l'arrêt n'est pas forcément un moteur sans danger. Un relais réglé en réarmement automatique se réarme seul en refroidissant, et dans certains circuits le moteur redémarre alors tout seul. Les notices de Fuji Electric et d'Omron avertissent toutes deux qu'avec un réarmement automatique dans un circuit de commande à 2 fils, le moteur redémarre automatiquement.

Avant toute intervention sur la machine, le circuit est mis hors tension et isolé selon la procédure de consignation (LOTO) du site, et la zone est dégagée. En France, les opérations sur les installations électriques sont réservées à du personnel habilité (norme NF C 18-510 et Code du travail) ; à ce titre, le dépannage dans l'armoire revient aux électriciens désignés par votre site.

Au Japon, le règlement sur la sécurité et la santé au travail (Industrial Safety and Health Regulations) impose, avant un nettoyage ou une réparation dangereuse, d'arrêter la machine, de verrouiller le dispositif de démarrage et d'apposer une signalisation (article 107). Avant de contrôler ou de réparer un circuit électrique isolé, il impose l'une de ces trois mesures : verrouiller l'interrupteur, afficher l'interdiction de mise sous tension ou poster un surveillant (article 339). Ne touchez jamais un relais ou ses bornes sous tension.

Trouver la cause

Les suspects habituels sont les suivants :

  • Surcharge : la charge a-t-elle augmenté ? Pièces de la machine grippées ou usées, pompe fonctionnant à débit excessif
  • Rotor bloqué : la rotation est-elle bloquée par un corps étranger ou un roulement défaillant ?
  • Perte de phase : une des trois phases est-elle coupée ou mal raccordée ? Les deux autres phases supportent alors un courant élevé
  • Alimentation : la tension d'alimentation est-elle basse ou déséquilibrée ?
  • Réglage ou environnement : le courant de réglage est-il erroné, ou l'armoire est-elle trop chaude ?

Le contrôle commence en général par la question de savoir si le moteur travaille en surcharge, par un problème mécanique ou par un mauvais réglage. Viennent ensuite les bornes desserrées, les fils coupés et les contacts de contacteur usés, qui peuvent provoquer une perte de phase.

Si le moteur peut tourner, le personnel électricien mesure les trois courants de phase à la pince ampèremétrique pour chercher un déséquilibre, et contrôle la tension d'alimentation (baisse, déséquilibre). Enfin, on vérifie sur la machine entraînée (pompe, ventilateur, etc.) l'absence de corps étrangers et, sous consignation, si l'arbre tourne à la main. Tout ce qui bloque la rotation maintient un courant élevé.

Les courts-circuits sont éliminés par le MCCB ou le fusible, et les défauts à la terre par l'ELB, pas par le relais thermique. Si vous soupçonnez un court-circuit ou une fuite, vérifiez aussi si le MCCB ou l'ELB en amont a déclenché.

Tableau 3 : causes, symptômes et points à vérifier

Cernez la cause d'après la durée de marche avant le déclenchement et ce que l'on voit sur place.

CauseSymptôme typiqueÀ vérifier (mesures par le personnel électricien)À confier aux spécialistes
SurchargeDéclenche après un certain temps de marcheValeur de l'ampèremètre comparée à la valeur habituelle et au courant de la plaque signalétiqueRevoir la charge ; réparer la machine
Rotor bloquéDéclenche juste après le démarrage ; ronflementHors tension et consigné, l'arbre tourne-t-il à la main ?Contrôle des roulements et des corps étrangers ; démontage
Perte de phaseDéclenche au démarrage ou en marche ; ronflement, vibrationsGrand écart entre les trois courants de phase ?Contrôle des bornes, contacts, câbles
AlimentationLes autres équipements du même départ se comportent mal aussiTension et déséquilibre entre phasesEnquête côté alimentation
Réglage ou environnementDéclenche en été ou quand l'armoire est chaudeCourant de réglage comparé au courant à pleine charge ; température de l'armoireRevoir le réglage ; améliorer la ventilation
Vieillissement du moteurDéclenche de façon répétée sans aucune des causes ci-dessusOdeur de brûlé ou échauffement anormal en marcheMesures d'isolement et de résistance des enroulements

Le courant et le comportement au déclenchement lors d'une perte de phase dépendent de la présence ou non d'une protection contre la perte de phase sur le relais. Contrôler le courant, la tension et l'arbre présente des risques d'électrisation et de redémarrage ; ces opérations sont effectuées par du personnel électricien habilité, selon les procédures du site. Sur téléphone, faites défiler le tableau latéralement.

L'isolement du moteur se contrôle au mégohmmètre, hors tension. Les valeurs minimales fixées par la réglementation diffèrent selon les pays et ne sont qu'un plancher ; jugez le résultat d'après les critères du constructeur du moteur ou de votre site.

On peut aussi vérifier, hors tension, que les contacts du contacteur et du relais s'ouvrent et se ferment correctement, avec un multimètre en position résistance.

Corriger la cause

  • Surcharge : réparer le problème mécanique et ramener la charge dans la plage prévue
  • Perte de phase : localiser et réparer les bornes desserrées, les fils coupés ou les contacts de contacteur défectueux
  • Alimentation : si la tension est basse ou déséquilibrée, enquêter côté alimentation
  • Corps étrangers : les retirer et nettoyer la machine

Les causes peuvent aussi se combiner. Une borne desserrée provoque une perte de phase, le moteur continue à tourner sur deux phases et les enroulements s'abîment. Regardez sous plusieurs angles et corrigez en une fois tout ce que vous trouvez.

Réarmer le relais

Une fois la cause supprimée, on réarme le relais, sur la plupart des modèles au moyen d'un bouton de réarmement. Les boutons et les indicateurs varient selon le modèle. La FAQ de Fuji Electric indique par exemple d'appuyer sur le bouton bleu pour les modèles TR-N2 à N8 et sur le bouton blanc pour des modèles comme le TR-0N.

L'indication de déclenchement varie aussi (tige blanche qui rentre, drapeau jaune, etc.) : consultez la notice du modèle. Les étapes exactes du réarmement dépendent du modèle ; suivez la notice plutôt qu'une description générale.

Si le relais ne se réarme pas, on se trouve en général dans l'une de ces trois situations :

  • Il ne se réarme pas tout de suite : juste après le déclenchement, le bilame est encore courbé et l'appui sur le bouton ne fait rien (déclenchement libre). C'est normal, ce n'est pas une panne.
  • Il ne se réarme pas même après attente : d'après la FAQ de Fuji Electric, ses relais peuvent être réarmés dès que 90 à 350 secondes ou plus se sont écoulées depuis le déclenchement, selon la taille du boîtier. S'il ne se réarme toujours pas, le relais est probablement défectueux. Pour les relais d'autres fabricants, consultez la notice pour le temps d'attente.
  • Il se réarme mais déclenche de nouveau : la cause est toujours là. Arrêtez de faire tourner le moteur et retournez à la recherche de la cause.

Après un réarmement, vérifiez que l'équipement fonctionne normalement. Contrôlez que le courant de marche est nettement inférieur au réglage et équilibré sur les trois phases.

Figure 4 : réarmement manuel et réarmement automatique

Les notices de Fuji Electric et d'Omron décrivent comment passer du réarmement manuel au réarmement automatique.

Réarmement manuelAprès un déclenchement, le relais reste déclenché tant que personne n'appuie sur le bouton de réarmement. On peut vérifier la cause avant de redémarrer, et l'indicateur (tige, etc.) montre qu'un déclenchement a eu lieu.
Réarmement automatiqueLe relais se réarme tout seul après refroidissement. Personne n'a besoin de se rendre auprès d'un équipement éloigné, mais sur certains modèles l'indicateur de déclenchement ne s'affiche pas en réarmement automatique.
Avec un réarmement automatique dans un circuit de commande à 2 fils, le moteur redémarre à l'instant où le relais se réarme. Des mains ou des outils à l'intérieur de la machine peuvent être happés : vérifiez le circuit et le mode d'exploitation de la machine avant de choisir ce mode.

Le mode de commutation et le comportement de l'indicateur sont des exemples tirés des notices Fuji Electric TK-E02 et Omron J7TC. Vérifiez chaque modèle.

Un circuit de commande à 2 fils fait tourner le moteur tant que l'ordre de marche est présent. Un circuit à 3 fils utilise des boutons-poussoirs avec un contact d'auto-maintien : après le réarmement du relais, le moteur reste arrêté tant que personne n'appuie sur marche.

Dans un circuit à 2 fils, même un réarmement manuel redémarre aussitôt le moteur si l'ordre de marche est encore présent. L'interrupteur de marche doit donc être sur arrêt avant le réarmement du relais.

Éviter la récidive

Les contrôles périodiques détectent tôt les anomalies de l'équipement et du circuit, et la gestion de la charge évite la surcharge. L'habitude la plus utile est de relever le courant de marche normal. Si le courant dérive à la hausse avant un déclenchement, c'est le signal pour soupçonner l'usure d'un roulement ou un encrassement.

Si la cause est inconnue, si le relais déclenche sans cesse ou s'il ne se réarme pas, arrêtez le moteur et passez le dossier au personnel électricien. Les informations de la liste de contrôle, vers la fin de ce guide, accélèrent leur diagnostic.

Comment le courant de réglage est choisi

Le courant de réglage (seitei-chi) détermine si le relais protège réellement le moteur. Il part de deux données : le courant à pleine charge inscrit sur la plaque signalétique du moteur et la plage de réglage du relais. L'environnement, le type de charge, le type de relais et un essai en marche l'affinent ensuite.

Modifier le réglage est une décision du personnel électricien, fondée sur la documentation de l'équipement et les normes du site. Tourner la molette vers le haut sur le terrain parce que le relais a déclenché est précisément ce qu'il faut éviter.

Partir du courant à pleine charge du moteur

Relevez le courant nominal du moteur sur la plaque signalétique, dans la notice ou dans la spécification. Le courant nominal est celui que le moteur absorbe en marche continue à sa puissance nominale. Les notices de Fuji Electric et d'Omron indiquent toutes deux de tourner la molette de réglage de façon que le courant à pleine charge du moteur coïncide avec le repère ▼.

Le constructeur de la machine peut toutefois spécifier une autre valeur ; consultez donc aussi la documentation de la machine. Les règles locales d'installation (en France, par exemple, la norme NF C 15-100) et les exigences du site peuvent encadrer ce réglage ; vérifiez avec votre bureau d'études électrique.

Tenir compte de la température ambiante

Le relais reçoit aussi de la chaleur de son environnement : il déclenche plus tôt dans une armoire chaude et plus tard dans un endroit froid. Le catalogue Omron J7TC donne comme performance de compensation un déclenchement en moins de 2 heures à 120 % du courant à 40 °C, et à 130 % à −5 °C.

La notice présente un exemple de calcul du réglage avec un facteur de correction lorsque la température ambiante s'écarte beaucoup de 20 °C. Si le relais ne déclenche qu'en été, regardez la température de l'armoire et la ventilation avant de toucher au réglage.

Adapter le relais à la charge

Les moteurs qui démarrent et s'arrêtent fréquemment subissent de courtes surcharges répétées. Pour ceux-là, comme pour les charges à démarrage long ou à fonctionnement par à-coups, la solution est un relais conçu pour ce service (par exemple un modèle à réacteur saturable), pas un réglage plus élevé.

Le guide de sélection de Mitsubishi Electric indique que, lorsque le courant et la durée de démarrage risquent de faire déclencher le relais, il faut soit un relais à réacteur saturable, soit court-circuiter le relais pendant le seul démarrage. Fuji Electric note que les charges à démarrage long exigent un type à déclenchement retardé.

Pour un démarrage étoile-triangle, Mitsubishi Electric limite à 10 secondes sur la temporisation le temps en couplage étoile, et demande de revoir le choix de l'équipement si ce temps est dépassé.

Contrôler la plage et les éléments du relais

La plupart des relais ont une plage de réglage définie. L'Omron J7TC-01-4E2, par exemple, couvre 2,8 à 4,2 A, ce qui convient à un moteur de 3,8 A à pleine charge. Hors de sa plage, un relais n'atteint pas ses performances assignées : choisissez un modèle dont la plage convient.

Vérifiez aussi le nombre d'éléments. Le tableau de sélection de Mitsubishi Electric prend comme standard le type à 2 éléments, mais recommande un type à 3 éléments avec protection contre la perte de phase (son type « 2E ») là où cette protection est nécessaire.

À l'inverse, un relais avec protection contre la perte de phase utilisé sur un moteur monophasé peut déclencher intempestivement, car un pôle ne conduit aucun courant. Omron conseille de faire passer le courant en série dans tous les pôles, ou de régler la molette environ 10 % plus haut.

Confirmer par un essai en marche

Après le réglage, faites fonctionner l'équipement dans ses conditions réelles. Le relais doit déclencher sur une surcharge et ne pas déclencher en marche normale. Un contrôle de séquence, en appuyant sur la tige de déclenchement du relais, confirme aussi que le circuit de commande arrête bien le moteur comme prévu.

Si le relais déclenche à chaque démarrage, les fabricants donnent des limites à l'augmentation du réglage : Omron indique environ 5 % ou moins pour le J7TC, et Mitsubishi Electric suggère environ 110 % du courant nominal lorsqu'un moteur remplacé par un moteur IE3 déclenche.

Les deux valeurs ne valent que dans les limites permises par la documentation du produit concerné. S'il déclenche encore, n'augmentez pas davantage le réglage : passez à un type adapté, par exemple à réacteur saturable.

Revoir le réglage dans le temps

Le réglage n'est pas à faire une fois pour toutes. Revoyez-le chaque fois que le moteur est remplacé, que la charge change ou que les conditions d'exploitation ou l'environnement évoluent.

Lors des contrôles périodiques, vérifiez aussi les vis de bornes en plus du réglage. La notice de Fuji Electric demande de resserrer périodiquement les vis de bornes, car des bornes desserrées provoquent échauffement et perte de phase.

Causes fréquentes de déclenchement thermique sur les pompes

Lorsque le moteur d'une pompe déclenche, regardez la pompe autant que la partie électrique. Les notices des pompes d'Ebara énumèrent les causes de surintensité suivantes.

Figure 5 : pourquoi le courant du moteur de pompe augmente

Regrouper les causes en tuyauterie, pompe, liquide et alimentation aide à les retrouver.

Débit excessifHauteur manométrique trop faible et débit trop élevé. Étrangler la vanne de refoulement ramène le courant à la normale
Corps étranger coincéDéchets ou matières solides dans la roue. L'aiguille de l'ampèremètre oscille davantage
Parties tournantesRoulement cassé, garniture mécanique grippée ou frottement des parties tournantes
Liquide lourd ou visqueuxDensité ou viscosité supérieure à celle prévue
Mauvaise fréquencePompe prévue pour 50 Hz alimentée en 60 Hz
Problèmes d'alimentationChute de tension, déséquilibre de tension entre phases, perte de phase

D'après le chapitre « Dépannage » des notices des pompes DN et SCD d'Ebara. Les causes citées diffèrent selon le modèle.

La cause facile à manquer est une hauteur manométrique trop faible qui provoque un débit excessif. Sur beaucoup de pompes centrifuges, la puissance à l'arbre augmente avec le débit : si la tuyauterie offre moins de résistance que prévu, le courant monte.

La question de la fréquence compte pour un équipement importé. Le Japon est alimenté en 50 Hz dans l'est et en 60 Hz dans l'ouest, alors que la France et le Maroc sont en 50 Hz : vérifiez pour quelle fréquence la pompe et son moteur ont été construits, sur la plaque signalétique et avec le fournisseur.

Les mêmes notices demandent aux exploitants de contrôler chaque jour le courant et l'oscillation de l'aiguille de l'ampèremètre. Même avec un courant dans la valeur nominale, une grande oscillation peut signaler un corps étranger coincé dans la pompe. Une aiguille qui oscille fortement et périodiquement peut aussi indiquer du pompage (surging).

Pour les pompes, relevez en plus la pression de refoulement, l'ouverture de la vanne de refoulement et tout changement de température ou de nature du liquide. Aligner le courant et la pression aux mêmes instants aide à distinguer un débit excessif d'un colmatage.

Protection thermique électronique du variateur et relais thermique

Sur un moteur piloté par un variateur de vitesse, la protection thermique électronique du variateur (denshi samaru) peut surveiller la surcharge à la place d'un relais à bilame. Elle mesure le courant par voie électronique, calcule l'échauffement du moteur et l'arrête.

Lorsque l'armoire affiche « samaru ijo » ou une alarme de surcharge, cherchez d'abord quel appareil a agi. Si le relais thermique n'indique aucun déclenchement et que l'afficheur du variateur montre une alarme, c'est le variateur qui a déclenché.

Le comportement de la protection électronique dépend de son paramétrage. Une FAQ de Yaskawa Electric décrit des moteurs brûlés alors que 150 % du courant nominal circulait, et en donne quatre causes :

  • La protection thermique électronique était désactivée
  • Le courant nominal du moteur était mal réglé
  • Un moteur standard était paramétré comme un moteur pour variateur
  • L'alimentation du variateur était coupée à chaque arrêt sur surcharge

La quatrième est facile à négliger. La même FAQ indique que le temps de déclenchement à 150 % du courant est d'environ 1 minute à partir de l'état chaud, mais d'environ 7 minutes à partir de l'état froid.

Comme chaque coupure d'alimentation relance le comptage à partir de l'état froid, le moteur peut brûler avant que le variateur ne déclenche. Les réglages et le comportement diffèrent selon le modèle : consultez la notice du variateur.

Liste de contrôle et questions au fournisseur japonais

Utilisez-la lorsqu'un déclenchement thermique survient sur un équipement de fabrication japonaise, ou avant la mise en service.

Informations à relever à chaque déclenchement

  • Nom de l'équipement, modèle du relais et courant de réglage
  • Indications présentes : indicateur de déclenchement du relais, état du disjoncteur amont, texte de l'alarme IHM (photographiez les messages en japonais)
  • Durée entre le démarrage et le déclenchement, et charge à ce moment
  • Courant de marche normal et courant juste avant le déclenchement, et réussite ou non du réarmement
  • Pour les pompes : pression de refoulement, ouverture de la vanne de refoulement, température et nature du liquide

Questions à poser au fournisseur japonais

  • Quel modèle de relais et quelle classe de déclenchement sont utilisés, et sur quelle base le courant de réglage a-t-il été choisi (courant à pleine charge de la plaque signalétique ou valeur spécifiée par le constructeur de la machine) ?
  • Le relais est-il réglé en réarmement manuel ou automatique ? Le circuit de commande est-il à 2 fils ou à 3 fils ?
  • Le relais est-il à 2 éléments, ou à 3 éléments avec protection contre la perte de phase ?
  • De quel appareil provient chaque alarme de l'IHM : relais thermique, protection thermique électronique du variateur ou autre ? Pouvez-vous envoyer la liste des alarmes en anglais ou en français ?
  • Le moteur ou la pompe a-t-il été construit pour 50 Hz ou 60 Hz, et pour quelle tension ?
  • Quel courant de marche normal avez-vous mesuré lors des essais de réception en usine (FAT) ?
  • Si le réglage doit être ajusté, quelle plage la notice du relais autorise-t-elle, et qui approuve la modification ?

Limites de ce guide

Les temps de déclenchement, le comportement au réarmement, les indicateurs et les limites de réglage cités ici proviennent de documents précis d'Omron, de Fuji Electric, de Mitsubishi Electric et de Yaskawa Electric, et valent pour ces produits. D'autres relais et variateurs se comportent différemment.

Ce guide ne remplace ni la notice du relais ou du variateur, ni la documentation de la machine, ni la réglementation électrique locale, ni les procédures de consignation et de sécurité électrique de votre site. Les travaux à l'intérieur des armoires sont réservés au personnel électricien habilité.

FAQ

Que signifie « déclenchement thermique » ?

Cela signifie que le relais thermique a détecté une surcharge durable et ouvert le circuit de commande du contacteur, ce qui arrête le moteur. Les techniciens japonais disent « le thermique est tombé » (samaru ga ochiru) ou « le thermique a sauté » (samaru ga tobu) pour le même événement.

Que signifie l'alarme « samaru ijo » (défaut thermique) ?

Elle signifie en général que le relais thermique a déclenché ; son contact 97-98 est câblé sur un voyant ou une entrée d'automate qui déclenche l'alarme. Sur certaines machines, elle désigne une alarme de surcharge du variateur : vérifiez de quel appareil provient l'alarme.

Pourquoi mon relais thermique ne se réarme-t-il pas ?

Juste après un déclenchement, le bilame est encore courbé : le réarmement n'agit pas encore. Fuji Electric donne une attente minimale de 90 à 350 secondes pour ses relais, selon la taille du boîtier.

Pour les autres marques, consultez la notice ; si le relais ne se réarme toujours pas après l'attente indiquée, soupçonnez un relais défectueux.

Le relais déclenche sans cesse. Puis-je augmenter le réglage ?

Pas avant d'avoir trouvé la cause. Les fabricants indiquent de combien un réglage peut être relevé (Omron suggère environ 5 % ou moins pour le J7TC), et la décision revient au personnel électricien. S'il déclenche encore, il faudra peut-être changer de type de relais.

En combien de temps un relais thermique déclenche-t-il ?

Cela dépend de la surcharge et de la classe de déclenchement. En classe 10A, le relais doit déclencher en moins de 2 minutes à 150 % du réglage en partant de l'état chaud, et au-delà de 2 secondes et jusqu'à 10 secondes à 720 % (rotor bloqué) en partant de l'état froid. À 105 %, en partant de l'état froid, il ne doit pas déclencher avant 2 heures.

Sources

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À propos de la rédaction

Rédaction de MONOSCOPEFOUNDER & EDITOR

Une dizaine d’années chez un fabricant d’équipements industriels et dans une société d’ingénierie d’usines, à la proposition, à la conception et à la mise en service d’équipements, puis un passage au marketing numérique. Aujourd’hui, conseil web auprès de fabricants B2B pour les aider à expliquer clairement leurs produits et leurs technologies. Titulaire des licences nationales japonaises d’Energy Manager et d’ingénieur électricien en chef de troisième classe.

Un blog d’ingénierie tenu depuis 2017 (plus de 500 articles) et une chaîne YouTube en japonais d’environ 20 000 abonnés. Chaque guide est rédigé du point de vue de l’atelier japonais et vérifié au regard des normes citées.

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