Pourquoi un moteur électrique fait-il déclencher le relais thermique ?

Si un moteur électrique fait déclencher son relais thermique, il n'y a que deux possibilités : soit le moteur absorbe réellement plus de courant que le réglage du relais (surcharge, perte de phase, sous-tension, démarrages longs ou fréquents), soit le relais est réglé sur une mauvaise valeur. Exemple : un moteur de 22 kW, 1500 tr/min absorbe 41,8 A à pleine charge sous 380 V. En démarrage direct, le relais thermique se règle à 41,8 A ; en démarrage étoile-triangle, lorsque le relais est placé dans la branche triangle, il se règle à 41,8 / √3 ≈ 24,1 A. Confondre ces deux valeurs est la cause la plus fréquente des déclenchements « inexpliqués » sur le terrain.

Le rôle du relais thermique est d'ouvrir le circuit avant que le bobinage ne surchauffe ; lorsqu'il déclenche, il fait donc le plus souvent son travail. La vraie question n'est pas « pourquoi le thermique déclenche-t-il ? » mais « pourquoi le moteur absorbe-t-il trop de courant, ou pourquoi le relais surveille-t-il une mauvaise valeur ? ». La démarche ci-dessous permet de trouver la cause par la mesure. Les mesures et raccordements dans l'armoire doivent être réalisés par un électricien qualifié ; réarmer le relais et redémarrer encore et encore endommage le bobinage. Les valeurs de plaque des moteurs sont disponibles sur les fiches produits de Acheter un moteur électrique en ligne.

Nous avons expliqué la constitution et la logique de réglage du relais dans À quoi sert un relais thermique ? Comment régler la protection du moteur ; pour un fusible ou un disjoncteur qui s'ouvre instantanément, voir Pourquoi un moteur électrique fait-il sauter le fusible ?. Cet article se concentre uniquement sur les causes de déclenchement du thermique et sur leur diagnostic.

Quand le thermique déclenche-t-il ? Diagnostic selon le moment

Le moment du déclenchement réduit fortement la liste des causes. Avant de réarmer, notez les réponses à ces questions, puis suivez la démarche :

1. Déclenche-t-il au démarrage ? Si le moteur déclenche avant d'atteindre sa vitesse ou juste après : charge trop lourde, démarrage long, basculement étoile-triangle tardif ou classe de déclenchement insuffisante pour la charge.
2. Déclenche-t-il après un certain temps de marche ? Le courant est légèrement au-dessus du réglage : surcharge réelle, sous-tension, déséquilibre de phases, armoire chaude.
3. Est-ce aléatoire, parfois immédiat, parfois des heures après ? Borne desserrée, contact de contacteur oxydé, perte de phase intermittente, grippage mécanique.
4. Vérifiez le réglage du relais : Correspond-il au courant de plaque et au mode de démarrage ?
5. Mesurez le courant des trois phases : Lisez L1, L2 et L3 à la pince ampèremétrique en marche ; comparez au courant de plaque et entre elles.
6. Mesurez la tension aux bornes du moteur : Côté moteur, pas à l'arrivée de l'armoire, et en charge.
7. Désaccouplez le moteur et faites-le tourner à vide : Si le problème persiste à vide, il est électrique ; s'il disparaît, il est mécanique ou lié à la charge.

Mauvais réglage du thermique : In ou In/√3 en étoile-triangle

En démarrage direct, le relais voit le courant de ligne, c'est-à-dire l'In de la plaque. En démarrage étoile-triangle, le relais est généralement monté sous le contacteur principal, sur la ligne qui alimente les branches triangle du moteur, et voit le courant d'enroulement (de phase), égal à 1/√3 du courant de ligne. Réglé sur In dans cette position, il ne protège pas le moteur ; un relais de démarrage direct réglé par erreur sur In/√3 déclenche dès que le moteur approche de la pleine charge. Si, dans une armoire étoile-triangle, le relais est placé sur la ligne d'alimentation, avant le contacteur principal, le réglage redevient In. Vérifiez toujours la position du relais sur le schéma avant de le régler.

Si votre réseau est plus proche de 400 V, prenez le courant de plaque à 400 V (39,7 A pour le même moteur de 22 kW). La deuxième erreur fréquente est l'inadéquation tension–couplage : les moteurs de 3 kW et moins à plaque 230/400 V se couplent en étoile sur un réseau 380 V, ceux de 4 kW et plus à plaque 400/690 V en triangle. Coupler un moteur 230/400 V en triangle sous 380 V soumet le bobinage à une surtension, le courant monte et le thermique déclenche rapidement. Pour vérifier le réglage de votre propre moteur, utilisez l'outil de sélection relais thermique, fusible et contacteur ; pour comparer les modes de démarrage, l'outil de démarrage étoile-triangle.

Le moteur est-il vraiment en surcharge ? Mesure du courant et déséquilibre de phases

Si le réglage est correct, la question suivante est de savoir si le moteur absorbe plus que le réglage. Lisez chaque phase séparément à la pince, en charge normale. Si les trois phases sont proches et toutes au-dessus d'In, le moteur est mécaniquement surchargé : débit de pompe supérieur au dimensionnement, angle de pales de ventilateur trop grand, convoyeur trop chargé, mauvais rapport de poulies ou moteur tout simplement trop petit pour l'application. Augmenter le réglage du relais n'est pas une solution ; réduisez la charge ou passez à la puissance supérieure. Vous pouvez vérifier la puissance nécessaire par le couple : un moteur de 7,5 kW, 1460 tr/min a un couple nominal de 49,1 Nm ; si la machine demande en marche un couple supérieur, le courant dépasse lui aussi In.

Si les courants diffèrent, le problème est un déséquilibre de phases. Calcul simple : faites la moyenne des trois courants, puis divisez le plus grand écart à la moyenne par la moyenne.

Exemple de mesure : moteur de 7,5 kW

Prenons un moteur de courant de plaque 15,0 A et des valeurs mesurées de 14,2 A, 15,0 A et 16,4 A. Moyenne (14,2 + 15,0 + 16,4) / 3 ≈ 15,2 A ; plus grand écart 16,4 − 15,2 = 1,2 A ; déséquilibre 1,2 / 15,2 ≈ 7,9 %. Même si la moyenne semble proche de la valeur de plaque, la phase qui porte 16,4 A chauffe le plus son bilame et c'est elle qui fait déclencher le relais. Mesurez d'abord les tensions entre phases aux bornes du moteur. Si elles sont équilibrées, permutez circulairement les câbles d'un cran : si le courant élevé suit la phase, la source est le réseau ou le câble ; s'il reste sur le même enroulement du moteur, un défaut de bobinage devient plus probable.

En cas de perte totale d'une phase, un moteur en marche peut continuer à tourner mais absorbe un courant très élevé sur les deux phases restantes ; un relais thermique sensible à la perte de phase (dispositif différentiel) s'ouvre alors rapidement. Si un moteur à l'arrêt tente de démarrer avec une phase manquante, aucun champ tournant ne se crée, le moteur ronfle et le thermique déclenche. Un fusible fondu, un seul contact de contacteur brûlé et une vis de borne desserrée sont les sources les plus fréquentes de perte de phase.

Comment un câble long et une sous-tension font-ils déclencher le thermique ?

Pour fournir la même puissance mécanique, un moteur absorbe plus de courant quand la tension baisse. Un câble long et de faible section abaisse la tension côté moteur en charge, et le relais voit le courant accru. La chute de tension se calcule par ΔU = √3 × I × (L/1000) × R × cosφ (R : résistance du câble en Ω/km, d'après le tableau de l'outil câble du site). Pour un moteur de 7,5 kW, 4 pôles (I = 15,0 A, cosφ = 0,84, 380 V) :

Le critère général retenu dans l'outil est de 3 % pour la ligne d'alimentation. Un câble de 2,5 mm² suffit à ce moteur en courant admissible (25 A), mais donne une chute de 4,26 % à 100 m ; le moteur peut alors dépasser son courant de plaque et le thermique déclenche, surtout quand la charge augmente. Dans ce calcul, 4 mm² reste sous la limite à 100 m et 6 mm² à 150 m. Les valeurs sont un exemple de calcul pour un câble cuivre PVC à environ 30 °C ; la section doit être validée par un ingénieur électricien selon le mode de pose, le groupement et la température ambiante. Testez votre propre distance avec le calculateur de section de câble moteur. Si la tension du réseau baisse elle-même aux heures de pointe, le même symptôme apparaît ; mesurez à différents moments de la journée.

Si le thermique déclenche au démarrage : démarrages longs et fréquents

Au démarrage, le moteur absorbe plusieurs fois In. Calcul avec le rapport de courant de démarrage Is/In de la fiche technique : un moteur de 11 kW, 1500 tr/min a Is/In = 7,7, soit environ 21,5 × 7,7 ≈ 165,6 A en démarrage direct ; un moteur de 22 kW environ 7,8 × 41,8 ≈ 326 A. Le bilame du relais chauffe vite à ce courant. Si le démarrage se termine en quelques secondes, pas de problème, mais le relais déclenche dans deux cas :

• Démarrage long : avec des charges à forte inertie comme un gros ventilateur, un concasseur chargé ou un convoyeur plein, le moteur absorbe longtemps le courant de démarrage.
• Démarrages fréquents : sur une machine en marche-arrêt, le bilame ne peut pas refroidir ; chaque démarrage accumule de la chaleur et le relais déclenche après quelques cycles.

Nous avons défini les classes de déclenchement (classe 10, 20, 30) dans l'article sur le relais thermique ; ici, c'est le diagnostic qui compte. Chronométrez le démarrage et comparez-le à la classe du relais : avec une charge à démarrage long, un relais de classe 10 peut déclencher au démarrage même si le moteur est sain. Avant d'augmenter la classe, assurez-vous que le moteur supporte lui-même ce démarrage long ; sinon, le problème passe du relais au bobinage. Pour les démarrages fréquents, la solution est de réduire les cycles, d'utiliser un variateur ou un démarreur progressif, ou de choisir un moteur plus grand pour l'application. Régler le relais plus haut pour tolérer les démarrages fréquents laisse le moteur sans protection.

Température de l'armoire, roulements et grippage mécanique

Comme le relais thermique fonctionne avec un bilame, il réagit non seulement au courant mais aussi à la température qui l'entoure. Dans une armoire exposée au soleil, non ventilée ou remplie de sources de chaleur comme des variateurs ou des transformateurs, le relais peut déclencher même lorsque le courant est inférieur au réglage. Mesurez la température intérieure de l'armoire ; ajoutez ventilateurs, filtres et espacement.

La partie mécanique augmente elle aussi directement le courant. Roulements secs ou endommagés, courroie trop tendue, accouplement mal aligné, frottement de la roue de pompe, ventilateur de refroidissement et carcasse à ailettes encrassés augmentent le courant et la température du bobinage. Désaccouplez le moteur et tournez l'arbre à la main : s'il est dur, bruyant ou présente du jeu, consultez les symptômes de défaut de roulement moteur.

Tableau cause – mesure – solution

Liste de contrôle avant de remettre le moteur en service

• Réglage du thermique conforme au courant de plaque et à la position du relais sur le schéma.
• Tension de plaque et barrettes du bornier (étoile/triangle) adaptées au réseau.
• Courants des trois phases mesurés, déséquilibre calculé.
• Tension entre phases mesurée aux bornes du moteur en charge.
• Connexions du bornier, du contacteur et des fusibles resserrées ; aucune trace de brûlure.
• L'arbre tourne librement à la main, courroie/accouplement corrects, ventilateur et ailettes propres.
• Durée de démarrage et nombre de démarrages par heure notés.
• Température intérieure de l'armoire normale, ventilation en fonctionnement.

Moteurs de cette gamme de puissance

Si le moteur est trop petit pour l'application, passez à la puissance supérieure. Modèles cités dans l'article :

• DRG-112M-4 – 4 kW – 1500 tr/min – carcasse aluminium
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1500 tr/min – carcasse fonte
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1500 tr/min – carcasse fonte
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1500 tr/min – carcasse fonte
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1500 tr/min – carcasse fonte
• DRG-200L-4 – 30 kW – 1500 tr/min – carcasse fonte

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Questions fréquentes

Pourquoi le thermique déclenche-t-il quelques minutes après la mise en marche ?

Le courant est légèrement au-dessus du réglage et le bilame s'échauffe puis s'ouvre avec le temps. Les causes les plus fréquentes sont une surcharge réelle, une sous-tension, un déséquilibre de phases et une armoire chaude. Mesurez le courant des trois phases et la tension côté moteur en charge ; si les courants sont équilibrés et supérieurs à In, réduisez la charge ou revoyez le choix de puissance.

Peut-on régler le thermique au-dessus du courant de plaque ?

Le régler au-dessus du courant de plaque laisse le moteur sans protection ; le bobinage surchauffe. Le réglage correspond au courant de plaque (In ou In/√3 selon la position du relais). Si le relais déclenche au bon réglage, le problème n'est pas le réglage mais le courant absorbé par le moteur.

Pourquoi un moteur de pompe fait-il déclencher le thermique ?

Dans une pompe centrifuge, le courant dépend en grande partie du débit : vanne de refoulement grande ouverte, pression de réseau inférieure au dimensionnement ou conduite rompue, et la pompe débite trop, le moteur dépasse In. Le frottement de la roue, une garniture trop serrée et la chute de tension sur un long câble d'alimentation augmentent aussi le courant. Fermer partiellement la vanne et vérifier si le courant baisse montre vite si la cause vient de la charge ou de l'électrique.

Peut-on redémarrer le moteur juste après un déclenchement du thermique ?

Le relais ne se réarme pas tant que le bilame n'a pas refroidi ; même réarmé, redémarrer sans supprimer la cause chauffe une fois de plus le bobinage. Effectuez d'abord les contrôles de la démarche de diagnostic. En cas de déclenchements répétés, arrêtez le moteur et faites réaliser des mesures par un électricien qualifié.

Si vous pensez que le problème de déclenchement vient du choix du moteur, envoyez-nous les valeurs de plaque, la charge et le mode de démarrage ; nous déterminerons ensemble la bonne puissance. Téléphone : +90 (542) 666 11 11 · E-mail : [email protected] · Page contact. Consultez tous les modèles et les informations à jour parmi les 120 modèles de notre boutique en ligne.