Relais de protection de phase moteur

Un relais de protection de phase pour moteur est un petit dispositif de protection qui surveille en continu l'alimentation triphasée et arrête le moteur en ouvrant le circuit de commande dès qu'il détecte un problème. Il contrôle la perte de phase, un ordre de phases incorrect et le déséquilibre entre phases ; en cas de danger, il coupe le circuit de bobine du contacteur pour éviter d'endommager le moteur. En bref, il agit comme une « sentinelle » devant le moteur et intervient lorsqu'un défaut vient du côté de l'alimentation.

Moteur électrique DRG gris représentant un moteur asynchrone triphasé protégé par un relais de protection de phase

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Cet article est un guide d'information sur la protection, et non une consigne de câblage sur le terrain. Vous pouvez consulter les modèles triphasés que vous comptez protéger par un relais dans la boutique de moteurs en ligne et dans la catégorie moteurs asynchrones triphasés.

Qu'est-ce qu'un relais de protection de phase ?

Un relais de protection de phase est un élément de surveillance et de commande, monté sur rail, placé dans l'armoire. Il mesure les tensions des trois phases les unes par rapport aux autres et change l'état d'un contact de sortie lorsque les valeurs sortent d'une fenêtre définie. Ce contact est raccordé au circuit de bobine du contacteur qui commande le moteur ; quand le relais indique « il y a un problème », le contacteur retombe et l'alimentation du moteur est coupée. Le relais ne transporte pas lui-même le courant principal ; son rôle est de surveiller l'alimentation et de décider. C'est pourquoi un petit appareil peut protéger même un gros moteur, indépendamment de sa puissance.

Deux noms de la même famille sont courants : le relais d'ordre de phases et le relais de protection de phase. La plupart des appareils modernes font les deux, en contrôlant l'ordre des phases, leur présence et leur équilibre dans un seul boîtier.

Que surveille le relais ? Trois tâches essentielles

Le tableau ci-dessous résume les principales conditions qu'un relais de protection de phase surveille et pourquoi elles comptent pour le moteur. Les seuils et temporisations varient selon l'appareil ; pour le comportement exact, consultez la documentation de l'appareil.

Condition surveillée	Signification	Réaction du relais
Perte de phase	Une des trois phases manque	Ouvre le contact, fait retomber le contacteur
Ordre de phases	Ordre des phases inversé	N'autorise pas la marche
Déséquilibre de phase	Grand écart entre phases	Coupe au dépassement du seuil
Sous / sur-tension	La tension sort de la fenêtre	Coupe avec temporisation (selon modèle)

La surveillance de l'ordre des phases est particulièrement précieuse sur les charges où le sens compte, comme les pompes, compresseurs et convoyeurs : une rotation inverse peut endommager le produit ou le mécanisme. La protection contre la perte de phase et le déséquilibre vise à empêcher le moteur de rester en monophasé, d'appeler un courant excessif et de surchauffer.

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Relais de protection de phase avec et sans neutre

Les relais du marché se classent en deux grands types selon leur mode de mesure. Le choix dépend de la présence ou non d'un conducteur de neutre dans l'armoire et du type de surveillance souhaité.

Type sans neutre (mesure phase-phase)

Il n'utilise que les trois phases et mesure la tension entre phases (phase-phase). Il ne nécessite pas de neutre ; il est donc préféré dans de nombreuses armoires moteur où le neutre n'est pas amené. Il surveille de façon fiable la perte de phase, l'ordre des phases et le déséquilibre entre phases.

Type avec neutre (mesure phase-neutre)

Outre les trois phases, il utilise aussi le conducteur de neutre et mesure chaque phase par rapport au neutre (phase-neutre). Cela lui permet de voir plus finement une baisse de la tension propre d'une seule phase et offre une information supplémentaire sur des situations comme une rupture de neutre. Il s'utilise dans les installations où le neutre arrive à l'armoire.

La règle pour ne pas se tromper est claire : si votre armoire dispose d'un neutre, les deux types peuvent être envisagés ; s'il n'y a pas de neutre, un type sans neutre est requis. Cette distinction se fixe d'après le câblage réel de votre installation, et non d'après un catalogue.

À quoi sert-il et où se place-t-il dans l'armoire ?

Le rôle du relais est de capter un problème côté alimentation avant que le moteur ne soit endommagé. Lorsqu'une phase est perdue ou que les phases se déséquilibrent, le moteur peut continuer à tourner sans « s'en apercevoir » ; le relais voit ce moment et coupe la commande. Conceptuellement, le relais se situe sur la ligne de commande entre l'alimentation et le contacteur qui commande le moteur : il surveille les phases et pilote la bobine du contacteur via son contact de sortie. Le relais ne porte donc pas le chemin de puissance principal ; il ne fait que prendre la décision « peut tourner / ne peut pas tourner ».

Ce placement ne doit pas être confondu avec un relais thermique de surcharge. Le relais thermique surveille le courant appelé par le moteur et la surcharge, tandis que le relais de protection de phase surveille la tension d'alimentation et la structure des phases. Les deux se complètent : l'un sécurise le côté charge du moteur, l'autre le côté réseau. Établir le schéma de câblage et acheminer les bornes de contact aux bons points demande une expertise ; c'est pourquoi cet article explique seulement ce que fait l'appareil et ne donne pas d'étapes de câblage.

Que regarder pour choisir un relais ?

Pour choisir le relais lui-même, trois points ressortent : les contrôles qu'il effectue (uniquement l'ordre, ou aussi perte de phase + déséquilibre + une fenêtre de tension), la structure de votre alimentation (avec ou sans neutre) et la compatibilité du contact de commande avec la bobine du contacteur que vous utiliserez. L'important est que le relais corresponde à la logique de commande de votre moteur, et non à son courant nominal, car le relais ne porte pas le courant principal. Connaître le bon moteur vous indique toutefois quelle taille de contacteur et de protection prévoir.

Le tableau ci-dessous donne les courants nominaux approximatifs à 400 V des modèles DRG 1500 tr/min (4 pôles). Ces valeurs vous permettent de voir pour quelle plage de courant choisir le contacteur et la protection thermique supervisés par le relais de protection de phase.

Modèle	Puissance	Courant nominal (400 V)	Classe de vitesse
DRG-112M-4 (aluminium)	4 kW	7,95 A	4 pôles / 1500 tr/min
DRG-132S-4 (aluminium)	5,5 kW	10,7 A	4 pôles / 1500 tr/min
DRG-132M-4 (aluminium)	7,5 kW	14,3 A	4 pôles / 1500 tr/min
DRG-160M-4 (aluminium)	11 kW	20,4 A	4 pôles / 1500 tr/min

Pour préciser le courant nominal de votre moteur, le tableau des courants moteur et, pour un calcul général, le calculateur de moteur électrique sont utiles. Si vous remplacez le moteur et que le courant diffère, revoyez le contacteur et le réglage thermique en conséquence ; le relais de protection de phase se choisit selon le type de surveillance et la structure du neutre.

Sécurité : avant le câblage et le réglage

Le montage du relais de protection de phase dans l'armoire, l'acheminement des contacts de commande vers la bobine du contacteur et les mesures ou réglages sont des opérations électriques. Avant de commencer, coupez l'alimentation, vérifiez l'absence de tension avec un appareil adapté et confiez le câblage et le réglage uniquement à un personnel électricien qualifié. Réglez des valeurs comme le seuil de déséquilibre ou la fenêtre de tension d'après la documentation de l'appareil et la plaque du moteur, et non au jugé. Cet article est une information générale, et non une consigne de câblage étape par étape.

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Une fois précisées la puissance et la vitesse du moteur dont vous construirez la protection, vous pouvez comparer le modèle triphasé le plus adapté via la boutique.

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Questions fréquentes

Un relais de protection de phase est-il nécessaire sur chaque moteur ?

Plutôt que de le considérer comme une obligation légale, il est judicieux de le voir comme une méthode de protection solide sur les installations où la qualité de l'alimentation varie ou qui présentent un risque de perte de phase ou de rotation inverse. Il est particulièrement précieux dans les pompes, compresseurs et convoyeurs où le sens de rotation est critique.

Le relais de protection de phase remplace-t-il le relais thermique ?

Non. Ils surveillent des choses différentes : le relais thermique la surintensité et la charge appelées par le moteur, le relais de protection de phase la tension d'alimentation, la présence et l'ordre des phases. Ils s'utilisent ensemble, et non l'un à la place de l'autre.

Dois-je choisir un type avec ou sans neutre ?

Cela dépend de la présence ou non d'un conducteur de neutre dans votre armoire. Sans neutre, il faut un type phase-phase (sans neutre) ; avec neutre disponible, un type phase-neutre peut aussi être utilisé. La décision suit le câblage réel de votre installation.

Le relais se choisit-il selon la puissance du moteur ?

Comme le relais de protection de phase ne porte pas le courant principal, il se choisit non par sa puissance mais par les contrôles qu'il effectue et la structure de l'alimentation. La puissance du moteur fixe plutôt la taille du contacteur et de la protection thermique que le relais coupe.

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